画像形成装置
【課題】像担持体にトナーを供給し、現像装置や像担持体表面をリフレッシュするリフレッシュ工程に続いて、複数の色によるカラー印刷を行う場合でも、色ずれの発生を防止することができ、高品質な画像形成を遂行することが可能な画像形成装置を提供する。
【解決手段】画像形成装置１は、用紙Ｐへの非転写期間内に、感光体ドラム２１にトナーを供給して現像装置６０のリフレッシュ工程を実行するに際し、トナー像の一次転写時とは異なる極性のバイアス電圧を一次転写部３０に印加することで、感光体ドラム２１に供給したトナーを、中間転写ベルト８に転写することなく一次転写部３０を通過させた後、バイアス電圧を一次転写時と同じ極性に切り替え、所定時間経過後、画像形成動作を開始する。これにより、リフレッシュ工程時、感光体ドラム２１に引き寄せられるような形になった中間転写ベルト８のテンションを、正常に回復させることが可能である。
【解決手段】画像形成装置１は、用紙Ｐへの非転写期間内に、感光体ドラム２１にトナーを供給して現像装置６０のリフレッシュ工程を実行するに際し、トナー像の一次転写時とは異なる極性のバイアス電圧を一次転写部３０に印加することで、感光体ドラム２１に供給したトナーを、中間転写ベルト８に転写することなく一次転写部３０を通過させた後、バイアス電圧を一次転写時と同じ極性に切り替え、所定時間経過後、画像形成動作を開始する。これにより、リフレッシュ工程時、感光体ドラム２１に引き寄せられるような形になった中間転写ベルト８のテンションを、正常に回復させることが可能である。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複写機やプリンタに代表される電子写真方式の画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
複写機やプリンタ等の電子写真方式の画像形成装置においては、像担持体として感光体ドラムが広く用いられている。感光体ドラムを用いた一般的な画像形成動作は以下のようである。感光体ドラムの表面は帯電装置により所定電位で一様に帯電せしめられ、そこに露光装置のＬＥＤ光等を照射することにより部分的に電位が光減衰して原稿画像の静電潜像が形成される。そして、この静電潜像を現像装置で現像することによってトナー像が形成される。用紙へのトナー像の転写後、感光体ドラムの表面においては、残留したトナーがクリーニング装置によりクリーニングされ、次回の画像形成動作に備えて除電装置により除電光が照射されて帯電電荷の除去が行われる。
【０００３】
ここで、画像形成装置において、連続して低濃度印刷を行うと、現像装置に収められたトナーの帯電量が異常に高くなることがある。これにより、トナーは、現像装置の現像ローラから離れ難くなり、感光体ドラムに移動する量が減少してしまう恐れがある。そして、そのまま印刷を行うと画像濃度が低下するといった画像不良の問題が発生する。
【０００４】
このような問題を解決し、現像装置の性能維持を図るべく、用紙への非転写期間に、現像装置から感光体ドラムにトナーを供給して現像装置をリフレッシュする手法が提案され、その例を特許文献１、及び特許文献２に見ることができる。特許文献１、及び特許文献２に記載された画像形成装置では、用紙表面に対するトナー占有率（印字密度）が低くなること等を条件として、現像装置からトナーを強制排出し、現像装置のリフレッシュ工程を実行するようにしている。
【０００５】
一方、感光体としてアモルファスシリコン感光体を用いた場合には、その感光体表面に、帯電装置の放電によって放電生成物が付着し易いことが知られている。この放電生成物が水分を吸収すると、感光体表面の電気抵抗が低下して、静電潜像を乱す像流れという不具合が発生することがある。このため、トナーに微量の研磨剤を混入したり、トナー粒子自体が研磨効果の高い形状であるのものを利用したりして、回転部材である研磨ローラとクリーニングブレードとを併用して感光体表面に付着した残留トナーを除去するとともに、トナーを研磨ローラ表面に保持させ、このトナーによって感光体表面に付着した放電生成物を研磨するようにしてクリーニングする方法が知られている。
【０００６】
このように、研磨ローラを用いて感光体ドラム表面に付着した放電生成物の除去を行うクリーニング方法の一例を、特許文献３に見ることができる。特許文献３に記載された画像形成装置は、用紙への非転写期間に、現像装置から感光体ドラムにトナーを供給し、感光体表面を研磨してリフレッシュするリフレッシュ工程を実行する。
【特許文献１】特開２０００−３１０９０９号公報（第３−７頁、図１−３）
【特許文献２】特開２００５−５５８４２号公報（第１２−１４頁、図５）
【特許文献３】特開平１１−３０１４号公報（第２−３頁、図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献２に記載された画像形成装置は、異なる色のトナー像を形成する４台の画像形成部と、中間転写ベルト（無端状ベルト）とを備えた、所謂タンデム方式の画像形成装置であって、前記リフレッシュ工程時、現像装置から強制排出し、感光体ドラムに供給したトナーは、中間転写ベルトに転写することなく感光体ドラム用のクリーニング装置によって回収される。ここで、特許文献２に記載されたような、中間転写ベルトを備えたタンデム式画像形成装置では、トナー像を感光体ドラムから中間転写ベルトに一次転写する時、トナーを中間転写ベルトへ移動させるための一次転写バイアスが一次転写部に印加される。そして、リフレッシュ工程時には、トナーを中間転写ベルトに移動させないので、一次転写バイアスとは異なる極性のバイアス電圧が一次転写部に印加される。
【０００８】
リフレッシュ工程時、一次転写バイアスとは異なる極性のバイアス電圧を一次転写部に印加すると、トナーが感光体ドラムに引き寄せられる、すなわち中間転写ベルトが感光体ドラムに引き寄せられるような形になる（図６参照）。これにより、中間転写ベルトのテンションが変化してしまう可能性がある。したがって、現像装置や感光体ドラムのリフレッシュ工程に引き続いて通常の画像形成動作を実行する場合、中間転写ベルトの回転に不具合が生じたまま、トナー像の中間転写ベルトへの一次転写が行われる恐れがある。その結果、タンデム式画像形成装置で複数の色によるカラー印刷を行う時、中間転写ベルトの回転方向に色ずれが発生し、画像不良が発生するという問題が起こる。
【０００９】
本発明は上記の点に鑑みなされたものであり、中間転写体に沿って一列にして配置された複数の画像形成部を備え、トナー像を、像担持体から中間転写体に一次転写し、中間転写体から用紙に二次転写する画像形成装置において、現像装置及び／または像担持体表面のリフレッシュ工程を実行する場合であっても、そのリフレッシュ工程に続いて複数の色によるカラー印刷を行う際、色ずれの発生を防止することができ、高品質な画像形成を遂行することが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】
上記の課題を解決するため、本発明は、中間転写体に沿って一列にして配置された複数の画像形成部を備え、各画像形成部の像担持体表面に形成したトナー像を、像担持体から中間転写体に一次転写し、中間転写体から用紙に二次転写するとともに、用紙への非転写期間内には、現像装置から前記像担持体にトナーを供給して、現像装置及び／または像担持体表面をリフレッシュするリフレッシュ工程を実行する画像形成装置において、前記トナー像の一次転写時とは異なる極性のバイアス電圧を一次転写部に印加することにより、前記リフレッシュ工程時に前記像担持体に供給したトナーを、前記中間転写体に転写することなく一次転写部を通過させた後、前記バイアス電圧を一次転写時と同じ極性に切り替え、所定時間経過後、画像形成動作を開始することとした。
【００１１】
また、上記構成の画像形成装置において、前記所定時間は、前記リフレッシュ工程の後に、前記バイアス電圧を一次転写時と同じ極性に切り替えてから、切り替えた時のその一次転写部に位置する前記中間転写体の箇所が、前記複数の画像形成部のうち、中間転写体回転方向最下流の画像形成部の一次転写部を通過するまでの時間以上の時間であることとした。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の構成によれば、中間転写体に沿って一列にして配置された複数の画像形成部を備え、各画像形成部の像担持体表面に形成したトナー像を、像担持体から中間転写体に一次転写し、中間転写体から用紙に二次転写するとともに、用紙への非転写期間内には、現像装置から像担持体にトナーを供給して、現像装置及び／または像担持体表面をリフレッシュするリフレッシュ工程を実行する画像形成装置において、トナー像の一次転写時とは異なる極性のバイアス電圧を一次転写部に印加することにより、リフレッシュ工程時に像担持体に供給したトナーを、中間転写体に転写することなく一次転写部を通過させた後、前記バイアス電圧を一次転写時と同じ極性に切り替え、所定時間経過後、画像形成動作を開始することとしたので、リフレッシュ工程時、像担持体に引き寄せられるような形になった中間転写体のテンションを、正常に回復させた状態で、画像形成動作を開始することが可能である。これにより、現像装置及び／または像担持体表面のリフレッシュ工程に続いて複数の色によるカラー印刷を行う場合であっても、色ずれの発生を防止することができる。したがって、高品質な画像形成を遂行することが可能な画像形成装置を得ることができる。
