JP2002372876A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】中間転写体に印加される転写バイアスの変更に
拘らず、常にトナー除去部材に印加されるクリーニング
バイアスを最適なものとすることができ、それによって
中間転写体上の残留トナーを効果的に除去し、ゴースト
像の発生のない良好な記録画像を形成することが可能な
画像形成装置を提供する。 【解決手段】中間転写体５１〜５３に対して印加する転
写バイアスを決定する転写バイアス決定手段と、上記中
間転写体５１〜５３上の残留トナーを清掃するトナー除
去部材２２０，２２１，２３０と、周辺雰囲気の温度及
び湿度を測定する環境センサと、この環境センサの検出
値に応じた基本加算値を導き出すと共に、この基本加算
値を上記転写バイアス決定手段によって決定された転写
バイアスに加えて、上記トナー除去部材２２０，２２
１，２３０に印加するクリーニングバイアスを決定する
クリーニング制御手段とを設けた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電子写真複写機や
レーザビームプリンタ等の画像形成装置、特に、中間転
写体を介してトナー像を記録シートへ転写するタイプの
画像形成装置に係り、詳細には、かかる中間転写体に付
着する残留トナーを効率的に清掃するための改良に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】一般に、電子写真複写機やレーザビーム
プリンタ等の画像形成装置においては、画像データに応
じて感光体ドラムの表面にトナー像を形成した後、かか
るトナー像を記録シートに転写し、転写されたトナー像
を記録シートに加熱定着することで記録画像を得てい
る。また、近年のフルカラー複写機、フルカラレーザビ
ームプリンタにおいては、感光体ドラム上に形成したト
ナー像を中間転写体に一次転写し、かかる中間転写体上
でイエロー、シアン、マゼンタ及びブラックの４色のト
ナー像を重ね合わせ、これら合成トナー像を記録シート
に一括して二次転写することでフルカラー記録画像を形
成するものも知られている。

【０００３】トナー像の転写効率は感光体ドラムや中間
転写体の表面状態、温度・湿度の変化に伴う記録シート
や中間転写体の抵抗値の変動に影響を受けるので、これ
を常に１００％に保つことは困難であり、トナー像の転
写元である感光体ドラムや中間転写体の表面にはトナー
像の転写後にもトナーが残留付着している。このため、
従来より、感光体ドラムや中間転写体に対しては、トナ
ー像の転写部位の下流側にクリーニング装置が設けら
れ、次のトナー像の形成に先立って残留トナーの除去が
行われている。

【０００４】この種のクリーニング装置としては、特開
平４−２９２８３号公報に開示されるように、無数の摺
擦毛を植えたブラシロールを中間転写体に接触させると
共に、このブラシロールと中間転写体との間にトナーの
帯電極性に応じた電位差を与え、残留トナーを中間転写
体からブラシロールへ静電吸着させるように構成したも
のが知られている。また、ブラシロールではなく、軟弾
性体からなるソフトロールを中間転写体に接触させ、や
はり残留トナーを中間転写体からソフトロールの表面へ
静電吸着させるように構成したクリーニング装置も知ら
れている。

【０００５】このようなクリーニング装置における残留
トナーのクリーニング性能は、ブラシロールやソフトロ
ールといったトナー除去部材と中間転写体との間に印加
されるクリーニングバイアスの大きさと共にこれらの間
を流れる電流値に依存している。しかし、これらのトナ
ー除去部材は半導電性材料から形成されており、温度や
湿度といった雰囲気環境の変動によってその抵抗値が大
きく変化してしまう傾向にある。また、クリーニング対
象が中間転写体の場合、その表面は抵抗値を調整した弾
性層によって被覆されていることが多いので、雰囲気環
境が変動すると、中間転写体等の抵抗値も大きく変化し
てしまう傾向にある。従って、一定の清掃性能を維持す
るためには、雰囲気環境等に応じてトナー除去部材に印
加するクリーニングバイアスの大きさを細かく制御し、
抵抗値の変動に拘らず、トナー除去部材と被清掃体との
間のを流れる電流を常に略一定に保持する必要がある。

【０００６】このため、前述の特開平４−２９２８３号
公報のクリーニング装置では、かかるクリーニング装置
が設けられた雰囲気の温度及び湿度を検出する環境セン
サを設け、この環境センサの検出値に基づいてクリーニ
ングバイアスを設定している。また、特開平８−２９２
６２３号公報に開示されるクリーニング装置では、クリ
ーニングバイアスを印加した際にトナー除去部材に現れ
る電圧値を検出し、この検出値をフィードバックしてク
リーニングバイアスを調整することにより、抵抗値の変
動に拘らず一定のクリーニング性能が得られるように構
成している。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】一方、中間転写体には
感光体ドラムから該中間転写体へトナー像を転写させる
ための転写バイアスが印加されていることから、かかる
中間転写体上から残留トナーを確実に除去するために
は、トナー除去部材が中間転写体に対して一定以上の電
位差を有していなければならない。

【０００８】しかし、前述の如く中間転写体の抵抗値は
雰囲気環境の変動によって変化することから、感光体ド
ラムから中間転写体へのトナー像の転写効率、さらには
中間転写体から他の中間転写体へのトナー像の転写効率
を高めるためには、雰囲気環境の変動に応じて転写バイ
アスの強度も制御する必要がある。特に、近年のカラー
プリンタでは高画質化を達成するために、雰囲気環境や
記録シートの紙質、モノクロ画像とフルカラー画像の違
い等に応じて、転写バイアスをきめ細かに制御してい
る。このことから、譬えクリーニングバイアスを雰囲気
環境の変動に対応して決定したとしても、転写バイアス
と無関係に決定したのでは、トナー除去部材と中間転写
体との間に所望の電位差を設けることができず、残留ト
ナーの除去を効果的に行うことができなくなってしま
う。

