JP6107055B2 - 画像形成装置、及び２次転写離間タイミング制御方法 - Google Patents

Description

本発明は、電子写真方式の複写機、ファクシミリ、プリンタ等の画像形成装置、及び２次転写離間タイミング制御方法に関する。

近年、電子写真方式によるカラー画像形成装置に関し、画像形成における高速化を実現するものとして、いわゆるタンデム方式のカラー画像形成装置がある。タンデム方式とは、複数の感光体上にトナー像を形成し、そのトナー像を中間転写ベルト上で重ね合わせて、重ね合わせた複数色のトナー像を２次転写部に一括して用紙に転写する、というものである。

タンデム方式のカラー画像形成装置においては、機械構成の配置によっては、最も先に画像形成を開始するトナー色、例えばイエロー色の画像形成開始位置から２次転写部までの距離が、用紙を給紙する給紙トレイから２次転写部までの距離よりも長くなる場合がある。

このような機械構成の場合には、給紙トレイ内の用紙の給紙を開始する時点において、既に画像形成を開始していることになる。その際、給紙トレイの用紙切れを検知してから画像形成を中止しても、既に画像形成は開始しているので、感光体上、あるいは中間転写体上に現像されているトナー像は用紙に転写されずに中間転写体等に残留するトナーとなる場合がある。またこのような中間転写体上の残留トナーが中間転写体と接触している２次転写ローラなどに転移し、転移したトナーが用紙の裏面に再転写して裏面汚れ等の不具合を生じさせていた。

給紙トレイ内の用紙の残量枚数を正確に検知することができ、用紙切れとなるタイミングを正確に判断できれば、そのタイミングに合わせて画像形成を中断することにより、残留トナーの発生を避けることができる。しかし、現実的に残量枚数を正確に検知することは難しい。

上述の問題に対応すべく、特許文献１には、用紙の残量が所定値以下となった場合には、給紙タイミングを遅らせて、用紙切れでないことを確認してから給紙および画像形成を開始する複写機が開示されている。また、同様に特許文献２にも、給紙トレイ内の記録紙残量が所定量以下になったことを検知した場合には連続給紙の際の紙間距離を通常よりも長くして、感光体への露光を開始する前に記録紙が無くなったことを認識できるようにする画像形成装置に関する発明が開示されている。

さらに、特許文献３には、給紙トレイ内の用紙切れに伴って生じる残留トナーによる２次転写体の汚れを防止する手段として、残留トナー量に応じて２次転写のクリーニング動作を制御する画像形成装置が開示されている。

しかし、特許文献１および特許文献２に開示された複写機等においては、用紙の残量が所定値以下となった場合に給紙間隔が広がってしまうため、生産性が極端に落ちてしまうという問題がある。また、特許文献３に記載の画像形成装置においては、２次転写体に接触した残留トナーをクリーニングしても、経時では抵抗上昇や紙の裏汚れの余裕度が低下してしまうという問題がある。また、画像データのデータ量に比例してクリーニング動作に要する時間も増加するため、生産性が低下してしまうという問題がある。

本発明は、このような実情に鑑みてなされたものであって、用紙切れに伴って生じる残留トナーの影響による不具合を回避することで、生産性低下を防止する画像形成装置を提供することを目的とする。

上記の課題を解決するため、本発明の画像形成装置は、像担持体と、像担持体上に画像データに基づいて露光し静電潜像を形成する露光手段と、像担持体上に担持された静電潜像にトナーを供給してトナー像として現像する現像手段と、像担持体上に現像されたトナー像を１次転写される中間転写体と、用紙搬送手段と、中間転写体に１次転写されたトナー像を、給紙トレイから用紙搬送手段により搬送された用紙に２次転写する２次転写手段とを備え、２次転写手段が、中間転写体と接触する接触転写部と、接触転写部を中間転写体から離間する接離機構とを備えた画像形成装置であって、給紙トレイの用紙の有無を検知する用紙検知手段とをさらに備え、用紙検知手段により給紙トレイに用紙が無いことが検知された場合、用紙にトナー像が転写されないトナー像未転写時間と、接触転写部の中間転写体からの離間に要する離間時間との比較の結果に基づいて、接触転写部を中間転写体から離間するタイミングを制御することを特徴とする。

本発明によれば、用紙切れに伴う残留トナーの影響による不具合を回避することで、生産性低下を防止することができる。

本発明の実施形態の画像形成装置の概略図である。 本発明の実施形態の２次転写部９及び転写部材クリーニング手段の概略図である。 本発明の実施形態の画像形成装置の制御関係を表すブロック図である。 距離Ｌ１、距離Ｌ２、と各機械構成との関係を表す説明図である。 画像形成モード、給紙トレイ、の各選択条件と距離Ｌ１と距離Ｌ２との大小関係を表す説明図である。 用紙切れが発生したときの用紙とトナー像、及び紙間の時間を示す模式図である。 本発明の実施形態における用紙切れを検知した後の処理を示すフロー図である。 本発明の別の実施形態における用紙切れを検知した後の処理を示すフロー図である。

本発明の実施形態の画像形成装置について以下図面を用いて説明するが、本発明の趣旨を越えない限り、何ら本実施形態に限定されるものではない。なお、各図中、同一又は相当する部分には同一の符号を付しており、その重複説明は適宜に簡略化乃至省略する。