【００１３】
また、前記所定時間は、リフレッシュ工程の後に、バイアス電圧を一次転写時と同じ極性に切り替えてから、切り替えた時のその一次転写部に位置する中間転写体の箇所が、複数の画像形成部のうち、中間転写体回転方向最下流の画像形成部の一次転写部を通過するまでの時間以上の時間であることとしたので、リフレッシュ工程時、像担持体に引き寄せられるような形になった中間転写体のテンションを正常に回復させ、且つリフレッシュ工程に掛かる時間をできるだけ短時間に収めることができる。これにより、現像装置のリフレッシュ工程に続いて複数の色によるカラー印刷を行う際、色ずれの発生を防止することに加えて、画像形成装置の高速印刷性能の低下を防止することが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の実施形態を図１〜図７に基づき説明する。
【００１５】
最初に、本発明の実施形態に係る画像形成装置について、図１、及び図２を用いてその構造の概略を説明しつつ、画像出力動作を説明する。図１は画像形成装置の模型的垂直断面正面図、図２は図１の画像形成装置の画像形成部の配置を示す模型的部分拡大図である。この画像形成装置は、中間転写ベルトを用いてトナー像を用紙に転写するカラー印刷タイプのものである。
【００１６】
図１に示すように、画像形成装置１の本体２の内部下方には、用紙カセット３が配置されている。用紙カセット３は、その内部に、印刷前のカットペーパー等の用紙Ｐを積載して収容している。そして、この用紙Ｐは、図１において用紙カセット３の左上方に向けて、１枚ずつ分離されて送り出される。用紙カセット３は、本体２の前面側から水平に引き出すことが可能である。
【００１７】
本体２の内部であって、用紙カセット３の左方には、第１用紙搬送部４が備えられている。第１用紙搬送部４は、本体２の左側面に沿って略垂直に形設されている。そして、第１用紙搬送部４は、用紙カセット３から送り出された用紙Ｐを受け取り、本体２の左側面に沿って垂直上方に二次転写部４０まで搬送する。
【００１８】
用紙カセット３の上方であって、第１用紙搬送部４が形設された本体２の左側面とは反対側の側面である右側面の箇所には、手差し給紙部５が備えられている。手差し給紙部５には、用紙カセット３に入っていないサイズの用紙Ｐや、厚紙、ＯＨＰシートのように１枚ずつ送り込みたいものが載置される。
【００１９】
手差し給紙部５の左方には、第２用紙搬送部６が備えられている。第２用紙搬送部６は、用紙カセット３のすぐ上方にあって、手差し給紙部５から第１用紙搬送部４まで略水平に延び、第１用紙搬送部４に合流している。そして、第２用紙搬送部６は、手差し給紙部５から送り出された用紙Ｐ等を受け取り、略水平に第１用紙搬送部４まで搬送する。
【００２０】
一方、画像形成装置１は、外部コンピュータ（図示せず）から原稿画像データを受信する。この画像データの情報は、第２用紙搬送部６の上方に配置された露光手段であるレーザ照射部７に送られる。レーザ照射部７により、画像データに基づいて制御されたレーザ光Ｌが、画像形成部２０に向かって照射される。
【００２１】
レーザ照射部７の上方には計４台の画像形成部２０が、さらにそれら各画像形成部２０の上方には中間転写体を無端ベルトの形で用いた中間転写ベルト８が備えられている。中間転写ベルト８は、複数のローラに巻き掛けられて支持され、図示しない駆動装置により図１において時計方向に回転する。
【００２２】
４台の画像形成部２０は、図１に示すように、中間転写ベルト８の回転方向に沿って、回転方向上流側から下流側に向けて一列にして配置された所謂タンデム方式である。４台の画像形成部２０とは、上流側から順に、マゼンタ用の画像形成部２０Ｍ、シアン用の画像形成部２０Ｃ、イエロー用の画像形成部２０Ｙ、及びブラック用の画像形成部２０Ｂである。４台の画像形成部２０は、図２に示すように、互いに９０ｍｍの間隔で配置されている。これらの画像形成部２０には、各色に対応する現像剤供給容器及び搬送手段（図示せず）により、現像剤（トナー）が補給される。なお、以下の説明において、特に限定する必要がある場合を除き、「Ｍ」「Ｃ」「Ｙ」「Ｂ」の識別記号は省略するものとする。
【００２３】
各画像形成部２０では、露光手段であるレーザ照射部７によって照射されたレーザ光Ｌにより原稿画像の静電潜像が形成され、この静電潜像からトナー像が現像される。トナー像は、各画像形成部２０の上方に備えられた一次転写部３０で、中間転写ベルト８表面に一次転写される。そして、中間転写ベルト８の回転とともに、所定のタイミングで各画像形成部２０のトナー像が中間転写ベルト８に転写されることにより、中間転写ベルト８表面にはマゼンタ、シアン、イエロー、ブラックの４色のトナー像が重ね合わされたカラートナー像が形成される。
【００２４】
中間転写ベルト８が用紙搬送路に懸かる箇所には、二次転写ローラ４１を備えた二次転写部４０が配置されている。中間転写ベルト８表面のカラートナー像は、第１用紙搬送部４によって同期をとって送られてきた用紙Ｐに、中間転写ベルト８と二次転写ローラ４１とが圧接して形成される二次転写ニップ部にて転写される。
【００２５】
二次転写後、中間転写ベルト８表面に残留するトナーは、中間転写ベルト８に対してマゼンタ用の画像形成部２０Ｍの回転方向上流側に設けられた中間転写ベルト８用のクリーニング装置９によってクリーニング、回収される。
【００２６】
二次転写部４０の上方には、定着部１０が備えられている。二次転写部４０にて未定着トナー像を担持した用紙Ｐは、定着部１０へと送られ、熱ローラと加圧ローラとによりトナー像が加熱、加圧されて定着される。
【００２７】
定着部１０の上方には、分岐部１１が備えられている。定着部１０から排出された用紙Ｐは、両面印刷を行わない場合、分岐部１１から画像形成装置１の上部に設けられた用紙排出部１２に排出される。
【００２８】
分岐部１１から用紙排出部１２に向かって用紙Ｐが排出されるその排出口部分は、スイッチバック部１３としての機能を果たす。両面印刷を行う場合には、このスイッチバック部１３において、定着部１０から排出された用紙Ｐの搬送方向が切り替えられる。そして、用紙Ｐは、分岐部１１、定着部１０の左方、及び二次転写部４０の左方を通って下方に送られ、再度第１用紙搬送部４を経て二次転写部４０へと送られる。
【００２９】
続いて、画像形成装置１の画像形成部２０周辺の詳細な構成について、図３を用いて説明する。図３は、画像形成部周辺を示す垂直断面部分拡大図である。なお、４色の各画像形成部２０は構造が共通するので、前述のように「Ｍ」「Ｃ」「Ｙ」「Ｂ」の識別記号は省略するものとする。
【００３０】
図３に示すように、画像形成部２０には、その中心に像担持体である感光体ドラム２１が備えられている。そして、感光体ドラム２１の近傍には、その回転方向に沿って順に、帯電装置５０、現像装置６０、除電装置７０、及びドラム用のクリーニング装置８０が配置されている。一次転写部３０は、感光体ドラム２１の回転方向に沿って、現像装置６０と除電装置７０との間に設けられている。
【００３１】
感光体ドラム２１は、画像形成装置１内の用紙搬送方向と直角をなす用紙幅方向、すなわち図３の紙面奥行き方向に延び、その軸線方向を水平にして配置されている。感光体ドラム２１は、アルミニウム等により構成される導電性ローラ状基体の外側に、真空蒸着等によって無機光導電性材料であるアモルファスシリコンの感光層を設けた無機感光体のドラムで、直径が３０ｍｍである。好適な状態の静電潜像を形成して現像性能を向上させるため、感光層の厚さを２５μｍ以下、さらに２０μｍ以下にすることがより一層好ましい。そして、感光体ドラム２１は、図示しない駆動装置によって、その周速度が用紙搬送速度（１５０ｍｍ／ｓ）とほぼ同じになるように回転せしめられている。
【００３２】
帯電装置５０は、そのハウジング５１の内側に、感光体ドラム２１に接触する帯電ローラ５２を備えている。帯電ローラ５２は、所定の圧力で感光体ドラム２１に圧接し、感光体ドラム２１の回転に従って回転する。この帯電ローラ５２により、感光体ドラム２１の表面が所定の極性及び電位で一様に帯電せしめられる。なお、ハウジング５１内には、感光体ドラム２１に対して帯電ローラ５２を隔てた位置にクリーニングブラシ５３が備えられている。