【０００９】本発明はこのような問題点に鑑みなされた
ものであり、その目的とするところは、中間転写体に印
加される転写バイアスの変更に拘らず、常にトナー除去
部材に印加されるクリーニングバイアスを最適なものと
することができ、それによって中間転写体上の残留トナ
ーを効果的に除去し、ゴースト像の発生のない良好な記
録画像を形成することが可能な画像形成装置を提供する
ことにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の画像形成装置は、像担持体と記録シートと
の間に介在して、この像担持体から記録シートへトナー
像の受け渡しを行う中間転写体と、この中間転写体に対
して印加する転写バイアスを決定する転写バイアス決定
手段と、上記中間転写体上の残留トナーを清掃するトナ
ー除去部材と、周辺雰囲気の温度及び／又は湿度を測定
する環境センサと、この環境センサの検出値に応じた基
本加算値を導き出すと共に、この基本加算値を上記転写
バイアス決定手段によって決定された転写バイアスに加
えて、上記トナー除去部材に印加するクリーニングバイ
アスを決定するクリーニング制御手段とを備えた特徴と
するものである。

【００１１】このような技術的手段によれば、先ずは雰
囲気環境の変動等に応じて転写バイアス決定手段が中間
転写体に印加する転写バイアスを決定した後、この転写
バイアスを基本として、これに基本加算値を上乗せする
形でトナー除去部際に印加するクリーニングバイアスが
決定される。このとき、基本加算値は環境センサの検出
値に応じて決定される。このようにしてクリーニングバ
イアスを決定することにより、転写バイアスを雰囲気環
境やトナー画像の種類等に応じて変化させた場合であっ
ても、これに対応してきめ細かくクリーニングバイアス
を設定することができ、中間転写体上の残留トナーを確
実に除去することが可能となる。

【００１２】ここで、上記基本加算値は環境センサによ
って周辺雰囲気の温度及び湿度を測定した結果から導き
出される。これは、クリーニングバイアスの印加対象で
ある。トナー除去部材の抵抗値が雰囲気環境の変動によ
って変化し、この変化量に見合った大きさの電位差を中
間転写体とトナー除去部材との間に与えなくては、中間
転写体上の残留トナーを確実に除去することができない
からである。

【００１３】また、トナー除去部材の電気的性能は経時
的に劣化し、抵抗値が次第に大きくなる傾向にある。従
って、画像形成装置における記録シートの累積通紙枚数
が増加するにつれ、より強いクリーニングバイアスを印
加しなければ、中間転写体上の残留トナーをトナー除去
部材側に転移させるのに十分な電流を両者の間に流すこ
とができない。このことから、一層厳密にクリーニング
バイアスの適性化を図るという観点からすれば、記録シ
ートの累積通紙枚数に応じた経時加算値を導き出し、こ
の経時加算値を基本加算値と共に転写バイアスに加えて
クリーニングバイアスを決定するのが好ましい。

【００１４】更に、中間転写体から記録シートへトナー
像を転写する際に、より多くの残留トナーが中間転写体
上に残り易い場合がある。例えば、ＯＨＰ用シートの如
く抵抗値の大きい記録シートにトナー像を転写する場合
がこれに該当する。また、両面プリント時の２面目に対
するトナー像の転写では、１面目のトナー像の定着によ
って記録シートの含水率が低下しているので、普通紙で
あっても比較的大きい抵抗値を示す。大きな抵抗値を示
す記録シートに対してトナー像を転写する際には、ある
程度の大きさ転写電流を確保するために、転写バイアス
を強化する必要がある。しかし、転写バイアスの極性は
トナーの帯電極性と逆極性であることから、転写バイア
スが余りに強いと、転写時にトナーに対して逆極性の電
荷が注入されて該トナーの帯電電荷が弱まってしまい、
記録シートに転写されずに中間転写体上に残留してしま
うトナーの量も多くなる。

【００１５】そして、このように帯電量が低下した多量
の残留トナーを電気的にトナー除去部材へ転移させるた
めには、より強力なクリーニングバイアスをトナー除去
部材に対して印加する必要が生じる。従って、かかる観
点からすれば、記録シートの種類に応じた紙質加算値を
導き出し、この紙質加算値を基本加算値と共に転写バイ
アスに加えてクリーニングバイアスを決定するのが好ま
しい。尚、ここでいう記録シートの種類とは、記録シー
トの坪量や材質等の物理的な違いは勿論のこと、含水率
の違い等も含めた意であり、抵抗値の違いとして表現す
ることも可能である。

【００１６】また更に、トナー像の画像面積率が大きい
場合も、中間転写体上に多くの残留トナーが残り易い。
例えば、モノクロの文字画像であれば画像面積率は５〜
１０％程度であるが、フルカラーの写真画像になれば画
像面積率は４０〜８０％程度にまで増加する。画像面積
率が増加する程、記録シートに転写されずに中間転写体
上に残るトナーも増加し、トナー除去部材はより多くの
残留トナーを除去しなければならない。従って、かかる
観点からすれば、トナー像の画像面積率に応じた画像加
算値を導き出し、この画像加算値を基本加算値と共に転
写バイアスに加えてクリーニングバイアスを決定するの
が好ましい。このとき、画情報から厳密に画像面積率を
判断してクリーニングバイアスを補正することもできる
が、前述の如く、モノクロ画像とフルカラー画像では画
像面積率が大きく異なる傾向にあるので、より簡易的に
は、モノクロとカラーの違いに応じてクリーニングバイ
アスを補正するように構成しても良い。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、添付図面に基づいて本発明
の画像形成装置を詳細に説明する。図１は本発明を適用
したフルカラーレーザビームプリンタの概略構成を示す
ものである。尚、図１中の矢印は、各回転部材の回転方
向を示している。

