JP2006106470A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 帯電動作に伴って発生する生成物による異常画像が生じるのを防止して良好な印字処理を行うことができる画像形成装置を提供する。
【解決手段】 帯電部材２２および現像ローラ３３がそれぞれ潜像担持体２０の周速Ｖ20と異なる周速Ｖ22、Ｖ33で回転しながら摺接している。そのため、これらの２つの摺接位置のうち潜像担持体２０の回転方向Ｄ20における上流側の摺接位置（上流側摺接位置）、つまり現像位置Ｐdvで発生する摩擦力によって、潜像担持体２０の表面に付着している生成物ＤＰが削られてチップ状となり、該チップ状生成物ＤＰＣが該表面から浮いた状態となる。また、上流側摺接位置から搬送されてきたチップ状生成物ＤＰＣが下流側摺接位置で帯電部材２２に回収される（回収工程）。このように２段階工程によって潜像担持体２０から生成物ＤＰを効果的に除去することができる。
【選択図】 図３

Description

この発明は、潜像担持体の帯電、潜像担持体への潜像の形成、該潜像のトナー現像、および該トナー現像により形成されるトナー像の中間転写媒体への転写を行って印字処理を実行する画像形成装置に関するものである。

従来、電子写真法等により画像形成を行う画像形成装置では、感光体などの潜像担持体の表面が帯電部材によって一様帯電された後、この潜像担持体の表面に光ビームを照射することで静電潜像が形成される。そして、この潜像担持体上の静電潜像は現像ユニットの現像ローラに担持されたトナーにより現像され、トナー像が形成される。また、このトナー像は中間転写ベルトや中間転写ドラムなどの中間転写媒体に１次転写された後、該１次転写トナー像が複写紙、転写紙などのシート状の記録材に２次転写される。さらに、記録材に転写されたトナー像は定着ユニットにより定着されて、この記録材に画像が形成される。

また、近年、潜像担持体から中間転写媒体への転写効率を高めることで、１次転写後に潜像担持体に残留するトナーを低減させ、これによって転写後の残留トナーをクリーニング除去するクリーナを省略する技術が提案されている（例えば特許文献１参照）。

特開２００４−９３５８０号公報（［００１６］、［００１７］）

ところで、画像形成装置では印字処理を行うために潜像担持体の表面を帯電させる必要があるが、その帯電動作を行った際に、多量のオゾンが発生するとともに窒素酸化物などの放電生成物が生成されることがある。このように帯電動作に伴って生成される放電生成物が潜像担持体の表面に付着すると、これが画像形成に悪影響を与えてしまうことがあった。より具体的には、帯電動作により放電が発生し、それにより例えば窒素酸化物が形成されると、その窒素酸化物が空気中の水分と反応して硝酸が生成されるとともに、金属と反応して金属硝酸塩が生成される。そして、その硝酸または硝酸塩が薄い膜になって潜像担持体の表面に形成されると、潜像担持体表面の静電潜像が壊れてしまうことがある。その結果、画像が流れたような異常画像になり、良好な印字処理を行うことができないことがあった。

この発明は上記課題に鑑みなされたものであり、帯電動作に伴って発生する生成物による異常画像が生じるのを防止して良好な印字処理を行うことができる画像形成装置を提供することを目的とする。

この発明は、所定の周速で回転する潜像担持体と、潜像担持体の周囲に配置された複数の機能部材と、回転しながら潜像担持体と当接するように設けられた中間転写媒体とを備え、潜像担持体の帯電動作、潜像担持体への潜像の形成動作、該潜像のトナー現像動作、および該トナー現像により形成されるトナー像の中間転写媒体への転写動作を行って印字処理を実行するとともに、潜像担持体の回転方向において帯電動作を行う位置から転写動作を行う位置までの範囲内で、転写後に潜像担持体に残留するトナーを回収するクリーナレスシステムを用いた画像形成装置であって、上記目的を達成するため、複数の機能部材のうち少なくとも１つ以上が印字処理中に潜像担持体と当接しながら回転する当接回転部材で構成され、しかも、該当接回転部材および中間転写媒体のうちの少なくとも２つ以上がそれぞれ潜像担持体の周速と異なる周速で回転することを特徴としている。