【００３３】
現像装置６０は、ハウジング６１の内側に、攪拌スクリュー６２、供給スクリュー６３、磁気ローラ６４、穂切りブレード６５、及び現像ローラ６６を備えている。この現像装置６０では、トナーと磁性キャリアとで構成される二成分現像剤が使用される。
【００３４】
攪拌スクリュー６２、及び供給スクリュー６３は、図３において現像装置６０の下部に配置されている。現像剤は、現像剤供給容器（図示せず）に収容され、現像装置６０の箇所まで搬送されて、攪拌スクリュー６２の箇所に補給される。攪拌スクリュー６２は、トナーと磁性キャリアとで構成される現像剤を撹拌し、所定のレベルにまで帯電させる。そして、供給ローラ６３が、帯電した現像剤を、その上方に設けられた磁気ローラ６４に供給する。
【００３５】
磁気ローラ６４は、供給ローラ６３のすぐ上方に配置されている。供給ローラ６３から受け取り、磁気ローラ６４表面に付着した現像剤は、その表面で磁気ブラシを構成する。磁気ブラシは、磁気ローラ６４の回転に従って、磁気ローラ６４の近傍に設けられた穂切りブレード６５により、所定の半径方向長さに設定される。磁気ローラ６４は、この磁気ブラシにより、現像ローラ６６に対して、現像剤のうちトナーのみを供給するとともに、現像に使用されなかったトナーを回収する。現像後、現像ローラ６６表面に残留したトナーを残すことなく確実に回収するため、磁気ローラ６４の軸線方向長さは、現像ローラ６６のそれより長くなっている。
【００３６】
現像ローラ６６は、磁気ローラ６４のすぐ上方であって、磁気ローラ６４に対して所定の間隙を設けて対面配置されている。現像ローラ６６は、また、感光体ドラム２１に対しても所定の間隙を設けて対面配置されている。現像ローラ６６には、磁気ローラ６４表面の現像剤で構成された磁気ブラシにより、トナーのみがその表面に供給される。そして、現像ローラ６６の表面に、適正な厚さのトナー薄層が形成される。
【００３７】
なお、現像ローラ６６、及び磁気ローラ６４には、所定のバイアス電圧が印加される。現像ローラ６６には磁気ローラ６４よりも低いバイアス電圧が印加されるので、その電位差により、トナーのみの薄層が現像ローラ６６表面に形成される。電位差は、１００〜３５０Ｖが適切である。現像ローラ６６は、その表面のトナー薄層でもって、感光体ドラム２１表面に形成された静電潜像を現像する。この時、現像ローラ６６と感光体ドラム２１との間では、直流と交流とを重畳させたバイアス電圧を印加する。トナーの飛散を防止するため、交流電圧は現像の直前に印加する。バイアス電圧の直流成分は１５０Ｖ以下、交流成分は５００〜２０００Ｖ、周波数１〜４ｋＨｚである。
【００３８】
現像に使用されず、現像ローラ６６表面に残留したトナーは、磁気ローラ６４と対面する箇所において磁気ローラ６４に回収される。
【００３９】
ここで、トナーの入れ替えを効率的に推進する方法として、現像ローラ６６と磁気ローラ６４との間に周速度差を設けている。この周速度差は、１．０倍〜２．０倍に設定することにより、適正なトナー濃度が得られる均一なトナー層が得られるとともに、円滑にトナーを回収することが可能となる。
【００４０】
また、現像剤に含有されるキャリアとしては、体積固有抵抗１０10Ωｃｍ、飽和磁化６５ｅｍｕ／ｇ、平均粒径４５μｍのコーティングフェライトキャリアを使用した。現像剤には、トナーの供給と回収の役割を有する、１０6Ωｃｍ〜１０13Ωｃｍの抵抗のキャリアを用いる。そしてこのキャリアにより、現像ローラ６６と磁気ローラ６４との間で、現像に必要なトナーを現像ローラ６６に供給するとともに、現像後、現像ローラ６６に強固に静電的に付着したトナーを磁気ブラシで引き剥がす必要がある。またこの時、トナーとの接点を増やすため、５０μｍ以下の小径のキャリアを用いることが好ましい。
【００４１】
一次転写部３０には、中間転写ベルト８を介して感光体ドラム２１に接触する一次転写ローラ３１が設けられている。一次転写ローラ３１は、駆動装置を有することなく、中間転写ベルト８に接触することによって、中間転写ベルト８の回転に従って回転する。また、一次転写ローラ３１には、必要に応じて、感光体ドラム２１やトナーの帯電極性とは異なる極性であって、マイナス５００〜マイナス１０００Ｖの一次転写バイアスが印加される。
【００４２】
なお、中間転写ベルト８は、図１に示すように、複数のローラに巻き掛けられ、支持されている。中間転写ベルト８は、合成樹脂からなる基層表面にゴム層を積層した弾性ベルトで構成される。材質としては、基層にポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）とクロロプレンゴム（ＣＲ）、コーティングにシリコンとウレタン、及びポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）とウレタンを使用している。
【００４３】
除電装置７０は、感光体ドラム２１の回転方向に沿って、一次転写部３０のさらに下流側に配置されている。除電装置７０は、ＬＥＤ（発光ダイオード）７１と、反射板７２とで構成されている。ＬＥＤ７１は、クリーニング装置８０のハウジング８１の上面に取り付けられている。ＬＥＤ７１の代わりに、ＥＬ（エレクトロルミネッセンス）光源、蛍光灯等を用いることもできる。反射板７２は、ＬＥＤ７１の上方に、ＬＥＤ７１をカバーするように設けられている。除電装置７０は、ＬＥＤ７１の除電光を感光体ドラム２１に照射することにより、その表面の帯電電荷を除去する。
【００４４】
クリーニング装置８０は、そのハウジング８１の内部に、クリーニング部材であるクリーニングローラ８２、クリーニングブレード８３、スクレーパ８４、及び排出スクリュー８５を備えている。
【００４５】
クリーニングローラ８２、及びクリーニングブレード８３は、感光体ドラム２１とほぼ同じ軸線方向長さを有し、感光体ドラム２１に接触するように設けられている。感光体ドラム２１表面のトナー像が中間転写ベルト８に一次転写された後、クリーニングローラ８２とクリーニングブレード８３とが感光体ドラム２１表面に残留したトナー等の付着物を除去してクリーニングする。スクレーパ８４は、図２においてクリーニングローラ８２に上方から接触させて設けてられ、クリーニングローラ８２表面に付着したトナーのうち余分なものを除去して、トナー層を均一にする。このトナー層により、クリーニングローラ８２は感光体ドラム２１表面を研磨する。感光体ドラム２１表面から除去されたトナーは、重力の作用や、クリーニングローラ８２の回転に従って排出スクリュー８５の方へと送られ、排出スクリュー８５によりハウジング８１の外部へと搬送される。
【００４６】
上記のような画像形成装置１は、現像装置６０の性能維持のため、用紙Ｐへの非転写期間内で、現像装置６０から感光体ドラム２１に適量のトナーを供給して現像装置６０をリフレッシュするリフレッシュ工程を実行する。また同様に、画像形成装置１は、感光体ドラム２１表面に付着する放電生成物等の付着物をクリーニングするため、用紙Ｐへの非転写期間内で、現像装置６０から感光体ドラム２１に適量のトナーを供給して感光体ドラム２１表面をリフレッシュするリフレッシュ工程を実行する。これらのリフレッシュ工程では、現像装置６０から感光体ドラム２１表面に、ドラム軸線方向に延びる所定幅、すなわちドラム回転方向に１００ｍｍの線状にトナーが供給される。
【００４７】
続いて、これら現像装置６０や感光体ドラム２１表面のリフレッシュ工程時の動作について、図３に加えて、図４〜図６を参照しつつ説明する。図４はリフレッシュ工程時の動作を示すフローチャート、図５は感光体ドラムと一次転写部の制御チャート、図６はリフレッシュ工程時の一次転写部の状態を示す模型的正面図である。なおここでは、現像装置６０のリフレッシュ工程を例に掲げて説明するものとするが、感光体ドラム２１表面のリフレッシュ工程でも同様の動作が実行される。
【００４８】
画像形成装置１は、通常運転中、用紙表面に対するトナー占有率（印字密度）が低くなること等を条件として、用紙Ｐへの非転写期間内で、図４に示すように、現像装置のリフレッシュ工程を開始する（ステップ＃１０１）。現像装置のリフレッシュ工程を開始すると、図５に示すように感光体ドラム２１を回転駆動するドラムモータの電源がＯＮとなり、感光体ドラム２１の回転が開始される。
【００４９】
図４に示すステップ＃１０２では、現像装置リフレッシュ用のトナーが、感光体ドラム２１に供給される。そして、ステップ＃１０３に進み、一次転写部３０では、図５に示すように、リフレッシュ用のバイアス電圧が印加される。これは、トナー像の一次転写時とは異なる極性であって、感光体ドラム２１やトナーの帯電極性と同じ極性である、プラス５００Ｖのバイアス電圧である。これにより、現像装置リフレッシュ用のトナーは、中間転写ベルト８に転写されることなく、感光体ドラム２１表面に付着したまま一次転写部３０を通過する。この時、一次転写部３０では、図６に示すように、中間転写ベルト８が感光体ドラム２１に引き寄せられるような形になる。
