JP2006071751A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】クリーナブレードに堆積した残トナーによって画像が汚れるのを防止すること。【解決手段】
中間転写ベルト１８に対して当接および離脱を行うことが可能であって当接したときに中間転写ベルト１８の表面に付着した残トナーを掻き取るクリーナブレード１９ａと、中間転写ベルト１８を高電圧に帯電させる帯電手段としての転写ローラ１７ｆとを有し、中間転写ベルト１８を帯電させることによって、クリーナブレード１９ａ上に堆積した残トナーＴＺを静電気により吸引して中間転写ベルト１８に再付着させ、中間転写ベルト１８に再付着した残トナーをクリーナブレード１９ａによって再度掻き取る。
【選択図】 図６

Description

本発明は、中間転写体を有した電子写真方式の画像形成装置に関する。

従来より、電子写真方式の画像形成装置においては、感光体や中間転写体などの表面に付着した残トナーを取り除いてクリーニングするためのクリーナブレードが設けられている。通常、クリーナブレードは、その先端部を感光体や中間転写体に対して当接または離脱させることが可能であり、当接したときにそれらの表面に付着した残トナーを掻き取るようになっている。

例えば、特許文献１には、帯電装置、感光体、および中間の転写ローラの表面に付着した残トナーを、それぞれの間に電位勾配を設けることによって順次下流側へ移動させて最終の転写ローラに集め、最終の転写ローラに設けられたクリーナブレードによって一括して残トナーを回収するようにした画像形成装置が開示されている。
特開２００１−７５４４８

ところが、従来において、クリーナブレードで掻き取った残トナーは、その全部が落下して廃トナーボックス内に回収されるのではなく、その一部がクリーナブレードの先端部に堆積したままの状態となる。そして、クリーナブレードの先端部に堆積した残トナーは、クリーナブレードの当接と離脱との繰り返し動作などにともなってその一部が先端部から腹部に移動し、これによって腹部に残トナーが堆積することがある。クリーナブレードの腹部は、通常、中間転写体などに対向しており、腹部に堆積した残トナーが所定量を超えると、それが中間転写体の方へ飛翔し、中間転写体の表面に付着することがある。画像形成中または印字中に残トナーが中間転写体に付着すると、その残トナーが記録材に転写され、画像の汚れとして現れてくる。

本発明は、上述の問題に鑑みてなされたもので、電子写真方式の画像形成装置において、クリーナブレードに堆積した残トナーによって画像が汚れるのを防止することを目的とする。

本発明に係る装置は、中間転写体を有した電子写真方式の画像形成装置であって、前記中間転写体に対して当接および離脱を行うことが可能であって当接したときに前記中間転写体の表面に付着した残トナーを掻き取るクリーナブレードと、前記中間転写体を高電圧に帯電させる帯電手段とを有し、前記中間転写体を帯電させることによって、前記クリーナブレード上に堆積した残トナーを静電気により吸引して前記中間転写体に再付着させ、前記中間転写体に再付着した残トナーを前記クリーナブレードによって再度掻き取るように構成する。

好ましくは、前記帯電手段には、前記中間転写体上に形成されたトナー像を記録材に転写するための第１の電圧が印加され、前記第１の電圧によって前記中間転写体を帯電させる。

また、前記画像形成装置における電源のＯＮ時、本体カバーの開閉時、およびプリントジョブの終了時において、前記中間転写体を帯電させて前記残トナーを前記中間転写体に再付着させる。

また、前記帯電手段には、前記中間転写体上に形成されたトナー像を記録材に転写するための第１の電圧よりも高い第２の電圧が印加され、前記第２の電圧によって、前記中間転写体におけるトナー像領域以外の領域を帯電させる。

また、前記画像形成装置における画像形成時において、前記第２の電圧によって前記中間転写体における前記トナー像領域に先行する領域を帯電させ、帯電させた領域に前記残トナーを再付着させる。

また、前記帯電手段には、前記中間転写体上に形成されたトナー像を記録材に転写するための第１の電圧および前記第１の電圧よりも高い第２の電圧が選択的に印加可能であり、前記画像形成装置のクリーニングモード時には前記第１の電圧によって前記中間転写体におけるトナー像領域を含む領域を帯電させ、前記画像形成装置の画像形成時には前記第２の電圧によって前記中間転写体におけるトナー像領域以外の領域を帯電させる。

また、帯電手段は、前記中間転写体上に形成されたトナー像を記録材に転写するための２次転写ローラを含み、前記２次転写ローラに前記第１の電圧または前記第２の電圧が印加される。

また、帯電手段は、感光体上に形成されたトナー像を前記中間転写体に転写するための１次転写ローラを含み、前記１次転写ローラに前記第１の電圧または前記第２の電圧が印加される。

また、前記中間転写体は、複数のローラによって走行可能に支持された中間転写ベルトであり、前記帯電手段は、前記ローラのうちの前記クリーナブレードが前記中間転写体を介して対向するローラである対向ローラを含み、前記対向ローラに前記第１の電圧または前記第２の電圧が印加される。

また、前記クリーナブレードは、板状であり、その１つの端面が前記中間転写体の表面に対して角度を有して当接可能であり且つその１つの表面が前記中間転写体の表面と対向するようになっており、前記１つの表面に堆積した残トナーが静電気により吸引されて前記中間転写体に再付着させられる。

本発明に係る装置の他の形態によると、前記中間転写体に対して当接および離脱を行うことが可能であって当接したときに前記中間転写体の表面に付着した残トナーを掻き取るクリーナブレードを有し、前記クリーナブレードは、板状であり、その１つの端面が前記中間転写体の表面に対して角度を有して当接可能であり且つその１つの表面が前記中間転写体の表面と対向するようになっており、前記クリーナブレードが前記中間転写体への当接と離脱とを繰り返すことによって、前記クリーナブレード上に堆積した残トナーを振り払って前記中間転写体に再付着させ、前記中間転写体に再付着した残トナーを前記クリーナブレードによって再度掻き取るように構成される。

