JP4956240B2 - 画像形成装置、画像形成装置の制御方法、プログラム及び記録媒体 - Google Patents

Description

本発明は、プリンタ、複写機、及びファクシミリなどの画像形成装置、及び画像形成装置の制御方法に関する。

近年、画像形成装置として、例えばタンデム型のフルカラー複写機などが用いられている。このようなタンデム型のカラー複写機としては、マゼンダ、イエロー、シアン、ブラックの４つの画像形成部が別々に設けられているため、１ドラム方式と比較すると印刷速度が早くなるというメリットがある。

図６は、このようなタンデム型のフルカラー複写機の部分構成図である。図６には、ブラック画像形成部３０１、イエロー画像形成部３０２、シアン画像形成部３０３及びマゼンダ画像形成部３０４が設けられている。各画像形成部は、感光体ドラム３０１ａ、３０２ａ、３０３ａ、３０４ａ、及び感光体ドラム３０１ａ、３０２ａ、３０３ａ、３０４ａに各色のトナーを供給する現像ローラ３０１ｂ、３０２ｂ、３０３ｂ、３０４ｂを有している。又、各感光体ドラムに対向して一次転写ローラ３１１、３１２、３１３、３１４が配置されている。

又、感光体ドラムと一次転写ローラの間に、中間転写ベルト３１５が設けられている。この中間転写ベルト３１５の回転方向を基準として、ブラック画像形成部３０１の下流側近傍には、中間転写ベルト３１５を押圧するように二次転写ローラ３１６が設けられている。尚、二次転写ローラ３１６に対向して、中間転写ベルト３１５の内側に駆動ローラ３１７が設けられており、この駆動ローラ３１７が中間転写ベルト３１５を回転する。

又、マゼンダ画像形成部３０４の上流側近傍には、中間転写ベルト３１５の表面に残留したトナーを除去するためのファーブラシローラ３１８が設けられており、中間転写ベルト３１５の内側には、ファーブラシローラ３１８と対向して、従動ローラ３１９が設けられている。更に、中間転写ベルト３１５の内側には、従動ローラ３１９の上流側であって、駆動ローラ３１７の下流側には、中間転写ベルト３１５にテンションをかけるためのテンションローラ３２０が設けられている。

このような画像形成装置において、原稿の印字率が低い場合には現像ローラ３０１ｂ、３０２ｂ、３０３ｂ、３０４ｂから感光体ドラム３０１ａ、３０２ａ、３０３ａ、３０４ａへ供給されるトナー量が少なくなるため、トナー粒子が現像ローラ上に残留し続けることになる。トナー粒子が現像ローラ上に残留し続けると、トナー粒子が過剰に帯電され、感光体ドラムに移動しなくなり、画像濃度低下やカブリが発生する場合がある。

そこで、画像形成を行っていない時に、画像形成時よりも大きい交番バイアスを印加し、残留しているトナーを現像ローラ上から感光体ドラム上に強制的に移動させることにより、現像ローラ上のトナーを入れ替える動作が行われていた（例えば、特許文献１参照）。

この感光体ドラム上に移動されたトナーは、中間転写ベルト３１５上に吐き出されることになる。ここで、吐き出されたトナーはプラスに帯電しており、中間転写ベルト３１５上を搬送されて、マイナスの極性になるように電圧が印加されたファーブラシローラ３１８によって、ブラシの接触及び静電力によって取り除かれる。

尚、二次転写ローラ３１６は、通紙時には、プラス帯電しているトナーを用紙に転写するために、マイナスの極性になるように電圧が印加されているが、吐き出されたトナーが通過する際には、トナーが二次転写ローラ３１６に付着しないように、表面がプラスの極性になるように印加電圧が切り替えられている。
特開２０００−３１０９０９号公報

しかしながら、ブラックトナーと、イエロー、シアン及びマゼンダのカラートナーでは、一般的にカーボン含有量（その他添加剤等）の違いによって、トナーの抵抗が異なり、ブラックトナーの方がカラートナーよりも抵抗値が低くなる。

そのため、感光体ドラム上の帯電量も異なり、例えば、ブラックのトナーの帯電量は、約１０（μＣ／ｇ）であり、カラートナーの帯電量は、約１５（μＣ／ｇ）となっている。

従って、中間転写ベルト３１５上に吐き出されるブラックのトナーと、カラーのトナーでは帯電量が異なる。

このようにトナーによって帯電量が異なると、表面がマイナスの極性であるファーブラシローラ３１８を通過する際の静電力が異なるため、クリーニング不良が発生する場合がある。