【００５０】
その後、ステップ＃１０４へ進み、現像装置リフレッシュ用のトナーは、クリーニング装置８０のクリーニングローラ８２、及びクリーニングブレード８３によって回収される。ステップ＃１０４による現像装置リフレッシュ用のトナーの回収を終えると、ステップ＃１０５において、図５に示すように一次転写部３０のバイアス電圧印加をＯＦＦ（０Ｖ）にして、現像装置６０のリフレッシュ工程を終了する。
【００５１】
続いてステップ＃１０６に進むと、次回の通常の画像形成動作の開始に備えて、一次転写部３０では、図５に示すように、バイアス電圧が一次転写時と同じ極性に切り替えて印加される。一次転写バイアスは、前述のように、マイナス５００〜マイナス１０００Ｖである。そして、ステップ＃１０７に進み、画像形成部２０は待機状態となる。待機期間は、図４のステップ＃１０７及び図５に示すように、１．８秒である。この待機期間の設定根拠については、後に詳述する。
【００５２】
１．８秒経過した後、ステップ＃１０８に進み、画像形成部２０は、次回の画像形成動作を開始し、通常の運転状態に入る。
【００５３】
次に、上記現像装置６０のリフレッシュ工程において、工程終了後、一次転写部３０の転写バイアスを一次転写時と同じ極性に切り替えてから、画像形成動作を開始するまでの間の経過時間の設定について、図７を用いて説明する。図７は、バイアス電圧切り替え後の経過時間と最大色ずれ量との関係を示すグラフである。
【００５４】
バイアス電圧切り替え後の経過時間に関して、リフレッシュ工程では、現像装置６０から感光体ドラム２１表面に、ドラム軸線方向に延びる所定幅、すなわちドラム回転方向に１００ｍｍの線状にトナーを供給した。そして、バイアス電圧を一次転写時と同じ極性に切り替えた後、図７に示すように、経過時間を０〜３．５秒の間で変化させ、４台の画像形成部２０で所定の画像を形成した後の最大色ずれ量を計測した。
【００５５】
図７によると、経過時間が１．７秒までは、最大色ずれ量が３ドット以上であることが分かる。そして、経過時間が１．８秒以上になると最大色ずれ量が１ドット、もしくは２ドットとなり、色ずれ量が低く抑えられていることが分かる。
【００５６】
続いて、この１．８秒について考察すると、まず、図２に示すように、各画像形成部２０の間隔は９０ｍｍであって、最も上流にあるマゼンタ用の一次転写部３０Ｍから、最も下流にあるブラック用の一次転写部３０Ｂまでの距離は、２７０ｍｍである。
【００５７】
用紙搬送速度、すなわち中間転写ベルト８の周速度は、前述のように１５０ｍｍ／ｓであるので、マゼンタ用の一次転写部３０Ｍからブラック用の一次転写部３０Ｂまでの、中間転写ベルト８の通過時間は１．８秒となる（＝２７０／１５０）。したがって、バイアス電圧を一次転写時と同じ極性に切り替えてから、切り替えた時のそのマゼンタ用の一次転写部３０Ｍに位置する中間転写ベルト８の箇所が、４台の画像形成部のうち、ベルト回転方向の最も下流にあるブラック用画像形成部２０Ｂの一次転写部３０Ｂを通過するまでの時間である１．８秒を、所定の経過時間とした。
【００５８】
このようにして、中間転写ベルト８に沿って一列にして配置された複数の画像形成部２０を備え、各画像形成部２０の像担持体である感光体ドラム２１表面に形成したトナー像を、感光体ドラム２１から中間転写ベルト８に一次転写し、中間転写ベルト８から用紙Ｐに二次転写するとともに、用紙Ｐへの非転写期間内には、現像装置６０から感光体ドラム２１にトナーを供給して、現像装置６０及び／または感光体ドラム２１表面をリフレッシュするリフレッシュ工程を実行する画像形成装置１において、トナー像の一次転写時とは異なる極性のバイアス電圧を一次転写部３０に印加することにより、リフレッシュ工程時に感光体ドラム２１に供給したトナーを、中間転写ベルト８に転写することなく一次転写部３０を通過させた後、前記バイアス電圧を一次転写時と同じ極性に切り替え、所定時間経過後、画像形成動作を開始するので、リフレッシュ工程時、感光体ドラム２１に引き寄せられるような形になった中間転写ベルト８のテンションを、正常に回復させた状態で、画像形成動作を開始することが可能である。これにより、現像装置６０及び／または感光体ドラム２１表面のリフレッシュ工程に続いて複数の色によるカラー印刷を行う場合であっても、色ずれの発生を防止することができる。したがって、高品質な画像形成を遂行することが可能な画像形成装置１を得ることができる。
【００５９】
また、前記所定時間は、リフレッシュ工程の後に、バイアス電圧を一次転写時と同じ極性に切り替えてから、切り替えた時のその一次転写部に位置する中間転写ベルト８の箇所が、複数の画像形成部２０のうち、ベルト回転方向最下流のブラック用画像形成部２０Ｂの一次転写部３０Ｂを通過するまでの時間以上の時間であるので、リフレッシュ工程時、感光体ドラム２１に引き寄せられるような形になった中間転写ベルト８のテンションを正常に回復させ、且つリフレッシュ工程に掛かる時間をできるだけ短時間に収めることができる。これにより、現像装置６０のリフレッシュ工程に続いて複数の色によるカラー印刷を行う際、色ずれの発生を防止することに加えて、画像形成装置１の高速印刷性能の低下を防止することが可能になる。
【００６０】
以上、本発明の実施形態につき説明したが、本発明の範囲はこれに限定されるものではなく、発明の主旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加えて実施することができる。
【００６１】
例えば、上記実施形態では、現像装置６０に、感光体ドラム２１に対面配置した現像ローラ６６と、この現像ローラ６６に対面配置した磁気ローラ６４とを用い、二成分現像剤により磁気ローラ６４の表面に磁気ブラシを形成し、次いでこの磁気ブラシにより現像ローラ６６の表面にトナーの薄層を形成した後、このトナーの薄層により感光体ドラム２１表面に形成した静電潜像をトナー像に現像する現像方式を採用しているが、現像方式はこれに限られるわけではなく、一成分現像剤による現像方式等、他の現像方式であっても構わない。
【００６２】
また、上記実施形態において、隣接する画像形成部２０の間隔や現像装置リフレッシュ用のトナーの供給長さ（ドラム軸線方向に延びる線の幅）として用いた数値は、一実施形態であってこれに限定されるわけではなく、他の長さであっても構わない。
【産業上の利用可能性】
【００６３】
本発明は、中間転写体と、この中間転写体に沿って一列にして配置された複数の画像形成部とを備え、現像装置及び／または像担持体表面のリフレッシュ工程を実行する画像形成装置において利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１】本発明の実施形態に係る画像形成装置の模型的垂直断面正面図である。
【図２】図１の画像形成部の配置を示す模型的部分拡大図である。
【図３】図１の画像形成部周辺を示す垂直断面部分拡大図である。
【図４】現像装置のリフレッシュ工程時の動作を示すフローチャートである。
【図５】感光体ドラムと一次転写部の制御チャートである。
【図６】リフレッシュ工程時の一次転写部の状態を示す模型的正面図である。
【図７】バイアス電圧切り替え後の経過時間と最大色ずれ量との関係を示すグラフである。
【符号の説明】
【００６５】
１ 画像形成装置
８ 中間転写ベルト（中間転写体）
２０ 画像形成部
２１ 感光体ドラム（像担持体）
３０ 一次転写部
３１ 一次転写ローラ
６０ 現像装置
６４ 磁気ローラ
６６ 現像ローラ
８０ クリーニング装置
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複写機やプリンタに代表される電子写真方式の画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
複写機やプリンタ等の電子写真方式の画像形成装置においては、像担持体として感光体ドラムが広く用いられている。感光体ドラムを用いた一般的な画像形成動作は以下のようである。感光体ドラムの表面は帯電装置により所定電位で一様に帯電せしめられ、そこに露光装置のＬＥＤ光等を照射することにより部分的に電位が光減衰して原稿画像の静電潜像が形成される。そして、この静電潜像を現像装置で現像することによってトナー像が形成される。用紙へのトナー像の転写後、感光体ドラムの表面においては、残留したトナーがクリーニング装置によりクリーニングされ、次回の画像形成動作に備えて除電装置により除電光が照射されて帯電電荷の除去が行われる。
【０００３】