本発明によると、電子写真方式の画像形成装置において、クリーナブレードに堆積した残トナーによって画像が汚れるのを防止することができる。

請求項４ないし６の発明によると、画像形成における通常の制御の中で余分な時間をとることなく実行することができ、画像形成の生産性を低下させることがない。

図１は本発明の実施形態に係る画像形成装置１の内部構成を示す正面図、図２は画像形成装置１のクリーニング装置１９を拡大して示す図、図３は画像形成装置１における制御系統の概略の構成を示すブロック図である。

画像形成装置１は、イエロ（Ｙ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、ブラック（Ｋ）の４色のトナーを組み合わせてフルカラー画像を形成し、また、ブラック（Ｋ）のトナーのみを用いてモノクロ画像を形成する。

図３に示すように、画像形成装置１は、メインコントローラ３、エンジンコントローラ４、エンジン部５を有する。ホストコンピュータなどの外部装置から画像信号がメインコントローラ３に与えられると、メインコントローラ３からの指令に応じてエンジンコントローラ４がエンジン部５の各部を制御してシートＳに画像信号に対応する画像を形成する。

メインコントローラ３およびエンジンコントローラ４は、それぞれＣＰＵ１１１，１２１を有し、ＲＡＭやＲＯＭなどの種々のメモリを用いて種々の処理や制御を行う。なお、図３において、ＣＰＵ１１１，１２１には、ＲＡＭ、ＲＯＭ、画像メモリ、その他の周辺素子、および種々のインタフェースが含まれるが、図示は省略した。エンジンコントローラ４には、ＣＰＵ１２１の他に、パッチ作成モジュール１２２、画像信号切換部１２３、帯電バイアス発生部１２４、現像バイアス発生部１２５、１次転写バイアス発生部１２６、２次転写バイアス発生部１２７、およびブレード駆動部１２９などが設けられる。２次転写バイアス発生部１２７は、ＣＰＵ１２１の制御によって、後述するように、２次転写電圧Ｅ２または再付着電圧Ｅ３を切り換えて出力可能である。

図１に示すように、エンジン部５では、像担持体ユニットの感光体１１にトナー像を形成可能となっている。像担持体ユニットは、図１の矢印方向に回転可能な感光体１１を備えており、さらに感光体１１の周りにその回転方向に沿って、帯電チャージャ１２、現像器１３Ｙ，１３Ｍ，１３Ｃ，１３Ｋ、およびクリーニング部１５がそれぞれ配置されている。帯電チャージャ１２は、帯電バイアス発生部１２４から高電圧が印加されており、感光体１１の外周面を均一に帯電させる。

そして、帯電チャージャ１２によって帯電された感光体１１の外周面に向けて、露光ユニット１４からレーザ光ＬＴが照射される。露光ユニット１４は、図３の画像信号切換部１２３と電気的に接続されており、画像信号切換部１２３を介して与えられる画像信号に応じてレーザ光ＬＴを感光体１１上に走査露光し、感光体１１上に画像信号に対応する静電潜像を形成する。つまり、パッチ作成モジュール１２２から出力されるパッチ画像信号Ｐ１と外部装置から与えられた画像信号Ｄ１とのいずれかに応じて、レーザ光ＬＴを感光体１１上に走査露光し、信号に対応する静電潜像が感光体１１上に形成される。

こうして形成された静電潜像は、現像部１３によって現像されてトナー像となる。すなわち、本実施形態では、現像部１３として、イエロ用の現像器１３Ｙ、シアン用の現像器１３Ｃ、マゼンタ用の現像器１３Ｍ、およびブラック用の現像器１３Ｋが、この順でロータリー形状で配置されている。これらの現像器１３Ｙ，１３Ｍ，１３Ｃ，１３Ｋは、それぞれ、回転するロータリー形状のラックに収納されている。エンジンコントローラ４からの指令Ｒ１に応じて、４つの現像器１３Ｙ，１３Ｍ，１３Ｃ，１３Ｋのうちの１つの現像器が選ばれ、ラックが回転することでその現像器が感光体１１に対向する位置へ移動する。現像器は、感光体１１側へ移動することで、感光体１１と適正な間隔で配置される。そして、現像バイアス発生部１２５によって高電圧が印加され、選択された色のトナーが感光体１１の表面に付着し、感光体１１上の静電潜像がトナー像となって顕在化する。

現像部１３で現像されたトナー像は、１次転写部ＴＳ１で転写ユニット１６の中間転写ベルト１８上に１次転写される。また、１次転写部ＴＳ１から周方向に進んだ位置には、クリーニング部１５が配置されており、１次転写後に感光体１１の外周面に残留付着している残トナー（廃トナー）を掻き落とす。

次に、転写ユニット１６の構成について説明する。本実施形態では、転写ユニット１６は５つのローラ１７ａ〜１７ｅ、およびそれらのローラ１７ａ〜１７ｅに掛け渡された中間転写ベルト１８、および転写ローラ１７ｆによって構成されている。転写ローラ１７ｆは、中間転写ベルト１８に対して当接（または圧接）と離脱が可能である。当接と離脱の駆動のために、例えばソレノイドやステッピングモータなどの種々のアクチュエータが用いられる。また、ローラ１７ｅの近傍には、中間転写ベルト１８の外周面に形成されるパッチ画像の濃度（トナー付着量）を検出するための光学センサ２０が配置されている。

１次転写バイアス発生部１２６からローラ１７ａ，ｂに１次転写電圧が印加されることにより、感光体１１上に形成された各色のトナー像が中間転写ベルト１８上に転写される。４色についてのトナー像が転写され、中間転写ベルト１８上で重ね合わされると、給排紙ユニット２１の給紙部２２によって、カセット、手差しトレイ、または増設カセットからシート（記録材）Ｓが取り出され、２次転写部ＴＳ２に搬送される。

２次転写部ＴＳ２において、転写ローラ１７ｆが中間転写ベルト１８に当接した状態で、２次転写バイアス発生部１２７から転写ローラ１７ｆに２次転写電圧Ｅ２が印加されることにより、中間転写ベルト１８上のトナー像がシートＳに２次転写される。これによってシートＳにはフルカラー画像が形成される。