【００１８】このフルカラープリンタは、図１に示すよ
うに、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン
（Ｃ）、ブラック（Ｋ）用の各感光体ドラム１１，１
２，１３，１４と、これら感光体ドラム１１〜１４ に
接触する一次帯電用の帯電ロール２１，２２，２３，２
４と、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン
（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色のレーザ光３１，３２，
３３，３４を照射する図示しないレーザ光学ユニット
と、現像器４１，４２，４３，４４と、上記４つの感光
体ドラム１１〜１４のうちの２つの感光体ドラム１１，
１２に接触する第１の一次中間転写ドラム５１及び他の
２つの感光体ドラム１３，１４に接触する第２の一次中
間転写ドラム５２と、上記第１、第２の一次中間転写ド
ラム５１，５２に接触する二次中間転写ドラム５３と、
この二次中間転写ドラム５３に接触する最終転写ロール
６０とで、その主要部が構成されている。

【００１９】これらの構成のうち、各感光体ドラム１１
〜１４、帯電ロール２１〜２４、現像器４１〜４４、第
１及び第２の一次中間転写ドラム５１，５２及び二次中
間転写ドラム５３は単一の画像形成ユニット１として一
体化されており、例えば感光体ドラムの劣化等によって
画像品質が低下する場合等には、この画像形成ユニット
１をそのまま交換するようになっている。

【００２０】感光体ドラム１１，１２，１３，１４は、
共通の接平面Ｍを有するように一定の間隔をおいて配置
されている。また、第１の一次中間転写ドラム５１及び
第２の一次中間転写ドラム５２は、各回転軸が該感光体
ドラム１１〜１４軸に対し平行かつ所定の対象面を境界
とした面対象の関係にあるように配置されている。さら
に、二次中間転写ドラム５３は、該感光体ドラム１１〜
１４と回転軸が平行であるように配置されている。

【００２１】フルカラー画像を形成する場合、各色毎の
画像情報に応じた信号は、図示しない画像処理ユニット
によりラスタライジングされて図示しないレーザ光学ユ
ニットに入力される。このレーザ光学ユニットでは、イ
エロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラッ
ク（Ｋ）の各色のレーザ光３１〜３４が変調され、対応
する色の感光体ドラム１１〜１４に照射される。

【００２２】上記各感光体ドラム１１〜１４の周囲で
は、周知の電子写真方式による各色毎の画像形成プロセ
スが行なわれる。まず、上記感光体ドラム１１〜１４と
してはＯＰＣ感光体を用いた感光体ドラムが用いられ、
これらの感光体ドラム１１〜１４の表面は約−８００Ｖ
のＤＣ電圧を印加した帯電ロール１２，２２，３２，４
２によって、例えば約−３００Ｖ程度に一様に帯電され
る。尚、この実施例では上記帯電ロールに対してＤＣ成
分のみを印加しているが、ＡＣ成分をＤＣ成分に重畳す
るように構成することもできる。

【００２３】このようにして一様な表面電位を具備した
感光体ドラム１１〜１４の表面には、各色毎の入力画像
情報に応じて変調されたレーザ光３１〜３４が上記レー
ザ光学ユニットから照射され、各所色の画像情報に対応
した静電潜像が所定のタイミングで形成される。レーザ
光学ユニットで静電潜像が書き込まれることにより、感
光体ドラム１１〜１４上の画像露光部の表面電位は−６
０Ｖ以下程度にまで除電される。

【００２４】また、上記感光体ドラム１１〜１４の表面
に形成されたイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン
（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色に対応した静電潜像は、
対応する色の現像器４１〜４４によって現像され、感光
体ドラム１１〜１４上にイエロー（Ｙ）、マゼンタ
（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色のトナー
像として可視化される。各現像器４１〜４４には、それ
ぞれ色の異なったイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シ
アン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）色のトナー及びキャリアか
らなる現像剤が充填されている。これらの現像器４１〜
４４は、不図示のトナー補給装置からトナーが補給され
ると、この補給されたトナーは、オーガー４０４で充分
にキャリアと攪拌されて摩擦帯電される。現像ロール４
０１の内部には、複数の磁極を所定の角度に配置したマ
グネットロール（不図示）が固定した状態で配置されて
いる。この現像ロール４０１に現像剤を搬送するパドル
４０３によって、当該現像ロール４０１の表面近傍に搬
送された現像剤は、現像剤量規制部材４０２によって現
像部に搬送される量が規制される。

【００２５】上記現像ロール４０１上に供給されたトナ
ーは、マグネットロールの磁力によって、キャリアとト
ナーで構成された磁気ブラシ状となっており、この磁気
ブラシが感光体ドラム１１〜１４と接触している。この
現像ロール４０１にＡＣ＋ＤＣの現像バイアス電圧を印
加して、現像ロール４０１上のトナーを感光体ドラム１
１〜１４上に形成された静電潜像に現像することによ
り、トナー像が形成される。この実施例では、この現像
バイアス電圧はＡＣが４ｋＨｚ、１．５ｋＶｐｐで、Ｄ
Ｃが−２３０Ｖ程度である。