本発明は、上記従来の画像形成装置の課題を考慮し、トナー入れ替え時におけるクリーニング不良を抑制することが可能な画像形成装置、及び画像形成装置の制御方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、第１の本発明は、
表面にトナー画像が形成される複数の像担持体と、
各々の前記像担持体にトナーを供給するために、前記トナーを担持する複数の現像剤担持体と、
各々の前記像担持体に対向して、配置されている複数の一次転写部と、
前記複数の像担持体の表面の前記トナー像を重ね合わすために、複数の前記像担持体と複数の前記一次転写部の間に配置される中間転写体と、
前記重ね合わされたトナー像を前記中間転写体から記録媒体上に転写するための二次転写部と、
前記中間転写体上のトナーを取り除くために設けられ、前記トナーの電荷と逆極性になるように電圧が印加される除去部と、
前記二次転写部に前記記録媒体を供給せずに、前記現像剤担持体上のトナーを入れ替える際、前記それぞれの現像剤担持体からそれぞれの前記像担持体を介して回転中の前記中間転写体上の、重なることなく前記除去部を順次通過するそれぞれの領域に吐き出されたトナーの電荷を調整する電荷調整部と、
前記トナーの種類又は前記像担持体の位置に基づいて、前記電荷調整部を順次通過する前記領域毎に、前記各領域におけるトナーの電荷の差を小さくするように前記電荷調整部によって制御する制御部とを備えた、画像形成装置である。
又、第２の本発明は、
前記制御部は、
前記電荷調整部によって、前記各領域におけるトナーの電荷が前記各領域間で実質上均一になるように制御をする、第１の本発明の画像形成装置である。

又、第３の本発明は、
前記制御部は、
前記電荷調整部によって、前記領域毎に、前記領域のトナーに前記トナーの極性と同極性の電荷を与えることにより、前記各領域におけるトナーの電荷が前記各領域間で実質上均一になるように制御をする、第１の本発明の画像形成装置である。

又、第４の本発明は、
前記電荷調整部は、前記二次転写部であり、
前記二次転写部は、
前記中間転写体に接触して配置される二次転写部材と、
前記二次転写部材に電圧を印加する二次転写部材印加部とを有し、
前記制御部は、
前記記録媒体が通過する際には、前記二次転写部材に前記トナーの電荷と逆極性になるように電圧を印加し、
前記現像剤担持体上のトナーを入れ替える際に、前記領域が通過する時には、前記二次転写部材に前記トナーの電荷と同極性になるように前記二次転写部材印加部が電圧を印加するように制御する、第３の本発明の画像形成装置である。

又、第５の本発明は、
前記二次転写部を通過した前記記録媒体の除電を行うために、前記二次転写部の下流側であって、前記中間転写部の近傍に設けられた除電部材と、前記除電部材に前記トナーの電極と同極性の電圧を印加する除電部材印加部とを有する除電部を備え、
前記電荷調整部は、前記除電部であり、
前記制御部は、
前記記録媒体が通過する際には、前記除電部材に前記トナーの電荷と同極性になるように電圧を印加し、前記記録媒体の除電を行い、
前記現像剤担持体上のトナーを入れ替える際に、前記領域が通過する時にも、前記除電部材に前記トナーの電荷と同極性の電圧を印加するように、前記除電部材印加部を制御する、第３の本発明の画像形成装置である。

又、第６の本発明は、
前記除去部は、
前記中間転写体に接触するファーブラシローラと、
前記ファーブラシローラに前記トナーの電荷と逆極性の電圧を印加する除去電圧印加部とを備えた、第１の本発明の画像形成装置である。

又、第７の本発明は、
前記異なる種類のトナーとは、ブラック、イエロー、シアン及びマゼンダの４色のトナーであり、
前記中間転写体は、中間転写ベルトであり、
前記複数の像担持体及び前記複数の一次転写部は、前記４色のトナーに対応し、前記中間転写ベルトに沿って前記二次転写部に近い方からブラック、イエロー、シアン及びマゼンダの順に配置されており、
前記制御部は、
前記中間転写ベルト上のイエローのトナーが吐き出された領域、前記シアンのトナーが吐き出された領域及び前記マゼンダのトナーが吐き出された領域に対して、同一の値の電荷を付与し、
前記中間転写ベルト上の前記ブラックのトナーが吐き出された領域に対しては、前記電荷よりも大きい値の電荷を付与するように、前記電荷調整部を制御する、第３の本発明の画像形成装置である。

又、第８の本発明は、
表面にトナー画像が形成される複数の像担持体と、
各々の前記像担持体に前記トナーを供給するために、トナーを担持する複数の現像剤担持体と、
各々の前記像担持体に対向して、配置されている複数の一次転写部と、
前記複数の像担持体の表面の前記トナー像を重ね合わすために、複数の前記像担持体と複数の前記一次転写部の間に配置される中間転写体と、
前記重ね合わされたトナー像を前記中間転写体から記録媒体上に転写するための二次転写部と、
前記中間転写体上のトナーを取り除くために設けられ、前記トナーの電荷と逆極性になるように電圧が印加される除去部とを備えた画像形成装置の制御方法であって、
前記二次転写部に前記記録媒体を供給せずに、前記現像剤担持体上のトナーを入れ替える際、前記それぞれの現像剤担持体からそれぞれの前記像担持体を介して回転中の前記中間転写体上の、重なることなく前記除去部を順次通過するそれぞれの領域に吐き出されたトナーの電荷を、前記トナーの種類又は前記像担持体の位置に基づいて前記領域毎に、前記各領域におけるトナーの電荷の差を小さくするように調整する電荷調整工程を備えた画像形成装置の制御方法である。