また、モノクロ画像をシートＳに転写する場合には、感光体１１上にブラックトナー像のみを形成して中間転写ベルト１８上に転写し、これをカラー画像の場合と同様にして２次転写部ＳＴ２へ搬送されてきたシートＳに転写する。

さて、２次転写後に中間転写ベルト１８の外周面に残留付着している残トナーは、クリーナブレード１９ａおよび廃トナーボックス１９ｂからなるクリーニング装置１９によって回収される。

図２において、クリーナブレード１９ａは、中間転写ベルト１８を挟んでローラ１７ｅと対向して配置されている。ローラ１７ｅを「対向ローラ１７ｅ」と記載することがある。クリーナブレード１９ａは、板状であり、その１つの端面１９１が中間転写ベルト１８の表面に対して角度を有した状態で、その角部または端縁が当接可能である。また、クリーナブレード１９ａの１つの表面である腹部１９２が、中間転写ベルト１８の表面と対向する。クリーナブレード１９ａは、中間転写ベルト１８に対して当接および離脱を行うことが可能である。図２において、クリーナブレード１９ａの当接状態が実線で、離脱状態が鎖線で、それぞれ示されている。クリーナブレード１９ａは、適当なタイミングで中間転写ベルト１８に当接し、その表面に残留付着している残トナーを掻き取る。掻き取られた残トナーの多くは落下し、廃トナーボックス１９ｂによって残トナーＴＺ１として回収される。掻き取られた一部の残トナーは端面１９１に付着し、さらにその一部は残トナーＴＺとして腹部１９２に堆積する。

クリーナブレード１９ａは、中間転写ベルト１８に対する当接位置と離脱位置との変位のために、例えば一方の端部１９３の近辺が回動可能に支持され、ソレノイドやステッピングモータなどの種々のアクチュエータによって回動駆動される。その場合に、クリーナブレード１９ａを回動可能に支持する位置、支持構造、駆動位置、駆動方法などは、種々のものを採用することができる。また、クリーナブレード１９ａを回動するのでなく、例えば直線移動する機構を採用してもよい。廃トナーボックス１９ｂの形状、寸法、構造についても、種々のものを採用することができる。

クリーナブレード１９ａは、中間転写ベルト１８にトナー像が形成されていない領域に対して、適当なタイミングで中間転写ベルト１８に当接するように、ブレード駆動部１２９によって制御される。

すなわち、フルカラー画像の形成に際しては、中間転写ベルト１８上にトナー像がない状態でクリーナブレード１９ａが中間転写ベルト１８に当接し、１色目のトナー像が中間転写ベルト１８に転写された後、そのトナー像の先端がクリーナブレード１９ａに到達する直前に、クリーナブレード１９ａは中間転写ベルト１８から離脱される。その後、２色目、３色目、および４色目のトナー像が中間転写ベルト１８に重ねられる間において、クリーナブレード１９ａは中間転写ベルト１８から離脱した状態である。その間において、２次転写が開始される直前までは、転写ローラ１７ｆも中間転写ベルト１８から離脱した状態である。

中間転写ベルト１８に４色のトナー像が重ねられると、シートＳへの２次転写が行われる。シートＳへの２次転写が行われている間または２次転写が完了した後で、中間転写ベルト１８上の残トナーがクリーナブレード１９ａの位置に到達する直前に、クリーナブレード１９ａを中間転写ベルト１８に当接させる。これにより、クリーナブレード１９ａによって中間転写ベルト１８上の残トナーを掻き取る。

連続して画像を形成する場合には、次のプリントの１色目のトナー像について、上と同じようにクリーナブレード１９ａを離脱させ、２次転写後の残トナーに対して再度当接させるという動作を繰り返し、中間転写ベルト１８上の残トナーをクリーナブレード１９ａで掻き取ってクリーニングする。

モノクロ画像を形成する場合には、中間転写ベルト１８上でトナー像を重ねることをしないので、クリーナブレード１９ａの当接と離脱の切り換え操作は行わない。この場合は、１次転写部ＴＳ１において感光体１１から中間転写ベルト１８上に１次転写されたトナー像は、すぐに２次転写部ＴＳ２においてシートＳに２次転写される。したがって、クリーナブレード１９ａは中間転写ベルト１８に当接した状態のままとなる。

但し、モノクロ画像であっても、定着ユニット２５によって光沢を出したり厚紙のシートＳを定着するために、定着ユニット２５でのシートＳの通過速度を通常より低速とする場合には、クリーナブレード１９ａの当接と離脱の切り換え操作を行う。つまり、感光体１１上のトナー像の形成や中間転写ベルト１８への１次転写のための速度とシートＳへの２次転写の速度とが異なる場合には、中間転写ベルト１８上にトナー像の全体を一旦形成する必要があることから、クリーナブレード１９ａによってトナー像を掻き取ってしまわないようにするためにクリーナブレード１９ａの当接と離脱の切り換え操作を行う必要がある。

転写ユニット１６によってトナー像が転写されたシートＳは、給排紙ユニット２１によって所定の給紙経路に沿って定着ユニット２５に搬送され、定着ユニット２５によって定着される。そして、シートＳはさらに給紙経路に沿って排紙部２３へ搬送される。

さて、上に述べたように、クリーナブレード１９ａで掻き取った残トナーが、クリーナブレード１９ａの腹部１９２に堆積（または積載）する可能性がある。本実施形態においては、腹部１９２に残トナーが堆積しないように、または腹部１９２に堆積する残トナーの量が多くならないように、以下に述べる画像汚れ防止制御を行う。画像汚れ防止制御を行うことによって、腹部１９２に堆積した残トナーが中間転写ベルト１８のトナー像の領域に飛翔することを防止し、残トナーによって画像が汚れるのを防止する。

図４は画像汚れ防止制御における再付着電圧Ｅ３の印加のタイミングを説明する図、図５は再付着電圧Ｅ３による帯電が行われる再付着領域ＲＴ２を説明する図、図６は画像汚れ防止制御による帯電の様子を説明するための図である。

