JP2004013035A - 画像形成装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】短時間でのクリーニングと、装置の小型化、低価格化とを両立することができる画像形成装置を提供する。
【解決手段】像担持体１０と、像担持体表面にトナー画像を形成する画像形成手段１Ｙ〜Ｋと、少なくとも一つの中間転写体２０、３０で構成され像担持体と接触する中間転写装置と、中間転写体と接触するクリーニング体２１０、２１３、３１０、３１３と、これら中間転写体とクリーニング体にそれぞれ中間転写バイアスとクリーニングバイアスとを印加し、中間転写体とクリーニング体との間に電位勾配を生じさせる電源部９とを備える画像形成装置において、
当該電源部からの共通バイアスから相異なる当該中間転写バイアスと当該クリーニングバイアスとを得る定電圧素子９１１、９１２、９２１、９２２を有する。
【選択図】 図３
【解決手段】像担持体１０と、像担持体表面にトナー画像を形成する画像形成手段１Ｙ〜Ｋと、少なくとも一つの中間転写体２０、３０で構成され像担持体と接触する中間転写装置と、中間転写体と接触するクリーニング体２１０、２１３、３１０、３１３と、これら中間転写体とクリーニング体にそれぞれ中間転写バイアスとクリーニングバイアスとを印加し、中間転写体とクリーニング体との間に電位勾配を生じさせる電源部９とを備える画像形成装置において、
当該電源部からの共通バイアスから相異なる当該中間転写バイアスと当該クリーニングバイアスとを得る定電圧素子９１１、９１２、９２１、９２２を有する。
【選択図】 図３
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリ、これらの複合機等の電子写真方式を用いた画像形成装置に関し、より詳しくは、画像形成装置のクリーニング技術の改良に係る。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、電子写真方式（静電転写方式）を利用した複写機、プリンタ等の画像形成装置が広く知られている。このような画像形成装置では、最終転写体により、記録シート上にトナー像を転写し、その後当該トナー像を定着することにより永久像としてのトナー像を記録シート上に得るものである。ここで、記録シート上に転写されなかったトナーは、画像形成装置内のクリーニング装置により除去される必要がある。このような残留トナーとしては、本来の極性を維持した正極トナーと、本来の極性から反転した逆極トナーとが存在する。
【０００３】
これら両方の極性の残留トナーをクリーニングする方法としては、▲１▼正極残留トナー用クリーナと、逆極残留トナー用クリーナとを別々に設けるもの（例えば、特開平１０−１０９４２号公報、特開２００１−３３７５４２号公報、特開２００１−２５５７４９号公報など）や、▲２▼正極及び逆極共用クリーナを設け、電位勾配を変更するもの（例えば、特開平８−２４０９６０号公報など）などが従来から提案されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、これら従来の技術では、それぞれ次のような課題が存在する。
【０００５】
すなわち、▲１▼正極残留トナー用クリーナと、逆極残留トナー用クリーナとを別々に設ける場合には、（比較的短時間でクリーニングを行うことができるメリットがあるものの）装置が複雑になり、大型化、コストアップを招きがちであるとのデメリットがある。特に、フルカラー画像形成装置に適用する婆には、クリーナの数が多くなり、このようなデメリットが顕著となる。一方、▲２▼正極及び逆極共用クリーナを設け、電位勾配を変更する場合には、（装置を小型化、低コスト化できるメリットがあるものの）正極用及び逆極用それぞれの電位勾配を形成し、クリーニングする必要があり、クリーニング時間が長くなり生産性が低下しがちであるとのデメリットがある。
【０００６】
本発明は、このような技術的な課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、短時間でのクリーニングと、装置の小型化、低価格化とを両立することができる画像形成装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
すなわち本発明は、像担持体と、像担持体表面にトナー画像を形成する画像形成手段と、少なくとも一つの中間転写体で構成され像担持体と接触する中間転写装置と、中間転写体と接触するクリーニング体と、これら中間転写体とクリーニング体にそれぞれ中間転写バイアスとクリーニングバイアスとを印加し、中間転写体とクリーニング体との間に電位勾配を生じさせる電源部とを備える画像形成装置において、当該電源部からの共通バイアスから相異なる当該中間転写バイアスと当該クリーニングバイアスとを得る定電圧素子を有するものである。ここで、前記当該中間転写バイアスと当該クリーニングバイアスと差は（前記定電圧素子の特性に応じ）一定でである。
【０００８】
画像形成装置をこのように構成することにより、中間転写体用の電源と、クリーニング体用の電源とを共用することができ、装置の小型化、低価格化を実現することができる。その結果、装置の構成を複雑化することなく、複数のクリーニング体を設けることが可能になり、クリーニング時間の短縮に繋がる。
【０００９】
なお、この画像形成装置は、一般に、中間転写体と接触する最終転写体を有するものでもある。そして、像担持体上の出力用画像としてのトナー画像が、中間転写体を経て、中間転写体と最終転写体との間に搬送される記録シート上に転写される。さらに、この最終転写体にはクリーニング体が接触しない構成を採用することができる。
【００１０】
ここで、クリーニング体をクリーニングロール又はクリーニンブブラシ（ロール）として構成してもよい。これらは、一般に導電性部材で構成される。また、クリーニング体としてクリーニングロールを採用する場合には、当該クリーニングロールに圧接するクリーニングブレードを備えるものでもよい。この際、クリーニングロール及びクリーニングブレードはいすれも金属（例えば、ステンレス）で構成することができる。さらに、クリーニングロール及びクリーニングブレードとによりクリーニングされたトナーを回収する収容体を備えるものでもよい。さらに、クリーニングロールに付着する残留トナーを掻き落とすクリーニングブレードと、当該クリーニングブレードにより掻き落とされた残留トナーを搬出する搬出機構を備えるものでもよい。
【００１１】
また、定電圧素子としては、ツェナーダイオード、（方向性のない）バリスタなどを用いることができる。
【００１２】
また、前記電源部は、前記共通バイアスとして、プラス極性共通バイアスと、マイナス極性共通バイアスとを切り替え可能であるとともに、前記定電圧素子は、プラス極性共通バイアスから相異なるプラス極性中間転写バイアスとプラス極性クリーニングバイアスとを得、マイナス極性バイアスから相異なるマイナス極性中間転写バイアスとマイナス極性クリーニングバイアスとを得るように構成してもよい。
【００１３】
また、前記クリーニング体が複数存在し、前記電源部からの共通バイアスから相異なる各クリーニング体に対する各クリーニングバイアスを得る（複数の）定電圧素子を有するものでもよい。ここで、前記各クリーニングバイアスの差は（前記定電圧素子の特性に応じ）一定でである。また、前記クリーニング体として、一の中間転写体に接触する二つのクリーニング体が存在し、二つのクリーニング体のうち、一方には中間転写バイアスよりも高いクリーニングバイアスを印加し、他方には中間転写バイアスよりも低いクリーングバイアスを印加するよう構成してもよい。
【００１４】
このような発明は、カラー画像形成装置に適用されることで、そのメリットを一層顕著に発揮する。すなわち、前記像担持体として異なる色用の複数の像担持体を備え、前記中間転写装置としてこれら複数の像担持体の一部と接触する第一の上流側中間転写体と、これら複数の像担持体の残りの一部と接触する第一の下流側中間転写体と、これら第一の上流側中間転写体及び第一の下流側中間転写体に接触し、第一の上流側中間転写体からトナー画像が転写された後に第一の下流側中間転写体からトナー画像が転写される第二の中間転写体とを備え、第一の上流側中間転写体、第一の下流側中間転写体、第二の中間転写体のうち、少なくとも一の中間転写体には、それぞれ二つのクリーニング体が接触するよう構成することができる。また、第一の上流側中間転写体、第一の下流側中間転写体、第二の中間転写体のうち、二つの中間転写体には、それぞれ二つのクリーニング体が接触するよう構成することができる。さらに、第一の上流側中間転写体、第一の下流側中間転写体、第二の中間転写体のうち、各中間転写体には、それぞれ二つのクリーニング体が接触するようこうせいすることもできる。