第９の本発明は、
第８の本発明の画像形成装置の制御方法を該画像形成装置のコンピュータに実行させるためのプログラムである

第１０の本発明は、
第９の本発明のプログラムを記録した記録媒体であって、コンピュータで利用可能な記録媒体である。

本発明によれば、トナー入れ替え時におけるクリーニング不良を抑制することが可能な画像形成装置、及び画像形成装置の制御方法を提供することが出来る。

以下に、本発明にかかる画像形成装置の一実施例である複写機について、図面を参照しながら説明する。

（実施の形態１）
図１は、本発明にかかる実施の形態における複写機の正面の構成断面図である。図１に示すように、本実施の形態１の複写機１は、底部に画像形成される用紙を収納するための２つの給紙カセット２を備えている。又、複写機１は、その上部に、露光ランプ、レンズ、ミラー等により原稿の画像を読み取る原稿読み取り部３を備えている。

又、本実施の形態の複写機１は、タンデム方式を用いたカラー複写機であり、水平方向に順に配置されたブラック画像形成部４、イエロー画像形成部５、シアン画像形成部６、及びマゼンダ画像形成部７を備えている。これら画像形成部によって形成された画像を重ね合わせるための中間転写ベルト８が配置されている。

又、中間転写ベルト８上で重ね合わされたトナー画像を用紙に転写する二次転写部９と、転写されたトナー画像を用紙に定着させる定着部１０が設けられている。更に、トナー画像が定着された用紙が排出される排出トレイ１３が原稿読み取り部３の下側に設けられている。

次に、画像形成部について説明するが、４つの画像形成部４、５、６、７の基本的構成は同じであるため、マゼンダ画像形成部７を例に挙げて説明する。図１に示すように、マゼンダ画像形成部７は、感光体ドラム７０、帯電器７１、現像器７２及びクリーニング部７３等から構成されている。又、４つの画像形成部４、５、６、７の、各々の帯電器によって帯電された各々の感光体ドラムの表面を光走査することによって静電潜像を形成するレーザースキャナーユニット（以下、ＬＳＵと呼ぶ）１２が、画像形成部の下方に設けられている。又、中間転写ベルト８を挟んで感光体ドラム７０に対向するように一次転写ローラ１７が配置されている。又、現像器７２には、感光体ドラム７０の表面にトナーを供給するために、感光体ドラム７０に当接して配置されている現像ローラ７５が設けられている。

この感光体ドラム７０と一次転写ローラ１７の間、感光体ドラム６０と一次転写ローラ１６の間、感光体ドラム５０と一次転写ローラ１５の間、及び感光体ドラム４０と一次転写ローラ１４の間を通すように、中間転写ベルト８は一次転写ローラ１４、１５、１６、１７に捲き掛けられている。

上記二次転写部９は、中間転写ベルト８の回転方向を基準にしてブラック画像形成部４の下流側近傍に、中間転写ベルト８を押圧するように配置されている二次転写ローラ９２（後述する図２参照）を有している。二次転写ローラ９２に対向するように、中間転写ベルト８の内側には駆動ローラ２１が設けられている。

又、用紙の搬送方向を基準として、二次転写ローラ９２の下流近傍には、用紙の搬送経路への貼り付き等を防止するために、用紙の帯電を除去するための除電部２４が設けられている。又、マゼンダ画像形成部７の上流側近傍には中間転写ベルト８の表面の残留トナーを取り除くためのベルトクリーニング部１１が配置されている。尚、このベルトクリーニング部１１に対向するように、中間転写ベルト８の内側には従動ローラ２２が設けられている。更に、駆動ローラ２１と従動ローラ２２の間には、中間転写ベルト８にテンションをかけるためのテンションローラ２３が配置されている。

図２は、中間転写ベルト８近傍の拡大構成図である。

図２に示すように、除電部２４は、除電部材２４１と、除電部材２４１に電圧を印加するための電圧印加部２４２を有している。又、二次転写部９は、二次転写ローラ９２に電圧を印加するための電圧印加部９１を有している。更に、駆動ローラ２１は接地されている。

次に、ベルトクリーニング部１１の構成について説明する。

ベルトクリーニング部１１は、中間転写ベルト８を挟んで従動ローラ２２に対向して配置されているファーブラシローラ１１１と、ファーブラシローラ１１１を押圧するように配置されている回収ローラ１１２と、回収ローラ１１２上のトナーを取り除くためのゴム製のブレード１１３とを備えている。回収ローラ１１２の軸受けは、片方が導電性であり、この軸受けを通して回収ローラ１１２に電圧を供給する電圧印加部１１４が設けられている。一方、ファーブラシローラ１１１の軸受けは非導電性となっており、回収ローラ１１２に印加した電圧はロス無くクリーニング電圧として作用できるようになっている。尚、回収ローラ１１２に対向して配置している従動ローラ２２は接地されている。又、電圧印加部９１、１１４、２４２を制御するために制御部２５が設けられている。