【００２６】次に、上記各感光体ドラム１１〜１４上に
形成されたイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン
（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色のトナー像は、第１の一
次中間転写ドラム５１及び第２の一次中間転写ドラム５
２上に、静電的に一次転写される。感光体ドラム１１，
１２上に形成されたイエロー（Ｙ）及びマゼンタ（Ｍ）
色のトナー像は、第１の一次中間転写ドラム５１上に、
感光体ドラム１３，１４上に形成されたシアン（Ｃ）及
びブラック（Ｋ）色のトナー像は、第２の一次中間転写
ドラム５２上に、それぞれ転写される。感光体ドラム１
１，１２，１３，１４に対する静電潜像の書き込み開始
タイミングを各色毎にずらすことにより、第１の一次中
間転写ドラム５１上では一次転写されたイエロー（Ｙ）
とマゼンタ（Ｍ）のトナー像が適切に重ね合わされた二
重色像が形成され、また、第２の一次中間転写ドラム５
２上にもシアン（Ｃ）とブラック（Ｋ）のトナー像が適
切に重ね合わされた二重色像が形成される。

【００２７】上記第１及び第２の一次中間転写ドラム５
１，５２上に感光体ドラム１１〜１４からトナー像を静
電的に転写するために必要な表面電位は、＋２５０〜５
００Ｖ程度である。最適な表面電位はトナーの帯電状態
や雰囲気温度、湿度によって変動するが、トナーの帯電
量が−２０〜−３５μＣ／ｇ の範囲内にあり、常温常
湿環境下にある場合には、第１及び第２の一次中間転写
ドラム５１，５２の表面電位は、＋３８０Ｖ程度が望ま
しい。また、第１、第２の一次中間転写ドラム５１，５
２はその抵抗値が１０⁸ Ω程度に設定されており、Ｆｅ
やＡｌ等からなる金属パイプを導電性シリコーンゴム等
の低抵抗弾性層（Ｒ＝１０² 〜１０³ Ω）で被覆して形
成されている。更に、この低抵抗弾性層の表面には高離
型層として厚さ３〜１００μｍのフッ素ゴム層が設けら
れておりシランカップリング剤系の接着剤（プライマ）
で接着されている。尚、高離型層の抵抗値はＲ＝１０⁵
〜１０⁹ Ω程度である。

【００２８】この後、第１、第２の一次中間転写ドラム
５１，５２上に形成された二重色のトナー像は、二次中
間転写ドラム５３上に静電的に二次転写される。従っ
て、二次中間転写ドラム５３上には、イエロー（Ｙ）、
マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の４色
が重なった最終的なトナー像が形成されることになる。

【００２９】この二次中間転写ドラム５３上へ第１及び
第２の一次中間転写ドラム５１，５２からトナー像を静
電的に転写するために必要な表面電位は、＋６００〜１
２００Ｖ程度である。最適な表面電位は一次転写の時と
同様にトナーの帯電状態や雰囲気温度、湿度によって変
動する。また、転写に必要なのは、第１及び第２の一次
中間転写ドラム５１，５２と二次中間転写ドラム５３と
の間の電位差であるので、第１及び第２の一次中間転写
ドラム５１，５２の表面電位に応じた値に設定すること
が必要である。上述のように、トナーの帯電量が−２０
〜−３５μＣ／ｇの範囲内にあり、常温常湿環境下であ
って、第１及び第２の一次中間転写ドラム５１，５２の
表面電位が＋３８０Ｖ程度の場合には、二次中間転写ド
ラム５３の表面電位は、＋８８０Ｖ程度、つまり第１及
び第２の一次中間転写ドラム５１，５２と二次中間転写
ドラム５３との間の電位差は、＋５００Ｖ程度に設定す
ることが望ましい。

【００３０】この実施例で用いる二次中間転写ドラム５
３は第１及び第２の一次中間転写ドラム５１，５２と同
じ外径に形成され、抵抗値は１０¹¹Ω程度に設定され
る。また、上記二次中間転写ドラム５３も一次中間転写
ドラムと同様に、ＦｅやＡｌ等からなる金属パイプを厚
さ０．１〜１０ｍｍ程度の導電性シリコーンゴム等の低
抵抗弾性層（Ｒ＝１０² 〜１０³ Ω）で被覆して形成さ
れており、低抵抗弾性層の表面は厚さ３〜１００μｍの
フッ素ゴムからなる高離型層に被覆されている。ここ
で、二次中間転写ドラム５３の抵抗値は、第１及び第２
の一次中間転写ドラム５１，５２よりも高く設定する必
要がある。そうしないと、二次中間転写ドラム５３が第
１及び第２の一次中間転写ドラム５１，５２を帯電して
しまい、第１及び第２の一次中間転写ドラム５１，５２
の表面電位の制御が難しくなる。

【００３１】最後に、上記二次中間転写ドラム５３上に
形成された四重色のトナー像は、最終転写ロール６０に
よって、用紙搬送路Ｐを通る用紙に三次転写される。こ
の用紙は、不図示の紙送り工程を経て用紙搬送ロール９
０を通過し、二次中間転写ドラム５３と最終転写ロール
６０のニップ部に送り込まれる。この最終転写工程の
後、用紙上に形成された最終的なトナー像は、定着器７
０によって定着され、一連の画像形成プロセスが完了す
る。