図１は、本実施形態に係る画像形成装置Ａの概略図である。画像形成装置Ａは、タンデム型カラー画像形成装置と称せられるもので、複数組の画像形成手段１０Ｙ（イエロー）、１０Ｍ（マゼンタ）、１０Ｃ（シアン）、１０Ｋ（黒）と、中間転写ベルト６、２次転写部９、と給紙ユニット２０及び定着装置４０等から構成されている。

給紙ユニット２０は複数の給紙トレイ２１ａ、２１ｂから構成されており、給紙トレイ２１に収納されている用紙Ｓは複数の搬送ローラ３１、３２、３３等からなる搬送手段３０により搬送される。

各色の画像形成手段１０は像担持体としての感光体１、帯電部２、露光部３、現像部４、及びクリーニング部５、１次転写部７等からなっており、各色毎の画像形成手段１０の機械的な構成は同じであるので、図ではＹ（イエロー）系列のみの構成について参照符号を付けており、その他のＭ（マゼンタ）、Ｃ（シアン）及びＫ（黒）の構成要素については参照符号を省略している。

現像部４は、感光体１の帯電極性と同極性に帯電されたイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）若しくは黒色（Ｋ）の各色の１成分現像剤または２成分現像剤をそれぞれ収容する。例えば厚み０．５〜１ｍｍ、外径１５〜２５ｍｍの円筒状の非磁性のステンレスあるいはアルミ材で形成された現像剤担持体である現像ローラ４ａを備えている。

現像ローラ４ａは、不図示の突き当てコロ等により感光体１と所定の間隙、例えば１００〜１０００μｍをあけて非接触に保たれ、感光体１の回転方向と同方向に回転するようになっている。

現像時には、現像ローラ４ａに対してトナーと同極性、例えば本実施形態においてはマイナス極性の直流電圧或いは直流電圧に交流電圧を重畳する現像バイアス電圧を印加することにより、感光体１上の露光領域に対して反転現像が行われる。当該反転現像に使用されるトナーとしては小粒径のスチレンアクリル重合トナーやポリエステル重合トナーが用いられる。

中間転写ベルト６は、体積抵抗が１０⁶〜１０¹²Ω・ｃｍの無端ベルトであり、例えばポリカーボネート（ＰＣ）、ポリイミド（ＰＩ）、ポリアミドイミド（ＰＡＩ）、ポリビニリデンフルオライド（ＰＶＤＦ）、エトラフルオロエチレン−エチレン共重合体（ＥＴＦＥ）等の樹脂材料や、ＥＰＤＭ、ＮＢＲ、ＣＲ、ポリウレタン等のゴム材料にカーボン等の導電性フィラーを分散させたり、イオン性の導電材料を含有させたりしたものが用いられる。また、中間転写ベルト６の厚みは、樹脂材料の場合５０〜２００μｍ程度、ゴム材料の場合は３００〜７００μｍ程度の設定にすることが好ましい。

［画像形成工程］
本実施形態の画像形成工程について説明する。まず、画像記録のスタート信号と同時に不図示の感光体駆動モータの始動によりＹの感光体１Ｙは矢印で示す反時計方向に回転され、同時に帯電部２Ｙの帯電作用により感光体１Ｙに電位の付与が開始される。

感光体１Ｙは電位を付与された後、露光部３ＹによってＹの画像データに対応する画像の書き込みが開始され、感光体１Ｙの表面に原稿画像のＹの画像に対応する静電潜像が形成される。

静電潜像は現像部４Ｙにより非接触の状態で反転現像され、感光体１Ｙの回転に応じＹのトナー像が感光体１Ｙ上に形成される。感光体１Ｙ上に形成されたＹのトナー像は、１次転写部７Ｙの作用により、中間転写ベルト６上に１次転写される。その後、感光体１Ｙは感光体クリーニング部５によって残留トナーが清掃され、次の画像形成サイクルに入る。

次いで、露光部３ＭによってＭ（マゼンタ）の色信号すなわちＭの画像データに対応する画像書き込みが行われ、感光体１Ｍの表面に原稿画像のＭの画像に対応する静電潜像が形成される。当該静電潜像は、現像部４Ｍにより感光体１Ｍ上にＭのトナー像となり、１次転写部７Ｍにおいて、中間転写ベルト６上の前記Ｙのトナー像と同期が取られ、上記Ｙのトナー像の上に重ね合わされる。

同様のプロセスにより、Ｙ、Ｍの重ね合わせトナー像と同期が取られ、Ｃ（シアン）のトナー像が、１次転写部７Ｃにおいて、上記Ｙ、Ｍの重ね合わせトナー像上へ重ね合わされる。次に、既に形成されているＹ、Ｍ、Ｃの重ね合わせトナー像と同期が取られ、Ｋ（黒）のトナー像が、１次転写部７Ｋにおいて、上記Ｙ、Ｍ、Ｃの重ね合わせトナー像上へ重ね合わされ、Ｙ、Ｍ、Ｃ及びＫの重ね合わせトナー像が形成される。

重ね合わせトナー像が担持されている中間転写ベルト６は矢印のように時計方向に送られる。また、給紙ユニット２０の給紙トレイ２１ｂ内に収容された用紙Ｓは、第１給紙部としての給紙手段２２ｂにより給紙され、搬送ローラ３１、３２、第２給紙部としてのレジストローラ３３等を経て、２次転写手段としての２次転写部９に搬送される。そして、２次転写部９に搬送された用紙Ｓ上に重ね合わせトナー像が一括して転写される。

