JP2007079332A - カラー画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 環境等の変化がある場合においても、導電性ブラシの調整パラメータである印加電圧等の制御により、導電性ブラシを通過する残留トナーの通過率を精度よく調整し、再利用することで、良好な画像品質を維持できるカラー画像形成装置を提供する。
【解決手段】 画像形成部、一次転写される中間転写ベルト１５、二次転写する二次転写装置、残留トナーをクリーニングするベルトクリーナ４１、及び、残留トナーを黒の画像形成部に補給する又は残留トナーを廃トナーボックスに廃棄するリクレーム手段を備え、ベルトクリーナ４１は、中間転写ベルト１５の移動方向に対して上流側に、導電性ブラシ１０２、中間転写ベルト１５体の移動方向に対して下流側に、クリーニングブレード１０３を有するカラー画像形成装置において、二次転写装置の下流側であってベルトクリーナ４１の上流側に、残留トナーを帯電する残留トナー帯電手段１２４を設けたことを特徴とする。
【選択図】 図５

Description

本発明は、電子写真方式などを適用したプリンタ、複写機、及びファクシミリ、或いはこれらの機能を兼ね備えた複合機等のカラー画像形成装置に関するものである。

一般に、電子写真方式を採用したカラー画像形成装置としては、互いに異なる色のトナー像を形成する複数の画像形成部、複数の画像形成部で形成されたトナー像を同一位置が基準となるように重ねて一次転写される中間転写体、中間転写体に一次転写されたトナー像を記録媒体に二次転写する二次転写手段、二次転写手段で中間転写体に残留した残留トナーをクリーニングするクリーニング手段、並びに、クリーニング手段でクリーニングした残留トナーを黒の画像形成部に補給するリクレーム（再利用）手段及び残留トナーを廃トナーボックスに廃棄する廃棄手段を備えるカラー画像形成装置が知られている。

従来、上記のカラー画像形成装置では、中間転写体は記録媒体と接触するため中間転写体に紙粉等の異物が付着する。異物がクリーニング手段でクリーニングされてリクレーム手段により黒の画像形成部に補給された場合、現像器でのトリマ詰まりにより、画像部に白筋が発生したり、現像されて色点が発生する等の問題点がある。

そこで、上記のような問題点を解決するために本出願人は特願２００５−０６５２３３にて下記の発明を出願している。

互いに異なる色のトナー像を形成する複数の画像形成部を備え、前記複数の画像形成部で形成された各色のトナー像を、中間転写体上に多重に転写した後、記録媒体上に二次転写することにより画像を形成するカラー画像形成装置において、前記中間転写体上に残留した転写残トナーを除去するクリーニング手段を複数設け、前記複数のクリーニング手段のうち、紙粉等の異物の含有量が少量の少なくとも１つのクリーニング手段によって回収されたトナーを黒色の現像手段へ戻して再利用することを特徴とするカラー画像形成装置であって、前記複数のクリーニング手段のうち、少なくとも最も上流側のクリーニング手段で回収された回収物を廃棄するように構成したことを特徴とするカラー画像形成装置であって、更に、前記複数のクリーニング手段のうち、最上流側に配置されるクリーニング手段として、ブラシ状のクリーング手段を用い、下流側に配置されるクリーニング手段として、ブラシ状又はブレード状のクリーング手段を用いたことを特徴とするカラー画像形成装置である。
本例によれば、紙粉等の異物を効率良く除去することができ、白抜け等の画像ディフェクト等が発生するのを防止することができる。
また、紙粉等の異物は中間転写体との電気的な付着力が弱いと共に、残留トナーの大きさと比較して大きく、上流側に配置されているブラシ状のクリーニング手段でクリーニングされ易く、一方、残留トナーは帯電しているため中間転写体との電気的付着力が強く、上流側に配置されているブラシ状のクリーニング手段ではクリーニングされ難いので、残留トナーは下流側に配置されているブレード状のクリーング手段へと通過させることができ、異物のないリクレームトナーをブレード状のクリーング手段でクリーニングすることができる。

また、本出願人は、過剰リクレームによる画像かぶりや黒の色再現性、及びリクレーム量の低下による廃棄トナーの増大という問題点に対して、同出願番号で下記の発明を出願している。