上に述べたように、２次転写部ＴＳ２におけるシートＳの通過に合わせて、転写ローラ１７ｆを中間転写ベルト１８に当接させて２次転写電圧Ｅ２を印加し、中間転写ベルト１８上のトナー像をシートＳへ転写する。このとき、図４に示すように、シートＳの先端が２次転写部ＴＳ２の手前の所定の距離Ｌ１まできたタイミングｔ１で、２次転写電圧Ｅ２よりも高い電圧である再付着電圧Ｅ３を転写ローラ１７ｆに印加し、シートＳの先端がさらに近づいて２次転写部ＴＳ２の手前の所定の距離Ｌ２まできたタイミングｔ２で、転写ローラ１７ｆに印加する電圧を再付着電圧Ｅ３から２次転写電圧Ｅ２に切り換える。

このような電圧の切り換え動作は、図３に示すＣＰＵ１２１の制御によって、２次転写バイアス発生部１２７がタイミングｔ１で再付着電圧Ｅ３を出力し、タイミングｔ２で２次転写電圧Ｅ２を出力することによって行われる。なお、図４に示す電圧波形は一例であって、２次転写バイアス発生部１２７の回路構成、その他の条件に応じて種々の波形となり得る。

図５に示すように、上に述べた画像汚れ防止制御によって、中間転写ベルト１８の表面の領域ＲＴ０のうち、トナー像の領域（トナー像領域）ＲＴ１以外の領域であってトナー像領域ＲＴ１に先行する領域である再付着領域ＲＴ２を、転写時よりも高電圧で帯電させることとなる。

トナー像領域ＲＴ１は、感光体１１に形成されたトナー像が中間転写ベルト１８に転写される領域である。トナー像領域ＲＴ１は、シートＳである用紙のサイズ、またはプリント処理の内容や原稿のサイズなどによって、その領域の大きさが異なる。トナー像領域ＲＴ１は、２次転写のためにシートＳが重なる領域と大きさおよび位置が一致する。トナー像領域ＲＴ１の先端位置をＬ０とすると、中間転写ベルト１８の進行方向の前方側における距離Ｌ１と距離Ｌ２との間の領域が再付着領域ＲＴ２である。

数値例を挙げると、距離Ｌ１は、例えば１０〜３０ｍｍ程度、具体的には例えば２０ｍｍに設定される。距離Ｌ２は、例えば０〜１０ｍｍ程度、具体的には例えば５ｍｍに設定される。また、２次転写電圧Ｅ２は、例えば＋２０００〜＋４０００Ｖ、具体的には例えば＋２０００Ｖ、再付着電圧Ｅ３は、例えば＋３０００〜＋５０００Ｖ、具体的には例えば＋４８００Ｖに設定される。再付着領域ＲＴ２は、例えば、２次転写バイアス発生部１２７が発生可能な最高電圧とすればよい。タイミングｔ１，ｔ２は、中間転写ベルト１８の走行速度およびシートＳの先端位置などに基づいて算出することができる。

このように、再付着領域ＲＴ２が２次転写電圧Ｅ２よりも高い再付着電圧Ｅ３で帯電されることによって、図６（ａ）に示すように、再付着領域ＲＴ２が再付着電圧Ｅ３によるプラスの電荷ＱＨを帯びる。中間転写ベルト１８の走行によって再付着領域ＲＴ２がクリーナブレード１９ａの腹部１９２に接近した位置を通過する際に、図６（ｂ）に示すように、腹部１９２に堆積したマイナスの電荷を帯びた残トナーＴＺは、再付着領域ＲＴ２のマイナスの電荷ＱＨとの間の静電気力により吸引され、中間転写ベルト１８の再付着領域ＲＴ２に再付着することとなる。なお、もし飛翔した残トナーＴＺが再付着領域ＲＴ２に付着しないでその後に続くトナー像領域ＲＴ１に付着した場合であっても、２次転写が終わっているので差し支えない。

中間転写ベルト１８に再付着した残トナーＴＺは、中間転写ベルト１８の走行によって再度クリーナブレード１９ａの位置にきたときに、クリーナブレード１９ａの端面１９１によって再度掻き取られることとなる。これを繰り返すことによって、クリーナブレード１９ａの腹部１９２に堆積した残トナーＴＺは除去され、また、クリーナブレード１９ａの腹部１９２に残トナーＴＺの堆積することが防止される。これによって、画像形成中に残トナーＴＺが飛翔しなくなり、画像形成中のトナー像領域ＲＴ１が残トナーＴＺで汚れることが防止される。

このように、画像汚れ防止制御を行い、クリーナブレード１９ａの腹部１９２に残トナーＴＺが堆積しないようにすることにより、画像形成中のトナー像領域ＲＴ１に残トナーが付着することが防止され、その結果、形成された画像が汚れるのが防止され、高画質の画像形成を行うことができる。しかも、上に述べた画像汚れ防止制御は、画像形成における通常の制御の中で余分な時間をとることなく実行することができるから、画像形成の生産性を低下させることがない。

なお、再付着領域ＲＴ２の大きさを上に述べたように２０ｍｍ前後としておけば、全部のサイズのシートＳに対して対応可能であるが、シートＳのサイズに応じて大きさを変えてもよい。つまり、再付着領域ＲＴ２は、トナー像領域ＲＴ１の外側であれば、その大きさおよび位置を任意に設定することが可能である。
〔変形例１〕
図７は画像汚れ防止制御の変形例１による帯電の様子を説明するための図である。

上に述べた本実施形態の画像汚れ防止制御では、帯電手段として転写ローラ１７ｆを用い、転写ローラ１７ｆに再付着電圧Ｅ３を印加して中間転写ベルト１８の再付着領域ＲＴ２を帯電させた。これに代えて、帯電手段として対向ローラ１７ｅを用い、対向ローラ１７ｅに再付着電圧Ｅ３を印加することによって再付着領域ＲＴ２を帯電させてもよい。つまり、変形例１では、２次転写を行うための制御はそのままとし、画像汚れ防止制御において、再付着領域ＲＴ２を帯電させるために対向ローラ１７ｅを利用する。