その後、中間転写ベルト６は走行し、中間転写ベルト６上の転写後の残留トナーがベルトクリーニング部８によって清掃され、次の画像形成サイクルに入る。

前記重ね合わせトナー像が転写された用紙Ｓは、更に定着装置４０へと送られ、加熱ローラと加圧ローラに挟持、加圧され定着される。トナー像が定着された用紙Ｓは、搬送ローラ３４によって装置外へ搬送され排紙皿２８へ載置される。

両面搬送経路３０１は、導入搬送路ｒ１、スイッチバック搬送路ｓｂ、合流搬送路ｒ３からなる。両面画像形成時には片面に画像が形成された用紙を、両面搬送経路３０１でスイッチバックし表裏反転させてレジストローラ３３で再び片面の搬送経路に合流させる。そして、２次転写部９で用紙Ｓの裏面に画像を転写させ、定着装置４０、搬送ローラ３４を経由して装置外に搬送する。

給紙トレイ２１には、収納用紙束の上面を検知する不図示の上面検知センサが備えられている。上面検知センサの検知に基づき、用紙上面が給紙手段２２ａに接触するように、用紙Ｓを載置させている収納台２５ａの高さを不図示の駆動モータの駆動により調整している。用紙有無検知センサ２６は、光学式センサにより給紙トレイ２１に収納している用紙の用紙切れを検知する。

［２次転写部及び転写部材クリーニング手段］
図２は、２次転写部９及び転写部材クリーニング手段の概略図で、図１における２次転写部９の周辺を拡大して示したものである。２次転写部９は、２次転写ローラ９ａと高圧電源ＨＶ１を有する。当該２次転写ローラ９ａが「中間転写体と接触する接触転写部」として機能する。

２次転写ローラ９ａは、駆動ロッド９ｃの先端部に回転可能に支持されている。２次転写ローラ９ａは、接離機構としての２次転写ローラ接離駆動部９ｂにより駆動される駆動ロッド９ｃにより、画像形成時には中間転写ベルト６へ圧接され、２次転写ローラ９ａのクリーニングの際の所定のタイミングで中間転写ベルト６から離間するように駆動される。２次転写ローラ接離駆動部９ｂは、不図示の制御部の制御を受けて駆動ロッド９ｃを駆動させる。２次転写ローラ接離駆動部９ｂは、例えばソレノイドや直流モータ等が用いられるが、これに限定されず、例えば偏心カムを用いることも可能である。

２次転写ローラ９ａは、例えば外径８ｍｍのステンレス等の導電性芯金の周面に、ポリウレタン、ＥＰＤＭ、シリコーン等のゴム材料に、カーボン等の導電性フィラーを分散させたり、イオン性の導電材料を含有した半導電弾性ゴムを被覆して形成される。この半導電弾性ゴムは、体積抵抗が１０⁵〜１０⁹Ω・ｃｍ程度のソリッド状態または発泡スポンジ状態で、厚さが５ｍｍ、ゴム硬度が２０度〜７０度程度（Ａｓｋｅｒ−Ｃ）である。２次転写ローラ９ａにはトナーが接するため、その表面に半導電性のフッ素樹脂やウレタン樹脂等の離型性の良いものが被覆されている。

バックアップローラ６２は、ステンレス等の導電性芯金の周面に、ポリウレタン、ＥＰＤＭ、シリコーン等のゴムや樹脂材料に、カーボン等の導電性フィラーを分散させたり、イオン性の導電材料を含有させたりした半導電性材料を被覆して形成される。被覆される半導電性材料の厚さは０．０５〜０．５ｍｍ程度である。

２次転写ローラ９ａは、バックアップローラ６２に対して弾性体層の弾性に抗して所定の押圧力で圧接させて配設する。本実施形態では両者間で幅数ｍｍ、例えば３ｍｍの転写ニップ部を形成させている。

高圧電源ＨＶ１では、トナーの極性と逆極性の転写電圧を２次転写ローラ９ａの導電性芯金に印加する。本実施形態において、トナー極性はマイナス極性であるから、高圧電源ＨＶ１はプラス極性の高圧電源を供給する。高圧電源ＨＶ２では、トナーと同極性のクリーニング電圧を２次転写ローラ９ａに印加する。高圧電源ＨＶ１と高圧電源ＨＶ２により交番電圧を２次転写ローラ９ａに印加することにより、高圧電源ＨＶ１、ＨＶ２が「転写部材クリーニング手段」、つまりクリーニング電圧としても機能する。

なお、本実施形態においてはバックアップローラを接地し、２次転写ローラに高圧電源を供給する形式としているが、逆に２次転写ローラを接地し、バックアップローラに高圧電源を供給する形としても良い。この場合、バックアップローラにはトナーと同極性、つまりマイナス極性の高圧電源を供給する。

なお、本実施形態においては、接触転写部材として転写ローラを用いる例について説明したがこれに限られず、転写ベルトを用いてもよい。またその際にクリーニング手段としては、高圧電源とともに、クリーニングブラシを用いる態様であってもよい。

図３は、本実施形態の画像形成装置Ａの制御関係を表すブロック図である。なお、同図では本実施形態の動作説明に必要な部分の周囲を中心に記載してあり、画像形成装置としてその他既知の部分についての説明は省略する。

画像形成装置Ａは、各種の制御を行う制御部Ａ１、ＣＣＤにより原稿の読み取りを行う読取部Ａ２、装置の各種表示を行うＬＣＤからなる表示部とともに各種操作の入力が行われる操作部Ａ３、ネットワークを介した通信を行う通信手段としてのＩ／Ｆ（インターフェイス）Ａ４、画像形成手段１０、給紙ユニット２０、転写部材クリーニング部９５から構成される。