ここで、画像形成装置において、連続して低濃度印刷を行うと、現像装置に収められたトナーの帯電量が異常に高くなることがある。これにより、トナーは、現像装置の現像ローラから離れ難くなり、感光体ドラムに移動する量が減少してしまう恐れがある。そして、そのまま印刷を行うと画像濃度が低下するといった画像不良の問題が発生する。
【０００４】
このような問題を解決し、現像装置の性能維持を図るべく、用紙への非転写期間に、現像装置から感光体ドラムにトナーを供給して現像装置をリフレッシュする手法が提案され、その例を特許文献１、及び特許文献２に見ることができる。特許文献１、及び特許文献２に記載された画像形成装置では、用紙表面に対するトナー占有率（印字密度）が低くなること等を条件として、現像装置からトナーを強制排出し、現像装置のリフレッシュ工程を実行するようにしている。
【０００５】
一方、感光体としてアモルファスシリコン感光体を用いた場合には、その感光体表面に、帯電装置の放電によって放電生成物が付着し易いことが知られている。この放電生成物が水分を吸収すると、感光体表面の電気抵抗が低下して、静電潜像を乱す像流れという不具合が発生することがある。このため、トナーに微量の研磨剤を混入したり、トナー粒子自体が研磨効果の高い形状であるのものを利用したりして、回転部材である研磨ローラとクリーニングブレードとを併用して感光体表面に付着した残留トナーを除去するとともに、トナーを研磨ローラ表面に保持させ、このトナーによって感光体表面に付着した放電生成物を研磨するようにしてクリーニングする方法が知られている。
【０００６】
このように、研磨ローラを用いて感光体ドラム表面に付着した放電生成物の除去を行うクリーニング方法の一例を、特許文献３に見ることができる。特許文献３に記載された画像形成装置は、用紙への非転写期間に、現像装置から感光体ドラムにトナーを供給し、感光体表面を研磨してリフレッシュするリフレッシュ工程を実行する。
【特許文献１】特開２０００−３１０９０９号公報（第３−７頁、図１−３）
【特許文献２】特開２００５−５５８４２号公報（第１２−１４頁、図５）
【特許文献３】特開平１１−３０１４号公報（第２−３頁、図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献２に記載された画像形成装置は、異なる色のトナー像を形成する４台の画像形成部と、中間転写ベルト（無端状ベルト）とを備えた、所謂タンデム方式の画像形成装置であって、前記リフレッシュ工程時、現像装置から強制排出し、感光体ドラムに供給したトナーは、中間転写ベルトに転写することなく感光体ドラム用のクリーニング装置によって回収される。ここで、特許文献２に記載されたような、中間転写ベルトを備えたタンデム式画像形成装置では、トナー像を感光体ドラムから中間転写ベルトに一次転写する時、トナーを中間転写ベルトへ移動させるための一次転写バイアスが一次転写部に印加される。そして、リフレッシュ工程時には、トナーを中間転写ベルトに移動させないので、一次転写バイアスとは異なる極性のバイアス電圧が一次転写部に印加される。
【０００８】
リフレッシュ工程時、一次転写バイアスとは異なる極性のバイアス電圧を一次転写部に印加すると、トナーが感光体ドラムに引き寄せられる、すなわち中間転写ベルトが感光体ドラムに引き寄せられるような形になる（図６参照）。これにより、中間転写ベルトのテンションが変化してしまう可能性がある。したがって、現像装置や感光体ドラムのリフレッシュ工程に引き続いて通常の画像形成動作を実行する場合、中間転写ベルトの回転に不具合が生じたまま、トナー像の中間転写ベルトへの一次転写が行われる恐れがある。その結果、タンデム式画像形成装置で複数の色によるカラー印刷を行う時、中間転写ベルトの回転方向に色ずれが発生し、画像不良が発生するという問題が起こる。
【０００９】
本発明は上記の点に鑑みなされたものであり、中間転写体に沿って一列にして配置された複数の画像形成部を備え、トナー像を、像担持体から中間転写体に一次転写し、中間転写体から用紙に二次転写する画像形成装置において、現像装置及び／または像担持体表面のリフレッシュ工程を実行する場合であっても、そのリフレッシュ工程に続いて複数の色によるカラー印刷を行う際、色ずれの発生を防止することができ、高品質な画像形成を遂行することが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】
上記の課題を解決するため、本発明は、中間転写体に沿って一列にして配置された複数の画像形成部を備え、各画像形成部の像担持体表面に形成したトナー像を、像担持体から中間転写体に一次転写し、中間転写体から用紙に二次転写するとともに、用紙への非転写期間内には、現像装置から前記像担持体にトナーを供給して、現像装置及び／または像担持体表面をリフレッシュするリフレッシュ工程を実行する画像形成装置において、前記トナー像の一次転写時とは異なる極性のバイアス電圧を一次転写部に印加することにより、前記リフレッシュ工程時に前記像担持体に供給したトナーを、前記中間転写体に転写することなく一次転写部を通過させた後、前記バイアス電圧を一次転写時と同じ極性に切り替え、所定時間経過後、画像形成動作を開始することとした。
【００１１】
また、上記構成の画像形成装置において、前記所定時間は、前記リフレッシュ工程の後に、前記バイアス電圧を一次転写時と同じ極性に切り替えてから、切り替えた時のその一次転写部に位置する前記中間転写体の箇所が、前記複数の画像形成部のうち、中間転写体回転方向最下流の画像形成部の一次転写部を通過するまでの時間以上の時間であることとした。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の構成によれば、中間転写体に沿って一列にして配置された複数の画像形成部を備え、各画像形成部の像担持体表面に形成したトナー像を、像担持体から中間転写体に一次転写し、中間転写体から用紙に二次転写するとともに、用紙への非転写期間内には、現像装置から像担持体にトナーを供給して、現像装置及び／または像担持体表面をリフレッシュするリフレッシュ工程を実行する画像形成装置において、トナー像の一次転写時とは異なる極性のバイアス電圧を一次転写部に印加することにより、リフレッシュ工程時に像担持体に供給したトナーを、中間転写体に転写することなく一次転写部を通過させた後、前記バイアス電圧を一次転写時と同じ極性に切り替え、所定時間経過後、画像形成動作を開始することとしたので、リフレッシュ工程時、像担持体に引き寄せられるような形になった中間転写体のテンションを、正常に回復させた状態で、画像形成動作を開始することが可能である。これにより、現像装置及び／または像担持体表面のリフレッシュ工程に続いて複数の色によるカラー印刷を行う場合であっても、色ずれの発生を防止することができる。したがって、高品質な画像形成を遂行することが可能な画像形成装置を得ることができる。
【００１３】
また、前記所定時間は、リフレッシュ工程の後に、バイアス電圧を一次転写時と同じ極性に切り替えてから、切り替えた時のその一次転写部に位置する中間転写体の箇所が、複数の画像形成部のうち、中間転写体回転方向最下流の画像形成部の一次転写部を通過するまでの時間以上の時間であることとしたので、リフレッシュ工程時、像担持体に引き寄せられるような形になった中間転写体のテンションを正常に回復させ、且つリフレッシュ工程に掛かる時間をできるだけ短時間に収めることができる。これにより、現像装置のリフレッシュ工程に続いて複数の色によるカラー印刷を行う際、色ずれの発生を防止することに加えて、画像形成装置の高速印刷性能の低下を防止することが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の実施形態を図１〜図７に基づき説明する。
【００１５】
最初に、本発明の実施形態に係る画像形成装置について、図１、及び図２を用いてその構造の概略を説明しつつ、画像出力動作を説明する。図１は画像形成装置の模型的垂直断面正面図、図２は図１の画像形成装置の画像形成部の配置を示す模型的部分拡大図である。この画像形成装置は、中間転写ベルトを用いてトナー像を用紙に転写するカラー印刷タイプのものである。
【００１６】
図１に示すように、画像形成装置１の本体２の内部下方には、用紙カセット３が配置されている。用紙カセット３は、その内部に、印刷前のカットペーパー等の用紙Ｐを積載して収容している。そして、この用紙Ｐは、図１において用紙カセット３の左上方に向けて、１枚ずつ分離されて送り出される。用紙カセット３は、本体２の前面側から水平に引き出すことが可能である。
【００１７】
本体２の内部であって、用紙カセット３の左方には、第１用紙搬送部４が備えられている。第１用紙搬送部４は、本体２の左側面に沿って略垂直に形設されている。そして、第１用紙搬送部４は、用紙カセット３から送り出された用紙Ｐを受け取り、本体２の左側面に沿って垂直上方に二次転写部４０まで搬送する。