互いに異なる色のトナー像を形成する複数の画像形成部を備え、前記複数の画像形成部で形成された各色のトナー像を、中間転写体上に多重に転写した後、記録媒体上に二次転写することにより画像を形成するカラー画像形成装置において、前記中間転写体上に残留した転写残トナーを除去するクリーニング手段を複数設け、前記複数のクリーニング手段のうち、少なくとも１つのクリーニング手段によって回収されたトナーを黒色の現像手段へ戻して再利用するとともに、前記黒色の現像手段へ戻して再利用するトナーを回収するクリーニング手段の回収量を調整する調整手段を備えたことを特徴とするカラー画像形成装置であって、前記調整手段は、複数のクリーニング手段のうち、最も上流側に配置されたクリーニング手段の回収量を調整するように構成したことを特徴とするカラー画像形成装置であって、更に、前記調整手段は、ブラシ状のクリーニング手段に印加する電圧、食い込み量、又は回転数を調整することにより、クリーニング手段の回収量を調整するように構成したことを特徴とするカラー画像形成装置である。

しかしながら、上記従来技術の場合には、残留トナーの電荷量は、環境や転写条件、及び画像種によって変動するため、残留トナーと中間転写体との電気的付着力も変動し、上流側に配置されているブラシ状のクリーニング手段の調整パラメータである印加電圧、食い込み量、回転数が同じで機械的な掻き取り力や電界が同一であっても、残留トナーが上流側に配置されているブラシ状のクリーニング手段を通過する通過率が変化する。従って、下流のクリーニング手段に回収されるリクレームトナー量を上流ブラシクリーニング手段にての調整パラメータで制御しようとしても、画像種や環境などによりばらつきが大きいという問題があった。特に、残留トナーの帯電が低いと残留トナーと中間転写体との付着力が低下し、上流側に配置されているブラシ状のクリーニング手段でクリーニングする残留トナー量が増加して黒の画像形成部に供給されるトナーに対するリクレームされる残留トナーの比であるリクレーム率が減少する。

そこで、本発明は、上記従来技術の問題点を解決するためになされたものであって、その目的とするところは、環境、転写条件、画像種等の変化がある場合においても、上流側に配置されているブラシ状のクリーニング手段の調整パラメータである印加する電圧、食い込み量、又は回転数の制御により、上流側に配置されているブラシ状のクリーニング手段を通過する残留トナーの通過率、つまり下流クリーニング手段で回収するリクレームトナー量を精度よく調整し、再利用することで、良好な画像品質を維持できるカラー画像形成装置を提供することを目的とする。

即ち、本発明は、互いに異なる色のトナー像を形成する複数の画像形成部、複数の画像形成部で形成されたトナー像を同一位置が基準となるように重ねて一次転写される中間転写体、中間転写体に一次転写されたトナー像を記録媒体に二次転写する二次転写手段、二次転写手段で中間転写体に残留した残留トナーをクリーニングするクリーニング手段、及び、クリーニング手段でクリーニングした残留トナーを黒の画像形成部に補給する又は残留トナーを廃トナーボックスに廃棄するリクレーム手段を備え、クリーニング手段は、中間転写体の移動方向に対して上流側に、紙粉等の異物、及び、残留トナー量を調整可能にクリーニングする導電性ブラシ、中間転写体の移動方向に対して下流側に、導電性ブラシを通過した残留トナーをクリーニングするクリーニングブレードを有するカラー画像形成装置において、二次転写手段における中間転写体の移動方向に対して下流側であってクリーニング手段における中間転写体の移動方向に対して上流側に、残留トナーを帯電する残留トナー帯電手段を設けたことを特徴とするカラー画像形成装置である。
これによれば、環境、転写条件、画像種等の変化があっても、上流側に配置されているブラシ状のクリーニング手段の調整パラメータである印加する電圧、食い込み量、又は回転数の所定の調整により、上流側に配置されているブラシ状のクリーニング手段を通過する残留トナーの通過率を精度よく調整できる。従って、所望のリクレーム量に対して、下流側に配置されているクリーニングブレードで回収される残留トナー量にばらつきが生じないため、過剰リクレームによる黒の色再現性の悪化、黒の現像器内のトナー帯電低下による画像かぶり及び装置内部のクラウド汚染を防止できると共に、残留トナーのリクレーム量低下時における廃棄トナー量の増加による資源の再利用率の低下、及び廃トナーボックスの短寿命化を防止することができる。