【００１５】
より具体的には、前記像担持体としてイエロー用、マゼンタ用、シアン用、ブラック用の４つの像担持体を備え、前記中間転写装置としてこれら４つの像担持体のうちそれぞれ２つの像担持体と接触する第一の上流側中間転写体及び第一の下流側中間転写体と、これら第一の上流側中間転写体及び第一の下流側中間転写体に接触し、第一の上流側中間転写体からトナー画像が転写された後に第一の下流側中間転写体からトナー画像が転写される第二の中間転写体とを備え、第一の上流側中間転写体、第一の下流側中間転写体、第二の中間転写体のうち、少なくとも一の中間転写体には、それぞれ二つのクリーニング体が接触するよう構成することができる。
【００１６】
なお、前記電源部は、前記共通バイアスの電位を変更可能な定電圧電源を採用することができる。
【００１７】
【発明の実施による形態】
以下、実施例に基づいて、本発明の好適な実施の形態を具体的に説明する。
【００１８】
実施例１ 図１は、本発明の実施例１に係るタンデム型フルカラープリンタ（画像形成装置）を示すものである。図２は、図１に示したフルカラープリンタ（画像形成装置）の画像形成要部を示すものである。
【００１９】
このフルカラープリンタ１は、大きく分けて、画像形成部と、中間転写装置、最終転写ロール４０、定着装置６、給紙部により構成される。
【００２０】
画像形成部は、イエロー（Ｙ）用、マゼンタ（Ｍ）用、シアン（Ｃ）用、及びブラック（Ｋ）用の４つの画像形成ユニット（画像形成手段）１Ｙ〜Ｋと、露光装置１２とにより構成される。さらに、各画像形成ユニットは１Ｙ〜Ｋは、それぞれ４つの感光体ドラム（像担持体）１０Ｙ〜Ｋ、これら感光体ドラム１０Ｙ〜Ｋにそれぞれ接触する帯電ロール（接触型帯電体）１１Ｙ〜Ｋ、これら感光体ドラム１０Ｙ〜Ｋにそれぞれ対峙する現像装置１２Ｙ〜Ｋ、これら感光体ドラム１０Ｙ〜Ｋにそれぞれ接触する感光体ブラシロール１３Ｙ〜Ｋで構成されている。
【００２１】
ここで、感光体ドラム１０周辺の各部材の配置としては、各感光体ドラム１０を中心に、感光体ドラム１０の回転方向の上流側から下流側にかけて、帯電ロール１１、現像装置１２（現像装置の現像スリーブ）、（後述する）第一の中間転写ロール、感光体ブラシロール１３が配設されている。なお、感光体ブラシロール１３は、金属（ステンレス）製のロール状基材に、導電性樹脂性の植毛テーブを、スパイラル状に巻きつけて構成される。
【００２２】
感光体ドラム１０Ｙ〜Ｋは、帯電ロール１１Ｙ〜Ｋにより−９００Ｖ程度のＤＣ電圧が印加され、これによって約−３８０Ｖ程度に一様に帯電され、また、露光装置１５で静電潜像が書き込まれた際にその表面電位は約−７０Ｖ程度にまで除電される。
【００２３】
現像装置１２Ｙ〜Ｋは、現像ロール、現像剤量規制部材、現像剤搬送部材、及び現像剤を搬送し攪拌するオーガーを備えた磁気ブラシ接触型二成分現像方式の現像装置である。上記現像剤量規制部材によって規制されて現像部に搬送される現像剤量は約３０〜４０ｇ／ｍ２であり、この時に現像ロール上に存在するトナーの帯電量は概ね−２０〜−４０μＣ／ｇ程度である。この現像装置１２Ｙ〜Ｋには、ＡＣ＋ＤＣの現像電圧を印加して現像が実施されるが、この現像電圧はＡＣが４ｋＨｚ、１．６ｋＶｐｐで、ＤＣが−３００Ｖ程度である。
【００２４】
中間転写装置は、一次転写位置において感光体ドラム１０Ｙ、１０Ｍに接触する第一の上流側中間転写ロール（第一の上流側中間転写体）２０ａと、一次転写位置において感光体ドラム１０Ｃ、１０Ｋに接触する第一の下流側中間転写ロール（第一の上流側中間転写体）２０ｂと、これら二つの第一の中間転写ロール２０ａ、２０ｂにそれぞれ二次転写位置において接触する第二の中間転写ロール３０と、第二の中間転写ロール３０上のトナー画像の有無及び濃度を光学的に非接触で検知するトナーセンサ８を備えている。
【００２５】
さらに、第一の上流側中間転写ロール２０ａはクリーニング装置（クリーニング手段）２１ａを備えている。この第一の上流側クリーニング装置２１ａは、第一の上流側中間転写ロール２０ａに接触する金属（ステンレス）製のクリーニングロール（下流側クリーニングロール）２１０ａと、そのクリーニングロール２１０ａに当接する金属（ステンレス）製のクリーニンブブレード２１１ａと、クリーニンブブレード２１１ａにより掻き落とされた残留トナーを上流側クリーニング装置２１ａ外部の図示しないトナー回収ボックスへ搬送するスクリューオーガ（搬送機構）２１４ａ、クリーニングロール２１０ａよりも第一の上流側中間転写ロール２０ａの回転方向上流側近傍において中間転写ロール２０ａに接触する中間転写ブラシロール（下流側クリーニングブラシ）２１３ａと、これらクリーニングロール２１０ａ、クリーニンブブレード２１１ａ、スクリューオーガ２１４ａ、中間転写ブラシロール２１３ａを収容するクリーナハウジング（収容体）２１２ａを備えている。なお、中間転写ブラシロール２１３ａは、金属（ステンレス）製のロール状基材に、導電性樹脂性の植毛テーブを、スパイラル状に巻きつけて構成される。
【００２６】
同様に、第一の下流側中間転写ロール２０ｂはクリーニング装置（クリーニング手段）２１ ｂを備えている。この第一の下流側クリーニング装置２１ ｂは、第一の下流側中間転写ロール２０ ｂに接触する金属（ステンレス）製のクリーニングロール（下流側クリーニングロール）２１０ ｂと、そのクリーニングロール２１０ ｂに当接する金属（ステンレス）製のクリーニンブブレード２１１ ｂと、クリーニンブブレード２１１ ｂにより掻き落とされた残留トナーを上流側クリーニング装置２１ｂ外部の図示しないトナー回収ボックスへ搬送するスクリューオーガ（搬送機構）２１４ｂ、クリーニングロール２１０ ｂよりも第一の下流側中間転写ロール２０ ｂの回転方向上流側近傍において中間転写ロール２０ ｂに接触する中間転写ブラシロール２１３ ｂと、これらクリーニングロール２１０ ｂ、クリーニンブブレード２１１ ｂ、スクリューオーガ２１４ｂ、中間転写ブラシロール２１３ ｂを収容するクリーナハウジング（収容体）２１２ ｂを備えている。なお、中間転写ブラシロール２１３ｂは、金属（ステンレス）製のロール状基材に、導電性樹脂性の植毛テーブを、スパイラル状に巻きつけて構成される。
【００２７】
また、第二の中間転写ロール３０はクリーニング装置（クリーニング手段）３１を備えている。この第ニクリーニング装置３２は、第二の中間転写ロール３０に接触する金属（ステンレス）製のクリーニングロール（上流側クリーニングロール）３１０と、そのクリーニングロール３１０に当接する金属（ステンレス）製のクリーニンブブレード３１１と、クリーニンブブレード３１１により掻き落とされた残留トナーを上流側クリーニング装置３１外部の図示しないトナー回収ボックスへ搬送するスクリューオーガ（搬送機構）３１４、クリーニングロール３１０よりも第二の中間転写ロール３０の回転方向下流側近傍において中間転写ロール３０に接触する中間転写ブラシロール（上流側クリーニングブラシ）３１３と、これらクリーニングロール３１０、クリーニンブブレード３１１、スクリューオーガ３１４、中間転写ブラシロール３１３を収容するクリーナハウジング（収容体）３１２を備えている。なお、中間転写ブラシロール３１３は、金属（ステンレス）製のロール状基材に、導電性樹脂性の植毛テーブを、スパイラル状に巻きつけて構成される。
【００２８】
ここで、第一の上流側中間転写ロール２０ａの周辺部材の配置としては、第一の上流側中間転写ロール２０ａを中心に、第一の上流側中間転写ロール２０ａの回転方向の上流側から下流側にかけて、感光体ドラム１０Ｍ、感光体ドラム１０Ｙ、第二の中間転写ロール３０、中間転写ブラシロール２１３ａ、クリーニングロール２１０ａが配設されている。また、第一の下流側中間転写ロール２０ｂの周辺部材の配置としては、第一の下流側中間転写ロール２０ｂを中心に、第一の下流側中間転写ロール２０ｂの回転方向の上流側から下流側にかけて、感光体ドラム１０Ｋ、感光体ドラム１０Ｃ、第二の中間転写ロール３０、中間転写ブラシロール２１３ｂ、クリーニングロール２１０ｂが配設されている。さらに、第二の中間転写ロール３０の周辺部材の配置としては、第二の中間転写ロール３０を中心に、第二の中間転写ロール３０の回転方向の上流側から下流側にかけて、第一の上流側中間転写ロール２０ａ、第一の下流側中間転写ロール２０ｂ、トナーセンサ８、最終転写ロール４０、クリーニングロール３１０、中間転写ブラシロール３１３が配設されている。