【００３２】このように構成された本実施例のレーザビ
ームプリンタでは、各感光体ドラム１１〜１４及び一次
中間転写ドラム５１，５２に対してクリーニング装置が
配置されている。

【００３３】先ず、感光体ドラム１１に対して配置され
たクリーニング装置は、金属製回転軸の周囲に導電性の
摺擦毛が起立したリフレッシャブラシ２１５を備えてお
り、帯電ロール２１に対するトナーの付着を防止するた
め、感光体ドラム１１の回転方向に関して帯電ロール２
１の上流側に位置している。また、このリフレッシャブ
ラシ２１５にはクリーニングバイアスが印加されりてお
り、各転写部位において極性反転したトナーを感光体ド
ラム１１の表面から一時的に回収し、後述するクリーニ
ングモードが開始される迄の間、かかるトナーを保持す
るようになっている。すなわち、トナーは現像器４１内
において（−）極性に帯電しており、各転写行程におい
ては、トナー像がより電位の高い方向へ向けて転写され
ていくことになる。しかし、かかるトナー像が各転写工
程の転写部位を繰り返し通過する際、パッシェン放電や
電荷注入により、（−）帯電しているトナーの一部が逆
極性、すなわち（＋）極性に反転して帯電してしまうこ
とがあり、このように極性反転したトナーは次工程へ転
写されず、上流側へ逆流していくことになる。そして、
最終的には感光体ドラム１１へ転移し、ひいては帯電ロ
ール２１に付着することになる。上記リフレッシャブラ
シ２１５はこのような極性反転したトナーを帯電ロール
２１の手前で捕え、帯電ロール２１に対する付着を防止
するために設けられている。従って、トナー像の作像時
においては、感光体ドラム１１の表面電位−３００Ｖよ
りも低い電位である−４００Ｖが上記リフレッシャブラ
シ２１５に印加されている。また、このリフレッシャブ
ラシ２１５には何ら駆動手段が設けられておらず、かか
るリフレッシャブラシ２１５は摺擦毛と感光体ドラム１
１との間に作用する摩擦力によって感光体ドラム１１の
回転に連れ回っている。

【００３４】尚、以上の説明では感光体ドラム１１に対
して設けられたリフレッシャブラシ２１５について説明
したが、他の感光体ドラム１２〜１４に対しても同じ構
造のリフレッシャブラシ２１６，２１７，２１８が設け
られている。

【００３５】一方、一次中間転写ドラム５１，５２に対
しては、やはり金属製回転軸の周囲に導電性の摺擦毛が
起立した第１ブラシロール２２０，２２１が夫々配置さ
れている。これらの第１ブラシロール２２０は二次転写
の終了後に一次中間転写ドラム５１の表面に残留したト
ナーを感光体ドラム１２の手前側でブロックする位置
に、第１ブラシロール２２１は二次転写の終了後に一次
中間転写ドラム５２の表面に残留したトナーを感光体ド
ラム１４の手前側でブロックする値に夫々配置されてい
る。

【００３６】また、これら第１ブラシロール２２０，２
２１にはクリーニングバイアスが印加されているが、そ
の極性はリフレッシャブラシ２１５に印加されていたも
のと逆極性である。一次転写では各感光体ドラムが１色
のトナー像のみを一次中間転写ドラム５１，５２に転写
していることから、転写効率をある程度高めに設定する
ことができ、残留トナーを敢えて回収するクリーニング
装置を設けずとも、作像上は大きな支承は生じず、ま
た、各現像器４１〜４４において混色が発生することも
ない。しかし、二次転写では互いに重なり合った２色分
のトナー像を二次中間転写ドラム５３へ転写するので、
転写されずに一次中間転写ドラム５１，５２に残留する
トナーも多く、かかる残留トナーをクリーニング装置で
回収しない場合には、次に転写されるトナー像にゴース
トが発生してまうからである。このため、（−）極性に
帯電している残留トナーが一次中間転写ドラム５１，５
２から第１ブラシロール２２０，２２１へ静電的に転移
してくるよう、かかる第１ブラシロール２２０，２２１
には一次中間転写ドラム５１，５２の表面電位よりも高
いクリーニングバイアス（例えば、＋６００Ｖ）が印加
されている。もちろん、温度及び湿度といった雰囲気環
境が変動し、一次中間転写ドラム５１，５２の表面電位
が変動すれば、第１ブラシロール２０，２２１と一次中
間転写ドラム５１，５２との間の電位差を確保するた
め、クリーニングバイアスも変動させる必要が生じる。
また、これら第１ブラシロール２２０，２２１にも何ら
駆動手段が設けられておらず、リフレッシャブラシ２１
５と同様、摺擦毛と一次中間転写ドラム５１，５２との
間に作用する摩擦力によって一次中間転写ドラム５１，
５２の回転に連れ回っている。

【００３７】また、二次中間転写ドラム５３に対しても
三次転写で残留したトナーを除去するための第２ブラシ
ロール２３０が配置されている。上記第１ブラシロール
２２０，２２１やリフレッシャブラシ２１５〜２１８と
異なり、この第２ブラシロール２３０は図示外のモータ
によって二次中間転写ドラム５３の回転方向と対向する
方向へ回転駆動されている。これは、４色のトナー像を
記録シートＰに一括転写する三次転写では二次中間転写
ドラム５３に残留するトナーが多く、譬えクリーニング
バイアスを印加しても、ブラシロール２３０を従動回転
させただけでは残留トナーを捕獲しきれないからであ
る。特に、ＯＨＰ用シート等の高抵抗の記録シートに対
してトナー像の三次転写を行う場合には、二次中間転写
ドラム５３と転写ロール６０との間に所定の大きさの転
写電流を得るため、かかる転写ロール６０に対してより
大きな転写バイアスを印加する必要があり、トナーは極
性反転はしないまでもその帯電量が弱まってしまい、記
録シートに転写されずに二次中間転写ドラム５３上の残
留トナーとなってしまう量も多い。