本発明において、複数の画像形成部に形成されるトナー像におけるトナーの極性はマイナス極性、残留トナー帯電手段で残留トナーに帯電させる極性はマイナス極性、及び、クリーニング手段の導電性ブラシを帯電させる極性はマイナス極性であるのがよい。

また、本発明において、残留トナー帯電手段は、中間転写体に対して非接触であるのがよい。

本発明によれば、環境、転写条件、画像種等の変化があっても、上流側に配置されているブラシ状のクリーニング手段の調整パラメータである印加する電圧、食い込み量、又は回転数の所定の調整により、上流側に配置されているブラシ状のクリーニング手段を通過する残留トナーの通過率を精度よく調整できる。従って、所望のリクレーム量に対して、下流側に配置されているクリーニングブレードで回収される残留トナー量にばらつきが生じないため、過剰リクレームによる黒の色再現性の悪化、黒の現像器内のトナー帯電低下による画像かぶり及び装置内部のクラウド汚染を防止できる。

以下に、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。

[参考例]
図１〜図４は、本発明に係るカラー画像形成装置おける参考例を示す図である。

図１は、本参考例における画像形成装置を示す概略図である。同図に示す画像形成装置は、所謂タンデム型の画像形成装置であって、例えば電子写真方式にて各色成分のトナー像が形成される複数の画像形成ユニット１０（１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋ）と、各画像形成ユニット１０にて形成された各色成分トナー像を順次転写（一次転写）して保持させる無端状の中間転写ベルト（トナー像の担持体）１５と、中間転写ベルト１５上に転写された重ね画像を転写材としての用紙Ｐに一括転写（二次転写）させる二次転写装置２０と、二次転写された画像を用紙Ｐ上に定着させる定着装置３０とを備えている。また、各装置（各部）の動作を制御する制御部４０を有している。

本参考例において、各画像形成ユニット１０（１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋ）は、矢印Ａ方向に回転する感光体ドラム１１の周囲に、これらの感光体ドラム１１が帯電される帯電器１２と、感光体ドラム１１上に静電潜像が書き込まれるレーザ露光器１３（図中露光ビームを符号Ｂｍで示す）と、各色成分トナーが収容されて感光体ドラム１１上の静電潜像をトナーにより可視像化する現像装置１４と、感光体ドラム１１上に形成された各色成分トナー像を中間転写ベルト１５に転写する一次転写ロール１６と感光体ドラム１１上の残留トナーが除去されるドラムクリーナ１７等との電子写真用デバイスが順次配設されている。これらの画像形成ユニット１０は、中間転写ベルト１５の上流側から、イエロー（Ｙ色）、マゼンタ（Ｍ色）、シアン（Ｃ色）、黒（Ｋ色）の順に配置されている。

また、中間転写体である中間転写ベルト１５は、ポリイミド或いはポリアミド等の樹脂にカーボンブラック等の導電剤を適当量含有させたものが用いられ、その体積抵抗率が１０⁶〜１０¹⁴Ω・ｃｍとなるように形成されており、その厚みは例えば０．１ｍｍ程度のフィルム状の無端ベルトで構成されている。中間転写ベルト１５は、各種ロールによって図に示すＢ方向に所定の速度で循環駆動（回動）可能に構成されている。この各種ロールとして、図示しないモータにより駆動されて中間転写ベルト１５を回動させる駆動ロール３１と、中間転写ベルト１５に対して一定の張力を与えると共に中間転写ベルトの蛇行を防止する機能を備えたテンションロール３２と、中間転写ベルト１５を支持し、一定の張力を与える従動ロール３５と、二次転写する部分に設けられたバックアップロール（支持ロール）２８とを有している。

各感光体ドラム１１に対向して設けられたＩＢＴモジュール１８において、略直線状に延びる中間転写ベルト１５の内側に設けられる各一次転写ロール１６には、トナーの帯電極性と逆極性の電圧が印加されるようになっている。これにより、各々の感光体ドラム１１上のトナー像が中間転写ベルト１５に順次、静電吸引され、中間転写ベルト１５上に重ねトナー像が形成されるようになっている。