同図において、制御部Ａ１は各部を制御するＣＰＵ（Ａ１１）と各種記録部としてのシステムメモリＡ１２、不揮発メモリＡ１３、画像メモリＡ１４、及び残留トナー量算出部Ａ１５、クリーニング制御部Ａ１６からなる。

各種の制御はあらかじめシステムメモリＡ１２に記憶させてあるプログラムをＣＰＵ（Ａ１１）が実行することによりなされる。不揮発メモリＡ１３には、あらかじめ、定形用紙の用紙サイズ、装置の各構成部間の各経路長として給紙ユニット・２次転写部・定着部・露光位置の相互間の距離、１画素あたりのトナー付着量としてのトナー質量等が記録されている。また画像メモリＡ１４には読取部Ａ２あるいはＩ／Ｆ（Ａ４）を介して入力された画像データ等が記録される。

操作部Ａ３からユーザによる各種の入力操作が行われ、その入力内容に基づいて、読取部Ａ２により原稿を画像メモリＡ１４に記録し、記録された画像データに基づいて画像形成手段１０により画像形成がなされる。また入力操作の際に、用紙を給紙する給紙トレイ２１の選択及び出力のモード、例えばカラー、モノクロ等の設定を行う。

転写部材クリーニング制御部Ａ１６では、画像メモリに記録された画像データや各構成部間の距離等や残留トナー量算出部Ａ１５によって算出される残留トナーによって２次転写ローラの離間タイミングやクリーニング動作を制御する。クリーニング制御部Ａ１６の制御動作については後述する。

［距離Ｌ１、距離Ｌ２の算出］
ここで画像形成に関する画像形成の経路長さ距離Ｌ１と、用紙の搬送に関する搬送経路長さ距離Ｌ２の算出方法について説明する。図４は、距離Ｌ１、距離Ｌ２、と各機械構成との関係を表す説明図である。同図は、図１に示す画像形成装置Ａの経路を、画像形成及び用紙搬送の流れに沿って、直線上に展開した概念図である。

図４（ａ）は、画像形成の経路長に関する距離Ｌ１の算出方法を示す説明図である。同図においてＬ１１は、感光体１上の露光部３による露光位置から１次転写部７までの、感光体１の外周面の距離である。Ｌ１２は、１次転写部７から２次転写部９までの中間転写ベルト６の外周面の距離である。そして距離Ｌ１は、Ｌ１１とＬ１２を合計した距離となる。

図４（ｂ）は、用紙の搬送経路長に関する距離Ｌ２の算出方法を示す説明図である。距離Ｌ２は、給紙トレイ２１に収納している用紙の先端から２次転写部９までの距離である。距離Ｌ１は画像形成モードによって異なり、距離Ｌ２は、選択した給紙トレイの位置によって異なる。また、Ｌ１、Ｌ２はともに各構成部間の距離によって異なる。つまり両者の大小関係は、各部品間のレイアウト、画像形成モード及び給紙トレイの選択によって異なることになる。

図５（ａ）は、画像形成モードがフルカラーモードで、選択した給紙トレイが第一の給紙トレイ２１ａ、の条件下における距離Ｌ１、距離Ｌ２の大小関係を表したものである。なお同図に示す符号は図１の画像形成装置Ａに対応している。

フルカラーモードの場合には、複数の露光部３の中で２次転写部９からの距離が最も遠いイエロー色の露光部３Ｙによる感光体１Ｙ上の露光位置、から１次転写部７Ｙを経由する２次転写部９までの距離Ｌ１を算出する。距離Ｌ２は、給紙トレイ２１ａから２次転写部９までの距離となる。

本実施例の条件下では、同図に示すようにＬ１＞Ｌ２の関係となり、給紙トレイ２１ａから用紙の搬送を開始するよりも前のタイミングで画像形成、つまり感光体１Ｙへの露光部３Ｙによる露光が開始されることになる。

つまり、給紙トレイ２１ａの用紙切れを用紙有無検知センサ２６により検知した時点では、Ｌ１からＬ２を差し引いた差分距離Ｌｄに対応する領域の画像形成は既に開始されていることになる。差分距離Ｌｄの領域に対応するトナーは用紙に転写されずに、すべて「残留トナー」となる。

図５（ｂ）は、画像形成モードがモノクロモードで、選択した給紙トレイが第二の給紙トレイ２１ｂ、の条件下における距離Ｌ１、距離Ｌ２の大小関係を表したものである。

モノクロモードの場合には、距離Ｌ１は、露光部３Ｋによる感光体１Ｋ上の露光位置、から１次転写部７Ｋを経由する２次転写部９までの距離となる。図５（ａ）に示すＬ１２Ｙに比べてＬ１２Ｋの距離が短くなるためＬ１の距離は短くなる。距離Ｌ２は、給紙トレイ２１ｂから２次転写部９までの距離である。

このような条件下では、同図に示すようにＬ１≦Ｌ２の関係となり、給紙トレイ２１ｂから用紙の搬送を開始してから、つまり給紙トレイ２１ｂに用紙があることを確認してから、画像形成を開始することができる。このような場合には、「残留トナー」は生じない。

なおこれらの各機械構成間の距離は、あらかじめ不揮発メモリＡ１３に記憶されている。これらを参照することによって、制御部Ａ１のＣＰＵ（Ａ１１）により距離Ｌ１、距離Ｌ２を算出する。