すなわち、図３における２次転写バイアス発生部１２７の出力を、再付着電圧Ｅ３を出力するときだけ対向ローラ１７ｅに印加するようにする。そのために、適当なリレーまたは切り換えスイッチを用いればよい。また、対向ローラ１７ｅに再付着電圧Ｅ３を印加するための専用の再付着電圧発生部を設けてもよい。

対向ローラ１７ｅを利用して再付着領域ＲＴ２を帯電させるので、２次転写を行うときのみでなく、他の任意の適当なタイミングで再付着領域ＲＴ２を帯電させることが可能である。そこで、変形例１では、カラー画像の形成に際して、１色目のトナー像が中間転写ベルト１８に転写されたときに、そのトナー像の前方位置に帯電した再付着領域ＲＴ２を設けるように制御する。

つまり、１色目のトナー像の先端が中間転写ベルト１８上に転写された後、中間転写ベルト１８の走行に応じて、再付着領域ＲＴ２が図５に示すトナー像領域ＲＴ１に対する位置関係となるタイミングで、対向ローラ１７ｅに再付着電圧Ｅ３を印加する。

具体的には、１次転写部ＴＳ１において感光体１１の１色目のトナー像がトナー像領域ＲＴ１に転写された後、トナー像領域ＲＴ１が２次転写部ＴＳ２をそのまま通過し、対向ローラ１７ｅのところに達する手前の距離Ｌ１まできたタイミングｔ３（図示せず）で、対向ローラ１７ｅに再付着電圧Ｅ３を印加し、距離Ｌ２になったタイミングｔ４（図示せず）で、再付着電圧Ｅ３の印加を停止する。

例えば、トナー像領域ＲＴ１が対向ローラ１７ｅのところに達する手前の２０ｍｍまできたタイミングｔ３で、対向ローラ１７ｅに例えば４０００Ｖの再付着電圧Ｅ３を印加し、トナー像領域ＲＴ１の先端に合わせて再付着電圧Ｅ３の印加を停止する。

図７においては、１色目のトナー像領域ＲＴ１の先端位置Ｌ０が対向ローラ１７ｅに到達したときの状態が示されている。この状態において、再付着領域ＲＴ２が再付着電圧Ｅ３によって帯電されている。なお、図７においては、再付着領域ＲＴ２が帯電されている様子を複数の「＋」の符号によって表しているが、実際には、対向ローラ１７ｅに再付着電圧Ｅ３を印加することによって、対向ローラ１７ｅに接する全ての面が帯電される。この場合に、帯電される領域は上に述べた再付着領域ＲＴ２の大きさよりも大きくなるので、形成中のトナー像領域ＲＴ１にかからないように注意する。

変形例１の画像汚れ防止制御によると、先に図５において説明したのと同様に、再付着領域ＲＴ２が再付着電圧Ｅ３によって帯電される。これによって、クリーナブレード１９ａの腹部１９２に堆積した残トナーＴＺが除去される。画像形成の初期の段階で残トナーＴＺの除去が行われるので、画像形成中の残トナーＴＺの飛翔がより効果的に防止される。これによって、画像形成中のトナー像領域ＲＴ１が残トナーＴＺで汚れることがより効果的に防止される。また、再付着領域ＲＴ２による残トナーＴＺの吸着が、画像形成中において繰り返して行われるので、クリーナブレード１９ａの腹部１９２の残トナーＴＺがより効果的に除去される。

これによって、画像形成の生産性を低下させることなく、高画質の画像形成を行うことができる。

なお、１色目のみならず、２色目、３色目、および４色目においても、変形例１で述べた再付着領域ＲＴ２への帯電を行うことによって、一層効果的に残トナーＴＺの除去を行うことが可能である。
〔変形例２〕
上に述べた画像汚れ防止制御の変形例１では、対向ローラ１７ｅに再付着電圧Ｅ３を印加して中間転写ベルト１８の再付着領域ＲＴ２を帯電させた。これに代えて、１次転写のためのローラ１７ａまたはローラ１７ｂを帯電手段として用い、これらのいずれかまたは両方に再付着電圧Ｅ３を印加することによって再付着領域ＲＴ２を帯電させてもよい。つまり、変形例２では、画像汚れ防止制御において、再付着領域ＲＴ２を帯電させるために、対向ローラ１７ｅではなく、ローラ１７ａまたはローラ１７ｂを利用する。

すなわち、変形例２では、再付着領域ＲＴ２が図５に示すトナー像領域ＲＴ１に対する位置関係となるタイミングで、ローラ１７ａまたはローラ１７ｂに再付着電圧Ｅ３を印加する。具体的には、カラー画像の形成に際して、感光体１１に形成されたトナー像または中間転写ベルト１８のトナー像領域ＲＴ１の先端がローラ１７ａまたはローラ１７ｂの位置に達する手前の距離Ｌ１まできたタイミングｔ５（図示せず）で、ローラ１７ａまたはローラ１７ｂに再付着電圧Ｅ３を印加し、距離Ｌ２になったタイミングｔ６（図示せず）で、再付着電圧Ｅ３の印加を停止する。

これによって、変形例１の場合と同様の効果が得られる。
〔変形例３〕
上に述べた画像汚れ防止制御の本実施形態、および変形例１、２では、画像形成時において、中間転写ベルト１８のトナー像領域ＲＴ１以外の領域を、２次転写電圧Ｅ２よりも高い再付着電圧Ｅ３によって帯電させた。これに対して、変形例３では、クリーニングモード時において、中間転写ベルト１８のトナー像領域ＲＴ１を含む広い領域を帯電させる。

これによって、中間転写ベルト１８の帯電した領域がクリーナブレード１９ａの腹部１９２を通過する際に、腹部１９２に堆積してマイナスの電荷を帯びた残トナーＴＺが、帯電した領域との間の静電気力により吸引され、中間転写ベルト１８に向かって飛翔し再付着する。

そして、中間転写ベルト１８に再付着した残トナーＴＺは、中間転写ベルト１８の走行によって再度クリーナブレード１９ａの位置にきたときに、クリーナブレード１９ａの端面１９１によって掻き取られる。このようにして、クリーナブレード１９ａの腹部１９２に堆積した残トナーＴＺが除去される。