【００１８】
用紙カセット３の上方であって、第１用紙搬送部４が形設された本体２の左側面とは反対側の側面である右側面の箇所には、手差し給紙部５が備えられている。手差し給紙部５には、用紙カセット３に入っていないサイズの用紙Ｐや、厚紙、ＯＨＰシートのように１枚ずつ送り込みたいものが載置される。
【００１９】
手差し給紙部５の左方には、第２用紙搬送部６が備えられている。第２用紙搬送部６は、用紙カセット３のすぐ上方にあって、手差し給紙部５から第１用紙搬送部４まで略水平に延び、第１用紙搬送部４に合流している。そして、第２用紙搬送部６は、手差し給紙部５から送り出された用紙Ｐ等を受け取り、略水平に第１用紙搬送部４まで搬送する。
【００２０】
一方、画像形成装置１は、外部コンピュータ（図示せず）から原稿画像データを受信する。この画像データの情報は、第２用紙搬送部６の上方に配置された露光手段であるレーザ照射部７に送られる。レーザ照射部７により、画像データに基づいて制御されたレーザ光Ｌが、画像形成部２０に向かって照射される。
【００２１】
レーザ照射部７の上方には計４台の画像形成部２０が、さらにそれら各画像形成部２０の上方には中間転写体を無端ベルトの形で用いた中間転写ベルト８が備えられている。中間転写ベルト８は、複数のローラに巻き掛けられて支持され、図示しない駆動装置により図１において時計方向に回転する。
【００２２】
４台の画像形成部２０は、図１に示すように、中間転写ベルト８の回転方向に沿って、回転方向上流側から下流側に向けて一列にして配置された所謂タンデム方式である。４台の画像形成部２０とは、上流側から順に、マゼンタ用の画像形成部２０Ｍ、シアン用の画像形成部２０Ｃ、イエロー用の画像形成部２０Ｙ、及びブラック用の画像形成部２０Ｂである。４台の画像形成部２０は、図２に示すように、互いに９０ｍｍの間隔で配置されている。これらの画像形成部２０には、各色に対応する現像剤供給容器及び搬送手段（図示せず）により、現像剤（トナー）が補給される。なお、以下の説明において、特に限定する必要がある場合を除き、「Ｍ」「Ｃ」「Ｙ」「Ｂ」の識別記号は省略するものとする。
【００２３】
各画像形成部２０では、露光手段であるレーザ照射部７によって照射されたレーザ光Ｌにより原稿画像の静電潜像が形成され、この静電潜像からトナー像が現像される。トナー像は、各画像形成部２０の上方に備えられた一次転写部３０で、中間転写ベルト８表面に一次転写される。そして、中間転写ベルト８の回転とともに、所定のタイミングで各画像形成部２０のトナー像が中間転写ベルト８に転写されることにより、中間転写ベルト８表面にはマゼンタ、シアン、イエロー、ブラックの４色のトナー像が重ね合わされたカラートナー像が形成される。
【００２４】
中間転写ベルト８が用紙搬送路に懸かる箇所には、二次転写ローラ４１を備えた二次転写部４０が配置されている。中間転写ベルト８表面のカラートナー像は、第１用紙搬送部４によって同期をとって送られてきた用紙Ｐに、中間転写ベルト８と二次転写ローラ４１とが圧接して形成される二次転写ニップ部にて転写される。
【００２５】
二次転写後、中間転写ベルト８表面に残留するトナーは、中間転写ベルト８に対してマゼンタ用の画像形成部２０Ｍの回転方向上流側に設けられた中間転写ベルト８用のクリーニング装置９によってクリーニング、回収される。
【００２６】
二次転写部４０の上方には、定着部１０が備えられている。二次転写部４０にて未定着トナー像を担持した用紙Ｐは、定着部１０へと送られ、熱ローラと加圧ローラとによりトナー像が加熱、加圧されて定着される。
【００２７】
定着部１０の上方には、分岐部１１が備えられている。定着部１０から排出された用紙Ｐは、両面印刷を行わない場合、分岐部１１から画像形成装置１の上部に設けられた用紙排出部１２に排出される。
【００２８】
分岐部１１から用紙排出部１２に向かって用紙Ｐが排出されるその排出口部分は、スイッチバック部１３としての機能を果たす。両面印刷を行う場合には、このスイッチバック部１３において、定着部１０から排出された用紙Ｐの搬送方向が切り替えられる。そして、用紙Ｐは、分岐部１１、定着部１０の左方、及び二次転写部４０の左方を通って下方に送られ、再度第１用紙搬送部４を経て二次転写部４０へと送られる。
【００２９】
続いて、画像形成装置１の画像形成部２０周辺の詳細な構成について、図３を用いて説明する。図３は、画像形成部周辺を示す垂直断面部分拡大図である。なお、４色の各画像形成部２０は構造が共通するので、前述のように「Ｍ」「Ｃ」「Ｙ」「Ｂ」の識別記号は省略するものとする。
【００３０】
図３に示すように、画像形成部２０には、その中心に像担持体である感光体ドラム２１が備えられている。そして、感光体ドラム２１の近傍には、その回転方向に沿って順に、帯電装置５０、現像装置６０、除電装置７０、及びドラム用のクリーニング装置８０が配置されている。一次転写部３０は、感光体ドラム２１の回転方向に沿って、現像装置６０と除電装置７０との間に設けられている。
【００３１】
感光体ドラム２１は、画像形成装置１内の用紙搬送方向と直角をなす用紙幅方向、すなわち図３の紙面奥行き方向に延び、その軸線方向を水平にして配置されている。感光体ドラム２１は、アルミニウム等により構成される導電性ローラ状基体の外側に、真空蒸着等によって無機光導電性材料であるアモルファスシリコンの感光層を設けた無機感光体のドラムで、直径が３０ｍｍである。好適な状態の静電潜像を形成して現像性能を向上させるため、感光層の厚さを２５μｍ以下、さらに２０μｍ以下にすることがより一層好ましい。そして、感光体ドラム２１は、図示しない駆動装置によって、その周速度が用紙搬送速度（１５０ｍｍ／ｓ）とほぼ同じになるように回転せしめられている。
【００３２】
帯電装置５０は、そのハウジング５１の内側に、感光体ドラム２１に接触する帯電ローラ５２を備えている。帯電ローラ５２は、所定の圧力で感光体ドラム２１に圧接し、感光体ドラム２１の回転に従って回転する。この帯電ローラ５２により、感光体ドラム２１の表面が所定の極性及び電位で一様に帯電せしめられる。なお、ハウジング５１内には、感光体ドラム２１に対して帯電ローラ５２を隔てた位置にクリーニングブラシ５３が備えられている。
【００３３】
現像装置６０は、ハウジング６１の内側に、攪拌スクリュー６２、供給スクリュー６３、磁気ローラ６４、穂切りブレード６５、及び現像ローラ６６を備えている。この現像装置６０では、トナーと磁性キャリアとで構成される二成分現像剤が使用される。
【００３４】
攪拌スクリュー６２、及び供給スクリュー６３は、図３において現像装置６０の下部に配置されている。現像剤は、現像剤供給容器（図示せず）に収容され、現像装置６０の箇所まで搬送されて、攪拌スクリュー６２の箇所に補給される。攪拌スクリュー６２は、トナーと磁性キャリアとで構成される現像剤を撹拌し、所定のレベルにまで帯電させる。そして、供給ローラ６３が、帯電した現像剤を、その上方に設けられた磁気ローラ６４に供給する。
【００３５】
磁気ローラ６４は、供給ローラ６３のすぐ上方に配置されている。供給ローラ６３から受け取り、磁気ローラ６４表面に付着した現像剤は、その表面で磁気ブラシを構成する。磁気ブラシは、磁気ローラ６４の回転に従って、磁気ローラ６４の近傍に設けられた穂切りブレード６５により、所定の半径方向長さに設定される。磁気ローラ６４は、この磁気ブラシにより、現像ローラ６６に対して、現像剤のうちトナーのみを供給するとともに、現像に使用されなかったトナーを回収する。現像後、現像ローラ６６表面に残留したトナーを残すことなく確実に回収するため、磁気ローラ６４の軸線方向長さは、現像ローラ６６のそれより長くなっている。
【００３６】
現像ローラ６６は、磁気ローラ６４のすぐ上方であって、磁気ローラ６４に対して所定の間隙を設けて対面配置されている。現像ローラ６６は、また、感光体ドラム２１に対しても所定の間隙を設けて対面配置されている。現像ローラ６６には、磁気ローラ６４表面の現像剤で構成された磁気ブラシにより、トナーのみがその表面に供給される。そして、現像ローラ６６の表面に、適正な厚さのトナー薄層が形成される。
【００３７】
なお、現像ローラ６６、及び磁気ローラ６４には、所定のバイアス電圧が印加される。現像ローラ６６には磁気ローラ６４よりも低いバイアス電圧が印加されるので、その電位差により、トナーのみの薄層が現像ローラ６６表面に形成される。電位差は、１００〜３５０Ｖが適切である。現像ローラ６６は、その表面のトナー薄層でもって、感光体ドラム２１表面に形成された静電潜像を現像する。この時、現像ローラ６６と感光体ドラム２１との間では、直流と交流とを重畳させたバイアス電圧を印加する。トナーの飛散を防止するため、交流電圧は現像の直前に印加する。バイアス電圧の直流成分は１５０Ｖ以下、交流成分は５００〜２０００Ｖ、周波数１〜４ｋＨｚである。
