特開 2024-151442 画像形成装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024151442

(43)【公開日】2024-10-25

(54)【発明の名称】画像形成装置

(51)【国際特許分類】

   G03G 21/00 20060101AFI20241018BHJP

   G03G 15/01 20060101ALI20241018BHJP

【ＦＩ】

G03G21/00 312

G03G15/01 L

【審査請求】未請求

【請求項の数】7

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023064759

(22)【出願日】2023-04-12

(71)【出願人】

【識別番号】000006150

【氏名又は名称】京セラドキュメントソリューションズ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001933

【氏名又は名称】弁理士法人 佐野特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】中江 貞敬

【テーマコード（参考）】

2H134

2H300

【Ｆターム（参考）】

2H134GA01

2H134GA06

2H134GB02

2H134HA12

2H134HA16

2H134HD00

2H134KA40

2H134KB02

2H134KB05

2H134KB20

2H134KC01

2H134KG04

2H134KH01

2H300EC02

2H300EC05

2H300EC15

2H300EC16

2H300EL02

2H300EL05

2H300EL10

2H300FF08

2H300GG11

2H300HH39

2H300PP01

2H300QQ04

2H300QQ08

2H300QQ10

2H300QQ11

2H300QQ24

2H300RR33

2H300RR34

2H300RR36

2H300RR39

2H300RR50

2H300TT03

2H300TT04

(57)【要約】

【課題】転写残トナーの帯電量が低い場合や逆極性になっている場合でも回収ローラーで適正に回収可能な画像形成装置を提供する。
【解決手段】画像形成装置は、画像形成動作の実行中に回収ローラーに転写残トナーを一時的に付着させるトナー付着工程と、画像形成動作の終了後に回収ローラーに付着した転写残トナーを像担持体に移動させるトナー移動工程と、像担持体から中間転写体に転写残トナーを移動させてクリーニング機構で転写残トナーを回収するトナー回収工程と、を含む転写残トナー回収動作を実行する。制御部は、白地部トナー量が閾値以上である画像形成部では、トナー付着工程において回収ローラーにトナーの帯電極性と同極性の電圧を印加し、トナー移動工程において回収ローラーにトナーの帯電極性と逆極性の電圧を印加して転写残トナー回収動作を実行する。
【選択図】図４

【特許請求の範囲】

【請求項1】

表面に感光層が形成された像担持体と、
前記像担持体を帯電させる帯電装置と、
前記帯電装置により帯電された前記像担持体を露光することにより静電潜像を形成する露光装置と、
トナーを含む現像剤を担持する現像剤担持体を有し、前記像担持体に形成された前記静電潜像に前記トナーを付着させてトナー像を形成する現像装置と、
を含む複数の画像形成部と、
複数の前記画像形成部に沿って移動可能であり、前記画像形成部で形成された前記トナー像が一次転写される中間転写体と、
前記像担持体に形成された前記トナー像を前記中間転写体に一次転写する一次転写部材と、
前記中間転写体に転写された前記トナー像を記録媒体に二次転写する二次転写部材と、
前記中間転写体に付着した前記トナーを除去するクリーニング機構と、
前記現像剤担持体に現像電圧を印加する現像電圧電源と、
前記帯電装置に帯電電圧を印加する帯電電圧電源と、
前記一次転写部材および前記二次転写部材に転写電圧を印加する転写電圧電源と、
複数の前記画像形成部のそれぞれに設けられ、前記一次転写後に前記像担持体上に残存する転写残トナーを回収する回収ローラーと、
前記回収ローラーに電圧を印加するクリーニング電圧電源と、
前記画像形成部、前記現像電圧電源、前記転写電圧電源、前記帯電電圧電源、および前記クリーニング電圧電源を制御する制御部と、
を備え、
画像形成動作の実行中に前記回収ローラーに前記トナーの帯電極性と逆極性の電圧を印加して前記回収ローラーに前記転写残トナーを一時的に付着させるトナー付着工程と、
前記画像形成動作の終了後に前記現像剤担持体と前記像担持体とを離間させた後に、前記回収ローラーに前記トナーの帯電極性と同極性の電圧を印加して前記回収ローラーに付着した前記転写残トナーを前記像担持体に移動させるトナー移動工程と、
前記像担持体から前記中間転写体に前記転写残トナーを移動させて前記クリーニング機構で前記転写残トナーを回収するトナー回収工程と、
を含む転写残トナー回収動作を実行する画像形成装置において、
前記中間転写体上の白地部トナー量を検知するトナー量検知部をさらに備え、
前記制御部は、
前記白地部トナー量が閾値以上である前記画像形成部では、前記トナー付着工程において前記回収ローラーに前記トナーの帯電極性と同極性の電圧を印加し、前記トナー移動工程において前記回収ローラーに前記トナーの帯電極性と逆極性の電圧を印加して前記転写残トナー回収動作を実行することを特徴とする画像形成装置。