【００２９】
第一の中間転写ロール２０ａ、２０ｂは、金属パイプの上にシリコンゴム層（導電性弾性層）を設け、更にその上に高離型層（導電性弾性層よりも高電気抵抗な抵抗層）をコーティングして形成されており、その抵抗値については、通常１０５〜１０９Ωの範囲のものを使用できるが、ここでは１０８Ω程度とされている。そして、上記感光体１０Ｙ〜Ｋからこの第一の中間転写ロール２０ａ、２０ｂにトナー像を転写するのに必要な表面電位は、通常＋２５０〜５００Ｖ程度の範囲であり、トナーの帯電状態、雰囲気温度、湿度等により最適値を設定することができる。
第二の中間転写ロール３０も、上記第一の中間転写ロール２０ａ、２０ｂと同様に、金属パイプの上にシリコンゴム層（導電性弾性層）を設け、更にその上に高離型層（導電性弾性層よりも高電気抵抗な抵抗層）をコーティングして形成されており、その抵抗値については、通常１０８〜１０１２Ωの範囲のものを使用できるが、ここでは１０１１Ω程度とされている（すなわち、第一の中間転写ロール２０ａ、２０ｂよりも高抵抗に構成される）。そして、上記第一の中間転写ロール２０ａ、２０ｂからこの第二の中間転写ロール３０にトナー像を転写するのに必要な表面電位は、通常＋６００〜１２００Ｖ程度の範囲であり、トナーの帯電状態、雰囲気温度、湿度等により最適値を設定することができる。
【００３０】
最終転写ロール（最終転写体）４０は、最終転写位置において第二の中間転写ロール３０に接触し、金属パイプの上にウレタンゴム層を設け、更にその上に樹脂コーティングが施されてており、その抵抗値については、通常１０６〜１０９Ωの範囲のものを使用できるが、ここでは１０８Ω（すなわち、第二の中間転写ロール３０よりも低抵抗に構成される）程度とされている。そして、上記第二の中間転写ロール３０から用紙（記録シート）Ｓ上にトナー像を転写するのにこの最終転写ロール４０に印加する転写電圧は、通常＋１２００〜５０００Ｖ程度の範囲であり、雰囲気温度、湿度、用紙Ｓの種類（抵抗値等）等により最適値を設定することになるが、ここでは定電流方式を採用して常温常湿環境下で約＋６μＡを印加し、ほぼ適正な最終転写電圧＋１６００〜２０００Ｖ程度を得ている。
【００３１】
また、最終転写ロール４０は、（第一の中間転写ロール２０ａ、２０ｂ、第二の中間転写ロール３０とは異なり）クリーニングロール（クリーニング体）が当接されていない。さらに、（画像形成ユニット取替え時を除き、画像形成モード時、プロセスコントロールモード時、クリーニングモード時を含め）、最終転写ロール４０は、第二の中間転写ロール３０に接触しており、特別なリトラクト機構などを有しない。
【００３２】
なお、最終転写ロール４０の表面粗さ（Ｒｚ）は、２０〔μｍ（Ｒｚ）〕以下、例えば１０〔μｍ（Ｒｚ）〕とすることができ、第一及び第二の中間転写ロール２０ａ、２０ｂ、３０の表面粗さ（Ｒｚ）は、１０〔μｍ（Ｒｚ）〕以下、例えば１〔μｍ（Ｒｚ）〕とすることができる。さらに、第一及び第二の中間転写ロール２０ａ、２０ｂ、３０よりも最終転写ロール４０の方が表円粗さ（Ｒｚ）が粗い。これらの表面粗さ（Ｒｚ）は、トナー画像を構成するトナーの平均粒径以下であることが好ましい。
【００３３】
定着装置６は、加熱ロール６２と加圧ロール６１とが圧接されて定着ニップを形成している。加熱ロール６２中には熱源としてのハロゲンランプ（図示せず）が配設され、定着時には加熱ロール６２表面を所定の定着温度に加熱するように構成されている。また、この定着ニップに対して用紙Ｓの搬送方向下流側に、定着排出ロール対６３ａ、６３ｂが配設されている。
【００３４】
給紙部は、給紙トレイ５０から排出トレイ７０に至るまでの用紙Ｓの搬送経路（図中点線で示す）Ｐに沿って形勢されている。給紙トレイ５０内には複数枚の用紙Ｓが収容されており、その給紙トレイ５０から搬送経路の下流側にかけて、順に、ピックアップロール５１ａとリタードロール５１ｂとのロール対、搬送ロール５２ａ、５２ｂの対、レジストロール５３ａ、５３ｂの対、（最終転写ロール４０、及び定着装置６を経て）、排出ロール５４ａ、５４ｂの対が配設されている。
【００３５】
図３は、このフルカラープリンタ１の電位制御系を説明するブロック図であるカラープリンタ１の状況、すなわちプリントモード（画像形成モード）、プロセスコントロールモード、クリーニングモードの別に基いて、電源部９は、各帯電ロール１１、感光体ブラシロール１３、第一の中間転写ロール２０ａ、２０ｂ、クリーニングロール２１０、中間転写ブラシロール２１３、第二の中間転写ロール３０、クリーニングロール３１０、中間転写ブラシロール３１３、最終転写ロール４０に印加する電圧を制御し、その結果、フルカラープリンタ１の状況に応じて適切な電位勾配をこれら各帯電ロール１１、感光体ブラシロール１３、第一の中間転写ロール２０ａ、２０ｂ、クリーニングロール２１０、中間転写ブラシロール２１３、第二の中間転写ロール３０、クリーニングロール３１０、中間転写ブラシロール３１３、最終転写ロール４０の間に形成している。
【００３６】
ここで、電源部９は、帯電用電源９０、第一の中間転写体用電源９１、第二の中間転写体用電源９２、最終転写体用電源９３を備えている。帯電用電源９０は、共通バイアスＶ（１１）を出力する。第一の中間転写体用電源９１は、プラス共通バイアス用電源９１ｂと、マイナス共通バイアス用電源９１ａとを有し、それぞれ切り替え可能であり、共通バイアスＶ（２１３）を出力する。第二の中間転写体用電源９２は、プラス共通バイアス用電源９２ｂと、マイナス共通バイアス用電源９２ａとを有し、それぞれ切り替え可能であり、共通バイアスＶ（３１０）を出力する。最終転写体用電源９３は、プラス共通バイアス用電源９３ｂと、マイナス共通バイアス用電源９３ａとを有し、それぞれ切り替え可能であり、共通バイアスＶ（４０）を出力する。なお、帯電用電源９０、第一の中間転写体用電源９１、第二の中間転写体用電源９２、最終転写体用電源９３はいずれも定電圧電源であり、その電圧は調整することができる。
【００３７】
そして、共通バイアスＶ（１１）は、そのまま帯電ロール１１に印加され、一方で単一のツェナーダイオード（定電圧素子）９０１を介して感光体ブラシロール１３に印加される。また、共通バイアスＶ（２１３）は、そのまま中間転写ブラシロール２１３に印加され、一方で二つの直列ツェナーダイオード（定電圧素子）９１１ａ、ｂを介して第一の中間転写ロール２０に印加され、他方で四つの直列ツェナーダイオード（定電圧素子）９１１ａ、ｂ、９１２ａ、ｂを介してクリーニングロール２１０に印加される。また、共通バイアスＶ（３１０）は、そのままクリーニングロール３１０に印加され、一方で二つの直列ツェナーダイオード（定電圧素子）９２１ａ、ｂを介して第二の中間転写ロール３０に印加され、他方で四つの直列ツェナーダイオード（定電圧素子）９２１ａ、ｂ、９２２ａ、ｂを介して中間転写ブラシロール３１３に印加される。なお、共通バイアスＶ（４０）はそのまま最終転写ロール４０に印加される。これらにより、以下説明する電位勾配を形成している。
【００３８】
以下、このフルカラープリンタ１の動作を説明する。
【００３９】
【表１】
表１は、プリントモードにおいて、本実施例において電源部９が各各帯電ロール１１、中間転写ブラシロール２１３、クリーニングロール３１０、最終転写ロール４０に印加するバイアス電圧をまとめたものである。
【００４０】
図４は、出力用画像としてのトナー画像の移動状況を説明するものである。図中実線矢印は、出力用画像としてのトナー画像の移動経路を示している。なお、本実施例で使用するトナーは、マイナス帯電トナーである。すなわち、正極トナーがマイナス帯電しており、逆極トナーがプラス帯電している。
【００４１】