二次転写装置２０は、中間転写ベルト１５のトナー像担持面側に配置される無端ベルトである二次転写搬送ベルト（転写ベルト）２１を備えている。その対向ロールとしてのバックアップロール２８は、表面にカーボンを分散したＥＰＤＭとＮＢＲのブレンドゴムのチューブで、内部はＥＰＤＭゴムからなり、その表面抵抗率が１０⁷〜１０¹⁰Ω／□でロール径が２８ｍｍとなるように形成され、硬度は例えば７０度（アスカーＣ）に設定されている。バックアップロール２８は、中間転写ベルト１５の裏面側に配置されて二次転写搬送ベルト２１の対向電極をなし、二次転写バイアスを安定的に印加させるための金属製の給電ロール２９が当接配置されている。

一方、二次転写搬送ベルト２１は、金属例えばＳＵＳや、体積抵抗が１０⁹Ω以下の半導電性のゴムロールなどからなる駆動ロール（転写ロール）２２と、例えばゴムロールからなる従動ロール２３とによって張架された、例えば体積低効率が１０⁶〜１０¹⁰Ω・ｃｍの半導電性の無端ベルトであり、１００％伸張モジューラスが３．８ＭＰａの材料が使用されている。この二次転写搬送ベルト２１は、駆動ロールによって所定の速度で搬送され、また、駆動ロール２２と従動ロール２３とによって所定のテンションが与えられている。

駆動ロール２２は、二次転写搬送ベルト２１及び中間転写ベルト１５を挟んでバックアップロール２８に圧接配置され、二次転写搬送ベルト２１に搬送される用紙Ｐに対して二次転写を施すための二次転写ロールとして機能している。また、バックアップロール２８と駆動ロール２２との圧力状態を変えることで二次転写部材の当接状態を変えることができ、アライメント調整、画像平行度の調整を行うことができる。従動ロール２３の径は、薄紙コート紙などが搬送された場合であっても二次転写搬送ベルト２１に巻きつかない程度に、小さな径が採用されている。更に、二次転写搬送ベルト２１には、中間転写ベルト１５と当接する二次転写部の上流側近傍に、導電性のファーブラシ２４及び回収ローラ２６を備えた第１のクリーニング装置６０と、導電性のファーブラシ２５及び回収ローラ２７を備えた第２のクリーニング装置７０とが配置されている。導電性のファーブラシ２４，２５は、二次転写搬送ベルト２１に接触して配置され、二次転写搬送ベルト２１に付着した汚れを除去する。回収ローラ２６，２７は、ファーブラシ２４，２５に隣接して配置され、ファーブラシ２４，２５で除去された汚れを回収する。

また、バックアップロール２８の下流側には、二次転写後の中間転写ベルト１５上の残留トナーや紙粉を除去し、中間転写ベルト１５の表面をクリーニングするベルトクリーナ４１が接離自在に設けられている。一方、イエローの画像形成ユニット１０Ｙの上流側には、各画像形成ユニット１０における画像形成タイミングをとるための基準となる基準信号を発生する基準センサ（ホームポジションセンサ）４３が配置されている。この基準センサ４３は、中間転写ベルト１５の裏側に設けられた所定のマークを認識して基準信号を発生し、この基準信号の認識に基づく制御部４０からの指示により、各画像形成ユニット１０は画像形成を開始するように構成されている。また、黒の画像形成ユニット１０Ｋの下流側には、画質調整を行うための画像濃度センサ４２が配設されている。

更に、本参考例では、用紙搬送系として、用紙Ｐを収容する用紙トレイ５０と、この用紙トレイ５０に集積された用紙Ｐを所定のタイミングで取り出して搬送するピックアップロール５１と、ピックアップロール５１にて繰り出された用紙Ｐを搬送する搬送ロール５２と、搬送ロール５２により搬送された用紙Ｐを二次転写装置２０による二次転写位置へと送り込むシュート５３と、二次転写後の用紙Ｐを定着装置３０へと搬送する無端ベルトである搬送ベルト５４，５５と、搬送ベルト５４，５５間で用紙Ｐを案内するシュート５６とを備えている。搬送ベルト５４，５５は、駆動ロールと従動ロールとで構成される無端ベルト張架搬送手段を備えている。