前述の図５（ａ）のようなＬ１＞Ｌ２の条件においては、画像形成中に前記用紙有無検知センサ２６が用紙切れを検知したときには、用紙に転写されない「残留トナー」が発生する。制御部Ａ１の残留トナー量算出部Ａ１５では当該残留トナー量を算出する。

「残留トナー量」とは、既に画像形成した領域でかつ用紙に転写されないトナー量、のことである。残留トナーはすべてが２次転写ローラを汚すわけではなく、残留トナーが２次転写部に到達するまでに２次転写ローラ９ａを離間することが出来れば２次転写ローラ９ａが汚れることはない。そこで、本実施形態では、給紙トレイにおいて用紙切れを検知したとき、クリーニング制御部１６Ａにより２次転写ローラ９ａの離間動作タイミング及びその後のクリーニング動作を制御するものとする。

「２次転写ローラ離間動作タイミングの決定方法」
本実施形態における２次転写ローラ９ａの離間動作タイミングの決定方法について説明する前に、図６について説明する。図６は、用紙切れが発生した場合における、用紙、トナー像および紙間時間を示した模式図である。なお、紙間時間とは、例えば、給紙部から先に搬送される用紙と、後に搬送される用紙との間の搬送タイムラグをいう。

図６は、具体的には、図の右側を用紙搬送方向とした場合に、先に搬送される用紙Ｄと、後に搬送される用紙Ｅとが、紙間時間Ｔ２の搬送タイムラグを空けて搬送される状態を示す模式図である。用紙Ｄにはトナー像ｄが転写され、用紙Ｅにはトナー像ｅが転写されるものとする。また、ここでは用紙切れ検知後の処理を説明する。そのため、用紙Ｄの後に搬送される用紙切れ対象としての仮想した用紙Ｅを破線にて表した。

さらに、トナー像ｄの用紙搬送方向と逆側の後端から、用紙Ｄの用紙搬送方向と逆側の後端までの間のトナー像が転写されない部分をトナー未転写部Ｌｄとし、用紙Ｅの用紙搬送方向の始端から、トナー像ｅの用紙搬送方向の始端までの間のトナー像が転写されない部分をトナー未転写部Ｌｅとする。なお、トナー未転写部Ｌｅは、例えば文章などを印刷する場合に意図的に設定される余白などをいう。

上述の図６の説明を前提として、本実施形態の２次転写ローラ離間動作タイミングの決定方法について説明する。まず、用紙有無検知センサ２６により用紙切れを検知した時点で用紙への画像形成処理は中断される。そして、残留トナー量算出部Ａ１５により中間転写ローラ６の露光位置から２次転写位置の間にトナー像ｅが残留トナーとして転写されているかどうかの判定が行われる。

残留トナー量算出部Ａ１５により、中間転写ローラ６の露光位置から２次転写位置の間にトナー像ｅが転写されていないと判定された場合には、２次転写部は汚れないため、２次転写ローラ９ａの離間動作処理及びクリーニング動作処理は実施されない。

一方、残留トナー量算出部Ａ１５により、中間転写ローラ６の露光位置から２次転写位置の間にトナー像ｅが転写されていると判定された場合には、本実施形態の２次転写ローラ９ａの離間動作処理を実施する。２次転写ローラ９ａの離間動作処理の開始タイミングは、用紙切れとなる前の最終用紙である用紙Ｄ、つまり給紙トレイから最後に搬送される用紙へのトナー像ｄの転写終了後となる。

従来は２次転写の完了後、つまり用紙Ｄの後端が２次転写位置を通過してから二次転写ローラを離間させていた。しかし、離間動作処理に要する時間としての離間時間Ｔ１が紙間時間Ｔ２よりも長い場合、用紙Ｄが２次転写位置を通過してから離間動作処理を開始しても、離間動作処理が完了する前に残留トナーが２次転写位置に到達してしまう。

そこで、本実施形態では、上述したトナー未転写部Ｌｄの距離分だけ早く２次転写ローラ９ａの離間動作処理を開始し、離間動作処理の完了時間を早くする。つまり、クリーニング制御部Ａ１６は、２次転写ローラ９ａの中間転写ベルト６からの離間するタイミングを早めるように制御する。これにより、実質的に２次転写ローラ９ａへの残留トナー付着量を無くすか、又は低減する。その結果、２次転写位置に残留トナーが到達することで２次転写ローラ９ａへ残留トナーが付着して汚れてしまうことを防止することが可能となる。

また、上述したトナー未転写部Ｌｅがある場合、用紙搬送速度をＶ１として、トナー像ｅが２次転写位置に到達するまでの時間は用紙Ｅの先端が２次転写位置に到達する予定の時間よりもＬｅ／Ｖ１分の時間だけ遅くなる。そのため、本実施形態では、２次転写ローラ９ａの離間動作処理開始タイミングを決定するに際し、上述のトナー未転写部Ｌｄだけでなく、トナー未転写部Ｌｅも参酌する。なお、本発明において、例えばトナー像未転写部Ｌｂ及びＬｅ並びに紙間時間Ｔ２を、用紙にトナー像が転写されないトナー像未転写時間とする。

上述のように、本実施形態では、トナー像未転写時間と離間時間との比較の結果に基づいて、２次転写ローラ９ａを中間転写ベルト６から離間するタイミングを制御している。そして、例えば上述のように、離間時間Ｔ１よりトナー像未転写部Ｌｂ等のトナー像未転写時間が長いとき、トナー未転写部Ｌｄの距離分だけ早く２次転写ローラ９ａの離間動作処理を開始する。これにより、２次転写ローラ９ａへの残留トナーの付着量を無くし、又は低減することができる。