【００３８】
現像に使用されず、現像ローラ６６表面に残留したトナーは、磁気ローラ６４と対面する箇所において磁気ローラ６４に回収される。
【００３９】
ここで、トナーの入れ替えを効率的に推進する方法として、現像ローラ６６と磁気ローラ６４との間に周速度差を設けている。この周速度差は、１．０倍〜２．０倍に設定することにより、適正なトナー濃度が得られる均一なトナー層が得られるとともに、円滑にトナーを回収することが可能となる。
【００４０】
また、現像剤に含有されるキャリアとしては、体積固有抵抗１０10Ωｃｍ、飽和磁化６５ｅｍｕ／ｇ、平均粒径４５μｍのコーティングフェライトキャリアを使用した。現像剤には、トナーの供給と回収の役割を有する、１０6Ωｃｍ〜１０13Ωｃｍの抵抗のキャリアを用いる。そしてこのキャリアにより、現像ローラ６６と磁気ローラ６４との間で、現像に必要なトナーを現像ローラ６６に供給するとともに、現像後、現像ローラ６６に強固に静電的に付着したトナーを磁気ブラシで引き剥がす必要がある。またこの時、トナーとの接点を増やすため、５０μｍ以下の小径のキャリアを用いることが好ましい。
【００４１】
一次転写部３０には、中間転写ベルト８を介して感光体ドラム２１に接触する一次転写ローラ３１が設けられている。一次転写ローラ３１は、駆動装置を有することなく、中間転写ベルト８に接触することによって、中間転写ベルト８の回転に従って回転する。また、一次転写ローラ３１には、必要に応じて、感光体ドラム２１やトナーの帯電極性とは異なる極性であって、マイナス５００〜マイナス１０００Ｖの一次転写バイアスが印加される。
【００４２】
なお、中間転写ベルト８は、図１に示すように、複数のローラに巻き掛けられ、支持されている。中間転写ベルト８は、合成樹脂からなる基層表面にゴム層を積層した弾性ベルトで構成される。材質としては、基層にポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）とクロロプレンゴム（ＣＲ）、コーティングにシリコンとウレタン、及びポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）とウレタンを使用している。
【００４３】
除電装置７０は、感光体ドラム２１の回転方向に沿って、一次転写部３０のさらに下流側に配置されている。除電装置７０は、ＬＥＤ（発光ダイオード）７１と、反射板７２とで構成されている。ＬＥＤ７１は、クリーニング装置８０のハウジング８１の上面に取り付けられている。ＬＥＤ７１の代わりに、ＥＬ（エレクトロルミネッセンス）光源、蛍光灯等を用いることもできる。反射板７２は、ＬＥＤ７１の上方に、ＬＥＤ７１をカバーするように設けられている。除電装置７０は、ＬＥＤ７１の除電光を感光体ドラム２１に照射することにより、その表面の帯電電荷を除去する。
【００４４】
クリーニング装置８０は、そのハウジング８１の内部に、クリーニング部材であるクリーニングローラ８２、クリーニングブレード８３、スクレーパ８４、及び排出スクリュー８５を備えている。
【００４５】
クリーニングローラ８２、及びクリーニングブレード８３は、感光体ドラム２１とほぼ同じ軸線方向長さを有し、感光体ドラム２１に接触するように設けられている。感光体ドラム２１表面のトナー像が中間転写ベルト８に一次転写された後、クリーニングローラ８２とクリーニングブレード８３とが感光体ドラム２１表面に残留したトナー等の付着物を除去してクリーニングする。スクレーパ８４は、図２においてクリーニングローラ８２に上方から接触させて設けてられ、クリーニングローラ８２表面に付着したトナーのうち余分なものを除去して、トナー層を均一にする。このトナー層により、クリーニングローラ８２は感光体ドラム２１表面を研磨する。感光体ドラム２１表面から除去されたトナーは、重力の作用や、クリーニングローラ８２の回転に従って排出スクリュー８５の方へと送られ、排出スクリュー８５によりハウジング８１の外部へと搬送される。
【００４６】
上記のような画像形成装置１は、現像装置６０の性能維持のため、用紙Ｐへの非転写期間内で、現像装置６０から感光体ドラム２１に適量のトナーを供給して現像装置６０をリフレッシュするリフレッシュ工程を実行する。また同様に、画像形成装置１は、感光体ドラム２１表面に付着する放電生成物等の付着物をクリーニングするため、用紙Ｐへの非転写期間内で、現像装置６０から感光体ドラム２１に適量のトナーを供給して感光体ドラム２１表面をリフレッシュするリフレッシュ工程を実行する。これらのリフレッシュ工程では、現像装置６０から感光体ドラム２１表面に、ドラム軸線方向に延びる所定幅、すなわちドラム回転方向に１００ｍｍの線状にトナーが供給される。
【００４７】
続いて、これら現像装置６０や感光体ドラム２１表面のリフレッシュ工程時の動作について、図３に加えて、図４〜図６を参照しつつ説明する。図４はリフレッシュ工程時の動作を示すフローチャート、図５は感光体ドラムと一次転写部の制御チャート、図６はリフレッシュ工程時の一次転写部の状態を示す模型的正面図である。なおここでは、現像装置６０のリフレッシュ工程を例に掲げて説明するものとするが、感光体ドラム２１表面のリフレッシュ工程でも同様の動作が実行される。
【００４８】
画像形成装置１は、通常運転中、用紙表面に対するトナー占有率（印字密度）が低くなること等を条件として、用紙Ｐへの非転写期間内で、図４に示すように、現像装置のリフレッシュ工程を開始する（ステップ＃１０１）。現像装置のリフレッシュ工程を開始すると、図５に示すように感光体ドラム２１を回転駆動するドラムモータの電源がＯＮとなり、感光体ドラム２１の回転が開始される。
【００４９】
図４に示すステップ＃１０２では、現像装置リフレッシュ用のトナーが、感光体ドラム２１に供給される。そして、ステップ＃１０３に進み、一次転写部３０では、図５に示すように、リフレッシュ用のバイアス電圧が印加される。これは、トナー像の一次転写時とは異なる極性であって、感光体ドラム２１やトナーの帯電極性と同じ極性である、プラス５００Ｖのバイアス電圧である。これにより、現像装置リフレッシュ用のトナーは、中間転写ベルト８に転写されることなく、感光体ドラム２１表面に付着したまま一次転写部３０を通過する。この時、一次転写部３０では、図６に示すように、中間転写ベルト８が感光体ドラム２１に引き寄せられるような形になる。
【００５０】
その後、ステップ＃１０４へ進み、現像装置リフレッシュ用のトナーは、クリーニング装置８０のクリーニングローラ８２、及びクリーニングブレード８３によって回収される。ステップ＃１０４による現像装置リフレッシュ用のトナーの回収を終えると、ステップ＃１０５において、図５に示すように一次転写部３０のバイアス電圧印加をＯＦＦ（０Ｖ）にして、現像装置６０のリフレッシュ工程を終了する。
【００５１】
続いてステップ＃１０６に進むと、次回の通常の画像形成動作の開始に備えて、一次転写部３０では、図５に示すように、バイアス電圧が一次転写時と同じ極性に切り替えて印加される。一次転写バイアスは、前述のように、マイナス５００〜マイナス１０００Ｖである。そして、ステップ＃１０７に進み、画像形成部２０は待機状態となる。待機期間は、図４のステップ＃１０７及び図５に示すように、１．８秒である。この待機期間の設定根拠については、後に詳述する。
【００５２】
１．８秒経過した後、ステップ＃１０８に進み、画像形成部２０は、次回の画像形成動作を開始し、通常の運転状態に入る。
【００５３】
次に、上記現像装置６０のリフレッシュ工程において、工程終了後、一次転写部３０の転写バイアスを一次転写時と同じ極性に切り替えてから、画像形成動作を開始するまでの間の経過時間の設定について、図７を用いて説明する。図７は、バイアス電圧切り替え後の経過時間と最大色ずれ量との関係を示すグラフである。
【００５４】
バイアス電圧切り替え後の経過時間に関して、リフレッシュ工程では、現像装置６０から感光体ドラム２１表面に、ドラム軸線方向に延びる所定幅、すなわちドラム回転方向に１００ｍｍの線状にトナーを供給した。そして、バイアス電圧を一次転写時と同じ極性に切り替えた後、図７に示すように、経過時間を０〜３．５秒の間で変化させ、４台の画像形成部２０で所定の画像を形成した後の最大色ずれ量を計測した。
【００５５】
図７によると、経過時間が１．７秒までは、最大色ずれ量が３ドット以上であることが分かる。そして、経過時間が１．８秒以上になると最大色ずれ量が１ドット、もしくは２ドットとなり、色ずれ量が低く抑えられていることが分かる。
【００５６】
続いて、この１．８秒について考察すると、まず、図２に示すように、各画像形成部２０の間隔は９０ｍｍであって、最も上流にあるマゼンタ用の一次転写部３０Ｍから、最も下流にあるブラック用の一次転写部３０Ｂまでの距離は、２７０ｍｍである。