尚、図２には図示されていないが、感光体ドラム４０、５０、６０、７０は接地されており、一次転写ローラ１４、１５、１６、１７には、それぞれに電圧印加部が設けられている。この電圧印加部及び画像形成部の各構成部は制御部２５によって制御されている。

又、本発明の複数の像担持体の一例は、本実施の形態の感光体ドラム４０、５０、６０、７０に相当し、本発明の複数の現像剤担持体の一例は、本実施の形態の現像ローラ４５、５５、６５、７５に相当する。又、本発明の複数の一次転写部の一例は、本実施の形態の一次転写ローラ１４、１５、１６、１７及び各一次転写ローラに電圧を印加する電圧印加部に相当し、本発明の中間転写体の一例は、本実施の形態の中間転写ベルト８に相当する。又、本発明の二次転写部の一例は、本実施の形態の二次転写部９に相当し、本発明の除去部の一例は、本実施の形態のベルトクリーニング部１１に相当する。又、本発明の電荷調整部一例は、二次転写部９に相当し、本発明の制御部の一例は、本実施の形態の制御部２５に相当する。

又、本発明の二次転写部材の一例は、本実施の形態の二次転写ローラ９２に相当し、本発明の二次転写部材印加部の一例は、本実施の形態の電圧印加部９１に相当する。又、本発明の除去電圧印加部の一例は、本実施の形態の電圧印加部１１４に相当する。

以上の構成の、本実施の形態の複写機の画像形成時の動作について説明する。尚、図３は画像形成時の各構成部の帯電の状態を示す図であり、図２と同様の中間転写ベルト８近傍の構成図である。

原稿読み取り部３によって読み取られた画像データに基づいて、マゼンダ画像形成部７、シアン画像形成部６、イエロー画像形成部５及びブラック画像形成部４の感光体ドラム４０、５０、６０、７０の表面にトナー画像が形成される（図１参照）。この時感光体ドラム上のトナーはプラスに帯電しており、マイナスの電圧が印加された一次転写ローラ１４、１５、１６、１７によって、マゼンダ、シアン、イエロー、ブラックの順でトナー画像が中間転写ベルト８上に重ね合わされる。

同時に、給紙カセット２から用紙が給紙され、二次転写ローラ９２によって中間転写ベルト８上の重ね合わされたトナー画像が用紙Ｐ上に転写される（図３参照）。ここで、トナー画像はプラスに帯電しているため、二次転写ローラ９２には、その表面がマイナスに帯電するように電圧印加部９１によって電圧が印加される。

又、通紙時には、除電部材２４１にプラスの電荷が生じるように、電圧印加部２４２によって電圧が印加されている。このため、二次転写ローラ９２を通過し、マイナスに帯電している裏面（トナー画像が形成されていない面）側の除電が行われ、用紙Ｐがスムーズに搬送される。

そして、定着部１０にてトナー画像が定着された用紙が、排出トレイ１３に排出される（図１参照）。尚、用紙への転写の際に中間転写ベルト８上に残留したトナーＳ（図３参照）は、回収ローラ１１２を介してマイナスに帯電したファーブラシローラ１１１によって取り除かれる。

次に、本実施の形態の複写機のトナー入れ替え時の動作について説明するとともに、本発明の画像形成装置の制御方法の一例についても述べる。尚、図４は、トナー入れ替え時の各構成部の帯電状態を示す図であり、図２と同様の中間転写ベルト８近傍の構成図である。

予め所定枚数における平均印字率の閾値が設定されており、この閾値よりも低い値の場合が低印字状態と定められる。この値としては、例えば３％と定めることが出来る。又、平均印字率とは、用紙の面積に対してトナーが占める面積の割合のことである（例えば、用紙のサイズをＡ４サイズに換算した値である）。

制御部２５が、平均印字率が、閾値以下であることを判定した場合には、１つのジョブを終了した後、通常の画像形成時よりも現像ローラ４５、５５、６５、７５と感光体ドラム４０、５０、６０、７０の間の交番電界の実効値をあげることにより、現像ローラ４５、５５、６５、７５上の残留トナーが強制的に感光体ドラムへと移動させられる。尚、１つのジョブが終了するまで待たずに、画像形成動作を強制的に終了させても良い。要するに、二次転写ローラ９２に用紙が供給されていない状態であればよい。

感光体ドラム４０、５０、６０、７０に移動した各色のトナーは、中間転写ベルト８上に吐き出される。図５に中間転写ベルト８上に吐き出されたトナーの状態を示す。図５に示すように、中間転写ベルト８上にブラックのトナーが吐き出された領域３４、イエローのトナーが吐き出された領域３５、シアンのトナーが吐き出された領域３６、及びマゼンダのトナーが吐き出された領域３７が形成される。尚、図４には、中間転写ベルト８を移動中の領域３４、３５、３６、３７が示されている。

ここで、背景技術で述べたように、中間転写ベルト８上に吐き出されたトナーが二次転写ローラ９２に付着しないように、トナー入れ替えの際には、表面がプラスに帯電するように二次転写ローラ９２に電圧が印加されている。トナーが吐き出された領域３４、３５、３６、３７が二次転写ローラ９２を通過すると、二次転写ローラ９２はプラスに帯電しているため、各領域のトナーの電荷は増加することになる。