中間転写ベルト１８を帯電させる領域は、トナー像領域ＲＴ１を含んだ任意の領域でよいが、トナー像領域ＲＴ１を含まない領域でもよい。中間転写ベルト１８を帯電させるために、上に述べたように、転写ローラ１７ｆ、対向ローラ１７ｅ、またはローラ１７ａまたはローラ１７ｂに、高電圧を所定のタイミングで印加する。印加する電圧は、２次転写電圧Ｅ２と同じ電圧でよい。２次転写電圧Ｅ２と同じとすることによって、２次転写バイアス発生部１２７の構成およびＣＰＵ１２１による制御が簡単になる。しかし、２次転写電圧Ｅ２よりも高い電圧、例えば上に述べた再付着電圧Ｅ３と同じ電圧を印加してもよい。高電圧を印加して帯電により腹部１９２の残トナーＴＺを飛翔させるタイミングは、クリーナブレード１９ａにより残トナーＴＺを掻き取って中間転写ベルト１８をクリーニングした直後が効果的である。

このような変形例３による画像汚れ防止制御を行うクリーニングモードは、画像形成装置１における電源のＯＮ時、メンテナンスなどにおいて内部を点検するために図示しない本体カバーを開閉した時、およびプリントジョブ（プリント処理）が終了した時に、それぞれ実行される。つまり、画像形成装置１における画像形成に向けての準備段階、または画像形成を開始する前などに、変形例３による画像汚れ防止制御を行うことが効果的である。
〔変形例４〕
上に述べた本実施形態、および変形例１、２、３では、クリーナブレード１９ａの腹部１９２に堆積した残トナーＴＺを静電気によって中間転写ベルト１８に吸引させた。これに対して、変形例４では、クリーニングモード時において、クリーナブレード１９ａが中間転写ベルト１８への当接と離脱とを高速で繰り返すように制御することによって、残トナーＴＺを腹部１９２から振り払う。振り払われた残トナーＴＺは、飛翔して中間転写ベルト１８に再付着するか、または廃トナーボックス１９ｂ内に落下する。中間転写ベルト１８に再付着した残トナーＴＺは、その後にクリーナブレード１９ａによって再度掻き取られる。

クリーナブレード１９ａが当接と離脱とを高速で繰り返すときの「高速」とは、通常のクリーニングモードまたは画像形成時に当接と離脱とを繰り返す速さよりも速いという意味である。クリーナブレード１９ａは、上に述べたように、ソレノイドやステッピングモータなどの種々のアクチュエータによって駆動されるが、例えばその駆動のオンオフの周期を短くすればよい。

変形例４による画像汚れ防止制御は、上に述べたクリーニングモード時において行う。つまり、画像形成装置１における電源のＯＮ時、本体カバーの開閉時、およびプリントジョブの終了時において行う。
〔その他の変形例〕
上に述べた実施形態および変形例１〜４では、それぞれの画像汚れ防止制御を単独で行うものとして説明したが、それらの画像汚れ防止制御を組み合わせてもよい。例えば、本実施形態の画像汚れ防止制御と変形例３または変形例４のいずれかまたはその両方の画像汚れ防止制御とを組み合わせてもよい。同様に、変形例１または変形例２の画像汚れ防止制御と変形例３または変形例４のいずれかまたはその両方の画像汚れ防止制御とを組み合わせてもよい。また、変形例３および変形例４を組み合わせてもよい。

次に、上に述べた変形例３および４の組み合わせについて、タイミング図を参照して説明する。

図８は画像汚れ防止制御の変形例４および３による動作のタイミングを示す図である。図８においては、クリーニングモード時において、変形例４および変形例３の制御がこの順で連続して行われる。

すなわち、図８に示すように、クリーニングモードの開始のタイミングｔ１０になると、ベルトモータがオンし、これによって中間転写ベルト１８が走行を開始する。その後に、クリーナブレード１９ａが中間転写ベルト１８への離脱と当接とを複数回数繰り返す。これによって腹部１９２から残トナーＴＺが振り払われる。タイミングｔ１１でクリーナブレード１９ａが当接状態となり、中間転写ベルト１８に付着した残トナーＴＺがクリーナブレード１９ａによって掻き取られる。

タイミングｔ１２で、転写ローラ１７ｆを中間転写ベルト１８に当接させるとともに、転写ローラ１７ｆに２次転写電圧Ｅ２を印加する。これにより、中間転写ベルト１８は２次転写電圧Ｅ２によって帯電する。タイミングｔ１３で２次転写電圧Ｅ２の印加を停止し、転写ローラ１７ｆを離脱させる。中間転写ベルト１８の帯電によって、飛翔した残トナーＴＺが中間転写ベルト１８に吸引され再付着する。クリーナブレード１９ａは中間転写ベルト１８に当接しているので、中間転写ベルト１８に付着した残トナーＴＺはクリーナブレード１９ａによって掻き取られる。

なお、図８における数値例を挙げると、タイミングｔ１０からｔ１１まで、タイミングｔ１１からｔ１２まで、タイミングｔ１２からｔ１３までのそれぞれの時間は数秒、例えば３秒程度であり、この間において中間転写ベルト１８が約１回転する。中間転写ベルト１８が１回転する間に、クリーナブレード１９ａが２〜３回の当接離脱を繰り返す。これらの数値は一例であり、種々変更することが可能である。

また、図８において、タイミングｔ１２からｔ１３までの間においては正の２次転写電圧Ｅ２が印加されるが、その電圧値は、例えば上に述べたように＋２０００〜＋４０００Ｖでよい。しかし、それ以上の電圧、例えば＋４８００Ｖとしてもよい。それ以外の間は負の電圧が印加されるように記載されているが、これは２次転写バイアス発生部１２７が正負の電圧を発生することが可能であり、２次転写電圧Ｅ２を印加しない場合には負の電圧を印加するようになっているからである。しかし、負の電圧を印加することなく、０ボルトとしてもよい。また、転写ローラ１７ｆの中間転写ベルト１８への当接離脱と同じタイミングで２次転写電圧Ｅ２の印加と停止が行われているが、２次転写電圧Ｅ２の印加を遅らせ、印加の停止を早くしてもよい。