各画像形成ユニット１Ｙ〜Ｋにより、感光体ドラム１０Ｙ〜Ｋ上にはそれぞれイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックのトナー画像が形成される。すなわち、各感光体ドラム１０の表面が帯電ロール１１により一様に帯電され、露光装置１２から出力画像に対応したレーザービームＲが帯電後の感光体ドラム１０表面に照射され、露光された部分と露光されなかった部分との電位差により、感光体ドラム１０上には静電潜像が形成される。この静電潜像に対して、現像装置１２が選択的にトナーを付与し、感光体ドラム１０上にトナー画像が形成される。
【００４２】
そして、まずマゼンタ用の感光体ドラム１０Ｍから、第一の上流側中間転写ロール２０ａへとマゼンタのトナー画像が一次転写される。次いで、イエロー用の感光体ドラム１０Ｙから、第一の上流側中間転写ロール２０ａへとイエローのトナー画像が一次転写され、マゼンタのトナー画像に重ね合わされる。一方同様に、ブラック用の感光体ドラム１０Ｋから、第一の下流側中間転写ロール２０ｂへとブラックのトナー画像が一次転写される。次いで、シアン用の感光体ドラム１０Ｃから、第一の下流側中間転写ロール２０ｂへとシアンのトナー画像が一次転写される。
【００４３】
一次転写されたマゼンタとイエローのトナー画像は、第二の中間転写ロール３０へ二次転写される。一方、一次転写されたブラックとシアンのトナー画像も、第二の中間転写ロール３０へ二次転写され、ここで先に二次転写されているマゼンタ、イエローのトナー画像と、シアンのトナー画像とが重ね合わされ、フルカラーのトナー画像が第二の中間転写ロール３０上に形成される。
【００４４】
二次転写されたフルカラートナー画像及びブラックトナー画像は、第二の中間転写ロール３０と最終転写ロール４０との間のニップ部分に達する。そのタイミングに同期して、レジストロール対５３ａ、５３ｂ（図１参照）から記録シートとしての用紙Ｓが当該ニップ部分に搬送され、用紙Ｓ上にそのフルカラートナー画像及びブラックトナー画像が三次転写（最終転写）される。
【００４５】
この用紙Ｓは、その後、定着装置６の加熱ロール６２と加圧ロール６１とのニップ部分を通過する（図１参照）。その際、両ロール６１、６２から与えられる熱と圧力との作用により、フルカラートナー画像及びブラックトナー画像が用紙Ｓに定着し、永久像となる。さらにその後、用紙Ｓは、排出ロール対５４ａ、５４ｂにより排出トレイ７０へと排出され、フルカラー画像形成が終了する。
【００４６】
図５は、転写されずに中間転写ロール上及び最終転写ロール上に残留したトナーの移動状況を説明するものである。クリーニングロール３１０は、第二の中間転写ロール３０よりも高電位であるため、クリーニングロール３１０にはマイナス帯電している正極残留トナーが付着する。一方、中間転写ブラシロール３１３は、第二の中間転写ロール３０よりも低電位であるため、中間転写ブラシロール３１３にはプラス帯電している逆極残留トナーが付着する。
【００４７】
また、クリーニングロール２１０ａは、第一の上流側中間転写ロール２０ａよりも低電位であるため、クリーニングロール２１０ａにはプラス帯電している逆極残留トナーが付着する。一方、中間転写ブラシロール２１３ａは、第一の上流側中間転写ロール２０ａよりも高電位であるため、クリーニングロール２１０ａにはマイナス帯電している正極残留トナーが付着する。同様に、クリーニングロール２１０ｂは、第一の下流側中間転写ロール２０ｂよりも低電位であるため、クリーニングロール２１０ｂにはプラス帯電している逆極残留トナーが付着する。一方、中間転写ブラシロール２１３ｂは、第一の下流側中間転写ロール２０ｂよりも高電位であるため、クリーニングロール２１０ｂにはマイナス帯電している正極残留トナーが付着する。
【００４８】
変形例 実施例１に係るフルカラープリンタ１において、クリーニングロール２１０ｂを省略することも可能である。
【００４９】
実施例２ 実施例１に係るフルカラープリンタ１は、中間転写装置として、第一の上流側中間転写ロール２０ａ、第一の下流側中間転写ロール２０ｂ、第二の中間転写ロール３０の複数（３つ）の中間転写体を備えるものであるが、本実施例に係る単色プリンタ１は、中間転写装置として、一つの中間転写ロール２０のみ備えるものである。なお、実施例１に係るフルカラープリンタ１と同様の構成については同一の符号を付し、その説明を省略する。
【００５０】
以下、この単色プリンタ１の動作を説明する。
【００５１】
図６は、転写されずに中間転写ロール上及び最終転写ロール上に残留したトナーの移動状況を説明するものである。クリーニングロール２１０（上流側クリーニングロール）ａは、中間転写ロール２０よりも高電位であるため、クリーニングロール２１０ａにはマイナス帯電している正極残留トナーが付着する。一方、クリーニングロール（下流側クリーニングロール）２１０ｂは、中間転写ロール２０よりも低電位であるため、クリーニングロール２１０ｂにはプラス帯電している逆極残留トナーが付着する。なお、クリーニングロール２１０ａとクリーニングロール２１０ｂとに印加するバイアスの大きさは逆にしてもよい。
【００５２】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、本発明によれば、短時間でのクリーニングと、装置の小型化、低価格化とを両立することができる画像形成装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明の実施例１に係るフルカラープリンタの断面概略図である。
【図２】図２は、本発明の実施例１に係るフルカラープリンタの要部断面図である。
【図３】図３は、本発明の実施例１に係るフルカラープリンタの電位勾配制御系を説明するブロック図である。
【図４】図４は、本発明の実施例１に係るフルカラープリンタにおいて出力用画像としてのトナー画像の移動状況を説明するものである。
【図５】図５は、本発明の実施例１に係るフルカラープリンタにおいて転写されずに残留したトナーの移動状況を説明するもの。
【図６】図６は、本発明の実施例２に係るフルカラープリンタにおいて転写されずに残留したトナーの移動状況を説明するもの。
【符号の説明】
１…プリンタ（画像形成装置）、１Ｙ〜Ｋ…画像形成ユニット（画像形成手段）、１１…帯電ロール（画像形成手段）、１５…露光装置（画像形成手段）、１３…現像装置（画像形成手段）、２０ａ…第一の上流側中間転写ロール（中間転写体）、２０ｂ…第一の下流側中間転写ロール（中間転写体）、３０…第二の中間転写ロール（中間転写体）、４０…最終転写ロール（最終転写体）、２１ａ…クリーニング装置（クリーニング手段）、２１ｂ…クリーニング装置（クリーニング手段）、３１…クリーニング装置（クリーニング手段）、２１０ａ、２１０ｂ…クリーニングロール（下流側クリーニングロール）、３１０…クリーニングロール（上流側クリーニングロール）、２１１ａ、２１１ｂ、３１１…クリーニングブレード、２１３ａ、２１３ｂ、３１３…中間転写ブラシロール（クリーニングブラシ）、２１２ａ、２１２ｂ、３１２…クリーナハウジング（収容体）、９…電源部、９０…帯電用電源、９１…第一の中間転写体用電源、９２…第二の中間転写体用電源、９３…最終転写体用電源、９０１、９１１、９１２、９２１、９２２…ツェナーダイオード（定電圧素子）
【発明の属する技術分野】
本発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリ、これらの複合機等の電子写真方式を用いた画像形成装置に関し、より詳しくは、画像形成装置のクリーニング技術の改良に係る。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、電子写真方式（静電転写方式）を利用した複写機、プリンタ等の画像形成装置が広く知られている。このような画像形成装置では、最終転写体により、記録シート上にトナー像を転写し、その後当該トナー像を定着することにより永久像としてのトナー像を記録シート上に得るものである。ここで、記録シート上に転写されなかったトナーは、画像形成装置内のクリーニング装置により除去される必要がある。このような残留トナーとしては、本来の極性を維持した正極トナーと、本来の極性から反転した逆極トナーとが存在する。
【０００３】
これら両方の極性の残留トナーをクリーニングする方法としては、▲１▼正極残留トナー用クリーナと、逆極残留トナー用クリーナとを別々に設けるもの（例えば、特開平１０−１０９４２号公報、特開２００１−３３７５４２号公報、特開２００１−２５５７４９号公報など）や、▲２▼正極及び逆極共用クリーナを設け、電位勾配を変更するもの（例えば、特開平８−２４０９６０号公報など）などが従来から提案されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、これら従来の技術では、それぞれ次のような課題が存在する。