一方、本実施の形態では、ブラックのトナーと、イエロー、シアン及びマゼンダのカラートナーとでは、カーボン含有量（その他外添材等）の違いにより抵抗値が異なっている。すなわち、ブラックのトナーの方が、カラートナーと比較して、カーボン含有量が多いため、カラーのトナーよりも抵抗値が小さくなる。このように抵抗値が低いと、帯電量が増加し難いため、ブラックのトナーの方がカラートナーよりも帯電量が小さくなる。

そこで、本実施の形態では、ブラックのトナーが吐き出された領域３４が通過する時に、二次転写ローラ９２に印加する電圧を、他の領域３５、３６、３７が通過するときに印加する電圧よりも大きくし、領域３４、３５、３６、３７のトナーの帯電量が実質上均一になるように制御が行われる。すなわち、領域３４のトナーの帯電量の増加量を、領域３５、３６、３７側のトナーの帯電量の増加量よりも、大きくすることにより、領域３５、３６、３７のカラートナーの帯電量に、領域３４のブラックトナーの帯電量を合わせ込むように制御が行われる。この制御が、本発明の電荷調整工程の一例に相当する。尚、除電部材２４１は通電されていないため、中間転写ベルト８を通過しているトナーの電荷は除電部材２４１による影響はうけない。

続いて、二次転写ローラ９２を通過した領域３４、３５、３６、３７上のトナーは、ファーブラシローラ１１１にて取り除かれる。このファーブラシローラ１１１は、その毛先による物理的掻き乱しにより、トナーとの接触回数を増やし、毛先とトナーの静電的付着によって中間転写ベルト８上からトナーを回収するものである。上述した均一の基準となる値は、ファーブラシローラ１１１にかけられるクリーニングバイアス、トナーの粒径、及び周辺の構造等の条件下によって決定される値である。尚、上述の実質上均一に相当する均一の幅は、ブラックトナーの帯電量をカラートナー側の帯電量に合わせるという本実施の形態の構成では、均一の基準となる値（以下、基準値）の±１０％の幅に相当する。

ここで、本実施の形態では、各領域３４、３５、３６、３７において、トナーの帯電量は、二次転写ローラ９２による調整により、全ての領域のトナーが、マイナスの極性に帯電しているファーブラシローラ１１１によって有効に取り除くことが可能となる。

以下、本実施の形態の実施例について説明する。

（実施例１）
ファーブラシローラ１１１として、材質がナイロンで外径１７ｍｍ、毛長さが４．５ｍｍ、繊度が６Ｄ（デニール）、原糸抵抗が１１．５（ｌｏｇΩ）（東英産業株式会社製、型番ＵＵＮ（６ナイロン、カーボンタイプ、均一分散タイプ）に相当する）、ブラシ密度が１２０ＫＦ／ｉｎｃｈ^２のものが用いられた。

又、二次転写ローラ９２としては、材質がエピクロルヒドリンとニトリルの発泡合成ゴムであり、硬度が３５±５°（Ａｓｋｅｒ−Ｃ）、抵抗が７（ｌｏｇΩ）のものが用いられた。この二次転写ローラ９２の抵抗値は、金属板によってローラに荷重をかけた状態でシャフトに電圧をかけて電流を測定された値であり。

又、中間転写ベルト８としては、例えば、基層をＰＶＤＦ（ポリフッ化ビニリデン）、中間層をＣＲゴム、表面をフッ素コートしたものを用いられた。中間転写ベルト８とファーブラシローラ１１１のニップ幅が１ｍｍに設定されている。

このような条件の下で、中間転写ベルト上に吐き出されたトナーの帯電量を、ブラックトナーの一次転写ローラ１４の通過後、二次転写ローラ９２の到達前に測定すると、ブラックのトナー（図３の領域３４に相当）は＋１９．５（μＣ／μｇ）であり、その他のカラートナー（図３の領域３５、３６、３７に相当）はいずれも＋３１．３（μＣ／ｇ）であった。尚、各トナーの帯電量の測定は、トレック社製のトナー帯電量測定装置を用いて行われた。又、各トナーの粒径は、約７．５μｍであった。

又、ファーブラシローラ１１１は、−２０μＡの定電流制御が行われている。本実施例の条件下において、基準値は、カラートナーの帯電量より若干多い３４（μＣ／ｇ）と設定することが出来る。

この基準値に合わせるように、ブラックのトナーの領域３４が二次転写ローラ９２を通過する際、二次転写ローラ９２には８００Ｖの電圧が印加され、その表面がプラスに帯電している。又、他のカラートナーの領域３５、３６、３７が通過する際には、二次転写ローラには５００Ｖの電圧が印加される。

この二次転写ローラ９２通過後の、ブラックのトナーの帯電量は、＋３３．８（μＣ／ｇ）であり、カラーのトナーの帯電量は、＋３４．２（μＣ／ｇ）であり、基準値の±１０％以内に収まっている。