【００５７】
用紙搬送速度、すなわち中間転写ベルト８の周速度は、前述のように１５０ｍｍ／ｓであるので、マゼンタ用の一次転写部３０Ｍからブラック用の一次転写部３０Ｂまでの、中間転写ベルト８の通過時間は１．８秒となる（＝２７０／１５０）。したがって、バイアス電圧を一次転写時と同じ極性に切り替えてから、切り替えた時のそのマゼンタ用の一次転写部３０Ｍに位置する中間転写ベルト８の箇所が、４台の画像形成部のうち、ベルト回転方向の最も下流にあるブラック用画像形成部２０Ｂの一次転写部３０Ｂを通過するまでの時間である１．８秒を、所定の経過時間とした。
【００５８】
このようにして、中間転写ベルト８に沿って一列にして配置された複数の画像形成部２０を備え、各画像形成部２０の像担持体である感光体ドラム２１表面に形成したトナー像を、感光体ドラム２１から中間転写ベルト８に一次転写し、中間転写ベルト８から用紙Ｐに二次転写するとともに、用紙Ｐへの非転写期間内には、現像装置６０から感光体ドラム２１にトナーを供給して、現像装置６０及び／または感光体ドラム２１表面をリフレッシュするリフレッシュ工程を実行する画像形成装置１において、トナー像の一次転写時とは異なる極性のバイアス電圧を一次転写部３０に印加することにより、リフレッシュ工程時に感光体ドラム２１に供給したトナーを、中間転写ベルト８に転写することなく一次転写部３０を通過させた後、前記バイアス電圧を一次転写時と同じ極性に切り替え、所定時間経過後、画像形成動作を開始するので、リフレッシュ工程時、感光体ドラム２１に引き寄せられるような形になった中間転写ベルト８のテンションを、正常に回復させた状態で、画像形成動作を開始することが可能である。これにより、現像装置６０及び／または感光体ドラム２１表面のリフレッシュ工程に続いて複数の色によるカラー印刷を行う場合であっても、色ずれの発生を防止することができる。したがって、高品質な画像形成を遂行することが可能な画像形成装置１を得ることができる。
【００５９】
また、前記所定時間は、リフレッシュ工程の後に、バイアス電圧を一次転写時と同じ極性に切り替えてから、切り替えた時のその一次転写部に位置する中間転写ベルト８の箇所が、複数の画像形成部２０のうち、ベルト回転方向最下流のブラック用画像形成部２０Ｂの一次転写部３０Ｂを通過するまでの時間以上の時間であるので、リフレッシュ工程時、感光体ドラム２１に引き寄せられるような形になった中間転写ベルト８のテンションを正常に回復させ、且つリフレッシュ工程に掛かる時間をできるだけ短時間に収めることができる。これにより、現像装置６０のリフレッシュ工程に続いて複数の色によるカラー印刷を行う際、色ずれの発生を防止することに加えて、画像形成装置１の高速印刷性能の低下を防止することが可能になる。
【００６０】
以上、本発明の実施形態につき説明したが、本発明の範囲はこれに限定されるものではなく、発明の主旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加えて実施することができる。
【００６１】
例えば、上記実施形態では、現像装置６０に、感光体ドラム２１に対面配置した現像ローラ６６と、この現像ローラ６６に対面配置した磁気ローラ６４とを用い、二成分現像剤により磁気ローラ６４の表面に磁気ブラシを形成し、次いでこの磁気ブラシにより現像ローラ６６の表面にトナーの薄層を形成した後、このトナーの薄層により感光体ドラム２１表面に形成した静電潜像をトナー像に現像する現像方式を採用しているが、現像方式はこれに限られるわけではなく、一成分現像剤による現像方式等、他の現像方式であっても構わない。
【００６２】
また、上記実施形態において、隣接する画像形成部２０の間隔や現像装置リフレッシュ用のトナーの供給長さ（ドラム軸線方向に延びる線の幅）として用いた数値は、一実施形態であってこれに限定されるわけではなく、他の長さであっても構わない。
【産業上の利用可能性】
【００６３】
本発明は、中間転写体と、この中間転写体に沿って一列にして配置された複数の画像形成部とを備え、現像装置及び／または像担持体表面のリフレッシュ工程を実行する画像形成装置において利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１】本発明の実施形態に係る画像形成装置の模型的垂直断面正面図である。
【図２】図１の画像形成部の配置を示す模型的部分拡大図である。
【図３】図１の画像形成部周辺を示す垂直断面部分拡大図である。
【図４】現像装置のリフレッシュ工程時の動作を示すフローチャートである。
【図５】感光体ドラムと一次転写部の制御チャートである。
【図６】リフレッシュ工程時の一次転写部の状態を示す模型的正面図である。
【図７】バイアス電圧切り替え後の経過時間と最大色ずれ量との関係を示すグラフである。
【符号の説明】
【００６５】
１ 画像形成装置
８ 中間転写ベルト（中間転写体）
２０ 画像形成部
２１ 感光体ドラム（像担持体）
３０ 一次転写部
３１ 一次転写ローラ
６０ 現像装置
６４ 磁気ローラ
６６ 現像ローラ
８０ クリーニング装置
【特許請求の範囲】
【請求項１】
中間転写体に沿って一列にして配置された複数の画像形成部を備え、各画像形成部の像担持体表面に形成したトナー像を、像担持体から中間転写体に一次転写し、中間転写体から用紙に二次転写するとともに、用紙への非転写期間内には、現像装置から前記像担持体にトナーを供給して、現像装置及び／または像担持体表面をリフレッシュするリフレッシュ工程を実行する画像形成装置において、
前記トナー像の一次転写時とは異なる極性のバイアス電圧を一次転写部に印加することにより、前記リフレッシュ工程時に前記像担持体に供給したトナーを、前記中間転写体に転写することなく一次転写部を通過させた後、前記バイアス電圧を一次転写時と同じ極性に切り替え、所定時間経過後、画像形成動作を開始することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記所定時間は、前記リフレッシュ工程の後に、前記バイアス電圧を一次転写時と同じ極性に切り替えてから、切り替えた時のその一次転写部に位置する前記中間転写体の箇所が、前記複数の画像形成部のうち、中間転写体回転方向最下流の画像形成部の一次転写部を通過するまでの時間以上の時間であ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１】
中間転写体に沿って一列にして配置された複数の画像形成部を備え、各画像形成部の像担持体表面に形成したトナー像を、像担持体から中間転写体に一次転写し、中間転写体から用紙に二次転写するとともに、用紙への非転写期間内には、現像装置から前記像担持体にトナーを供給して、現像装置及び／または像担持体表面をリフレッシュするリフレッシュ工程を実行する画像形成装置において、
前記トナー像の一次転写時とは異なる極性のバイアス電圧を一次転写部に印加することにより、前記リフレッシュ工程時に前記像担持体に供給したトナーを、前記中間転写体に転写することなく一次転写部を通過させた後、前記バイアス電圧を一次転写時と同じ極性に切り替え、所定時間経過後、画像形成動作を開始することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記所定時間は、前記リフレッシュ工程の後に、前記バイアス電圧を一次転写時と同じ極性に切り替えてから、切り替えた時のその一次転写部に位置する前記中間転写体の箇所が、前記複数の画像形成部のうち、中間転写体回転方向最下流の画像形成部の一次転写部を通過するまでの時間以上の時間であることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２００８−３４７７（Ｐ２００８−３４７７Ａ）
【公開日】平成２０年１月１０日（２００８．１．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−１７５３１４（Ｐ２００６−１７５３１４）
【出願日】平成１８年６月２６日（２００６．６．２６）
【出願人】（０００００６１５０）京セラミタ株式会社 (13,173)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年１月１０日（２００８．１．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年６月２６日（２００６．６．２６）
【出願人】（０００００６１５０）京セラミタ株式会社 (13,173)
【Ｆターム（参考）】
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