【０００５】
すなわち、▲１▼正極残留トナー用クリーナと、逆極残留トナー用クリーナとを別々に設ける場合には、（比較的短時間でクリーニングを行うことができるメリットがあるものの）装置が複雑になり、大型化、コストアップを招きがちであるとのデメリットがある。特に、フルカラー画像形成装置に適用する婆には、クリーナの数が多くなり、このようなデメリットが顕著となる。一方、▲２▼正極及び逆極共用クリーナを設け、電位勾配を変更する場合には、（装置を小型化、低コスト化できるメリットがあるものの）正極用及び逆極用それぞれの電位勾配を形成し、クリーニングする必要があり、クリーニング時間が長くなり生産性が低下しがちであるとのデメリットがある。
【０００６】
本発明は、このような技術的な課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、短時間でのクリーニングと、装置の小型化、低価格化とを両立することができる画像形成装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
すなわち本発明は、像担持体と、像担持体表面にトナー画像を形成する画像形成手段と、少なくとも一つの中間転写体で構成され像担持体と接触する中間転写装置と、中間転写体と接触するクリーニング体と、これら中間転写体とクリーニング体にそれぞれ中間転写バイアスとクリーニングバイアスとを印加し、中間転写体とクリーニング体との間に電位勾配を生じさせる電源部とを備える画像形成装置において、当該電源部からの共通バイアスから相異なる当該中間転写バイアスと当該クリーニングバイアスとを得る定電圧素子を有するものである。ここで、前記当該中間転写バイアスと当該クリーニングバイアスと差は（前記定電圧素子の特性に応じ）一定でである。
【０００８】
画像形成装置をこのように構成することにより、中間転写体用の電源と、クリーニング体用の電源とを共用することができ、装置の小型化、低価格化を実現することができる。その結果、装置の構成を複雑化することなく、複数のクリーニング体を設けることが可能になり、クリーニング時間の短縮に繋がる。
【０００９】
なお、この画像形成装置は、一般に、中間転写体と接触する最終転写体を有するものでもある。そして、像担持体上の出力用画像としてのトナー画像が、中間転写体を経て、中間転写体と最終転写体との間に搬送される記録シート上に転写される。さらに、この最終転写体にはクリーニング体が接触しない構成を採用することができる。
【００１０】
ここで、クリーニング体をクリーニングロール又はクリーニンブブラシ（ロール）として構成してもよい。これらは、一般に導電性部材で構成される。また、クリーニング体としてクリーニングロールを採用する場合には、当該クリーニングロールに圧接するクリーニングブレードを備えるものでもよい。この際、クリーニングロール及びクリーニングブレードはいすれも金属（例えば、ステンレス）で構成することができる。さらに、クリーニングロール及びクリーニングブレードとによりクリーニングされたトナーを回収する収容体を備えるものでもよい。さらに、クリーニングロールに付着する残留トナーを掻き落とすクリーニングブレードと、当該クリーニングブレードにより掻き落とされた残留トナーを搬出する搬出機構を備えるものでもよい。
【００１１】
また、定電圧素子としては、ツェナーダイオード、（方向性のない）バリスタなどを用いることができる。
【００１２】
また、前記電源部は、前記共通バイアスとして、プラス極性共通バイアスと、マイナス極性共通バイアスとを切り替え可能であるとともに、前記定電圧素子は、プラス極性共通バイアスから相異なるプラス極性中間転写バイアスとプラス極性クリーニングバイアスとを得、マイナス極性バイアスから相異なるマイナス極性中間転写バイアスとマイナス極性クリーニングバイアスとを得るように構成してもよい。
【００１３】
また、前記クリーニング体が複数存在し、前記電源部からの共通バイアスから相異なる各クリーニング体に対する各クリーニングバイアスを得る（複数の）定電圧素子を有するものでもよい。ここで、前記各クリーニングバイアスの差は（前記定電圧素子の特性に応じ）一定でである。また、前記クリーニング体として、一の中間転写体に接触する二つのクリーニング体が存在し、二つのクリーニング体のうち、一方には中間転写バイアスよりも高いクリーニングバイアスを印加し、他方には中間転写バイアスよりも低いクリーングバイアスを印加するよう構成してもよい。
【００１４】
このような発明は、カラー画像形成装置に適用されることで、そのメリットを一層顕著に発揮する。すなわち、前記像担持体として異なる色用の複数の像担持体を備え、前記中間転写装置としてこれら複数の像担持体の一部と接触する第一の上流側中間転写体と、これら複数の像担持体の残りの一部と接触する第一の下流側中間転写体と、これら第一の上流側中間転写体及び第一の下流側中間転写体に接触し、第一の上流側中間転写体からトナー画像が転写された後に第一の下流側中間転写体からトナー画像が転写される第二の中間転写体とを備え、第一の上流側中間転写体、第一の下流側中間転写体、第二の中間転写体のうち、少なくとも一の中間転写体には、それぞれ二つのクリーニング体が接触するよう構成することができる。また、第一の上流側中間転写体、第一の下流側中間転写体、第二の中間転写体のうち、二つの中間転写体には、それぞれ二つのクリーニング体が接触するよう構成することができる。さらに、第一の上流側中間転写体、第一の下流側中間転写体、第二の中間転写体のうち、各中間転写体には、それぞれ二つのクリーニング体が接触するようこうせいすることもできる。
【００１５】
より具体的には、前記像担持体としてイエロー用、マゼンタ用、シアン用、ブラック用の４つの像担持体を備え、前記中間転写装置としてこれら４つの像担持体のうちそれぞれ２つの像担持体と接触する第一の上流側中間転写体及び第一の下流側中間転写体と、これら第一の上流側中間転写体及び第一の下流側中間転写体に接触し、第一の上流側中間転写体からトナー画像が転写された後に第一の下流側中間転写体からトナー画像が転写される第二の中間転写体とを備え、第一の上流側中間転写体、第一の下流側中間転写体、第二の中間転写体のうち、少なくとも一の中間転写体には、それぞれ二つのクリーニング体が接触するよう構成することができる。
【００１６】
なお、前記電源部は、前記共通バイアスの電位を変更可能な定電圧電源を採用することができる。
【００１７】
【発明の実施による形態】
以下、実施例に基づいて、本発明の好適な実施の形態を具体的に説明する。
【００１８】
実施例１ 図１は、本発明の実施例１に係るタンデム型フルカラープリンタ（画像形成装置）を示すものである。図２は、図１に示したフルカラープリンタ（画像形成装置）の画像形成要部を示すものである。
【００１９】
このフルカラープリンタ１は、大きく分けて、画像形成部と、中間転写装置、最終転写ロール４０、定着装置６、給紙部により構成される。
【００２０】
画像形成部は、イエロー（Ｙ）用、マゼンタ（Ｍ）用、シアン（Ｃ）用、及びブラック（Ｋ）用の４つの画像形成ユニット（画像形成手段）１Ｙ〜Ｋと、露光装置１２とにより構成される。さらに、各画像形成ユニットは１Ｙ〜Ｋは、それぞれ４つの感光体ドラム（像担持体）１０Ｙ〜Ｋ、これら感光体ドラム１０Ｙ〜Ｋにそれぞれ接触する帯電ロール（接触型帯電体）１１Ｙ〜Ｋ、これら感光体ドラム１０Ｙ〜Ｋにそれぞれ対峙する現像装置１２Ｙ〜Ｋ、これら感光体ドラム１０Ｙ〜Ｋにそれぞれ接触する感光体ブラシロール１３Ｙ〜Ｋで構成されている。
【００２１】
ここで、感光体ドラム１０周辺の各部材の配置としては、各感光体ドラム１０を中心に、感光体ドラム１０の回転方向の上流側から下流側にかけて、帯電ロール１１、現像装置１２（現像装置の現像スリーブ）、（後述する）第一の中間転写ロール、感光体ブラシロール１３が配設されている。なお、感光体ブラシロール１３は、金属（ステンレス）製のロール状基材に、導電性樹脂性の植毛テーブを、スパイラル状に巻きつけて構成される。
【００２２】
感光体ドラム１０Ｙ〜Ｋは、帯電ロール１１Ｙ〜Ｋにより−９００Ｖ程度のＤＣ電圧が印加され、これによって約−３８０Ｖ程度に一様に帯電され、また、露光装置１５で静電潜像が書き込まれた際にその表面電位は約−７０Ｖ程度にまで除電される。