このように構成された発明では、当接回転部材および中間転写媒体のうちの少なくとも２つ以上がそれぞれ潜像担持体の周速と異なる周速で回転しながら潜像担持体の表面に摺接している。そして、これらの摺接位置のうち潜像担持体の回転方向における上流側の摺接位置（上流側摺接位置）では、潜像担持体との間で発生する摩擦力によって、潜像担持体の表面に付着している生成物が削られてチップ状となり、該チップ状生成物が該表面から浮いた状態となる。こうして形成されたチップ状生成物の一部は上流側摺接位置で潜像担持体と摺接する当接回転部材または中間転写媒体に回収されるかも知れないが、上流側摺接位置で全てのチップ状生成物を回収することは困難である。しかしながら、この発明では、下流側にも摺接位置が設けられており、該下流側摺接位置で潜像担持体に対して当接回転部材または中間転写媒体が潜像担持体の周速と異なる周速で回転しながら摺接している。そのため、上流側摺接位置から搬送されてきたチップ状生成物が下流側摺接位置で潜像担持体から回収される。このように、本発明では、印字処理を実行しつつ、潜像担持体の表面に付着した生成物を上流側摺接位置でチップ状にして該表面から浮かす「削り工程」と、該チップ状生成物を下流側摺接位置で回収する「回収工程」とを実行しているので、潜像担持体から生成物を効果的に除去することができる。その結果、生成物による異常画像が生じるのを防止して良好な印字処理を行うことが可能となる。

ここで、この種の画像形成装置では、機能部材として、帯電動作を実行する帯電部材やトナー現像を実行する現像部材などが設けられており、当接回転部材としては接触式帯電部材や接触現像部材などを用いることがある。したがって、当接回転部材および中間転写媒体の周速を以下のように設定して上流側および下流側摺接位置を設けてもよい。

(1)当接回転部材として、帯電動作を実行する接触式帯電部材と、トナー現像を実行する接触現像部材をそれぞれ設けるとともに、接触式帯電部材および接触現像部材はそれぞれ潜像担持体の周速よりも速い周速で回転するように構成してもよい。この場合、潜像担持体と接触現像部材とが摺接する位置が上流側摺接位置となる一方、潜像担持体と接触式帯電部材とが摺接する位置が下流側摺接位置となる。

(2)当接回転部材として帯電動作を実行する接触式帯電部材を設けるとともに、接触式帯電部材および中間転写媒体はそれぞれ潜像担持体の周速よりも速い周速で回転するように構成してもよい。この場合、潜像担持体と中間転写媒体とが摺接する位置が上流側摺接位置となる一方、潜像担持体と接触式帯電部材とが摺接する位置が上流側摺接位置となる。

なお、(1)および(2)における帯電動作として、転写動作を受けた潜像担持体の表面にちらし部材を当接させた後で該表面を帯電させるちらし帯電動作を実行する場合には、ちらし部材を当接回転部材として設け、該ちらし部材を潜像担持体の周速よりも速い周速で回転するように構成してもよい。ここでは、ちらし部材が接触式帯電部材として潜像担持体と摺接して該摺接位置が下流側摺接位置となる。

(3)当接回転部材としてトナー現像を実行する接触現像部材を設けるとともに、接触現像部材および中間転写媒体はそれぞれ潜像担持体の周速よりも速い周速で回転するように構成してもよい。この場合、潜像担持体と接触現像部材とが摺接する位置が上流側摺接位置となる一方、潜像担持体と中間転写媒体とが摺接する位置が下流側摺接位置となる。

図１は本発明にかかる画像形成装置の第１実施形態を示す図である。また、図２は図１の画像形成装置の電気的構成を示すブロック図である。さらに、図３は、各画像形成ステーションの概略構成を示す模式図である。この装置１は、ブラック（Ｋ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）の４色のトナー（現像剤）を重ね合わせてフルカラー画像を形成するカラー印字処理、およびブラック（Ｋ）のトナーのみを用いてモノクロ画像を形成する単色印字処理を選択的に実行する画像形成装置である。この画像形成装置１では、ホストコンピュータなどの外部装置から画像形成指令（印字指令）がメインコントローラ５１に与えられると、このメインコントローラ５１からの指令に応じてエンジンコントローラ５２がエンジン部ＥＧ各部を制御して所定の画像形成動作を実行し、複写紙、転写紙、用紙およびＯＨＰ用透明シートなどのシート（記録材）Ｓに画像形成指令に対応する画像を形成する。

図１において、本実施形態の画像形成装置１は、ハウジング本体２と、ハウジング本体２の前面（同図の右手側面）に開閉自在に装着された第１の開閉部材３と、ハウジング本体２の上面に開閉自在に装着された第２の開閉部材（排紙トレイを兼用している）４とを有している。また、第１の開閉部材３には、開閉蓋３ａがハウジング本体２の前面に開閉自在に装着されている。なお、この開閉蓋３ａは第１の開閉部材３と連動して、または独立して開閉可能となっている。

ハウジング本体２内には、電源回路基板、メインコントローラ５１およびエンジンコントローラ５２を内蔵する電装品ボックス５が設けられている。また、画像形成ユニット６、送風ファン７、転写ベルトユニット９および給紙ユニット１０もハウジング本体２内に配設されている。一方、第１の開閉部材３側には、２次転写ユニット１１、定着ユニット１２およびシート搬送機構１３が配設されている。なお、この実施形態では、画像形成ユニット６および給紙ユニット１０内の消耗品は、装置本体に対して着脱自在に構成されている。そして、これらの消耗品および転写ベルトユニット９については、それぞれ取り外して修理または交換を行うことが可能な構成になっている。