【００３８】この第２ブラシロール２３０にもクリーニ
ングバイアスが印加されているが、三次転写で発生した
残留トナーを二次中間転写ドラム５３の表面から除去す
るという目的上、その極性は第１ブラシロール２２０，
２２１に印加されていたものと同じである。すなわち、
（−）極性に帯電している残留トナーが二次中間転写ド
ラム５３から第２ブラシロール２３０へ静電的に転移し
てくるよう、かかる第２ブラシロール２３０には二次中
間転写ドラム５３の表面電位よりも高いクリーニングバ
イアス（例えば、１０８０Ｖ）が印加されている。

【００３９】上記リフレッシャブラシ２１５〜２１８、
第１ブラシロール２２０，２２１、及び第２ブラシロー
ル２３０は夫々対向する感光体ドラム１１〜１４、一次
中間転写ドラム５１，５２、二次中間転写ドラム５３か
らトナーを捕獲するものの、捕獲したトナーを排出する
ための機械的構成を何ら具備していない。従って、トナ
ー像が繰り返し形成されると、捕獲したトナーが各ブラ
シロールの摺擦毛の間から溢れ出てしまうことになる。
そこで、本実施例のプリンタでは、各ブラシロールによ
って捕獲されたトナーを回収するため、印字動作前、印
字動作後、連続印字時の所定枚数毎など、ある所定のタ
イミングで以下のようなクリーニング動作を行ない、各
ブラシロールによって一時的に捕獲されていたトナーを
転写ロール６０に対して設けた一括回収装置８０で回収
するようにしている。

【００４０】このクリーニング動作においては、先ず、
帯電ロール２１〜２４、リフレッシャブラシ２１５〜２
１８、感光体ドラム１１〜１４、一次中間転写ドラム５
１，５２、二次中間転写ドラム５３、最終転写ロール６
０に対し、最終転写ロール６０が最もマイナス電位が高
くなるように、順々に電位勾配をつけた電圧を印加し、
これによって印字動作中にリフレッシャブラシ２１５〜
２１８に回収保持された逆極性の（＋）帯電トナーを、
最終転写ロール６０まで順々に転移させ、最終転写ロー
ル６０に接触して設けた一括回収装置８０によって回収
するように構成されている。この一括回収装置８０では
シリコンゴム等の弾性体からなるクリーニングブレード
８０１が転写ロール６０の周面に接しており、転写ロー
ル６０に転移したトナーを該クリーニングブレード８０
１によって削ぎ落とし、装置内に回収するようになって
いる。従って、このようなクリーニング動作が開始され
ると、リフレッシャブラシ２１５〜２１８に一時的に保
持されていた （＋）帯電トナーは感光体ドラム１１〜
１４上に吐き出され、リフレッシャブラシ２１５〜２１
８は清浄な状態に復帰することになる。

【００４１】また、このようにして（＋）帯電トナーの
クリーニングが終了すると、トナー像の作像時と同じ電
位が帯電ロール２１〜２４、感光体ドラム１１〜１４、
一次中間転写ドラム５１，５２、二次中間転写ドラム５
３、最終転写ロール６０に与えられる一方、第１ブラシ
ロール及び第２ブラシロールには作像時と逆極性の電位
が与えられ、今度は第２ブラシーロール２２０，２２１
及び第２ブラシロール２３０に付着している（−）帯電
トナーのクリーニングが行われる。すなわち、第１ブラ
シロール２２０，２２１及び第２ブラシロール２３０に
対して作像時と逆極性の電位を与えることにより、これ
らブラシロールに保持されていた（−）帯電トナーは一
次中間転写ドラム５１，５２及び二次中間転写ドラム５
３上に吐き出され、通常のトナー像の転写と同様に二次
中間転写ドラム５３を経由して最終転写ロール６０へ到
達し、一括回収装置８０によって回収される。

【００４２】このようなクリーニング動作を定期的に実
行することにより、第１、第２及び第２ブラシロールに
捕獲されていたトナーはいずれの極性のものも一括回収
装置８０によって回収され、これらブラシロールの清浄
化が図られることになる。

【００４３】図２は、一次中間転写ドラム５１，５２及
び二次中間転写ドラム５３に印加される転写バイアス、
第１ブラシロール２２０，２２１及び第２ブラシロール
２３０に印加されるクリーニングバイアスを決定するた
めの制御系を示す概念図である。各色に対応した感光体
ドラム１１〜１４から第１及び第２の一次中間転写ドラ
ム５１，５２に対してトナー像を転写するため、これら
一次中間転写ドラム５１，５２には一次転写バイアスが
印加されている。この一次転写バイアスの大きさは一次
転写バイアス決定手段２によって算出され、一次転写バ
イアス電源に設定される。上記一次転写バイアス決定手
段２はマイクロコンピュータシステムによって構成され
ており、その記憶部には雰囲気温度及び湿度から最適な
転写バイアスを参照するためのテーブルが格納されてい
る。また、このプリンタでは筐体内の温度及び湿度を測
定するための環境センサが設けられており、上記一次転
写バイアス決定手段２はこの環境センサの測定値を読み
込み、前述のテーブルから一次転写バイアスを参照する
ようになっている。