この状態で、ファーブラシローラ１１１を通過すると、いずれの領域においても、トナーを取り除くことが出来た。

（比較例１）
一方、領域３４、３５、３６、３７のいずれにおいても、二次転写ローラ９２に印加する電圧を５００Ｖと一定の値にし、他は上記実施例と同じ条件の下、ファーブラシローラ１１１によって、中間転写ベルト８上のトナーを取り除く実験が行われた。

ブラックの一次転写ローラ１４を通過した後、二次転写ローラ９２を通過する前のブラックのトナーの帯電量は、＋１９．５（μＣ／ｇ）であり、他のカラートナーの帯電量は、３１．３（μＣ／ｇ）であった。尚、除電部材２４１は通電されていないため、中間転写ベルト８を通過しているトナーの電荷は除電部材２４１による影響はうけない。

そして、５００Ｖの電圧が印加された二次転写ローラ９２を通過した後のブラックのトナーの帯電量は、＋２３．８（μＣ／ｇ）であり、他のカラートナーの帯電量は、３５．３（μＣ／ｇ）であり、基準値の±１０％以内に収まっていない。

このような状態で、ファーブラシローラ１１１を通過すると、ブラックのトナーが中間転写ベルト８上に残留した。これは、ブラックのトナーが、他のカラートナーに比べてプラスの帯電量が小さく、ファーブラシローラ１１１との間に生じる静電力が小さくなるためと考えられる。

以上のように、各領域におけるトナーの帯電量が、本実施例の条件下においてファーブラシローラ１１１によって効果的に取り除ける範囲内に収まるように、二次転写ローラ９２で帯電量を増加させることにより、中間転写ベルト８上からトナーを効果的に取り除くことが可能となることがわかる。

（実施の形態２）
以下、本発明にかかる実施の形態２における複写機について説明する。

本実施の形態２の複写機は、実施の形態１と基本的構成は同じであるが、トナー入れ替え時の制御方法が異なる。従って、実施の形態１との相違点を中心に説明する。

本実施の形態２の複写機では、実施の形態１と同様に、低印字状態の際に、過剰に帯電されたトナーが中間転写ベルト８上に吐き出される（図３参照）。

この各領域３４、３５、３６、３７が二次転写ローラ９２を通過する際には、実施の形態１と異なり、各領域毎に二次転写ローラ９２に印加する電圧を変化させず、一定の電圧が二次転写ローラ９２に印加されている。

従来、除電部材２４１は、通紙時にのみプラスに帯電するように電圧を印加され、トナー入れ替え時には電圧が印加されていなかったが、本実施の形態２の複写機では、トナー入れ替え時にも除電部材２４１に電圧を印加することによって、領域中のトナーの帯電量を均一にするように制御が行われる。この制御が、本発明の電荷調整工程の一例に相当する。

すなわち、ブラックのトナーが吐き出された領域３４が通過する時と、他の領域３５、３６、３７が通過するときに、除電部材２４１に印加する電圧を変更することによって、除電部材２４１を通過した後の各領域におけるトナーの帯電量を、実施の形態１と同様に均一にすることができる。

尚、本発明の電荷調整部の一例は、本実施の形態２の除電部２４に相当し、本発明の除電部材印加部の一例は、本実施の形態２の電圧印加部２４２に相当する。

以下、本実施の形態２の実施例２について説明する。

（実施例２）
尚、ファーブラシローラ１１１、二次転写ローラ９２及び中間転写ベルト８については、実施例１と同様であるため説明を省略する。尚、二次転写ローラ９２には、＋に帯電するように５００Ｖの電圧が印加されている。又、各トナーの粒径は、約７．５μｍであった。更に、ファーブラシローラ１１１は、−２０μＡの定電流制御が行われている。本実施例の条件下において、基準値は、カラートナーの帯電量より若干多い３４（μＣ／ｇ）と設定することができる。

中間転写ベルト上に吐き出されたトナーの帯電量を、ブラックトナーの一次転写ローラ１４の通過後、二次転写ローラ９２の到達前に測定すると、ブラックのトナー（図３の領域３４に相当）は＋１８．２（μＣ／μｇ）であり、その他のカラートナー（図３の領域３５、３６、３７に相当）はいずれも＋３２．７（μＣ／ｇ）であった。

基準値に合わせ込むように、ブラックのトナーの領域３４が除電部材２４１を通過する際には、除電部材２４１は＋１６μＡの電流が流されてプラスに帯電する。又、他のカラートナーの領域３５、３６、３７が通過する際には、除電部材２４１には、＋１０μＡの電流が流される。

この二次転写ローラ９２及び除電部材２４１を通過した後の、ブラックのトナーの帯電量は、＋３４．１（μＣ／ｇ）であり、カラートナーの帯電量は、＋３３．９（μＣ／ｇ）であり、基準値の±１０％の範囲内に収まっている。

この状態で、ファーブラシローラ１１１を通過すると、いずれの領域においても、トナーを取り除くことが出来た。

本実施例２と上記比較例から、各領域間におけるトナーの帯電量が実質上均一になるように除電部材２４１でブラックトナーの帯電量をカラートナーの帯電量よりも多く増加させることにより、中間転写ベルト８上からトナーを効果的に取り除くことが可能となることがわかる。