【請求項2】

前記制御部は、前記白地部トナー量が閾値以上であった前記画像形成部において、前記転写残トナー回収動作の実行後、最初の前記画像形成動作の実行前に、前記現像剤担持体と前記像担持体とを離間させた状態で前記回収ローラーに前記トナーの帯電極性と同極性の電圧を印加する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】

前記制御部は、前記白地部トナー量が閾値以上であった前記画像形成部において、前記転写残トナー回収動作の実行後、最初の前記画像形成動作の実行前に、前記現像剤担持体と前記像担持体とを離間させた状態で前記回収ローラーに前記トナーの帯電極性と同極性の電圧と逆極性の電圧とを交互に印加する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4】

前記制御部は、前記白地部トナー量が閾値以上であった前記画像形成部における前記トナー移動工程の実行時間を、前記トナー量が閾値未満である前記画像形成部に比べて延長する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5】

前記制御部は、前記白地部トナー量が閾値以上であった前記画像形成部における前記トナー移動工程の実行中の前記像担持体の回転速度を、前記トナー量が閾値未満である前記画像形成部に比べて遅くする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6】

前記制御部は、前記白地部トナー量が閾値以上であった前記画像形成部における前記トナー移動工程の実行中に、前記帯電装置に前記帯電電圧を印加する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7】

複数の前記画像形成部は、前記中間転写体の移動方向に沿って並列に配置されており、
前記制御部は、前記白地部トナー量が閾値以上である前記画像形成部が存在するときは、当該画像形成部に加えて、前記移動方向に対し当該画像形成部の下流側直近に位置する前記画像形成部において、前記トナー回収工程の実行時に前記回収ローラーに前記トナーの帯電極性と同極性の電圧を印加し、前記トナー移動工程の実行時に前記回収ローラーに前記トナーの帯電極性と逆極性の電圧を印加することを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれか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、電子写真方式の画像形成装置に関し、特に、像担持体上に形成された各色のトナーを中間転写体上に一次転写した後、記録媒体上に二次転写する中間転写方式の画像形成装置に関するものである。

【背景技術】

【0002】

従来、所定方向に回動される無端状の中間転写ベルトと、中間転写ベルトに沿って設けられた複数の画像形成部とを備え、各画像形成部により中間転写ベルト上に各色のトナー像を順次重ね合わせて一次転写した後、二次転写ローラー（転写部材）により用紙等の記録媒体上にトナー像を二次転写する中間転写方式の画像形成装置が知られている。

【0003】

このような画像形成装置においては、一次転写後に各画像形成部に設けられた感光体ドラム（像担持体）上にトナー像の一部（転写残トナー）が残留する。そのため、次の画像形成動作に備えて感光体ドラム上の転写残トナーを除去する必要がある。

【0004】

特許文献１には、像担持体上に残る残留トナーを一時的に回収して保持するトナー保持手段として、像担持体上に残留トナーを回収する回収ローラ（トナー回収手段）と、残留トナーを一時的に蓄積する蓄積ローラ（トナー蓄積手段）とを設けるとともに、トナー保持手段の残留トナーを静電転写ドラム上に付与してクリーニング手段によって回収する構成が開示されている。蓄積ローラー上に保持されていたトナーは回収ローラーを介して像担持体上に移動し、移動したトナーは像担持体の回転に伴って一次転写部まで搬送され、画像形成行程と同様に一次転写電圧により中間転写ベルト上に転写された後、ベルトクリーニング装置によって除去される。

【0005】

特許文献２には、カラーモードからモノクロモードへの移行に先立ち、全ての感光体ドラムに現像ローラーが接触する全色接触状態から、全ての感光体ドラムから現像ローラーが離間する全色離間状態に切り替えられ、全色離間状態で、各回収部材に蓄積されているトナーが感光体ドラムに一旦転移され、さらに各感光体ドラムから搬送ベルトへと転移されるトナー転移処理が行われる画像形成装置が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】特開２００１－５３６０号公報

【特許文献2】特開２００９－３３７７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

しかしながら、特許文献１、２の方法では、回収ローラーへの印加電圧の極性が一定であるため、印加電圧と同極性の転写残トナーが多く発生した場合は適切に回収ローラーへの一時保持ができず、転写残トナーを適切に除去できない。その結果、上流側の画像形成部の転写残トナーが中間転写ベルトを介して下流側の画像形成部に移動し、感光体ドラムの白地部へトナーが付着する地肌かぶりが発生するおそれがあった。

【0008】

また、特許文献１の構成ではクリーニング動作時に現像ローラーが感光体ドラムと接触している。そのため、上流側の画像形成部の転写残トナーが中間転写ベルトを介して下流側の画像形成部に移動し、下流側の画像形成部の像担持体上に逆転写されて現像ローラーに回収されてしまい、混色が発生するおそれがあった。

【0009】

本発明は、上記問題点に鑑み、転写残トナーの帯電量が低い場合や逆極性になっている場合でも回収ローラーで適正に回収可能な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】