中間転写ベルト１８は、タイミングｔ１２からｔ１３までの間において２次転写電圧Ｅ２によって帯電された状態となるが、それ以外の間では帯電していない状態となる。

これら種々の画像汚れ防止制御を組み合わせることにより、クリーナブレード１９ａの腹部１９２の残トナーＴＺがより一層効果的に除去される。
〔フローチャートによる説明〕
次に、画像形成装置１の動作について、画像汚れ防止制御に関連する部分を中心にフローチャートによって説明する。

図９はクリーニングモード時における処理動作を示すフローチャート、図１０はベルトクリーニング処理を示すフローチャート、図１１はベルトクリーニング処理の他の例を示すフローチャート、図１２はプリント処理を示すフローチャート、図１３は２次転写処理を示すフローチャートである。

図９に示す処理は、画像形成装置１の電源がＯＮされた時、本体カバーが開閉された時、プリントジョブが終了した時に実行される。ここでの例では、主に中間転写ベルト１８および転写ローラ１７ｆのクリーニング制御が示されている。

まず、画像形成装置１の本体カバーの開閉状態をチェックする。本体カバーが開いている場合は何もせずに終了する（＃１１でノー）。本体カバーが閉じられて動作可能状態であれば（＃１１でイエス）、４つの現像器１３Ｙ，１３Ｍ，１３Ｃ，１３Ｋなどの全てのユニットが装着されているかどうかをチェックする（＃１２）。プリント動作に必要なユニットが装着されてない場合は（＃１３でノー）、終了し、他のモジュールによってエラー等の表示を行う。

全てのユニットが装着されている場合は（＃１３でイエス）、動作可能であるので、メインモータを起動する（＃１４）。メインモータの起動によって準備ができると、ベルトクリーニング処理を行い（＃１５）、２次転写ローラ１７ｆのクリーニング処理を行う（＃１６）。

図１０において、ベルトクリーニング処理では、まず、クリーナブレード１９ａを中間転写ベルト１８に当接させるための処理を行う（＃２１）。例えば、図３に示すブレード駆動部１２９が駆動電圧を出力し、ソレノイドやステッピングモータを駆動してクリーナブレード１９ａを移動させる。クリーナブレード１９ａが実際に当接するまでの時間を待ち（＃２２）、直後にクリーナブレード１９ａを離脱させるための処理を行う（＃２３）。例えば、ブレード駆動部１２９が駆動電圧をオフしまたは逆の駆動電圧を出力する。クリーナブレード１９ａが実際に離脱するまでの時間を待ち（＃２４）、所定回数になるまでこれを繰り返す（＃２５）。その後、クリーナブレード１９ａを当接させ（＃２６）、所定時間の経過を待つ（＃２７）。これによって中間転写ベルト１８に付着した残トナーＴＺをクリーニングする。

図１１において、ベルトクリーニング処理の他の例では、まず、転写ローラ１７ｆを中間転写ベルト１８に当接させるための処理を行う（＃３１）。転写ローラ１７ｆが実際に当接するまでの時間を待ち（＃３２）、２次転写電圧Ｅ２を印加する（＃３３）。所定時間が経過した後（＃３４）、２次転写電圧Ｅ２をオフし（＃３５）、転写ローラ１７ｆを離脱させる（＃３６）。その後、クリーナブレード１９ａを当接させ（＃３７）、所定時間の経過を待つ（＃３８）。これによって中間転写ベルト１８に付着した残トナーＴＺをクリーニングする。

なお、図１０に示すベルトクリーニング処理は変形例４の画像汚れ防止制御に対応し、図１１に示すベルトクリーニング処理は変形例３の画像汚れ防止制御に対応する。

図１２において、プリント処理では、露光制御（＃４１）、現像制御（＃４２）、１次転写制御（＃４３）、２次転写制御（＃４４）、用紙搬送制御（＃４５）、およびクリーナー制御（＃４６）などが行われる。

露光制御では、露光ユニット１４から感光体１１を露光し、潜像を形成する。現像制御では、感光体１１上の潜像にトナーをのせるため、現像バイアス発生部１２５によって現像部１３に高電圧を印加するための処理を行う。１次転写制御では、感光体１１上のトナー像を中間転写ベルト１８に転写するための処理を行う。２次転写制御では、中間転写ベルト１８から記録材に転写するための処理を行う。用紙搬送制御では、給紙部２２のカセットやトレーから記録材を給紙し、２次転写された記録材を定着し、排出するように、給排紙ユニット２１を制御する。クリーナー制御では、中間転写ベルト１８上の残トナーＴＺを掻き取るための制御を行う。これらの処理が、プリントが終了と判断されるまで繰り返される（＃４７）。

図１３において、２次転写処理では、用紙の先端が２次転写部ＴＳ２の２０ｍｍ手前にくるまで待つ（＃５１）。ステップ＃５１でイエスになると、再付着電圧Ｅ３を転写ローラ１７ｆに印加する（＃５２）。用紙の先端が２次転写部ＴＳ２の５ｍｍ手前にくると（＃５３でイエス）、転写ローラ１７ｆに印加する電圧を通常の２次転写電圧Ｅ２に切り換える（＃５４）。用紙の後端が２次転写部ＴＳ２を通過すると（＃５５でイエス）、２次転写電圧Ｅ２をオフする（＃５６）。

上に述べたように、本実施形態において、クリーニング装置１９で回収しきれなかった廃トナーを、印字中であればトナー像領域ＲＴ１以外の領域に、クリーニングモード時であれば任意のタイミングで中間転写ベルト１８に、それぞれ積極的に飛翔させ吸着させることで再度回収する。これによって、残トナーによって画像が汚れるのが防止される。

上に述べた実施形態において、画像形成装置１の全体または各部の構造、形状、寸法、個数、材質、方式、画像汚れ防止制御などの処理の内容および順序は、本発明の趣旨に沿って適宜変更することができる。