転写ベルトユニット９は、ハウジング本体２の下方に配設され図示しない駆動モータにより回転駆動される駆動ローラ１４と、駆動ローラ１４の斜め上方に配設される従動ローラ１５と、この２本のローラ１４、１５間に張架されて図示矢印方向Ｄ16へ循環駆動される中間転写ベルト１６と、中間転写ベルト１６の表面に当接されるクリーニング部１７とを備えている。この従動ローラ１５は駆動ローラ１４に対して斜め上方（図１中の左手上方）に配置されている。このため、中間転写ベルト１６は傾斜状態のまま方向Ｄ16に回転移動する。また、中間転写ベルト１６を駆動した際のベルト搬送方向Ｄ16が下向き（図１の右下向き）になるベルト面１６ａは下方に位置している。本実施形態においては、ベルト面１６ａがベルト駆動時のベルト張り面（駆動ローラ１４により引っ張られる面）となっており、後述する各色の潜像担持体の周速Ｖ20と略同一の周速Ｖ16（＝Ｖ20）を有している。

上記駆動ローラ１４および従動ローラ１５は支持フレーム９ａに回転自在に支持されている。この支持フレーム９ａの下端には、回動部９ｂが形成されるとともに、ハウジング本体２に設けられた回動軸（回動支点）２ｂに嵌合されている。これにより、支持フレーム９ａはハウジング本体２に対して回動自在となっている。一方、支持フレーム９ａの上端には、ロックレバー９ｃが回動自在に設けられるとともに、ハウジング本体２に設けられた係止軸２ｃに係止可能にされている。

駆動ローラ１４は、２次転写ユニット１１を構成する２次転写ローラ１９のバックアップローラを兼ねている。駆動ローラ１４の周面には、図１に示すように、厚さ３ｍｍ程度、体積抵抗率が１０^５Ω・ｃｍ以下のゴム層１４ａが形成されており、金属製の軸を介して接地することにより、図示を省略する２次転写バイアス発生部から２次転写ローラ１９を介して供給される２次転写バイアスの導電経路としている。このように駆動ローラ１４に高摩擦かつ衝撃吸収性を有するゴム層１４ａを設けることにより、２次転写部へシートＳが進入する際の衝撃が中間転写ベルト１６に伝達しにくく、画質の劣化を防止することができる。

また、本実施形態においては、駆動ローラ１４の径を従動ローラ１５の径より小さくしている。これにより、２次転写後のシートＳがシートＳ自身の弾性力で剥離し易くすることができる。また、従動ローラ１５をクリーニング部１７のバックアップローラとして兼用させている。このクリーニング部１７は、搬送方向下向きのベルト面１６ａ側に設けられており、図１に示すように、残留トナーを除去するクリーニングブレード１７ａと、除去したトナーを搬送するトナー搬送部材とを備えている。そして、クリーニングブレード１７ａは従動ローラ１５への中間転写ベルト１６の巻きかけ部において中間転写ベルト１６に当接して２次転写後に中間転写ベルト１６の表面に残留しているトナーをクリーニング除去する。

また、中間転写ベルト１６の搬送方向下向きのベルト面１６ａ裏面には、後述する各画像形成ステーションＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋの潜像担持体２０に対向して１次転写ローラ２１ａを配置してなる１次転写ユニット２１が設けられている。この１次転写ユニット２１では、４つの１次転写ローラ２１ａがリンクバー２１ｂに対して回転自在に軸支されている。これらの１次転写ローラ２１ａは図示を省略する１次転写バイアス発生部と電気的に接続されており、適当なタイミングで１次転写バイアス発生部から１次転写バイアスが印加される。

このリンクバー２１ｂは、ブラック（Ｋ）の画像形成ステーションＫの潜像担持体２０に対向して配置された１次転写ローラ２１ａを回動中心として、矢印方向Ｄ21に回動自在に設けられている。そして、図示を省略するアクチュエータを作動させることでリンクバー２１ｂが回動してイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）およびシアン（Ｃ）の画像形成ステーションＹ，Ｍ，Ｃの潜像担持体２０に対向して配置された１次転写ローラ２１ａが潜像担持体２０に向かって近接し、また潜像担持体２０から離間移動する。このため、各１次転写ローラ２１ａが潜像担持体２０に向かって近接移動すると、中間転写ベルト１６を挟んで該潜像担持体２０に当接する（図１中の実線）。そして、この当接位置が１次転写位置（図３の符号ＴＲ1）となっており、後述するように該１次転写位置でトナー像が中間転写ベルト１６に転写される。このように１次転写位置ＴＲ1が本発明の「転写位置」に相当している。逆に、各１次転写ローラ２１ａが潜像担持体２０から離間移動すると、画像形成ステーションＹ，Ｍ，Ｃの潜像担持体２０と中間転写ベルト１６とは互いに離間する（図１中の破線）。一方、ブラック（Ｋ）の画像形成ステーションＫの潜像担持体２０に対向して配置された１次転写ローラ２１ａについては、中間転写ベルト１６を挟んで該潜像担持体２０に当接されたままと回転するように構成されている。したがって、図１の実線で示すように、全１次転写ローラ２１ａを潜像担持体２０側に位置させることでカラー印字処理が実行可能となる。一方、同図の破線で示すように、ブラック用の１次転写ローラ２１ａを残して他の１次転写ローラ２１ａを潜像担持体２０から離間させることでモノクロ印字処理のみを実行しつつ画像形成ステーションＹ，Ｍ，Ｃを非印字状態とすることができる。