次に、本参考例に係る画像形成装置の基本的な作像プロセスについて説明する。図示しない画像読取装置（ＩＩＴ）や図示しないパーソナルコンピュータ（ＰＣ）等から出力される画像データは、図１に示す画像形成装置に入力される。画像形成装置では、図示しない画像処理装置（ＩＰＳ）にて所定の画像処理が施された後、画像形成ユニット１０等によって作像作業が実行される。画像処理装置（ＩＰＳ）では、入力された反射率データに対して、シェーディング補正、位置ズレ補正、明度／色空間変換、ガンマ補正、枠消しや色編集、移動編集等の画像処理が施される。画像処理が施された画像データは、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（Ｋ）の各色のトナー像として現像される。

画像形成ユニット１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋの感光体ドラム１１上に形成されたトナー像は、各感光体ドラム１１と中間転写ベルト１５とが当接する一次転写部にて、中間転写ベルト上に転写される。より具体的には、一次転写部において、一次転写ロール１６にて中間転写ベルト１５の基材に対しトナーの帯電極性と逆極性の電圧が付加され、未定着トナー像が中間転写ベルト１５の表面に順次重ね合わされて一次転写が行われる。このようにして一次転写された未定着トナー像は、中間転写ベルト１５の回転に伴って二次転写装置２０に搬送される。

一方、用紙搬送系では、画像形成のタイミングに合わせてピックアップロール５１が回転し、用紙トレイ５０から所定サイズの用紙Ｐが供給される。ピックアップロール５１により供給された用紙Ｐは、搬送ロール５２により搬送され、搬送シュート５３を経て二次転写装置２０に到達する。この二次転写装置２０に到達する前に、搬送シュート５３が、二次転写搬送ベルト２１の上昇動作（アドバンス動作）に連動して上昇し、二次転写装置２０への搬送路を形成している。用紙Ｐは一旦停止され、前述のようにしてトナー像が担持された中間転写ベルト１５の移動タイミングに合わせてレジストロール（図示せず）が回転することで、用紙Ｐの位置とトナー像の位置との位置合わせがなされる。

二次転写装置２０では、用紙Ｐへの二次転写のタイミングに合わせ、半導電性の二次転写搬送ベルト２１及び中間転写ベルト１５が間に挟まれた状態にて駆動ロール２２がバックアップロール２８に押圧される。このとき、タイミングを合わせて搬送される用紙Ｐは、中間転写ベルト１５と二次転写搬送ベルト２１との間に挟み込まれる。かかる際に、給電ロール２９にトナーの帯電電極と同極性の電圧（正規の転写バイアス）が印加されると、二次転写搬送ベルト２１に対向電極として転写電界が形成され、駆動ロール２２とバックアップロール２８とによって押圧される二次転写位置にて、中間転写ベルト１５上に担持された未定着トナー像が用紙Ｐに静電転写される。

その後、トナー像が静電転写された用紙Ｐは、二次転写搬送ベルト２１によって中間転写ベルト１５から剥離された状態でそのまま搬送され、二次転写搬送ベルト２１の用紙搬送方向下流側に設けられた搬送ベルト５４まで一定速度で搬送される。搬送ベルト５４の終端まで搬送された用紙Ｐは、シュート５６を介して搬送ベルト５５に移送される。搬送ベルト５５では、定着装置３０における最適な搬送速度に合わせて速度を変え、用紙Ｐを定着装置３０まで搬送する。用紙Ｐ上の未定着トナー像は、定着装置３０によって熱及び圧力で定着処理を受けることで用紙Ｐ上に定着され、定着画像が形成された用紙Ｐは、排出ロール（図示せず）によって装置の外部に排出される。一方、用紙Ｐへの転写が終了した後、中間転写ベルト１５上に残った残留トナーは、中間転写ベルト１５の回動に伴ってＩＢＴクリーニング部まで搬送され、ベルトクリーナ４１によって中間転写ベルト１５上から除去される。