また、トナー未転写部Ｌｄの距離分だけ早く２次転写ローラ９ａの離間動作処理を開始するときは、クリーニング制御部１６Ａは、転写部材クリーニング部９５による２次転写ローラ９ａのクリーニング処理を実施しないように制御する。これにより、クリーニング処理に要する時間を省くことができ、２次転写ローラ９ａへの汚れを防止しつつ、画像形成における生産性を下げることなく次の画像形成処理へ移行することができる。

「２次転写ローラ離間動作開始タイミングの算出方法」
本実施形態の２次転写ローラ離間動作開始タイミングの算出方法について図７のフローチャートを用いて説明する。まず、用紙有無検知センサ２６により用紙切れを検知する（ステップＳ１）。そして、転写部材クリーニング制御部Ａ１６により、未転写部Ｌｄの距離と、用紙Ｄの長さＬ０から、転写ニップ位置中心から定着ニップ中心までの距離Ｌｆを引いた距離『Ｌ０−Ｌｆ』とを比較する（ステップＳ２）。

転写部材クリーニング制御部Ａ１６により、用紙Ｄの長さＬ０から、転写ニップ位置中心から定着ニップ中心までの距離Ｌｆを引いた距離が未転写部Ｌｄより長いと判断されたとき（ステップＳ２、ＹＥＳ）、用紙Ｄの先端部分が確実に定着ニップを通過していることになる。つまり、用紙Ｄの搬送が、定着ニップを形成する定着ローラ等の駆動力によって制御されていることになる。そのため、このタイミングで２次転写ローラ９ａを離間させても用紙ジャムが発生する等して用紙の搬送性が損なわれることがない。

この場合、転写部材クリーニング制御部Ａ１６は、トナー像ｄが２次転写位置を通過した後から、以下の式１で示す時間が経過するよりも前のタイミングで２次転写ローラ９ａを２次転写位置から離間させる制御を行う。

（Ｌｄ＋Ｌｅ）／Ｖ１＋Ｔ２−Ｔ１・・・〔式１〕

ただし、上記の式１で示される時間がマイナスとなる場合、つまり、２次転写ローラ９ａの離間動作処理に要する離間時間Ｔ１が、トナー像が転写されない用紙部分の搬送時間としてのトナー像未転写時間｛（Ｌｄ＋Ｌｅ）／Ｖ１＋Ｔ２｝を超えている場合、残留トナーとなるトナー像ｅによって２次転写ローラ９ａは汚れてしまう。よって、転写部材クリーニング制御部Ａ１６は、以下の式２に基づいて２次転写ローラ９ａを２次転写位置から離間させるかどうかを判断する（ステップＳ３）。

Ｔ１＜（Ｌｄ＋Ｌｅ）／Ｖ１＋Ｔ２・・・〔式２〕

そして、転写部材クリーニング制御部Ａ１６は、上記の式２に基づいて、離間時間Ｔ１が、トナー像未転写時間｛（Ｌｄ＋Ｌｅ）／Ｖ１＋Ｔ２｝を超えていないと判断した場合（ステップＳ３、ＹＥＳ）、上記の式１で示す時間が経過するよりも前のタイミングで２次転写ローラ９ａを２次転写位置から離間させる動作制御を開始する（ステップＳ４）。この場合、転写部材クリーニング制御部Ａ１６はクリーニング処理制御を行わない。式１で示す時間が経過するよりも前のタイミングとは、トナー像未転写時間から離間時間を引いた時間以内のタイミングである。

一方、転写部材クリーニング制御部Ａ１６は、上記の式２に基づいて、離間時間Ｔ１が、トナー像未転写時間｛（Ｌｄ＋Ｌｅ）／Ｖ１＋Ｔ２｝を超えていると判断した場合（ステップＳ３、ＮＯ）、２次転写ローラ９ａを２次転写位置から離間させず、トナー像ｅが２次転写位置を通過してから、２次転写ローラ９ａに対してクリーニング処理制御を行う（ステップＳ５）。

他方、ステップＳ２において、転写部材クリーニング制御部Ａ１６により、用紙Ｄの長さＬ０から転写ニップ位置中心から定着ニップ中心までの距離Ｌｆを引いた距離が未転写部Ｌｄより短いと判断されたとき（ステップＳ２、ＮＯ）、用紙Ｄの先端部分が定着手段の定着ニップに到達していないことになる。つまり、用紙Ｄの搬送が２次転写ローラ９ａの駆動力によって制御されていることになる。

このため、このタイミングで２次転写ローラ９ａを離間させると、用紙の搬送性が損なわれ、その後に用紙が定着ニップを通過する際に紙詰まり、用紙ジャムあるいはスキュー等が発生してしまう。よって、この点を考慮して２次転写ローラ９ａの離間動作処理を開始するタイミングを算出する必要がある。すなわち、転写部材クリーニング制御部Ａ１６は、用紙が定着ニップに到達するまでは、２次転写ローラ９ａを中間転写ベルト６から離間しないように制御する。

つまり、転写部材クリーニング制御部Ａ１６は、用紙Ｄの先端部分が定着ニップに到達してからトナー像ｅが２次転写位置に到達するまでに２次転写ローラ９ａの離間が完了するように、２次転写ローラ９ａの離間制御開始タイミングを調整する。つまり、転写部材クリーニング制御部Ａ１６は、用紙Ｄの先端部分が定着ニップに到達してから以下の式３で示される時間よりも前に２次転写ローラ９ａを離間させる制御を行う。