また、転写ベルトユニット９の支持フレーム９ａには、駆動ローラ１４に近接してテストパターンセンサ１８が設置されている。このテストパターンセンサ１８は、中間転写ベルト１６上の各色トナー像の位置決めを行うとともに、各色トナー像の濃度を検出し、各色画像の色ずれや画像濃度を補正するためのセンサである。また、この実施形態では、上記センサ１８に加えて、中間転写ベルト１６の特徴部位（例えば幅方向に突設された突起部）を検出する垂直同期センサ６０（図２）が支持フレーム９ａに取り付けられている。このため、中間転写ベルト１６の特徴部位がセンサ６０を通過するたびに垂直同期信号（基準信号）が出力される。

画像形成ユニット６は、複数（本実施形態では４つ）の異なる色の画像を形成する画像形成ステーションＹ（イエロー用），Ｍ（マゼンタ用），Ｃ（シアン用），Ｋ（ブラック用）を備えている。各画像形成ステーションＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋにはそれぞれ、感光体ドラムからなる潜像担持体２０が設けられている。この潜像担持体２０は、図３（ｂ）および同図（ｃ）に示すように、基材２０ａの上に必要に応じて下引き層２０ｂが形成されるとともに、その上に電荷発生層２０ｃおよび電荷輸送層２０ｄがこの順序で積層されている。なお、潜像担持体２０の構成自体は従来より周知であるため、ここでは構成説明を省略する。

また、各潜像担持体２０の周囲には、帯電部材２２、像書込部材２３および現像部２４が配設されている。この実施形態では、帯電部材２２、像書込部材２３および現像部２４の現像ローラ３３が本発明の「機能部材」に相当しており、これらによって帯電動作、潜像形成動作およびトナー現像動作が実行される。なお、現像部２４は、画像形成ステーションＫのみに符号を付けて他の画像形成ステーションについては構成が同一のため符号を省略する。また、各画像形成ステーションＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋの配置順序は任意である。

そして、各画像形成ステーションＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋの潜像担持体２０が１次転写位置ＴＲ1（図３）で中間転写ベルト１６の搬送方向下向きのベルト面１６ａに当接されるようにされ、その結果、各画像形成ステーションＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋも駆動ローラ１４に対して図で左側に傾斜する方向に配設されることになる。また、各潜像担持体２０は、図示矢印Ｄ20に示すように、中間転写ベルト１６の搬送方向に所定周速Ｖ20で回転駆動される。なお、この実施形態では、潜像担持体２０の回転方向Ｄ20において、潜像担持体２０の周長は最小サイズのシート長、例えば葉書サイズよりも短くなっている。

帯電部材２２は、帯電バイアス発生部（図示省略）に接続された導電性ブラシローラで構成され、帯電位置Ｐcgで潜像担持体２０の表面と当接しながら方向Ｄ22に潜像担持体２０よりも速い周速Ｖ22（例えば、２・Ｖ20）で回転して潜像担持体２０の表面を一様に帯電させる。導電性ブラシローラは、直径５〜８ｍｍの良導電性軸部材（例えば金属軸）の表面へ太さが２〜６デニールで原糸抵抗が１０^７〜１０^９Ωの半導電性繊維を平方インチあたり１５万〜４３万本パイル織り植毛した生地をスパイラル状に巻き付けて構成され、潜像担持体２０に対する接触深さが０．３〜０．５ｍｍとなるように回転可能に保持している。このように、この実施形態では、帯電部材２２が本発明の「当接回転部材」に相当している。