【００２３】
現像装置１２Ｙ〜Ｋは、現像ロール、現像剤量規制部材、現像剤搬送部材、及び現像剤を搬送し攪拌するオーガーを備えた磁気ブラシ接触型二成分現像方式の現像装置である。上記現像剤量規制部材によって規制されて現像部に搬送される現像剤量は約３０〜４０ｇ／ｍ２であり、この時に現像ロール上に存在するトナーの帯電量は概ね−２０〜−４０μＣ／ｇ程度である。この現像装置１２Ｙ〜Ｋには、ＡＣ＋ＤＣの現像電圧を印加して現像が実施されるが、この現像電圧はＡＣが４ｋＨｚ、１．６ｋＶｐｐで、ＤＣが−３００Ｖ程度である。
【００２４】
中間転写装置は、一次転写位置において感光体ドラム１０Ｙ、１０Ｍに接触する第一の上流側中間転写ロール（第一の上流側中間転写体）２０ａと、一次転写位置において感光体ドラム１０Ｃ、１０Ｋに接触する第一の下流側中間転写ロール（第一の上流側中間転写体）２０ｂと、これら二つの第一の中間転写ロール２０ａ、２０ｂにそれぞれ二次転写位置において接触する第二の中間転写ロール３０と、第二の中間転写ロール３０上のトナー画像の有無及び濃度を光学的に非接触で検知するトナーセンサ８を備えている。
【００２５】
さらに、第一の上流側中間転写ロール２０ａはクリーニング装置（クリーニング手段）２１ａを備えている。この第一の上流側クリーニング装置２１ａは、第一の上流側中間転写ロール２０ａに接触する金属（ステンレス）製のクリーニングロール（下流側クリーニングロール）２１０ａと、そのクリーニングロール２１０ａに当接する金属（ステンレス）製のクリーニンブブレード２１１ａと、クリーニンブブレード２１１ａにより掻き落とされた残留トナーを上流側クリーニング装置２１ａ外部の図示しないトナー回収ボックスへ搬送するスクリューオーガ（搬送機構）２１４ａ、クリーニングロール２１０ａよりも第一の上流側中間転写ロール２０ａの回転方向上流側近傍において中間転写ロール２０ａに接触する中間転写ブラシロール（下流側クリーニングブラシ）２１３ａと、これらクリーニングロール２１０ａ、クリーニンブブレード２１１ａ、スクリューオーガ２１４ａ、中間転写ブラシロール２１３ａを収容するクリーナハウジング（収容体）２１２ａを備えている。なお、中間転写ブラシロール２１３ａは、金属（ステンレス）製のロール状基材に、導電性樹脂性の植毛テーブを、スパイラル状に巻きつけて構成される。
【００２６】
同様に、第一の下流側中間転写ロール２０ｂはクリーニング装置（クリーニング手段）２１ ｂを備えている。この第一の下流側クリーニング装置２１ ｂは、第一の下流側中間転写ロール２０ ｂに接触する金属（ステンレス）製のクリーニングロール（下流側クリーニングロール）２１０ ｂと、そのクリーニングロール２１０ ｂに当接する金属（ステンレス）製のクリーニンブブレード２１１ ｂと、クリーニンブブレード２１１ ｂにより掻き落とされた残留トナーを上流側クリーニング装置２１ｂ外部の図示しないトナー回収ボックスへ搬送するスクリューオーガ（搬送機構）２１４ｂ、クリーニングロール２１０ ｂよりも第一の下流側中間転写ロール２０ ｂの回転方向上流側近傍において中間転写ロール２０ ｂに接触する中間転写ブラシロール２１３ ｂと、これらクリーニングロール２１０ ｂ、クリーニンブブレード２１１ ｂ、スクリューオーガ２１４ｂ、中間転写ブラシロール２１３ ｂを収容するクリーナハウジング（収容体）２１２ ｂを備えている。なお、中間転写ブラシロール２１３ｂは、金属（ステンレス）製のロール状基材に、導電性樹脂性の植毛テーブを、スパイラル状に巻きつけて構成される。
【００２７】
また、第二の中間転写ロール３０はクリーニング装置（クリーニング手段）３１を備えている。この第ニクリーニング装置３２は、第二の中間転写ロール３０に接触する金属（ステンレス）製のクリーニングロール（上流側クリーニングロール）３１０と、そのクリーニングロール３１０に当接する金属（ステンレス）製のクリーニンブブレード３１１と、クリーニンブブレード３１１により掻き落とされた残留トナーを上流側クリーニング装置３１外部の図示しないトナー回収ボックスへ搬送するスクリューオーガ（搬送機構）３１４、クリーニングロール３１０よりも第二の中間転写ロール３０の回転方向下流側近傍において中間転写ロール３０に接触する中間転写ブラシロール（上流側クリーニングブラシ）３１３と、これらクリーニングロール３１０、クリーニンブブレード３１１、スクリューオーガ３１４、中間転写ブラシロール３１３を収容するクリーナハウジング（収容体）３１２を備えている。なお、中間転写ブラシロール３１３は、金属（ステンレス）製のロール状基材に、導電性樹脂性の植毛テーブを、スパイラル状に巻きつけて構成される。
【００２８】
ここで、第一の上流側中間転写ロール２０ａの周辺部材の配置としては、第一の上流側中間転写ロール２０ａを中心に、第一の上流側中間転写ロール２０ａの回転方向の上流側から下流側にかけて、感光体ドラム１０Ｍ、感光体ドラム１０Ｙ、第二の中間転写ロール３０、中間転写ブラシロール２１３ａ、クリーニングロール２１０ａが配設されている。また、第一の下流側中間転写ロール２０ｂの周辺部材の配置としては、第一の下流側中間転写ロール２０ｂを中心に、第一の下流側中間転写ロール２０ｂの回転方向の上流側から下流側にかけて、感光体ドラム１０Ｋ、感光体ドラム１０Ｃ、第二の中間転写ロール３０、中間転写ブラシロール２１３ｂ、クリーニングロール２１０ｂが配設されている。さらに、第二の中間転写ロール３０の周辺部材の配置としては、第二の中間転写ロール３０を中心に、第二の中間転写ロール３０の回転方向の上流側から下流側にかけて、第一の上流側中間転写ロール２０ａ、第一の下流側中間転写ロール２０ｂ、トナーセンサ８、最終転写ロール４０、クリーニングロール３１０、中間転写ブラシロール３１３が配設されている。
【００２９】
第一の中間転写ロール２０ａ、２０ｂは、金属パイプの上にシリコンゴム層（導電性弾性層）を設け、更にその上に高離型層（導電性弾性層よりも高電気抵抗な抵抗層）をコーティングして形成されており、その抵抗値については、通常１０５〜１０９Ωの範囲のものを使用できるが、ここでは１０８Ω程度とされている。そして、上記感光体１０Ｙ〜Ｋからこの第一の中間転写ロール２０ａ、２０ｂにトナー像を転写するのに必要な表面電位は、通常＋２５０〜５００Ｖ程度の範囲であり、トナーの帯電状態、雰囲気温度、湿度等により最適値を設定することができる。
第二の中間転写ロール３０も、上記第一の中間転写ロール２０ａ、２０ｂと同様に、金属パイプの上にシリコンゴム層（導電性弾性層）を設け、更にその上に高離型層（導電性弾性層よりも高電気抵抗な抵抗層）をコーティングして形成されており、その抵抗値については、通常１０８〜１０１２Ωの範囲のものを使用できるが、ここでは１０１１Ω程度とされている（すなわち、第一の中間転写ロール２０ａ、２０ｂよりも高抵抗に構成される）。そして、上記第一の中間転写ロール２０ａ、２０ｂからこの第二の中間転写ロール３０にトナー像を転写するのに必要な表面電位は、通常＋６００〜１２００Ｖ程度の範囲であり、トナーの帯電状態、雰囲気温度、湿度等により最適値を設定することができる。
【００３０】
最終転写ロール（最終転写体）４０は、最終転写位置において第二の中間転写ロール３０に接触し、金属パイプの上にウレタンゴム層を設け、更にその上に樹脂コーティングが施されてており、その抵抗値については、通常１０６〜１０９Ωの範囲のものを使用できるが、ここでは１０８Ω（すなわち、第二の中間転写ロール３０よりも低抵抗に構成される）程度とされている。そして、上記第二の中間転写ロール３０から用紙（記録シート）Ｓ上にトナー像を転写するのにこの最終転写ロール４０に印加する転写電圧は、通常＋１２００〜５０００Ｖ程度の範囲であり、雰囲気温度、湿度、用紙Ｓの種類（抵抗値等）等により最適値を設定することになるが、ここでは定電流方式を採用して常温常湿環境下で約＋６μＡを印加し、ほぼ適正な最終転写電圧＋１６００〜２０００Ｖ程度を得ている。
【００３１】
また、最終転写ロール４０は、（第一の中間転写ロール２０ａ、２０ｂ、第二の中間転写ロール３０とは異なり）クリーニングロール（クリーニング体）が当接されていない。さらに、（画像形成ユニット取替え時を除き、画像形成モード時、プロセスコントロールモード時、クリーニングモード時を含め）、最終転写ロール４０は、第二の中間転写ロール３０に接触しており、特別なリトラクト機構などを有しない。