（Ｌ０−Ｌｆ＋Ｌｅ）／Ｖ１＋Ｔ２−Ｔ１・・・〔式３〕

ただし、上記の式２の説明と同様に、離間時間Ｔ１が、上述した距離『Ｌ０−Ｌｆ』及び未転写部Ｌｅにおいて用紙が搬送される時間並びに紙間時間Ｔ２の合計時間｛（Ｌ０−Ｌｆ＋Ｌｅ）／Ｖ１＋Ｔ２｝を超えている場合、残留トナーとなるトナー像ｅによって２次転写ローラ９ａは汚れてしまう。よって、転写部材クリーニング制御部Ａ１６は、以下の式４に基づいて２次転写ローラ９ａを２次転写位置から離間させるかどうかを判断する（ステップＳ１３）。なお、ここでは、未転写部Ｌｅにおいて用紙が搬送される時間並びに紙間時間Ｔ２がトナー像未転写時間となる。

Ｔ１＜（Ｌｄ＋Ｌｅ）／Ｖ１＋Ｔ２・・・〔式４〕

そして、転写部材クリーニング制御部Ａ１６は、上記の式４に基づいて、離間時間Ｔ１が、上記の合計時間｛（Ｌ０−Ｌｆ＋Ｌｅ）／Ｖ１＋Ｔ２｝を超えていないと判断した場合（ステップＳ１３、ＹＥＳ）、上記の式３で示す時間が経過するよりも前のタイミングで２次転写ローラ９ａを２次転写位置から離間させる動作制御を開始する（ステップＳ１４）。この場合、転写部材クリーニング制御部Ａ１６はクリーニング処理制御を行わない。

一方、転写部材クリーニング制御部Ａ１６は、上記の式４に基づいて、離間時間Ｔ１が、上記の合計時間｛（Ｌ０−Ｌｆ＋Ｌｅ）／Ｖ１＋Ｔ２｝を超えていると判断した場合（ステップＳ１３、ＮＯ）、２次転写ローラ９ａを２次転写位置から離間させず、トナー像ｅが２次転写位置を通過してから、２次転写ローラ９ａに対してクリーニング処理制御を行う（ステップＳ１５）。

次に、本発明の他の実施形態の２次転写ローラ離間動作開始タイミングの算出方法について、図８を用いて説明する。なお、図７と同様の処理部分については説明を省略する。つまり、他の実施形態においては、上述した実施形態におけるステップＳ３及びステップＳ１３で離間動作処理に要する時間Ｔ１が、トナー像が転写されない時間｛（Ｌｄ＋Ｌｅ）／Ｖ１＋Ｔ２｝を超えている場合等の制御が異なる。

上述した本実施形態で説明したように、例えば離間時間Ｔ１が、トナー像未転写時間｛（Ｌｄ＋Ｌｅ）／Ｖ１＋Ｔ２｝を超えている場合は、２次転写ローラ９ａの２次転写位置からの離間処理を行わなかった。これは、２次転写ローラ９ａの離間動作が、次のトナー像ｅの２次転写位置への到達までに間に合わず、その場合は、２次転写ローラ９ａの離間制御を行わず、２次転写ローラ９ａのクリーニングを行うほうがむしろ効率がいいからである。

しかし、たとえ２次転写ローラ９ａの離間動作処理が、次のトナー像の２次転写位置への到達までに間に合わなくても、２次転写ローラ９ａの離間動作制御を行う方がよい場合もある。なぜなら、２次転写ローラ９ａの表面の材質とトナーとの相性が悪い場合、クリーニングにより２次転写ローラ９ａに付着した残留トナーを除去し難い場合があるからである。この場合は、クリーニングよりもむしろ、２次転写ローラ９ａの離間動作制御を行って、少しでも残留トナーが２次転写ローラ９ａに付着することを防止することが望ましい。

本発明の他の実施形態では、上述の実施形態と異なり、離間時間Ｔ１が、トナー像未転写時間｛（Ｌｄ＋Ｌｅ）／Ｖ１＋Ｔ２｝を超えている場合は（ステップＳ３１、ＮＯ）、転写部材クリーニング制御部Ａ１６は、用紙Ｄの先端から｛Ｌ０−Ｌｄ｝の位置Ｇ（図６参照）が２次転写位置を通過してから２次転写ローラ９ａの離間制御を開始する。そして、転写部材クリーニング制御部Ａ１６は、トナー像ｅが２次転写位置を通過した後に、２次転写ローラ９ａを２次転写位置へ当接し、その後クリーニング動作を行う（ステップＳ５１）。

また、本発明の他の実施形態では、上述の実施形態と異なり、離間時間Ｔ１が、上述の合計時間｛（Ｌ０−Ｌｆ＋Ｌｅ）／Ｖ１＋Ｔ２｝を超えていると判断した場合（ステップＳ１３１、ＮＯ）、転写部材クリーニング制御部Ａ１６は、用紙Ｄの先端部が定着ニップに到達した時に２次転写ローラ９ａの離間制御を開始する。そして、転写部材クリーニング制御部Ａ１６は、トナー像ｅが２次転写位置を通過したあとに２次転写ローラ９ａの２次転写位置への当接制御を実施、さらにその後クリーニング動作を行う（ステップＳ１５１）。