尚、上述した実施の形態では、ブラックのトナーが他のトナーと帯電量が異なるため、ブラックとカラーで帯電量の増加（チャージアップ）量を分けて制御が行われているが、イエロー、シアン及びマゼンダのトナーの帯電量も異なる場合には、異なるトナーの種類毎にチャージアップ量を変更して制御を行っても良い。

又、上述した実施の形態では、各領域間におけるトナーの電荷が実質上均一になるように制御が行われることが好ましいが、制御の前に比べて、制御後の方が各領域間におけるトナーの電荷の差を少なくとも小さくすることによって、従来より効率良くトナーを取り除くことが出来る。

又、上記説明では、カラートナー側の帯電量に合わせるように制御が行われているが、ブラックトナー側の帯電量に合わせるように制御が行われてもよい。

又、上述した実施の形態の複写機では、マゼンダ画像形成部７から吐き出されたトナーの帯電量は、シアン画像形成部６、イエロー画像形成部５及びブラック画像形成部４を通過する間に、ほとんど変化しないため、カラーのトナーは３色ともほぼ同じ帯電量となっているが、中間転写ベルト８の材質等によっては、各画像形成部を通過する間に帯電量が増加又は減少する場合がある。このような場合には、二次転写ローラ９２又は除電部材２４１からの各画像形成部の距離に基づいて、チャージアップ量の調整が行われる。

又、上記実施の形態では、トナーのチャージアップを行うために、本発明の電荷調整部の一例として既存の二次転写ローラ９２及び除電部材２４１が用いられているが、別途チャージアップを行うための構成が設けられていても良い。この構成としては、例えば、駆動ローラ２１の下流側であって、従動ローラ２１の上流側に配置された、電圧を印加することが可能な導電性のローラが挙げられる。

又、本発明の記録媒体の一例として、上記実施の形態では紙を用いているが、ＯＨＰシート等であってもよい。

又、本発明のプログラムは、上述した本発明の画像形成装置の制御方法の電荷調整工程の動作をコンピュータにより実行させるためのプログラムであって、コンピュータと協働して動作するプログラムである。

又、本発明の記録媒体は、上述した本発明の画像形成装置の制御方法の電荷調整工程の全部又は一部動作をコンピュータにより実行させるためのプログラムを記録した記録媒体であり、コンピュータにより読み取り可能且つ、読み取られた前記プログラムが前記コンピュータと協動して前記動作を実行する記録媒体である。

尚、本発明の上記「工程の動作」とは、前記工程の全部又は一部の動作を意味する。

又、本発明のプログラムの一利用形態は、コンピュータにより読み取り可能な、ＲＯＭ等の記録媒体に記録され、コンピュータと協働して動作する態様であっても良い。

又、本発明のプログラムの一利用形態は、インターネット等の伝送媒体、光・電波・音波等の伝送媒体中を伝送し、コンピュータにより読みとられ、コンピュータと協働して動作する態様であっても良い。

又、上述した本発明のコンピュータは、ＣＰＵ等の純然たるハードウェアに限らず、ファームウェアや、ＯＳ、更に周辺機器を含むものであっても良い。

尚、以上説明した様に、本発明の構成は、ソフトウェア的に実現しても良いし、ハードウェア的に実現しても良い。

本発明の画像形成装置及び画像形成装置の制御方法は、トナー入れ替え時におけるクリーニング不良を抑制することが可能な効果を有し、複写機、プリンタ、及びファクシミリ等として有用である。

本発明にかかる実施の形態１における複写機の正面構成図 本発明にかかる実施の形態１における複写機の中間転写ベルト近傍の構成図 本発明にかかる実施の形態１の複写機における通紙時の動作を説明するための構成図 本発明にかかる実施の形態１における複写機の中間転写ベルト及びトナー入れ替え時に中間転写ベルト上に吐き出されたトナーを示す平面図 本発明にかかる実施の形態１の複写機におけるトナー入れ替え時の動作を説明するための構成図 従来の画像形成装置の中間転写ベルト近傍の構成図

符号の説明

１ 複写機
２ 給紙カセット
３ 画像読み取り部
４ ブラック画像形成部
５ イエロー画像形成部
６ シアン画像形成部
７ マゼンダ画像形成部
８ 中間転写ベルト
９ 二次転写部
１０ 定着部
１１ ベルトクリーニング部
１２ ＬＳＵ
１３ 排出トレイ
１４、１５、１６、１７ 一次転写ローラ
２１、２２ ローラ
２３ テンションローラ
２４ 除電部
２５ 制御部

Claims (10)