像書込部材２３は、発光ダイオードやバックライトを備えた液晶シャッタ等の素子を潜像担持体２０の軸方向に列状に配列したアレイ状書込ヘッドを用いており、潜像担持体２０から離間配置されている。また、アレイ状書込ヘッドは、レーザー走査光学系よりも光路長が短くてコンパクトであり、潜像担持体２０に対して近接配置が可能であり、装置全体を小型化できるという利点を有する。本実施形態においては、各画像形成ステーションＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋの潜像担持体２０、帯電部材２２および像書込部材２３を交換カートリッジ６Ｙ，６Ｍ，６Ｃ，６Ｋ（図２）としてユニット化することにより、アレイ状書込ヘッドの位置決めを保持する構成とし、交換カートリッジの交換時にはアレイ状書込ヘッドを含めて交換し、新たな交換カートリッジに対して光量調整や位置決めを行って再使用を行う構成としている。また、各交換カートリッジ６Ｙ，６Ｍ，６Ｃ，６Ｋには、該交換カートリッジに関する情報を記憶するための不揮発性メモリ９１〜９４がそれぞれ設けられている。そして、各交換カートリッジに設けられた送受信部５３Ｙ，５３Ｍ，５３Ｃ，５４Ｋと、本体側に設けられた送受信部５２２Ｙ，５２２Ｍ，５２２Ｃ，５２２Ｋとがそれぞれ互いに近接配置され、エンジンコントローラ５２のＣＰＵ５２１とメモリ９１〜９４との間で無線通信が行われる。こうすることで、各交換カートリッジに関する情報がＣＰＵ５２１に伝達されるとともに、各メモリ９１〜９４内の情報が更新記憶される。

次に、現像部２４の詳細について、画像形成ステーションＫを代表して説明する。本実施形態においては、各画像形成ステーションＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋが斜め方向に配設され、かつ潜像担持体２０が中間転写ベルト１６の搬送方向下向きのベルト面１６ａに当接される関係上、トナー貯留容器２６を斜め下方に傾斜して配置している。そのため、現像部２４として特別の構成を採用している。すなわち、現像部２４は、トナー（図１のハッチング部）を貯留するトナー貯留容器２６と、このトナー貯留容器２６内に形成されたトナー貯留部２７と、トナー貯留部２７内に配設されたトナー撹拌部材２９と、トナー貯留部２７の上部に区画形成された仕切部材３０と、仕切部材３０の上方に配設されたトナー供給ローラ３１と、仕切部材３０に設けられトナー供給ローラ３１に当接されるブレード３２と、トナー供給ローラ３１および潜像担持体２０に当接して潜像担持体２０よりも速い周速Ｖ33（例えば、１．６・Ｖ20）で回転する現像ローラ３３と、現像ローラ３３に当接される規制ブレード３４とから構成されている。

潜像担持体２０は中間転写ベルト１６の搬送方向Ｄ16に回転される。また、現像ローラ３３および供給ローラ３１は、図示矢印Ｄ33に示すように、潜像担持体２０の回転方向Ｄ20とは逆方向に回転駆動される。一方、撹拌部材２９は供給ローラ３１の回転方向とは逆方向に回転駆動される。このため、トナー貯留部２７において撹拌部材２９により撹拌、運び上げられたトナーは、仕切部材３０の上面に沿ってトナー供給ローラ３１に供給される。また、こうして供給されたトナーはブレード３２と摺擦して供給ローラ３１の表面凹凸部への機械的付着力と摩擦帯電力による付着力によって、現像ローラ３３の表面に供給される。そして、現像ローラ３３に供給されたトナーは規制ブレード３４により所定厚さの層厚に規制される。さらに、こうして薄層化されたトナー層は、潜像担持体２０へと搬送される。そして、現像ローラ３３と電気的に接続された現像バイアス発生部５２５から現像ローラ３３に印加される現像バイアスによって、現像ローラ３３と潜像担持体２０とが当接する現像位置Ｐdv（図３（ａ））において、正規帯電トナーが現像ローラ３３から潜像担持体２０に移動して、像書込部２３により形成された静電潜像が顕像化される。この実施形態では、現像ローラ３３が本発明の「当接回転部材」に相当している。

また、この実施形態では、上記のようにしてトナー現像を実行するとともに、現像ローラ３３によって潜像担持体２０上の残留トナーを回収する、いわゆる現像同時クリーニングを行っている。このように現像位置Ｐdvにおいて、１次転写後に潜像担持体２０の表面に残存するトナーを回収するクリーナレスシステムが構成されている。

なお、本実施形態のようにクリーナレス構成の画像形成方法を用いる場合には、転写効率を高める観点から、球形トナーの使用が多くなってきており、クリーナレス構成の画像形成技術を実用レベルまで引き上げるためには球形度が０．９６以上のトナーを使用するのが望ましい。ここで、トナーの平均球形度は、例えばフロー式粒子像分析装置ＦＰＩＡ−２１００（シスメックス株式会社製）を用いて測定することができる。この装置にはフラットシースフローセルと、このセルを挟んで対向する位置にＣＣＤカメラとストロとが配置されている。そして、水などに分散させたトナー粒子を吸引してフラットシースフローセルを通過させ、通過する粒子を、ストロボをフラッシュさせた状態で撮影する。得られた画像をコンピューター処理し、個々の粒子の面積（粒子投影面積）および粒子投影像の周囲長を計測し、またコンピューターにより粒子の円相当径を計算することにより個々の粒子の球形度を求めることができる。