【００３２】
なお、最終転写ロール４０の表面粗さ（Ｒｚ）は、２０〔μｍ（Ｒｚ）〕以下、例えば１０〔μｍ（Ｒｚ）〕とすることができ、第一及び第二の中間転写ロール２０ａ、２０ｂ、３０の表面粗さ（Ｒｚ）は、１０〔μｍ（Ｒｚ）〕以下、例えば１〔μｍ（Ｒｚ）〕とすることができる。さらに、第一及び第二の中間転写ロール２０ａ、２０ｂ、３０よりも最終転写ロール４０の方が表円粗さ（Ｒｚ）が粗い。これらの表面粗さ（Ｒｚ）は、トナー画像を構成するトナーの平均粒径以下であることが好ましい。
【００３３】
定着装置６は、加熱ロール６２と加圧ロール６１とが圧接されて定着ニップを形成している。加熱ロール６２中には熱源としてのハロゲンランプ（図示せず）が配設され、定着時には加熱ロール６２表面を所定の定着温度に加熱するように構成されている。また、この定着ニップに対して用紙Ｓの搬送方向下流側に、定着排出ロール対６３ａ、６３ｂが配設されている。
【００３４】
給紙部は、給紙トレイ５０から排出トレイ７０に至るまでの用紙Ｓの搬送経路（図中点線で示す）Ｐに沿って形勢されている。給紙トレイ５０内には複数枚の用紙Ｓが収容されており、その給紙トレイ５０から搬送経路の下流側にかけて、順に、ピックアップロール５１ａとリタードロール５１ｂとのロール対、搬送ロール５２ａ、５２ｂの対、レジストロール５３ａ、５３ｂの対、（最終転写ロール４０、及び定着装置６を経て）、排出ロール５４ａ、５４ｂの対が配設されている。
【００３５】
図３は、このフルカラープリンタ１の電位制御系を説明するブロック図であるカラープリンタ１の状況、すなわちプリントモード（画像形成モード）、プロセスコントロールモード、クリーニングモードの別に基いて、電源部９は、各帯電ロール１１、感光体ブラシロール１３、第一の中間転写ロール２０ａ、２０ｂ、クリーニングロール２１０、中間転写ブラシロール２１３、第二の中間転写ロール３０、クリーニングロール３１０、中間転写ブラシロール３１３、最終転写ロール４０に印加する電圧を制御し、その結果、フルカラープリンタ１の状況に応じて適切な電位勾配をこれら各帯電ロール１１、感光体ブラシロール１３、第一の中間転写ロール２０ａ、２０ｂ、クリーニングロール２１０、中間転写ブラシロール２１３、第二の中間転写ロール３０、クリーニングロール３１０、中間転写ブラシロール３１３、最終転写ロール４０の間に形成している。
【００３６】
ここで、電源部９は、帯電用電源９０、第一の中間転写体用電源９１、第二の中間転写体用電源９２、最終転写体用電源９３を備えている。帯電用電源９０は、共通バイアスＶ（１１）を出力する。第一の中間転写体用電源９１は、プラス共通バイアス用電源９１ｂと、マイナス共通バイアス用電源９１ａとを有し、それぞれ切り替え可能であり、共通バイアスＶ（２１３）を出力する。第二の中間転写体用電源９２は、プラス共通バイアス用電源９２ｂと、マイナス共通バイアス用電源９２ａとを有し、それぞれ切り替え可能であり、共通バイアスＶ（３１０）を出力する。最終転写体用電源９３は、プラス共通バイアス用電源９３ｂと、マイナス共通バイアス用電源９３ａとを有し、それぞれ切り替え可能であり、共通バイアスＶ（４０）を出力する。なお、帯電用電源９０、第一の中間転写体用電源９１、第二の中間転写体用電源９２、最終転写体用電源９３はいずれも定電圧電源であり、その電圧は調整することができる。
【００３７】
そして、共通バイアスＶ（１１）は、そのまま帯電ロール１１に印加され、一方で単一のツェナーダイオード（定電圧素子）９０１を介して感光体ブラシロール１３に印加される。また、共通バイアスＶ（２１３）は、そのまま中間転写ブラシロール２１３に印加され、一方で二つの直列ツェナーダイオード（定電圧素子）９１１ａ、ｂを介して第一の中間転写ロール２０に印加され、他方で四つの直列ツェナーダイオード（定電圧素子）９１１ａ、ｂ、９１２ａ、ｂを介してクリーニングロール２１０に印加される。また、共通バイアスＶ（３１０）は、そのままクリーニングロール３１０に印加され、一方で二つの直列ツェナーダイオード（定電圧素子）９２１ａ、ｂを介して第二の中間転写ロール３０に印加され、他方で四つの直列ツェナーダイオード（定電圧素子）９２１ａ、ｂ、９２２ａ、ｂを介して中間転写ブラシロール３１３に印加される。なお、共通バイアスＶ（４０）はそのまま最終転写ロール４０に印加される。これらにより、以下説明する電位勾配を形成している。
【００３８】
以下、このフルカラープリンタ１の動作を説明する。
【００３９】
【表１】
【００４０】
図４は、出力用画像としてのトナー画像の移動状況を説明するものである。図中実線矢印は、出力用画像としてのトナー画像の移動経路を示している。なお、本実施例で使用するトナーは、マイナス帯電トナーである。すなわち、正極トナーがマイナス帯電しており、逆極トナーがプラス帯電している。
【００４１】
各画像形成ユニット１Ｙ〜Ｋにより、感光体ドラム１０Ｙ〜Ｋ上にはそれぞれイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックのトナー画像が形成される。すなわち、各感光体ドラム１０の表面が帯電ロール１１により一様に帯電され、露光装置１２から出力画像に対応したレーザービームＲが帯電後の感光体ドラム１０表面に照射され、露光された部分と露光されなかった部分との電位差により、感光体ドラム１０上には静電潜像が形成される。この静電潜像に対して、現像装置１２が選択的にトナーを付与し、感光体ドラム１０上にトナー画像が形成される。
【００４２】
そして、まずマゼンタ用の感光体ドラム１０Ｍから、第一の上流側中間転写ロール２０ａへとマゼンタのトナー画像が一次転写される。次いで、イエロー用の感光体ドラム１０Ｙから、第一の上流側中間転写ロール２０ａへとイエローのトナー画像が一次転写され、マゼンタのトナー画像に重ね合わされる。一方同様に、ブラック用の感光体ドラム１０Ｋから、第一の下流側中間転写ロール２０ｂへとブラックのトナー画像が一次転写される。次いで、シアン用の感光体ドラム１０Ｃから、第一の下流側中間転写ロール２０ｂへとシアンのトナー画像が一次転写される。
【００４３】
一次転写されたマゼンタとイエローのトナー画像は、第二の中間転写ロール３０へ二次転写される。一方、一次転写されたブラックとシアンのトナー画像も、第二の中間転写ロール３０へ二次転写され、ここで先に二次転写されているマゼンタ、イエローのトナー画像と、シアンのトナー画像とが重ね合わされ、フルカラーのトナー画像が第二の中間転写ロール３０上に形成される。
【００４４】
二次転写されたフルカラートナー画像及びブラックトナー画像は、第二の中間転写ロール３０と最終転写ロール４０との間のニップ部分に達する。そのタイミングに同期して、レジストロール対５３ａ、５３ｂ（図１参照）から記録シートとしての用紙Ｓが当該ニップ部分に搬送され、用紙Ｓ上にそのフルカラートナー画像及びブラックトナー画像が三次転写（最終転写）される。
【００４５】
この用紙Ｓは、その後、定着装置６の加熱ロール６２と加圧ロール６１とのニップ部分を通過する（図１参照）。その際、両ロール６１、６２から与えられる熱と圧力との作用により、フルカラートナー画像及びブラックトナー画像が用紙Ｓに定着し、永久像となる。さらにその後、用紙Ｓは、排出ロール対５４ａ、５４ｂにより排出トレイ７０へと排出され、フルカラー画像形成が終了する。
【００４６】
図５は、転写されずに中間転写ロール上及び最終転写ロール上に残留したトナーの移動状況を説明するものである。クリーニングロール３１０は、第二の中間転写ロール３０よりも高電位であるため、クリーニングロール３１０にはマイナス帯電している正極残留トナーが付着する。一方、中間転写ブラシロール３１３は、第二の中間転写ロール３０よりも低電位であるため、中間転写ブラシロール３１３にはプラス帯電している逆極残留トナーが付着する。
【００４７】
また、クリーニングロール２１０ａは、第一の上流側中間転写ロール２０ａよりも低電位であるため、クリーニングロール２１０ａにはプラス帯電している逆極残留トナーが付着する。一方、中間転写ブラシロール２１３ａは、第一の上流側中間転写ロール２０ａよりも高電位であるため、クリーニングロール２１０ａにはマイナス帯電している正極残留トナーが付着する。同様に、クリーニングロール２１０ｂは、第一の下流側中間転写ロール２０ｂよりも低電位であるため、クリーニングロール２１０ｂにはプラス帯電している逆極残留トナーが付着する。一方、中間転写ブラシロール２１３ｂは、第一の下流側中間転写ロール２０ｂよりも高電位であるため、クリーニングロール２１０ｂにはマイナス帯電している正極残留トナーが付着する。