【0010】

上記目的を達成するために本発明の第１の構成は、複数の画像形成部と、中間転写体と、一次転写部材と、二次転写部材と、回収ローラーと、クリーニング機構と、現像電圧電源と、帯電電圧電源と、転写電圧電源と、クリーニング電圧電源と、制御部と、を備えた画像形成装置である。複数の画像形成部は、表面に感光層が形成された像担持体と、像担持体を帯電させる帯電装置と、帯電装置により帯電された像担持体を露光することにより静電潜像を形成する露光装置と、トナーを含む現像剤を担持する現像剤担持体を有し、像担持体に形成された静電潜像にトナーを付着させてトナー像を形成する現像装置と、を含む。中間転写体は、複数の前記画像形成部に沿って移動可能であり、画像形成部で形成されたトナー像が一次転写される。一次転写部材は、像担持体に形成されたトナー像を中間転写体に一次転写する。二次転写部材は、中間転写体に転写されたトナー像を記録媒体に二次転写する。回収ローラーは、複数の画像形成部のそれぞれに設けられ、一次転写後に像担持体上に残存する転写残トナーを回収する。クリーニング機構は、中間転写体に付着したトナーを除去する。現像電圧電源は、現像剤担持体に現像電圧を印加する。帯電電圧電源は、帯電装置に帯電電圧を印加する。転写電圧電源は、一次転写部材および二次転写部材に転写電圧を印加する。クリーニング電圧電源は、回収ローラーに電圧を印加する。制御部は、画像形成部、現像電圧電源、転写電圧電源、帯電電圧電源、およびクリーニング電圧電源を制御する。画像形成装置は、画像形成動作の実行中に回収ローラーにトナーの帯電極性と逆極性の電圧を印加して回収ローラーに転写残トナーを一時的に付着させるトナー付着工程と、画像形成動作の終了後に現像剤担持体と像担持体とを離間させた後に、回収ローラーにトナーの帯電極性と同極性の電圧を印加して回収ローラーに付着した転写残トナーを像担持体に移動させるトナー移動工程と、像担持体から中間転写体に転写残トナーを移動させてクリーニング機構で転写残トナーを回収するトナー回収工程と、を含む転写残トナー回収動作を実行する。画像形成装置は、中間転写体上の白地部トナー量を検知するトナー量検知部をさらに備える。制御部は、白地部トナー量が閾値以上である画像形成部では、トナー付着工程において回収ローラーにトナーの帯電極性と同極性の電圧を印加し、トナー移動工程において回収ローラーにトナーの帯電極性と逆極性の電圧を印加して転写残トナー回収動作を実行する。

【発明の効果】

【0011】

本発明の第１の構成によれば、絶対湿度の変化等によってトナー帯電量が変化した場合であっても、転写残トナーを回収ローラーに適切に付着させることができ、回収ローラーに付着した転写残トナーを、像担持体を介して中間転写体に移動させた後、クリーニング機構を用いて適切に除去することができる。従って、中間転写体の移動方向に対し上流側の画像形成部の転写残トナーによる、下流側の画像形成部での地肌かぶりや混色を効果的に抑制することができる。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】本発明の一実施形態に係る画像形成装置１００の内部構成を示す側面断面図

【図2】画像形成装置１００の制御経路を含む画像形成部Ｐａ周辺の部分拡大図

【図3】中間転写ベルト８上のトナー量と下流側の画像形成部Ｐｂ～Ｐｄでの逆転写トナー量との関係を示すグラフ

【図4】本発明の画像形成装置１００における飛散トナー回収モードの制御例を示すフローチャート

【発明を実施するための形態】

【0013】

以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る画像形成装置１００の内部構造を示す断面図である。画像形成装置１００（ここではカラープリンター）本体内には４つの画像形成部Ｐａ、Ｐｂ、ＰｃおよびＰｄが、搬送方向上流側（図１では左側）から順に配設されている。これらの画像形成部Ｐａ～Ｐｄは、異なる４色（イエロー、マゼンタ、シアンおよびブラック）の画像に対応して設けられており、それぞれ帯電、露光、現像および転写の各工程によりイエロー、シアン、マゼンタおよびブラックの画像を順次形成する。

【0014】

これらの画像形成部Ｐａ～Ｐｄには、各色の可視像（トナー像）を担持する感光体ドラム（像担持体）１ａ、１ｂ、１ｃおよび１ｄが配設されており、さらにベルト駆動モーター（図示せず）により図１において反時計回り方向に回転する中間転写ベルト８が各画像形成部Ｐａ～Ｐｄに隣接して設けられている。これらの感光体ドラム１ａ～１ｄ上に形成されたトナー像が、各感光体ドラム１ａ～１ｄに当接しながら移動する中間転写ベルト８上に順次一次転写されて重畳される。その後、中間転写ベルト８上に一次転写されたトナー像は、二次転写ローラー９によって記録媒体の一例としての転写紙Ｐ上に二次転写される。さらに、トナー像が二次転写された転写紙Ｐは、定着部１３においてトナー像が定着された後、画像形成装置１００本体より排出される。感光体ドラム１ａ～１ｄを図１において時計回り方向に回転させながら、各感光体ドラム１ａ～１ｄに対する画像形成プロセスが実行される。