図２は、本参考例におけるＩＢＴクリーニング部の詳細を示す図である。本参考例に係るカラー画像形成装置は、互いに異なる色のトナー像を形成する複数の画像形成部を備え、前記複数の画像形成部で形成された各色のトナー像を、中間転写体上に多重に転写した後、記録媒体上に二次転写することにより画像を形成するカラー画像形成装置において、前記中間転写体上に残留した転写残トナーを除去するクリーニング手段を複数設け、前記複数のクリーニング手段のうち、紙粉等の異物の含有量が少量の少なくとも１つのクリーニング手段によって回収されたトナーを黒色の現像手段へ戻して再利用するように構成されている。

また、本参考例に係るカラー画像形成装置は、前記複数のクリーニング手段のうち、少なくとも最も上流側のクリーニング手段で回収された回収物を廃棄するように構成されている。

更に、本参考例に係るカラー画像形成装置は、前記複数のクリーニング手段のうち、最上流側に配置されるクリーニング手段として、ブラシ状のクリーング手段を用い、下流側に配置されるクリーニング手段として、ブラシ状又はブレード状のクリーング手段を用いるように構成されている。

即ち、上記カラー画像形成装置は、中間転写体としての中間転写ベルト１５上に残留した残留トナーを除去するベルトクリーナ４１を備えており、このベルトクリーナ４１には、複数のクリーニング手段のうち、第１のクリーニング手段として導電性ブラシ１０２と、第２のクリーニング手段としてクリーニングブレード１０３が配設されている。尚、上記導電性ブラシ１０２とクリーニングブレード１０３との間は、仕切り壁１０７によって仕切られており、これら導電性ブラシ１０２及びクリーニングブレード１０３によって回収された紙粉等の異物やトナーとが交じり合わないように構成されている。また、上記仕切り壁１０７の先端部は、中間転写ベルト１５の表面と所定の間隙（例えば、数ｍｍ程度）を介して離間するように配置されている。

上記ベルトクリーナ４１は、中間転写ベルト１５の移動方向の上流側に、第１のクリーニング手段として導電性ブラシ１０２が、当該中間転写ベルト１５の移動方向と逆方向、或いは同方向に所定の回転速度で回転するように配設されている。この導電性ブラシ１０２は、円筒状の基材の表面に、例えば、太さ２デニールの毛足が細くて長い導電性繊維を、１２万本／ｉｎｃｈ²程度の密度で密に植毛して構成されており、当該導電性ブラシ１０２は、その表面が０〜２．５ｍｍ程度、中間転写ベルト１５の表面に食い込むように当接されている。また、上記導電性ブラシ１０２の回転速度は、例えば、中間転写ベルト１５の周速に対して、０．１〜３倍の周速に設定されている。一方、同方向に回転させる場合は、１．１〜５倍に設定する。回転方向については設計容易性、或いはトナー種、二次転写条件、中間転写ベルト１５の物性、導電性ブラシ１０２種などによる回収性能により最適な方を選択する。

また、上記導電性ブラシ１０２には、例えば、中間転写ベルト１５を介して対向する駆動ロール３１と同電位（例えば、接地電位）に保持される。残留トナーは、正又は負極性のいずれかに帯電しているため、中間転写ベルト１５との電気的な付着力により、導電性ブラシ１０２に機械的に回収されにくいのに対し、紙粉などの電荷量が小さく電気的付着力が弱い上にトナーと比較すると大きくブラシにからまり回収し易い。

或いは、本参考例では負極性に正規帯電するトナーを用いており、接地された中間転写ベルト１５に対して、負極性の電圧を印加する。負極性に帯電した残留トナーは回収されるが、正極性の紙粉等については、電気的な力により回収率をさらに上げることが可能となる。

上記の効果により、この導電性ブラシ１０２では、用紙Ｐの紙粉等の異物を、優先的に回収することができる。

更に、上記導電性ブラシ１０２の表面には、金属製のロール等からなるデトーニングロール１０４が当接されており、当該導電性ブラシ１０２によって回収された紙粉等の異物は、静電気的な力又は物理的な付着力によってデトーニングロール１０４の表面に転移するように構成されている。そして、上記デトーニングロール１０４の表面に転移した紙粉等の異物は、当該デトーニングロール１０４の表面に圧接する金属製のスクレーパ１０５によって掻き落され、オーガ等の搬送部材１０６により廃棄経路へ搬送されて、図示しない回収ボックスに回収されるようになっている。