1. 表面にトナー画像が形成される複数の像担持体と、
   各々の前記像担持体にトナーを供給するために、前記トナーを担持する複数の現像剤担持体と、
   各々の前記像担持体に対向して、配置されている複数の一次転写部と、
   前記複数の像担持体の表面の前記トナー像を重ね合わすために、複数の前記像担持体と複数の前記一次転写部の間に配置される中間転写体と、
   前記重ね合わされたトナー像を前記中間転写体から記録媒体上に転写するための二次転写部と、
   前記中間転写体上のトナーを取り除くために設けられ、前記トナーの電荷と逆極性になるように電圧が印加される除去部と、
   前記二次転写部に前記記録媒体を供給せずに、前記現像剤担持体上のトナーを入れ替える際、前記それぞれの現像剤担持体からそれぞれの前記像担持体を介して回転中の前記中間転写体上の、重なることなく前記除去部を順次通過するそれぞれの領域に吐き出されたトナーの電荷を調整する電荷調整部と、
   前記トナーの種類又は前記像担持体の位置に基づいて、前記電荷調整部を順次通過する前記領域毎に、前記各領域におけるトナーの電荷の差を小さくするように前記電荷調整部によって制御する制御部とを備えた、画像形成装置。
2. 前記制御部は、
   前記電荷調整部によって、前記各領域におけるトナーの電荷が前記各領域間で実質上均一になるように制御をする、請求項１記載の画像形成装置。
3. 前記制御部は、
   前記電荷調整部によって、前記領域毎に、前記領域のトナーに前記トナーの極性と同極性の電荷を与えることにより、前記各領域におけるトナーの電荷が前記各領域間で実質上均一になるように制御をする、請求項１記載の画像形成装置。
4. 前記電荷調整部は、前記二次転写部であり、
   前記二次転写部は、
   前記中間転写体に接触して配置される二次転写部材と、
   前記二次転写部材に電圧を印加する二次転写部材印加部とを有し、
   前記制御部は、
   前記記録媒体が通過する際には、前記二次転写部材に前記トナーの電荷と逆極性になるように電圧を印加し、
   前記現像剤担持体上のトナーを入れ替える際に、前記領域が通過する時には、前記二次転写部材に前記トナーの電荷と同極性になるように前記二次転写部材印加部が電圧を印加するように制御する、請求項３記載の画像形成装置。
5. 前記二次転写部を通過した前記記録媒体の除電を行うために、前記二次転写部の下流側であって、前記中間転写部の近傍に設けられた除電部材と、前記除電部材に前記トナーの電極と同極性の電圧を印加する除電部材印加部とを有する除電部を備え、
   前記電荷調整部は、前記除電部であり、
   前記制御部は、
   前記記録媒体が通過する際には、前記除電部材に前記トナーの電荷と同極性になるように電圧を印加し、前記記録媒体の除電を行い、
   前記現像剤担持体上のトナーを入れ替える際に、前記領域が通過する時にも、前記除電部材に前記トナーの電荷と同極性の電圧を印加するように、前記除電部材印加部を制御する、請求項３記載の画像形成装置。
6. 前記除去部は、
   前記中間転写体に接触するファーブラシローラと、
   前記ファーブラシローラに前記トナーの電荷と逆極性の電圧を印加する除去電圧印加部とを備えた、請求項１記載の画像形成装置。
7. 前記異なる種類のトナーとは、ブラック、イエロー、シアン及びマゼンダの４色のトナーであり、
   前記中間転写体は、中間転写ベルトであり、
   前記複数の像担持体及び前記複数の一次転写部は、前記４色のトナーに対応し、前記中間転写ベルトに沿って前記二次転写部に近い方からブラック、イエロー、シアン及びマゼンダの順に配置されており、
   前記制御部は、
   前記中間転写ベルト上のイエローのトナーが吐き出された領域、前記シアンのトナーが吐き出された領域及び前記マゼンダのトナーが吐き出された領域に対して、同一の値の電荷を付与し、
   前記中間転写ベルト上の前記ブラックのトナーが吐き出された領域に対しては、前記電荷よりも大きい値の電荷を付与するように、前記電荷調整部を制御する、請求項３記載の画像形成装置。
8. 表面にトナー画像が形成される複数の像担持体と、
   各々の前記像担持体に前記トナーを供給するために、トナーを担持する複数の現像剤担持体と、
   各々の前記像担持体に対向して、配置されている複数の一次転写部と、
   前記複数の像担持体の表面の前記トナー像を重ね合わすために、複数の前記像担持体と複数の前記一次転写部の間に配置される中間転写体と、
   前記重ね合わされたトナー像を前記中間転写体から記録媒体上に転写するための二次転写部と、
   前記中間転写体上のトナーを取り除くために設けられ、前記トナーの電荷と逆極性になるように電圧が印加される除去部とを備えた画像形成装置の制御方法であって、
   前記二次転写部に前記記録媒体を供給せずに、前記現像剤担持体上のトナーを入れ替える際、前記それぞれの現像剤担持体からそれぞれの前記像担持体を介して回転中の前記中間転写体上の、重なることなく前記除去部を順次通過するそれぞれの領域に吐き出されたトナーの電荷を、前記トナーの種類又は前記像担持体の位置に基づいて前記領域毎に、前記各領域におけるトナーの電荷の差を小さくするように調整する電荷調整工程を備えた画像形成装置の制御方法。
9. 請求項８記載の画像形成装置の制御方法を該画像形成装置のコンピュータに実行させるためのプログラム。
10. 請求項９記載のプログラムを記録した記録媒体であって、コンピュータで利用可能な記録媒体。

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