【0015】

トナー像が二次転写される転写紙Ｐは、画像形成装置１００の本体下部に配置された用紙カセット１６内に収容されており、給紙ローラー１２ａおよびレジストローラー対１２ｂを介して二次転写ローラー９と中間転写ベルト８の駆動ローラー１１とのニップ部へと搬送される。中間転写ベルト８には誘電体樹脂製のシートが用いられ、継ぎ目を有しない（シームレス）ベルトが主に用いられる。また、二次転写ローラー９の下流側には中間転写ベルト８表面に残存するトナー等を除去するためのベルトクリーニング装置１９が配置されている。

【0016】

次に、画像形成部Ｐａ～Ｐｄについて説明する。回転可能に配設された感光体ドラム１ａ～１ｄの周囲および下方には、感光体ドラム１ａ～１ｄを帯電させる帯電装置２ａ、２ｂ、２ｃおよび２ｄと、各感光体ドラム１ａ～１ｄに画像情報を露光する露光装置５と、感光体ドラム１ａ～１ｄ上にトナー像を形成する現像装置３ａ、３ｂ、３ｃおよび３ｄと、感光体ドラム１ａ～１ｄ上に残留したトナー（転写残トナー）等を除去するクリーニング装置７ａ、７ｂ、７ｃおよび７ｄが設けられている。

【0017】

パソコン等の上位機器から画像データが入力されると、先ず、帯電装置２ａ～２ｄによって感光体ドラム１ａ～１ｄの表面を一様に帯電させる。次いで露光装置５によって画像データに応じて光照射し、各感光体ドラム１ａ～１ｄ上に画像データに応じた静電潜像を形成する。現像装置３ａ～３ｄには、それぞれイエロー、マゼンタ、シアンおよびブラックの各色のトナーを含む二成分現像剤が所定量充填されている。なお、後述のトナー像の形成によって各現像装置３ａ～３ｄ内に充填された二成分現像剤中のトナーの割合が規定値を下回った場合にはトナーコンテナ４ａ～４ｄから各現像装置３ａ～３ｄにトナーが補給される。この現像剤中のトナーは、現像装置３ａ～３ｄにより感光体ドラム１ａ～１ｄ上に供給され、静電的に付着することにより、露光装置５からの露光により形成された静電潜像に応じたトナー像が形成される。

【0018】

そして、一次転写ローラー６ａ～６ｄにより一次転写ローラー６ａ～６ｄと感光体ドラム１ａ～１ｄとの間に所定の転写電圧で電界が付与され、感光体ドラム１ａ～１ｄ上のイエロー、マゼンタ、シアンおよびブラックのトナー像が中間転写ベルト８上に一次転写される。これらの４色の画像は、所定のフルカラー画像形成のために予め定められた所定の位置関係をもって形成される。その後、引き続き行われる新たな静電潜像の形成に備え、一次転写後に感光体ドラム１ａ～１ｄの表面に残留したトナー等がクリーニング装置７ａ～７ｄにより除去される。

【0019】

中間転写ベルト８は、上流側の従動ローラー１０と、下流側の駆動ローラー１１とに掛け渡されている。ベルト駆動モーター（図示せず）による駆動ローラー１１の回転に伴い中間転写ベルト８が反時計回り方向に回転を開始すると、転写紙Ｐがレジストローラー対１２ｂから所定のタイミングで駆動ローラー１１と、これに隣接して設けられた二次転写ローラー９とのニップ部（二次転写ニップ部）へ搬送され、中間転写ベルト８上のトナー像が転写紙Ｐ上に二次転写される。二次転写後に中間転写ベルト８の表面に残留したトナー等はベルトクリーナー１９により除去される。トナー像が二次転写された転写紙Ｐは定着部１３へと搬送される。

【0020】

定着部１３に搬送された転写紙Ｐは、定着ローラー対１３ａにより加熱および加圧されてトナー像が転写紙Ｐの表面に定着され、所定のフルカラー画像が形成される。フルカラー画像が形成された転写紙Ｐは、複数方向に分岐した分岐部１４によって搬送方向が振り分けられ、そのまま（或いは、両面搬送路１８に送られて両面に画像が形成された後に）、排出ローラー対１５によって排出トレイ１７に排出される。

【0021】

中間転写ベルト８を挟んで駆動ローラー１０と対向する位置には画像濃度センサー２５が配置されている。画像濃度センサー２５としては、一般にＬＥＤ等から成る発光素子と、フォトダイオード等から成る受光素子を備えた光学センサーが用いられる。中間転写ベルト８上のトナー付着量を測定する際、発光素子から中間転写ベルト８上に形成された各パッチ画像（基準画像）に対し測定光を照射すると、測定光はトナーによって反射される光、およびベルト表面によって反射される光として受光素子に入射する。