【００４４】このように環境センサの測定値を読み込ん
でから一次転写バイアスを決定するように構成したの
は、本実施例のプリンタが設置された雰囲気の温度及び
湿度が変動すると、一次中間転写ドラム５１，５２を被
覆している低抵抗弾性層の抵抗値が変動してしまい、一
次転写バイアスを常に一定としたのでは、一次中間転写
体の表面電位をトナー像の転写に必要な値にまで高める
ことができず、トナー像の転写抜けが発生してしまう懸
念があるからである。従って、このように環境センサに
よる測定値に基づいて一次転写バイアスを決定するよう
に構成すれば、一次中間転写ドラム５１，５２の表面電
位と感光体ドラム１１〜１４の表面電位との間に常に略
一定の電位差を設けることができ、どのような雰囲気環
境下であってもトナー像の転写効率を一定に維持するこ
とができる。

【００４５】尚、一次転写バイアスは環境センサの測定
値のみをパラメータとして決定する必要はなく、フルカ
ラーモード、モノクロモードの違いや、画情報から抽出
した画像面積率等をパラメータとして決定することがで
きる。

【００４６】一方、第１ブラシロール２２０，２２１に
印加されるクリーニングバイアスは、このようにして決
定された一次転写バイアスを基準として決定される。第
１クリーニング制御手段３は一次転写バイアス決定手段
２によって決定された一次転写バイアスの値を読み込
み、これを所定の加算値で嵩上げした値をクリーニング
バイアスとして各第１ブラシロール２２０，２２１に印
加する。このように第１ブラシロール２２０，２２１に
印加するクリーニングバイアスを一次転写バイアスを基
準として導き出すように構成したのは、前述の如く一次
転写バイアスが雰囲気環境等によって変動するからであ
る。仮に、一次転写バイアスが変動しているにも拘ら
ず、クリーニングバイアスを一次転写バイアスと無関係
に決定したのでは、例えば雰囲気環境が低温低湿であ
り、一次転写バイアスが高めに設定されている場合等、
ブラシロール２２０，２２１と一次中間転写ドラム５
１，５２との間に所定以上の電位差を常に形成すること
ができず、一次中間転写ドラム５１，５２上の残留トナ
ーを静電誘引力によって第１ブラシロール５１，５２側
へ転移させることができなくなってしまう。

【００４７】上記第１クリーニング制御手段３は、図３
に示す手順に従ってクリーニングバイアスを決定し、こ
れをクリーニングバイアス電源に設定する。プリントジ
ョブが開始されると、先ずはトナー像の形成に先立ち、
第１クリーニング制御手段３が環境センサの検出値、す
なわち温度及び湿度の測定値を読み込む（ＳＴ１）。こ
の時の読み込みは１回でも良いが、測定の確実性を期す
ために、ごく僅かな時間をおいて数回検出しその平均値
を算出するようにしても良い。

【００４８】上記一次バイアス決定手段２と同様、第１
クリーニング制御手段３もマイクロコンピュータシステ
ムによって構成されており、その記憶部には雰囲気温度
及び湿度から最適な環境加算値を参照するためのテーブ
ル（以下、「環境テーブル」という）が格納されてい
る。この環境テーブルに格納された環境加算値は、一次
転写バイアスとクリーニングバイアスとの差分として定
義されている。そして、第１クリーニング制御手段３は
読み込んだ環境センサの検出値に基づいて環境テーブル
を参照し、開始されようとしているプリントジョブで使
用する環境加算値を決定する（ＳＴ２）。

【００４９】次に、第１クリーニング制御手段３は、現
在の画像形成ユニット１における累積プリント枚数を読
み込み（ＳＴ３）、所定の式を用いてクリーニングバイ
アスの経時加算値を算出する（ＳＴ４）。このような経
時加算値を算出するのは、画像形成ユニット１における
累積プリント枚数に応じ、第１ブラシロール２２０，２
２１の電気的劣化の進行が異なり、かかる第１ブラシロ
ール２２０，２２１の抵抗値が変化するからである。

【００５０】そして、このようにして環境センサの検出
値から導き出した基本加算値と累積プリント枚数から導
き出した経時加算値を、一次転写バイアスに加えること
により、このプリントジョブで使用されるクリーニング
バイアスが決定される（ＳＴ５）。このようにして決定
されたクリーニングバイアスは転写バイアスに対して所
定の手順で導き出された加算値を加えて算出されてお
り、一次転写バイアスとは常に一定以上の電位差を有し
ていることになる。また、一次転写バイアスを嵩上げす
る量は、雰囲気環境の変動や第１ブラシロール２２０，
２２１の経時的劣化によって異なってくるので、一次転
写バイアスとの電位差をその時の実情に応じてきめ細か
く設定することができる。従って、如何なる環境下であ
っても、一次中間転写ドラム５１，５２上に付着した残
留トナーを確実に第１ブラシロール２２０，２２１で除
去することができるものである。

【００５１】二次中間転写ドラム５３に対して印加する
二次転写バイアスの決定、第２ブラシロール２３０に対
して印加するクリーニングバイアスの決定の手順も、一
次転写バイアス及び第１ブラシロール２２０，２２１に
対して印加するクリーニングバイアスの決定と同じであ
る。すなわち、二次転写バイアス決定手段４が二次中間
転写ドラム５３に印加する二次転写バイアスを決定する
一方、第２クリーニング制御手段５が二次転写バイアス
を基本として第２ブラシロール２３０に印加するクリー
ニングバイアスを決定する。このときのクリーニングバ
イアスの決定の手順は図３に示すフローチャートの通り
である。