給紙ユニット１０は、シートＳが積層保持されている給紙カセット３５と、給紙カセット３５からシートＳを一枚ずつ給送するピックアップローラ３６とからなる給紙部を備えている。第１の開閉部材３内には、２次転写部へのシートＳの給紙タイミングを規定するレジストローラ対３７と、駆動ローラ１４および中間転写ベルト１６に圧接される２次転写手段としての２次転写ユニット１１と、定着ユニット１２と、シート搬送機構１３と、排紙ローラ対３９と、両面プリント用搬送路４０を備えている。

２次転写ユニット１１では、２次転写ローラ１９が中間転写ベルト１６に対して離当接自在に設けられるとともに、２次転写ローラ１９を離当接駆動する２次転写ローラ駆動機構１１１が設けられている。なお、２次転写ローラ駆動機構１１１では、その一端に２次転写ローラ１９が回転自在に取り付けられた回動レバー４２が固定軸４１に回動自在に枢支されている。また、その回動レバー４２の他端と第１の開閉部材３との間にスプリング４３が配設されており、その付勢力によって２次転写ローラ１９は図示矢印方向に移動し、中間転写ベルト１６および駆動ローラ１４に押圧されている。また、２次転写ローラ駆動機構１１１は偏心カム４４を有しており、この偏心カム４４は回動レバー４２のスプリング４３側に設けられている。そして、図示を省略するクラッチを介して駆動モータの駆動力によって偏心カムが回転すると、回動レバー４２がスプリング４３に抗して回動し、２次転写ローラ１９を中間転写ベルト１６から離間させる。

定着ユニット１２は、ハロゲンヒータ等の発熱体を内蔵して回転自在な加熱ローラ４５と、この加熱ローラ４５を押圧付勢する加圧ローラ４６と、加圧ローラ４６に揺動可能に配設されたベルト張架部材４７と、加圧ローラ４６とベルト張架部材４７間に張架された耐熱ベルト４９を有している。そして、シートＳに２次転写された画像は、加熱ローラ４５と耐熱ベルト４９で形成するニップ部で所定の温度でシートＳに定着される。本実施形態においては、中間転写ベルト１６の斜め上方に形成される空間、換言すれば、中間転写ベルト１６に対して画像形成ユニット６と反対側の空間に定着ユニット１２を配設することが可能になり、電装品ボックス５、画像形成ユニット６および中間転写ベルト１６への熱伝達を低減することができ、各色の色ずれ補正動作を行う頻度を少なくすることができる。

また、こうして定着処理を受けたシートＳは排紙ローラ対３９を経由して装置本体の上面部に設けられた第２の開閉部材（排紙トレイ）４に搬送される。また、シートＳの両面に画像を形成する場合には、上記のようにして片面に画像を形成されたシートＳの後端部が排紙ローラ対３９後方の反転位置まで搬送されてきた時点で排紙ローラ対３９の回転方向を反転し、これによりシートＳは両面プリント用搬送路４０に沿って搬送される。そして、レジストローラ対３７の手前で再び搬送経路に乗せられるが、このとき、２次転写領域において中間転写ベルト１６と当接して画像を転写されるシートＳの面は、先に画像が転写された面とは反対の面である。このようにして、シートＳの両面に画像を形成することができる。

また、この装置１では、図２に示すように、メインコントローラ５１のＣＰＵ５１１により制御される表示部５４を備えている。この表示部５４は、例えば液晶ディスプレイにより構成され、ＣＰＵ５１１からの制御指令に応じて、ユーザへの操作案内や画像形成動作の進行状況、さらに装置の異常発生やいずれかのユニットの交換時期などを知らせるための所定のメッセージを表示する。

なお、図２において、符号５１３はホストコンピュータなどの外部装置よりインターフェース５１２を介して与えられた画像を記憶するためにメインコントローラ５１に設けられた画像メモリである。また、符号５２３はＣＰＵ５２１が実行する演算プログラムやエンジン部ＥＧを制御するための制御データなどを記憶するためのＲＯＭ、また符号５２４はＣＰＵ５２１における演算結果やその他のデータを一時的に記憶するＲＡＭである。