本発明は、モノクロ／カラーの複写機、プリンタ、ＦＡＸ、これら複合機などにおいて、残トナーによる画像の汚れを防止し、画質を改善するために利用される。

本発明の実施形態に係る画像形成装置の内部構成を示す正面図である。 画像形成装置のクリーニング装置を拡大して示す図である。 画像形成装置における制御系統の概略の構成を示すブロック図である。 再付着電圧の印加のタイミングを説明する図である。 再付着電圧による帯電が行われる再付着領域を説明する図である。 画像汚れ防止制御による帯電の様子を説明するための図である。 画像汚れ防止制御の変形例１を説明するための図である。 画像汚れ防止制御の変形例４および３による動作を説明する図である。 クリーニングモード時における処理動作を示すフローチャートである。 ベルトクリーニング処理を示すフローチャートである。 ベルトクリーニング処理の他の例を示すフローチャートである。 プリント処理を示すフローチャートである。 ２次転写処理を示すフローチャートである。

符号の説明

１ 画像形成装置
１１ 感光体
１７ａ，１７ｂ ローラ（帯電手段、１次転写ローラ）
１７ｅ 対向ローラ（帯電手段）
１７ｆ 転写ローラ（帯電手段、２次転写ローラ）
１８ 中間転写ベルト（中間転写体）
１９ａ クリーナブレード
１９１ 端面
１９２ 腹部（１つの表面）
１２７ ２次転写バイアス発生部
ＴＺ 残トナー
Ｅ２ ２次転写電圧（第１の電圧）
Ｅ３ 再付着電圧（第２の電圧）
ＲＴ１ トナー像領域
ＲＴ２ 再付着領域（トナー像領域以外の領域、トナー像領域に先行する領域）

Claims (12)

1. 中間転写体を有した電子写真方式の画像形成装置であって、
   前記中間転写体に対して当接および離脱を行うことが可能であって当接したときに前記中間転写体の表面に付着した残トナーを掻き取るクリーナブレードと、
   前記中間転写体を高電圧に帯電させる帯電手段とを有し、
   前記中間転写体を帯電させることによって、前記クリーナブレード上に堆積した残トナーを静電気により吸引して前記中間転写体に再付着させ、前記中間転写体に再付着した残トナーを前記クリーナブレードによって再度掻き取るように構成した、
   ことを特徴とする画像形成装置。
2. 前記帯電手段には、前記中間転写体上に形成されたトナー像を記録材に転写するための第１の電圧が印加され、前記第１の電圧によって前記中間転写体を帯電させる、
   請求項１記載の画像形成装置。
3. 前記画像形成装置における電源のＯＮ時、本体カバーの開閉時、およびプリントジョブの終了時において、前記中間転写体を帯電させて前記残トナーを前記中間転写体に再付着させる、
   請求項２記載の画像形成装置。
4. 前記帯電手段には、前記中間転写体上に形成されたトナー像を記録材に転写するための第１の電圧よりも高い第２の電圧が印加され、前記第２の電圧によって、前記中間転写体におけるトナー像領域以外の領域を帯電させる、
   請求項１記載の画像形成装置。
5. 前記画像形成装置における画像形成時において、前記第２の電圧によって前記中間転写体における前記トナー像領域に先行する領域を帯電させ、帯電させた領域に前記残トナーを再付着させる、
   請求項４記載の画像形成装置。
6. 前記帯電手段には、前記中間転写体上に形成されたトナー像を記録材に転写するための第１の電圧および前記第１の電圧よりも高い第２の電圧が選択的に印加可能であり、
   前記画像形成装置のクリーニングモード時には前記第１の電圧によって前記中間転写体におけるトナー像領域を含む領域を帯電させ、前記画像形成装置の画像形成時には前記第２の電圧によって前記中間転写体におけるトナー像領域以外の領域を帯電させる、
   請求項１記載の画像形成装置。
7. 帯電手段は、前記中間転写体上に形成されたトナー像を記録材に転写するための２次転写ローラを含み、前記２次転写ローラに前記第１の電圧または前記第２の電圧が印加される、
   請求項１ないし６のいずれかに記載の画像形成装置。
8. 帯電手段は、感光体上に形成されたトナー像を前記中間転写体に転写するための１次転写ローラを含み、前記１次転写ローラに前記第１の電圧または前記第２の電圧が印加される、
   請求項１ないし６のいずれかに記載の画像形成装置。
9. 前記中間転写体は、複数のローラによって走行可能に支持された中間転写ベルトであり、
   前記帯電手段は、前記ローラのうちの前記クリーナブレードが前記中間転写体を介して対向するローラである対向ローラを含み、前記対向ローラに前記第１の電圧または前記第２の電圧が印加される、
   請求項１ないし６のいずれかに記載の画像形成装置。
10. 前記クリーナブレードは、板状であり、その１つの端面が前記中間転写体の表面に対して角度を有して当接可能であり且つその１つの表面が前記中間転写体の表面と対向するようになっており、前記１つの表面に堆積した残トナーが静電気により吸引されて前記中間転写体に再付着させられる、
    請求項１ないし９のいずれかに記載の画像形成装置。
11. 中間転写体を有した電子写真方式の画像形成装置であって、
    前記中間転写体に対して当接および離脱を行うことが可能であって当接したときに前記中間転写体の表面に付着した残トナーを掻き取るクリーナブレードを有し、
    前記クリーナブレードは、板状であり、その１つの端面が前記中間転写体の表面に対して角度を有して当接可能であり且つその１つの表面が前記中間転写体の表面と対向するようになっており、
    前記クリーナブレードが前記中間転写体への当接と離脱とを繰り返すことによって、前記クリーナブレード上に堆積した残トナーを振り払って前記中間転写体に再付着させ、前記中間転写体に再付着した残トナーを前記クリーナブレードによって再度掻き取るように構成された、
    ことを特徴とする画像形成装置。
12. 前記画像形成装置における電源のＯＮ時、本体カバーの開閉時、およびプリントジョブの終了時において、前記クリーナブレードが前記中間転写体への当接と離脱とを繰り返すように構成された、
    請求項１１記載の画像形成装置。

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