【００５２】また、図４はクリーニングバイアスの決定
手順の他の例を示すものである。この手順では、ＳＴ４
までは図３に示した手順と同じであるが、ＳＴ４で経時
加算値を算出した後に、今度はこれから開始されるプリ
ントジョブのプリントモードを読み込み（ＳＴ６）、そ
のプリントモードに対応した紙質加算値を算出するよう
に構成している（ＳＴ７）。ここでプリントモードと
は、厚紙やＯＨＰ用シート等の記録シートの種類に対応
したモードのことをいう。厚紙やＯＨＰ用シートは抵抗
値が大きいことから、これらの記録シートに対して二次
中間転写ドラムからトナー像を転写する場合、転写ロー
ル６０に対してより大きな転写バイアスを印加する必要
がある。しかし、かかる転写バイアスはトナーと逆極性
のため、余り大きな転写バイアスを印加すると、トナー
の帯電電荷が除電されてしまい、トナー像を記録シート
に対して静電転写することが困難になる。このため、厚
紙やＯＨＰ用シートに対してトナー像を転写するモード
では二次中間転写ドラム５３上の残留トナーが多く発生
する。このため、二次中間転写ドラム５３上の残留トナ
ーを除去する第２ブラシロール２３０に対しては、図４
に示すように、記録シートの紙質を加味したクリーニン
グバイアスを印加するのが好ましいと言える。このよう
に構成すれば、ＯＨＰ用シート等にトナー像が転写され
る際には、第２ブラシロール２３０に対して十分に大き
なクリーニングバイアスが印加されるので、二次中間転
写ドラム５３上の残留トナーが多くとも、これらを十分
に除去することができるものである。

【００５３】

【発明の効果】以上説明してきたように、本発明の画像
形成装置によれば、先ずは雰囲気環境の変動等に応じて
転写バイアス決定手段が中間転写体に印加する転写バイ
アスを決定した後、この転写バイアスに基本加算値を上
乗せする形でトナー除去部材に印加するクリーニングバ
イアスが決定されるので、転写バイアスを雰囲気環境や
トナー画像の種類等に応じて変化させた場合であって
も、これに対応してきめ細かくクリーニングバイアスを
設定することができ、それによって中間転写体上の残留
トナーを効果的に除去し、ゴースト像の発生のない良好
な記録画像を形成することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明を適用したフルカラーレーザビームプ
リンタの構成を示す概略図である。

【図２】 転写バイアス及びクリーニングバイアスの制
御系を示すブロックである。

【図３】 クリーニングバイアスの決定の手順を示すフ
ローチャートである。

【図４】 クリーニングバイアスの決定の他の手順を示
すフローチャートである。

【符号の説明】

１１〜１４…感光体ドラム（像担持体）、５１，５２…
一次中間転写ドラム、５３…二次中間転写ドラム、２２
０，２２１…第１ブラシロール、２３０…第２ブラシロ
ール

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2H200 FA02 FA16 FA18 GA23 GA34 GA44 GB15 GB25 HA02 HB12 JA02 JA29 JA30 JB10 JC02 JC09 JC12 JC17 JC19 JC20 LA02 LB02 LB03 LB09 LB12 LB13 LB36 LB39 LB40 MB02 MC01 PA03 PB27 PB29 PB33

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 像担持体と記録シートとの間に介在し
   て、この像担持体から記録シートへトナー像の受け渡し
   を行う中間転写体と、この中間転写体に対して印加する
   転写バイアスを決定する転写バイアス決定手段と、上記
   中間転写体上の残留トナーを清掃するトナー除去部材
   と、周辺雰囲気の温度及び／又は湿度を測定する環境セ
   ンサと、この環境センサの検出値に応じた基本加算値を
   導き出すと共に、この基本加算値を上記転写バイアス決
   定手段によって決定された転写バイアスに加えて、上記
   トナー除去部材に印加するクリーニングバイアスを決定
   するクリーニング制御手段とを備えた特徴とする画像形
   成装置。
2. 【請求項２】 上記クリーニング制御手段は、記録シー
   トの累積通紙枚数に応じた経時加算値を導き出すと共
   に、上記基本加算値及び経時加算値の双方を転写バイア
   スに加えてクリーニングバイアスを決定することを特徴
   とする請求項１記載の画像形成装置。
3. 【請求項３】 上記クリーニング制御手段は、記録シー
   トの種類に応じた紙質加算値を導き出すと共に、上記基
   本加算値及び紙質加算値の双方を転写バイアスに加えて
   クリーニングバイアスを決定することを特徴とする請求
   項１記載の画像形成装置。
4. 【請求項４】 上記クリーニング制御手段は、トナー像
   の画像面積率に応じた画像加算値を導き出すと共に、上
   記基本加算値及び画像加算値の双方を転写バイアスに加
   えてクリーニングバイアスを決定することを特徴とする
   請求項１記載の画像形成装置。
5. 【請求項５】 上記中間転写体は半導電性の弾性層を有
   していることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに
   記載の画像形成装置。
6. 【請求項６】 上記トナー除去部材は半導電性の摺擦毛
   で中間転写体の表面を摺擦するブラシロールであること
   を特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の画像形
   成装置。