上記のように構成された画像形成装置では、ホストコンピュータなどの外部装置から画像形成指令（印字指令）がメインコントローラ５１に与えられると、ＣＰＵ５１１はエンジン部ＥＧの動作指示に適した形式のジョブデータに変換し、エンジンコントローラ５２に送出する。これを受けたエンジンコントローラ５２はエンジン部ＥＧ各部を制御し、各画像形成ステーションＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋにおいて、帯電部材２２による帯電動作、像書込部材２３による潜像形成動作、および現像部２４によるトナー現像動作が実行されて潜像担持体２０の表面にトナー像が形成される。また、各色のトナー像は１次転写位置ＴＲ1で中間転写ベルト１６に転写されてカラー画像が形成される（印字動作）。このカラー画像は２次転写位置でシートＳに転写されるとともに、該シートＳに対して定着ユニット１２による定着処理が施された後、排紙トレイに搬送される。

また、帯電動作に伴って硝酸または硝酸塩などの薄膜が潜像担持体２０の表面に生成物として形成されることがあるが、上記のように構成された実施形態では印字動作中に潜像担持体２０から効果的に除去される。すなわち、この実施形態では、帯電部材２２および現像ローラ３３がそれぞれ潜像担持体２０の周速Ｖ20と異なる周速Ｖ22、Ｖ33で回転しながら潜像担持体２０の表面に摺接している。そのため、これらの２つの摺接位置のうち潜像担持体２０の回転方向Ｄ20における上流側の摺接位置（上流側摺接位置）、つまり現像位置Ｐdvで発生する摩擦力によって、潜像担持体２０の表面に付着している生成物ＤＰが削られてチップ状となり、該チップ状生成物ＤＰＣが該表面から浮いた状態となる（図３（ｂ））。このように帯電動作に伴って発生する生成物ＤＰを上流側摺接位置でチップ状にして該表面から浮かす「削り工程」を実行している。また、こうして形成されたチップ状生成物ＤＰＣの一部は上流側摺接位置で現像ローラ３３により除去回収される可能性があるが、残りのチップ状生成物ＤＰＣは潜像担持体２０に残存しまま１次転写位置ＴＲ1を介して下流側摺接位置（帯電位置Ｐcg）に搬送される。この下流側摺接位置では、同図（ａ）および（ｃ）に示すように、帯電部材２２が潜像担持体２０と異なる周速Ｖ22で回転しながら潜像担持体２０の表面に摺接している。このため、上流側摺接位置から搬送されてきたチップ状生成物ＤＰＣが下流側摺接位置で帯電部材２２に回収される（回収工程）。このように２段階工程によって潜像担持体２０から生成物ＤＰを効果的に除去することができる。その結果、生成物ＤＰによる異常画像が生じるのを防止して良好な印字処理を行うことが可能となる。

なお、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて上述したもの以外に種々の変更を行うことが可能である。例えば、上記実施形態では、現像位置Ｐdvと帯電位置Ｐcgをそれぞれ上流側摺接位置および下流側摺接位置として設けているが、上流側摺接位置および下流側摺接位置の設定位置はこれに限定されるものではない。例えば図４に示すように、１次転写位置ＴＲ1を下流側摺接位置に設定するようにしてもよい。すなわち、中間転写ベルト１６の周速を潜像担持体２０の周速Ｖ20と異なる値、例えば１０３％に設定してもよい。この場合、上流側摺接位置（現像位置Ｐdv）から搬送されてきたチップ状生成物ＤＰＣが下流側摺接位置（１次転写位置ＴＲ1）で中間転写ベルト１６に回収される。その結果、第１実施形態と同様の作用効果を得ることができる。この場合、帯電部材２２の帯電方式は任意であり、第１実施形態と同様に接触方式を採用してもよいし、また例えばスコロトロン帯電などの非接触帯電方式を採用してもよい。

また、図５に示すように、１次転写位置ＴＲ1を上流側摺接位置に設定するようにしてもよい。すなわち、現像部２４での現像方式として非接触方式を採用するとともに、中間転写ベルト１６の周速を潜像担持体２０の周速Ｖ20と異なる値、例えば１０３％に設定してもよい。この場合、１次転写位置（上流側摺接位置）ＴＲ1で発生する摩擦力によって、潜像担持体２０の表面に付着している生成物ＤＰが削られてチップ状となり、該チップ状生成物ＤＰＣが該表面から浮いた状態となる。そして、該チップ状生成物ＤＰＣが下流側摺接位置で帯電部材２２に回収される（回収工程）。その結果、第１実施形態と同様の作用効果を得ることができる。

また、図６に示すように、帯電部材２２をちらし部材２２Ａと帯電ローラ２２Ｂとで構成し、いわゆるちらし帯電動作を行う装置においても、次のように構成することで上記実施形態と同様の作用効果が得られる。この場合、同図に示すように、ちらし部材２２Ａは潜像担持体２０の周速Ｖ20と異なる周速Ｖ22a、例えば２・Ｖ20で回転しながら潜像担持体２０の表面に摺接している。このため、１次転写位置（上流側摺接位置）ＴＲ1で形成されたチップ状生成物ＤＰＣが、ちらし部材２２Ａが潜像担持体２０の表面に摺接するちらし位置Ｐscに搬送されてちらし部材２２Ａにより回収される（回収工程）。その結果、第１実施形態と同様の作用効果を得ることができる。なお、ここでは、１次転写位置ＴＲ1を上流側摺接位置としているが、現像位置Ｐdvを上流側摺接位置とした場合も同様である。