【0022】

トナーおよびベルト表面からの反射光には正反射光と乱反射光とが含まれる。この正反射光および乱反射光は、偏光分離プリズムで分離された後、それぞれ別個の受光素子に入射する。各受光素子は、受光した正反射光と乱反射光を光電変換して主制御部８０（図２参照）に出力信号を出力する。

【0023】

そして、正反射光と乱反射光の出力信号の特性変化からパッチ画像の画像濃度（トナー量）、画像位置を検知し、予め定められた基準濃度、基準位置と比較して、現像電圧の特性値、露光装置５の露光開始位置およびタイミング等を調整することにより、各色について画像濃度補正および色ずれ補正（キャリブレーション）が行われる。

【0024】

図２は、画像形成装置１００の制御経路を含む画像形成部Ｐａ周辺の部分拡大図である。以下の説明では画像形成部Ｐａの構成および制御経路について説明するが、画像形成部Ｐｂ～Ｐｄの構成および制御経路についても同様であるため説明を省略する。

【0025】

現像装置３ａは、現像装置３ａ内の二成分現像剤を担持する現像ローラー３０を備える。現像ローラー３０は、直流電圧と交流電圧が重畳された振動電圧を生成する現像電圧電源４３に接続されている。現像電圧電源４３は、交流定電圧電源４３ａと、直流定電圧電源４３ｂとを備える。交流定電圧電源４３ａは、昇圧トランス（図示せず）を用いてパルス状に変調した低圧直流電圧から発生させた正弦波の交流電圧を出力する。直流定電圧電源４３ｂは、昇圧トランスを用いてパルス状に変調した低圧直流電圧から発生させた正弦波の交流電圧を整流した直流電圧を出力する。

【0026】

現像電圧電源４３は、画像形成時には交流定電圧電源４３ａおよび直流定電圧電源４３ｂから直流電圧に交流電圧を重畳させた現像電圧を出力する。電流検出部４４は、感光体ドラム１ａと現像ローラー３０との間に流れる現像電流を検出する。

【0027】

帯電電圧電源４５は、帯電装置２ａの帯電ローラー３４に直流電圧に交流電圧が重畳された帯電電圧を印加する。帯電電圧電源４５の構成は現像電圧電源４３と同様である。

【0028】

転写電圧電源４７は、一次転写ローラー６ａ～６ｄ、二次転写ローラー９（図１参照）に、それぞれトナーと逆極性（負極性）の一次転写電圧、二次転写電圧を印加する。本実施形態では、一次転写ローラー６ａ～６ｄおよび二次転写ローラー９にトナーと逆極性（負極性）の一定電流（転写電流）が流れるような転写電圧を一次転写ローラー６ａ～６ｄおよび二次転写ローラー９に印加する定電流制御である。

【0029】

クリーニング装置７ａは、感光体ドラム１ａの表面の転写残トナーを一時的に保持する回収ローラー３１を備える。回収ローラー３１は、直流電圧を生成するクリーニング電圧電源４８に接続されている。クリーニング電圧電源４８は、回収ローラー３１にトナーと同極性（正極性）および逆極性（負極性）の電圧を印加する。クリーニング電圧電源４８の構成は直流定電圧電源４３ｂと同様である。

【0030】

次に、画像形成装置１００の制御システムについて図２を参照して説明する。画像形成装置１００には、ＣＰＵ等で構成される主制御部８０が設けられている。主制御部８０は、ＲＯＭやＲＡＭ等からなる記憶部７０に接続される。主制御部８０は、記憶部７０に格納された制御プログラムや制御用データに基づいて画像形成装置１００の各部（帯電装置２ａ～２ｄ、現像装置３ａ～３ｄ、露光装置５、一次転写ローラー６ａ～６ｄ、クリーニング装置７ａ～７ｄ、二次転写ローラー９、定着部１３、現像電圧電源４３、帯電電圧電源４５、転写電圧電源４７、クリーニング電圧電源４８、電圧制御部５０等）を制御する。

【0031】

電圧制御部５０は、主制御部８０から送信される制御信号に基づいて、現像ローラー３０に現像電圧を印加する現像電圧電源４３、帯電ローラー３４に帯電電圧を印加する帯電電圧電源４５、一次転写ローラー６ａ～６ｄおよび二次転写ローラー９に転写電圧を印加する転写電圧電源４７、回収ローラー３１に電圧を印加するクリーニング電圧電源４８を制御する。なお、電圧制御部５０は、記憶部７０に記憶される制御プログラムで構成されていてもよい。

【0032】

機内温湿度センサー６０は、画像形成装置１００の内部、具体的には画像形成部Ｐａ～Ｐｄ近傍の温度および相対湿度を常に検出している。検出された温湿度は主制御部８０に送信される。

【0033】

主制御部８０には液晶表示部９０、送受信部９１が接続されている。液晶表示部９０は、ユーザーが画像形成装置１００の各種設定を行うためのタッチパネルとして機能するとともに、画像形成装置１００の状態、画像形成状況や印字枚数等を表示する。送受信部９１は、電話回線やインターネット回線を用いて外部との通信を行う。送受信部９１は、パソコン等の上位機器から印刷コマンドや画像データを受信する入力部として機能する。