上記した本発明の他の実施形態によれば、２次転写ローラに接触するトナーを減らすことが可能であり、経時での２次転写ローラの汚れを低減することが可能である。

なお、上述した本実施形態のクリーニング制御部Ａ１６が、２次転写ローラ９ａの離間動作時間中に電圧を印加しないように高圧電源ＨＶ１等を制御することとしてもよい。２次転写ローラ９ａの離間動作時に電圧を給電しないことにより、電気的ノイズが発生しないため異常画像や異常動作を起こすことなく２次転写ローラ９ａを中間転写ベルト６から離間させることが可能となる。

また、上述した本実施形態のクリーニング制御部Ａ１６が、２次転写ローラ９ａの離間動作後に、２次転写ローラ９ａにトナーを転写するときの電圧と逆極性の電圧を印加するように高圧電源Ｈ１等を制御することとしてもよい。こうすることで、トナー同士の斥力や空気抵抗等で飛散してしまうトナーの量を低減することが可能であり、２次転写ローラ９ａの汚れを更に低減することが可能である。

Ａ 画像形成装置
Ａ１ 制御部
Ａ１１ ＣＰＵ
Ａ１５ 残留トナー量算出部
Ａ１６ クリーニング制御部
１ 感光体
２ 帯電部
３ 露光部
４ 現像部
５ 感光体クリーニング部
６ 中間転写ベルト
７ １次転写部
９ ２次転写部
９ａ ２次転写ローラ
９ｂ ２次転写ローラ接離駆動部
９ｃ 駆動ロッド
２０ 給紙ユニット
２１ 給紙トレイ
２６ 用紙有無検知センサ（用紙有無検知部）
ＨＶ１、ＨＶ２ 高圧電源
６２ バックアップローラ

特開昭６１−２７７５３６号公報 特開２００２−３２３８３９号公報 特開２００８−１９１２１４号公報

Claims (8)

1. 像担持体と、
   前記像担持体上に画像データに基づいて露光し静電潜像を形成する露光手段と、
   前記像担持体上に担持された静電潜像にトナーを供給してトナー像として現像する現像手段と、
   前記像担持体上に現像されたトナー像を１次転写される中間転写体と、
   用紙搬送手段と、
   前記中間転写体に１次転写されたトナー像を、給紙トレイから前記用紙搬送手段により搬送された用紙に２次転写する２次転写手段とを備え、
   前記２次転写手段が、前記中間転写体と接触する接触転写部と、前記接触転写部を前記中間転写体から離間する接離機構とを備えた画像形成装置であって、
   前記給紙トレイの用紙の有無を検知する用紙検知手段とをさらに備え、
   前記用紙検知手段により前記給紙トレイに用紙が無いことが検知された場合、用紙にトナー像が転写されないトナー像未転写時間と、前記接触転写部の前記中間転写体からの離間に要する離間時間との比較の結果に基づいて、前記接触転写部を前記中間転写体から離間するタイミングを制御することを特徴とする画像形成装置。
2. 前記トナー像未転写時間が前記離間時間を超えているとき、前記接触転写部を前記中間転写体から離間するタイミングを早めることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
3. 前記接触転写部に付着したトナーをクリーニングする転写部材クリーニング手段をさらに備え、
   前記接触転写部を前記中間転写体から離間するタイミングを早めるとき、前記転写部材クリーニング手段によるクリーニング処理を実施しないことを特徴とする請求項２記載の画像形成装置。
4. 前記トナー像未転写時間は、少なくともトナー像が転写されない用紙部分の搬送時間と、前記用紙搬送手段により搬送される用紙間の搬送タイムラグからなることを特徴とする請求項１から３の何れか１項に記載の画像形成装置。
5. 用紙の先端が定着手段に到達するまで前記接触転写部を前記中間転写体から離間しないことを特徴とする請求項１から４の何れか１項に記載の画像形成装置。
6. 前記転写部材クリーニング手段は、前記接触転写部にクリーニングのための電圧を印加する高圧電源部を有し、
   前記接触転写部の離間時間中に電圧を前記接触転写部に印加しないことを特徴とする請求項１から５の何れか１項に記載の画像形成装置。
7. 前記接触転写部の離間後に、前記接触転写部にトナーを転写するときの電圧と逆極性の電圧を印加することを特徴とする請求項６記載の画像形成装置。
8. 像担持体上に画像データに基づいて露光して静電潜像を形成し、前記像担持体上に担持された静電潜像にトナーを供給してトナー像として現像し、前記像担持体上に現像されたトナー像を中間転写体に１次転写した後、前記中間転写体と接触する接触転写部に印加された転写電圧の作用により給紙トレイから搬送された用紙に２次転写する画像形成手段と、前記接触転写部にクリーニング用電圧を印加して、前記接触転写部に付着したトナーをクリーニングするクリーニング手段とを備えた画像形成装置で実行される２次転写離間タイミング制御方法であって、
   前記給紙トレイに用紙が無い場合、用紙にトナー像が転写されないトナー像未転写時間と、前記接触転写部の前記中間転写体からの離間に要する離間時間とを比較するステップと、
   前記トナー像未転写時間が前記離間時間を超えている場合、前記接触転写部を前記中間転写体から離間するタイミングを早めるように制御するステップと、
   前記接触転写部を前記中間転写体から離間するタイミングを早める場合、前記クリーニング手段によるクリーニング処理を実施しないように制御するステップとを含むことを特徴とする２次転写離間タイミング制御方法。

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