【００４８】
変形例 実施例１に係るフルカラープリンタ１において、クリーニングロール２１０ｂを省略することも可能である。
【００４９】
実施例２ 実施例１に係るフルカラープリンタ１は、中間転写装置として、第一の上流側中間転写ロール２０ａ、第一の下流側中間転写ロール２０ｂ、第二の中間転写ロール３０の複数（３つ）の中間転写体を備えるものであるが、本実施例に係る単色プリンタ１は、中間転写装置として、一つの中間転写ロール２０のみ備えるものである。なお、実施例１に係るフルカラープリンタ１と同様の構成については同一の符号を付し、その説明を省略する。
【００５０】
以下、この単色プリンタ１の動作を説明する。
【００５１】
図６は、転写されずに中間転写ロール上及び最終転写ロール上に残留したトナーの移動状況を説明するものである。クリーニングロール２１０（上流側クリーニングロール）ａは、中間転写ロール２０よりも高電位であるため、クリーニングロール２１０ａにはマイナス帯電している正極残留トナーが付着する。一方、クリーニングロール（下流側クリーニングロール）２１０ｂは、中間転写ロール２０よりも低電位であるため、クリーニングロール２１０ｂにはプラス帯電している逆極残留トナーが付着する。なお、クリーニングロール２１０ａとクリーニングロール２１０ｂとに印加するバイアスの大きさは逆にしてもよい。
【００５２】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、本発明によれば、短時間でのクリーニングと、装置の小型化、低価格化とを両立することができる画像形成装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明の実施例１に係るフルカラープリンタの断面概略図である。
【図２】図２は、本発明の実施例１に係るフルカラープリンタの要部断面図である。
【図３】図３は、本発明の実施例１に係るフルカラープリンタの電位勾配制御系を説明するブロック図である。
【図４】図４は、本発明の実施例１に係るフルカラープリンタにおいて出力用画像としてのトナー画像の移動状況を説明するものである。
【図５】図５は、本発明の実施例１に係るフルカラープリンタにおいて転写されずに残留したトナーの移動状況を説明するもの。
【図６】図６は、本発明の実施例２に係るフルカラープリンタにおいて転写されずに残留したトナーの移動状況を説明するもの。
【符号の説明】
１…プリンタ（画像形成装置）、１Ｙ〜Ｋ…画像形成ユニット（画像形成手段）、１１…帯電ロール（画像形成手段）、１５…露光装置（画像形成手段）、１３…現像装置（画像形成手段）、２０ａ…第一の上流側中間転写ロール（中間転写体）、２０ｂ…第一の下流側中間転写ロール（中間転写体）、３０…第二の中間転写ロール（中間転写体）、４０…最終転写ロール（最終転写体）、２１ａ…クリーニング装置（クリーニング手段）、２１ｂ…クリーニング装置（クリーニング手段）、３１…クリーニング装置（クリーニング手段）、２１０ａ、２１０ｂ…クリーニングロール（下流側クリーニングロール）、３１０…クリーニングロール（上流側クリーニングロール）、２１１ａ、２１１ｂ、３１１…クリーニングブレード、２１３ａ、２１３ｂ、３１３…中間転写ブラシロール（クリーニングブラシ）、２１２ａ、２１２ｂ、３１２…クリーナハウジング（収容体）、９…電源部、９０…帯電用電源、９１…第一の中間転写体用電源、９２…第二の中間転写体用電源、９３…最終転写体用電源、９０１、９１１、９１２、９２１、９２２…ツェナーダイオード（定電圧素子）
Claims (6)
- 像担持体と、像担持体表面にトナー画像を形成する画像形成手段と、少なくとも一つの中間転写体で構成され像担持体と接触する中間転写装置と、中間転写体と接触するクリーニング体と、これら中間転写体とクリーニング体にそれぞれ中間転写バイアスとクリーニングバイアスとを印加し、中間転写体とクリーニング体との間に電位勾配を生じさせる電源部とを備える画像形成装置において、
当該電源部からの共通バイアスから相異なる当該中間転写バイアスと当該クリーニングバイアスとを得る定電圧素子を有することを特徴とする画像形成装置。 - 前記電源部は、前記共通バイアスとして、プラス極性共通バイアスと、マイナス極性共通バイアスとを切り替え可能であるとともに、
前記定電圧素子は、プラス極性共通バイアスから相異なるプラス極性中間転写バイアスとプラス極性クリーニングバイアスとを得、マイナス極性バイアスから相異なるマイナス極性中間転写バイアスとマイナス極性クリーニングバイアスとを得る請求項１に記載の画像形成装置。 - 前記クリーニング体が複数存在し、
前記電源部からの共通バイアスから相異なる各クリーニングバイアスを得る定電圧素子を有する請求項１又は２に記載の画像形成装置。 - 前記クリーニング体として、一の中間転写体に接触する二つのクリーニング体が存在し、
二つのクリーニング体のうち、一方には中間転写バイアスよりも高いクリーニングバイアスを印加し、他方には中間転写バイアスよりも低いクリーングバイアスを印加する請求項３に記載の画像形成装置。 - 前記像担持体としてイエロー用、マゼンタ用、シアン用、ブラック用の４つの像担持体を備え、
前記中間転写装置としてこれら４つの像担持体のうちそれぞれ２つの像担持体と接触する第一の上流側中間転写体及び第一の下流側中間転写体と、これら第一の上流側中間転写体及び第一の下流側中間転写体に接触し、第一の上流側中間転写体からトナー画像が転写された後に第一の下流側中間転写体からトナー画像が転写される第二の中間転写体とを備え、
第一の上流側中間転写体、第一の下流側中間転写体、第二の中間転写体のうち、少なくとも一の中間転写体には、それぞれ二つのクリーニング体が接触する請求項１〜４のいずれかに記載の画像形成装置。 - 前記電源部は、前記共通バイアスの電位を変更可能な定電圧電源である請求項１〜５のいずれかに記載の画像形成装置。
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| JP2002169305A JP2004013035A (ja) | 2002-06-10 | 2002-06-10 | 画像形成装置 |
Applications Claiming Priority (1)
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| JP2002169305A JP2004013035A (ja) | 2002-06-10 | 2002-06-10 | 画像形成装置 |
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| JP2004013035A true JP2004013035A (ja) | 2004-01-15 |
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| JP2002169305A Pending JP2004013035A (ja) | 2002-06-10 | 2002-06-10 | 画像形成装置 |
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| JP (1) | JP2004013035A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012247680A (ja) * | 2011-05-30 | 2012-12-13 | Canon Inc | 画像形成装置 |
-
2002
- 2002-06-10 JP JP2002169305A patent/JP2004013035A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| US8831453B2 (en) | 2011-05-30 | 2014-09-09 | Canon Kabushiki Kaisha | Image forming apparatus |
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