尚、上記導電性ブラシ１０２は、中間転写ベルト１５と非接触状態に配置し、静電気的な力のみによって、紙粉等の異物を除去するように構成してもよい。このときの上記導電性ブラシ１０２と中間転写ベルト１５とのギャップは、２ｍｍ以下に設定される。

これによれば、紙粉の回収率はやや下がるが、後述するような黒の現像器にて再利用する下流側のクリーニング手段でのトナー回収量を増やすことができる。

一方、上記クリーニングブレード１０３は、例えば、所定の厚さを有するウレタンゴム等の合成樹脂によって形成されており、中間転写ベルト１５の移動方向と逆方向から、当該中間転写ベルト１５の表面に圧接するように、所謂ドクターブレードとして機能するように配設されている。また、上記クリーニングブレード１０３によって回収されたトナーは、画像の形成に再利用（リクレーム）するため、長尺なオーガ等の搬送部材１０８によって黒色の現像器１４へと搬送されて、当該黒色の現像器１４の内部に新たなトナーとともに、又は新たなトナーと異なるタイミングで供給される。なお、上記第２のクリーニング手段としては、クリーニングブレード１０３の代わりに、金属製の薄板からなるスクレーパや、回転ブラシあるいは導電性ブラシを用いてもよい。

以上の構成において、本参考例に係るカラー画像形成装置では、次のようにして、紙粉等の異物を効率良く除去することができると共に、十分な耐久性を有し、且つ装置が大型化することを防止することが可能となっている。

即ち、本参考例に係るカラー画像形成装置では、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（Ｋ）の各色の画像形成部１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋによって、所定の色のトナー像を形成した後、これら各色の画像形成部１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋによって形成された所定の色のトナー像を、中間転写ベルト１５上に多重に転写し、当該中間転写ベルト１５上に多重に転写された所定の色のトナー像を、二次転写位置において用紙Ｐ上に一括して二次転写すると共に、定着器３０によって定着することにより、フルカラーの画像を形成するようになっている。

その際、上記イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（Ｋ）の各色のトナー像の二次転写が終了した後の中間転写ベルト１５上には、用紙Ｐ上に転写されなかった残留トナー１１０が残留し、用紙Ｐと接触することによって紙粉等の異物１１１が付着した状態となっている。

しかし、前述したように、上流の第１のクリーニング手段により、中間転写ベルト１５の表面は、上記残留トナー１１０や紙粉等の異物１１１のうち、極性が反転した正極性の残留トナー１１０や紙粉等の異物が選択的に除去されたのち、下流側のクリーニングブレード１０３へと移動して、当該クリーニングブレード１０３によって、中間転写ベルト１５上に付着した主に残留トナー１１０が除去回収される。更に、長尺なオーガ等の搬送部材１０８によって黒の現像器１４へと搬送されて、当該黒の現像器１４の内部に新たなトナーと共に、又は新たなトナーと異なるタイミングで供給され、再度現像に使用されるようになっている。

このように、上記参考例に係るカラー画像形成装置では、クリーニング手段として、導電性ブラシ１０２とクリーニングブレード１０３とからなる複数のクリーニング手段を設け、上流側の導電性ブラシ１０２によって紙粉等の異物１１１を選択的に除去回収すると共に、下流側のクリーニングブレード１０３によって転写残トナー１１０を選択的に除去回収することにより、紙粉等の異物を効率良く除去することができるのは勿論のこと、摺動部等を有せず、十分な耐久性を有しているとともに、分級装置等が不要であって装置が大型化することを防止することが可能となっている。

更に、複数のクリーニング手段は一体化され、小型化、且つ、交換等の保守作業が優れた構成となっている。

尚、本参考例では、残留トナーの約５０％以下を、上流側の導電性ブラシ１０２で回収し、残留トナーの残りの５０％以上を、下流側のクリーニングブレード１０３で回収するように設定するのが、残留トナーの有効利用、画質の維持、廃棄トナーの回収ボックスの小型化等の点で望ましい。