【0034】

次に、本実施形態の画像形成装置１００における転写残トナーの回収動作について説明する。印刷動作が開始されると、感光体ドラム１ａ～１ｄ上に形成されたトナー像を一次転写ローラー６ａ～６ｄによって中間転写ベルト８上に一次転写する。そして、感光体ドラム１ａ～１ｄの回転方向に対し一次転写ローラー６ａ～６ｄの下流側に位置するクリーニング装置７ａ～７ｄの回収ローラー３１にトナーの正規の帯電極性（以下、単にトナーの帯電極性という）である正極性とは逆極性（負極性）の電圧を印加する。これにより、感光体ドラム１ａ～１ｄ上の転写残トナーを回収ローラー３１に一時的に付着させる（トナー付着工程）。

【0035】

その後、連続印刷時の紙間や印刷終了後等のタイミングで、現像ローラー３０を感光体ドラム１ａ～１ｄから離間させる。この状態で、回収ローラー３１にトナーの帯電極性（正極性）と同極性（正極性）の電圧を印加する。これにより、回収ローラー３１に保持された転写残トナーを感光体ドラム１ａ～１ｄに移動させる（トナー移動工程）。感光体ドラム１ａ～１ｄに移動した転写残トナーは、一次転写ローラー６ａ～６ｄによって中間転写ベルト８上に転写されてベルトクリーニング装置１９で除去、回収される（トナー回収工程）。

【0036】

中間転写方式の画像形成装置１００では、トナーの帯電量が低下すると、一次転写後にトナーの帯電極性（正極性）とは逆極性（負極性）に帯電した逆帯電トナーの割合が増加する。中間転写ベルト８上の逆帯電トナーの割合が増加すると、例えば画像形成部Ｐａで一次転写されたトナー像が下流側の画像形成部Ｐｂ～Ｐｄを通過する際に、画像形成部Ｐｂ～Ｐｄの感光体ドラム１ｂ～１ｄにトナーが付着する逆転写が発生する。

【0037】

図３は、中間転写ベルト８上のトナー量と下流側の画像形成部Ｐｂ～Ｐｄでの逆転写トナー量との関係を示すグラフである。図３に示すように、中間転写ベルト８上のトナー量（かぶりトナー量）が増加すると、下流側の画像形成部Ｐｂ～Ｐｄの感光体ドラム１ｂ～１ｄへの逆転写トナー量も増加する。

【0038】

このとき、感光体ドラム１ｂ～１ｄの白地部（非画像部）へトナーが付着すると、地肌かぶりが発生する。また、逆転写されたトナーは回収ローラー３１へ印加されるクリーニング電圧と同極性（負極性）となるので、回収ローラー３１で回収されずに帯電装置２ａ～２ｄを通過した後、再び正規の極性（正極性）となり、現像ローラー３０に回収されることで混色が発生する。

【0039】

そこで、本実施形態の画像形成装置１００では、中間転写ベルト８上の白地部におけるトナー量（以下、白地部トナー量という）を測定し、白地部トナー量が予め設定した閾値以上である場合は、回収ローラー３１に一時的にトナーを付着させるときにトナーの帯電極性と同極性の電圧を印加し、感光体ドラム１ａ～１ｄに再度移動させる際にトナーの帯電極性と逆極性の電圧を印加する転写残トナー回収動作を実行する。以下、本発明の特徴部分である中間転写ベルト８上の白地部トナー量の測定方法、およびそれに基づく転写残トナー回収動作の実行手順について説明する。

【0040】

（白地部トナー量の測定方法）
中間転写ベルト８上の白地部トナー量は、予め設定された画像形成条件で基準画像（パッチ画像）を形成し、中間転写ベルト８上に一次転写したときの白地部トナー量を画像濃度センサー２５により検出し、検出された白地部トナー量が閾値以上であるとき、トナー帯電量が低下していることを予測することができる。

【0041】

白地部トナー量の測定タイミングとしては、画像形成装置１００の立ち上げ時（電源オン時）やスリープモード（省電力モード）からの復帰時等の、印刷ジョブの開始前が挙げられる。

【0042】

（転写残トナー回収動作）
本実施形態の画像形成装置１００における転写残トナー回収動作では、白地部トナー量に閾値を設定し、白地部トナー量が閾値未満である画像形成部Ｐａ～Ｐｄでは、回収ローラー３１に一時的に転写残トナーを回収する際に、回収ローラー３１にトナーの帯電極性と逆極性（負極性）の電圧を印加し、感光体ドラム１ａ～１ｄに再度移動させる際に、回収ローラー３１にトナーの帯電極性と同極性（正極性）の電圧を印加する。