また、上記実施形態では、摺接位置を２箇所に設けているが、摺接位置の個数は上記実施形態に限定されるものではなく、３箇所以上設けてもよい。また、配設位置についても任意である。また、各摺接位置での潜像担持体２０に対する当接回転部材や中間転写ベルト１６の周速は上記実施形態における値に限定されるものではなく、潜像担持体２０の周速Ｖ20と異なる周速に設定することで同様の作用効果を得ることができる。

また、中間転写媒体として中間転写ベルト１６を用いた画像形成装置に対して本発明を適用したが、中間転写ドラムなどの中間転写媒体を用いた画像形成装置や潜像担持体２０上のトナー像をシートＳに直接転写する画像形成装置に対しても本発明を適用することができる。

また、上記各実施形態は、イエロー、マゼンタ、シアンおよびブラックの４色のトナーを用いて画像を形成する装置に本発明を適用したものであるが、トナー色の種類および数については上記に限定されるものでなく任意である。さらに、タンデム方式の画像形成装置のみでなく、いわゆるロータリー現像方式の装置に対しても本発明を適用可能である。

本発明にかかる画像形成装置の第１実施形態を示す図。 図１の画像形成装置の電気的構成を示すブロック図。 各画像形成ステーションの概略構成を示す模式図。 本発明にかかる画像形成装置の第２実施形態を示す図。 本発明にかかる画像形成装置の第３実施形態を示す図。 本発明にかかる画像形成装置の第４実施形態を示す図。

符号の説明

１…画像形成装置、 １６…中間転写ベルト（中間転写媒体）、 ２０…潜像担持体、 ２２…帯電部材（機能部材、当接回転部材）、 ２２Ａ…ちらし部材（機能部材、当接回転部材）、 ２３…像書込部材（機能部材）、 ２４…現像ローラ（機能部材、当接回転部材）、 ５２…エンジンコントローラ（制御手段）、 ５２１…ＣＰＵ（制御手段）、 ＤＰ…生成物、 Ｐcg…帯電位置（摺接位置）、 Ｐdv…現像位置（摺接位置）、 Ｐsc…ちらし位置（摺接位置）、 ＴＲ1…１次転写位置（摺接位置）

Claims (6)

1. 所定の周速で回転する潜像担持体と、前記潜像担持体の周囲に配置された複数の機能部材と、回転しながら前記潜像担持体と当接するように設けられた中間転写媒体とを備え、前記潜像担持体の帯電動作、前記潜像担持体への潜像の形成動作、該潜像のトナー現像動作、および該トナー現像により形成されるトナー像の前記中間転写媒体への転写動作を行って印字処理を実行するとともに、前記潜像担持体の回転方向において帯電動作を行う位置から前記転写動作を行う位置までの範囲内で、転写後に前記潜像担持体に残留するトナーを回収するクリーナレスシステムを用いた画像形成装置において、
   前記複数の機能部材のうち少なくとも１つ以上が前記印字処理中に前記潜像担持体と当接しながら回転する当接回転部材で構成され、しかも、
   該当接回転部材および前記中間転写媒体のうちの少なくとも２つ以上がそれぞれ前記潜像担持体の周速と異なる周速で回転することを特徴とする画像形成装置。
2. 前記当接回転部材として、前記帯電動作を実行する接触式帯電部材と、前記トナー現像を実行する接触現像部材がそれぞれ設けられるとともに、前記接触式帯電部材および前記接触現像部材はそれぞれ前記潜像担持体の周速よりも速い周速で回転する請求項１記載の画像形成装置。
3. 前記当接回転部材として前記帯電動作を実行する接触式帯電部材が設けられるとともに、前記接触式帯電部材および前記中間転写媒体はそれぞれ前記潜像担持体の周速よりも速い周速で回転する請求項１記載の画像形成装置。
4. 前記転写動作を受けた前記潜像担持体の表面にちらし部材を当接させた後で該表面を帯電させるちらし帯電動作を前記帯電動作として実行する請求項２または３記載の画像形成装置であって、
   前記ちらし部材が前記当接回転部材として設けられるとともに、前記潜像担持体の周速よりも速い周速で回転する画像形成装置。
5. 前記当接回転部材として前記トナー現像を実行する接触現像部材が設けられるとともに、前記接触現像部材および前記中間転写媒体はそれぞれ前記潜像担持体の周速よりも速い周速で回転する請求項１記載の画像形成装置。
6. 球形度が０．９６以上のトナー粒子を用いてトナー像を形成する請求項１ないし５のいずれかに記載の画像形成装置。

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