【0043】

一方、白地部トナー量が閾値以上である画像形成部Ｐａ～Ｐｄでは、回収ローラー３１に一時的に転写残トナーを回収する際に、回収ローラー３１にトナーの帯電極性と同極性（正極性）の電圧を印加し、感光体ドラム１ａ～１ｄに再度移動させる際に、回収ローラー３１にトナーの帯電極性と逆極性（負極性）の電圧を印加する。

【0044】

白地部トナー量の閾値は１つでもよいし、２以上の閾値を設定してもよい。２以上の閾値を設定する場合は、回収ローラー３１に印加する電圧を閾値に応じて変化させる。これにより、トナー帯電量に応じた電圧を回収ローラー３１へ印加することができ、回収ローラー３１への転写残トナーの付着、および回収ローラー３１から感光体ドラム１ａ～１ｄへの転写残トナーの移動を効率よく行うことができる。

【0045】

図４は、本発明の画像形成装置１００における転写残トナー回収動作の制御例を示すフローチャートである。必要に応じて図１～図３を参照しながら、図４のステップに沿って転写残トナー回収動作の実行手順について説明する。

【0046】

先ず、主制御部８０は白地部トナー量の測定タイミングであるか否かを判定する（ステップＳ１）。画像形成装置１００の立ち上げ時やスリープモードからの復帰時等の白地部トナー量の測定タイミングである場合は（ステップＳ１でＹｅｓ）、中間転写ベルト８上に基準画像（パッチ画像）を形成し、白地部トナー量Ｔを検出する（ステップＳ２）。検出された白地部トナー量Ｔは記憶部７０に記憶される。白地部トナー量の測定タイミングでない場合は（ステップＳ１でＮｏ）、直前の白地部トナー量の測定タイミングにおいて検出され、記憶部７０に記憶された白地部トナー量Ｔを用いて以下の工程を行う。

【0047】

次に、主制御部８０は印刷命令を受信したか否かを判定する（ステップＳ３）。印刷命令を受信していない場合は（ステップＳ３でＮｏ）印刷待機状態を継続する。印刷命令を受信した場合は（ステップＳ３でＹｅｓ）、印刷を開始する（ステップＳ４）。

【0048】

次に、主制御部８０は、画像濃度センサー２５によって検出された中間転写ベルト８上の白地部トナー量Ｔが所定の閾値Ｔｓ以上であるか否かを判定する（ステップＳ５）。Ｔ≧Ｔｓである場合は（ステップＳ５でＹｅｓ）、トナーの帯電量が低下していると予測されるため、印刷中に回収ローラー３１にトナーの帯電極性と同極性である正電圧を印加する（ステップＳ６）。Ｔ＜Ｔｓである場合は（ステップＳ５でＮｏ）、トナーの帯電量が低下していないと予測されるため、印刷中に回収ローラー３１にトナーの帯電極性と逆極性である負電圧を印加する（ステップＳ７）。

【0049】

その後、主制御部８０は、印刷が終了したか否かを判定する（ステップＳ８）。印刷が継続している場合は（ステップＳ８でＮｏ）ステップＳ５に戻り、印刷動作を継続しながら回収ローラー３１への電圧の印加（トナー付着工程）を継続する（ステップＳ５～Ｓ７）。

【0050】

一方、印刷が終了している場合は（ステップＳ８でＹｅｓ）、感光体ドラム１ａ～１ｄから現像ローラー３０を離間させた状態で回収ローラー３１にステップＳ６またはステップＳ７で印加した電圧とは逆電圧を印加し、回収ローラー３１に付着したトナーを感光体ドラム１ａ～１ｄに移動させる（ステップＳ９、トナー移動工程）。その後、感光体ドラム１ａ～１ｄから中間転写ベルト８にトナーを移動させてベルトクリーナー１９により回収し（トナー回収工程）、転写残トナー回収動作を終了する。

【0051】

図４に示した制御例によれば、絶対湿度の変化等によってトナー帯電量が変化した場合であっても、転写残トナーを回収ローラー３１に適切に付着させることができ、回収ローラー３１に付着した転写残トナーを、感光体ドラム１ａ～１ｄを介して中間転写ベルト８に移動させた後、ベルトクリーナー１９を用いて適切に除去することができる。従って、中間転写ベルト８の移動方向に対し上流側の画像形成部の転写残トナーによる、下流側の画像形成部での地肌かぶりや混色を効果的に抑制することができる。

【0052】

（その他の好ましい構成）
白地部トナー量が閾値以上である場合（トナーの帯電量が低下している場合）は、転写残トナー回収動作の実行後、最初の印刷動作の前に、感光体ドラム１a～１ｄと現像ローラー３０とを離間させた状態で、直前の転写残トナー回収動作において感光体ドラム１ａ～１ｄに転写残トナーを再度移動させる際にトナーの帯電極性と同極性の電圧を回収ローラー３１に印加することが好ましい。

【0053】

これにより、回収ローラー３１に保持されている転写残トナーを完全に除去（リセット）することができ、印刷動作が開始されて回収ローラー３１への印加電圧の極性を切り替えたとき、回収ローラー３１に残存していた転写残トナーが感光体ドラム１ａ～１ｄへ移動するおそれがなくなる。また、回収ローラー３１に正極性と負極性の電圧を交互に印加してもよい。このようにすれば、回収ローラー３１に残存する正帯電および逆帯電トナーの両方を除去することができる。

【0054】

なお、白地部トナー量が閾値未満である場合（トナーの帯電量が低下していない場合）は、印刷終了後のトナー移動工程において回収ローラー３１から感光体ドラム１ａ～１ｄにトナーが十分に吐出されている。そのため、最初の印刷動作の前に上記のリセット動作を行う必要ない。

【0055】

また、白地部トナー量が閾値以上であるときは、感光体ドラム１ａ～１ｄから回収ローラー３１に一時回収したトナーを感光体ドラム１ａ～１ｄに再度移動させる際の回収ローラー３１および感光体ドラム１ａ～１ｄの駆動時間（トナー移動工程の実行時間）を、現像電流が閾値以上であるときに比べて長くすることが好ましい。また、白地部トナー量が閾値以上であるときは、回収ローラー３１に一時的に付着した転写残トナーを感光体ドラム１ａ～１ｄに再度移動させる際の感光体ドラム１ａ～１ｄの回転速度を、現像電流が閾値以上であるときに比べて遅くすることが好ましい。

【0056】

これにより、電界によって移動し難い帯電量の低下したトナーを、回収ローラー３１から感光体ドラム１ａ～１ｄへ効果的、且つ確実に再移動させることができる。

【0057】

さらに、白地部トナー量が閾値以上であるときは、回収ローラー３１から感光体１ａ～１ｄへの転写残トナーの移動中に帯電ローラー３４に印加する帯電電圧を、現像電流が閾値以上であるときに比べて増加させることが好ましい。

【0058】

これにより、トナー移動工程中の回収ローラー３１と感光体１ａ～１ｄとの間の電界が大きくなるため、電界によって移動し難い帯電量の低下したトナーを、回収ローラー３１から感光体ドラム１ａ～１ｄへ効果的、且つ確実に再移動させることができる。

【0059】

また、白地部トナー量が閾値以上である画像形成部Ｐａ～Ｐｄが存在するときは、トナー付着工程において回収ローラー３１にトナーの帯電極性と同極性の電圧を印加し、トナー移動工程においてトナーの帯電極性と逆極性を印加するのは、白地部トナー量が閾値以上となった画像形成部（例えば画像形成部Ｐａ）の回収ローラー３１と、中間転写ベルト８の搬送方向に対し当該画像形成部の下流側直近に位置する画像形成部（画像形成部Ｐｂ）の回収ローラー３１のうちの少なくとも一方とする。

【0060】

このようにすることで、トナー帯電量の低い画像形成部とその下流側直近の画像形成部の両方において、地肌かぶりや混色を効果的に抑制することができる。

【0061】

その他本発明は、上記実施形態に限定されず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。例えば、本発明は図２に示したような現像ローラー３０を備えた現像装置に限定されるものではなく、トナーとキャリアとを含む二成分現像剤を用いる種々の現像装置に適用可能である。例えば、現像装置３ａ～３ｄが外周面に現像剤を担持する磁気ローラー（トナー供給ローラー）を備え、磁気ローラーに担持された現像剤中のトナーのみを現像ローラー３０に供給することにより現像ローラー３０の外周面にトナー層を形成して感光体ドラム１ａ～１ｄの静電潜像を現像する現像方式にも全く同様に適用可能である。また、磁性トナーのみからなる磁性一成分現像剤を用いる磁性一成分現像方式の画像形成装置１００にも適用可能である。

【0062】

また、上記実施形態では、画像形成装置１００として図１に示したようなカラープリンターを例に挙げて説明したが、カラープリンターに限らず、カラー複写機、デジタル複合機、ファクシミリ等の、中間転写方式の他の画像形成装置であってもよい。

【産業上の利用可能性】

【0063】

本発明は、像担持体上に形成された各色のトナーを中間転写体上に一次転写した後、記録媒体上に二次転写する中間転写方式の画像形成装置に利用可能である。本発明の利用により、転写残トナーの帯電量が低い場合や逆極性になっている場合でも回収ローラーで適正に回収可能な画像形成装置を提供することができる。

【符号の説明】

【0064】

１ａ～１ｄ 感光体ドラム（像担持体）
２ａ～２ｄ 帯電装置
３ａ～３ｄ 現像装置
５ 露光装置
６ａ～６ｄ 一次転写ローラー（一次転写部材）
８ 中間転写ベルト（中間転写体）
９ 二次転写ローラー（二次転写部材）
１９ ベルトクリーナー（クリーニング機構）
２５ 画像濃度センサー（トナー量検知部）
３０ 現像ローラー（現像剤担持体）
４３ 現像電圧電源
４５ 帯電電圧電源
４７ 転写電圧電源
４８ クリーニング電圧電源
５０ 電圧制御部
７０ 記憶部
８０ 主制御部（制御部）
１００ 画像形成装置

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】