また、本参考例では、互いに異なる色のトナー像を形成する複数の画像形成部を備え、前記複数の画像形成部で形成された各色のトナー像を、中間転写体上に多重に転写した後、記録媒体上に二次転写することにより画像を形成するカラー画像形成装置において、前記中間転写体上に残留した転写残トナーを除去するクリーニング手段を複数設け、前記複数のクリーニング手段のうち、少なくとも１つのクリーニング手段によって回収されたトナーを黒色の現像手段へ戻して再利用するとともに、前記黒色の現像手段へ戻して再利用するトナーを回収するクリーニング手段の回収量を調整する調整手段を備えるように構成されている。

また、本参考例では、前記調整手段は、複数のクリーニング手段のうち、最も上流側に配置されたクリーニング手段の回収量を調整するように構成されている。

また、本参考例では、前記調整手段は、ブラシ状のクリーニング手段に印加する電圧を調整することにより、クリーニング手段の回収量を調整するように構成される。

また、本参考例では、前記調整手段は、ブラシ状のクリーニング手段の食い込み量を調整することにより、クリーニング手段の回収量を調整するように構成される。

また、本参考例では、前記調整手段は、ブラシ状のクリーニング手段の回転数を調整することにより、クリーニング手段の回収量を調整するように構成される。

即ち、本参考例に係るベルとクリーナ４１には、上流側の導電性ブラシ１０２によって回収する残留トナーの量を調整することによって、結果的に、黒の現像器１４へ戻して再利用するトナーを回収するクリーニング手段としてのクリーニングブレード１０３の回収量を調整する調整手段１２１が設けられている。尚、調整手段１２１は、カラー画像形成装置全体の動作を制御するＭＣＵ１２２によって調整される。

上記調整手段１２１としては、例えば、導電性ブラシ１０２に印加する電圧を調整することにより、クリーニング手段の回収量を調整するように構成したものが用いられる。この調整手段１２１は、例えば、導電性ブラシ１０２に印加する電圧を、約−４００Ｖ〜約＋４００Ｖ程度まで調整することが可能となっている。

尚、上記導電性ブラシ１０２に印加する電圧を調整する調整手段１２１は、比較的構成が簡単であり、実施が容易である。

また、上記調整手段１２１としては、例えば、導電性ブラシ１０２の中間転写ベルト１５に対する食い込み量を調整することにより、クリーニング手段の回収量を調整するように構成したものが用いられる。この調整手段１２１は、例えば、導電性ブラシ１０２の中間転写ベルト１５に対する食い込み量を、０．１３ｍｍ、０．５２５ｍｍ、１．１５ｍｍまで調整することが可能となっている。

尚、上記の如く導電性ブラシ１０２の食い込み量を調整することによって、クリーニングブレード１０３による転写残トナーの回収率を、広い幅にわたって調整することが可能となる。

また、上記調整手段１２１としては、例えば、導電性ブラシ１０２を回転駆動する駆動モータの回転速度を変化させることで、導電性ブラシ１０２の中間転写ベルト１５に対する速度比を調整することにより、クリーニング手段の回収量を調整するように構成したものが用いられる。この調整手段１２１は、例えば、導電性ブラシ１０２の中間転写ベルト１５に対する速度比を、１．０倍、２．０倍に調整することが可能となっている。

尚、上記導電性ブラシ１０２の中間転写ベルト１５に対する速度比を調整する調整手段１２１は、比較的構成が簡単であり、実施が容易である。

このように、上記参考例によれば、シャッタなどの開閉部材を使用せず、動作の信頼性に優れるとともに、摺擦部によってトナーの凝集が発生することがなく、白抜け等の画像ディフェクト等が発生するのを防止することが可能なカラー画像形成装置を提供することができる。

図３は、第１の環境条件における導電ブラシ１０２の食い込み量（上流ブラシ食い込み量）と二次転写後に中間転写ベルト１５に付着している残留トナーの内クリーニングブレード１０３が回収する残留トナーの比率（下流ＣＬＮトナー回収率）を、トナーの色数毎に示した図である。尚、導電性ブラシ１０２におけるその他のパラメータは同一である。

図４は、第２の環境条件における導電ブラシ１０２の食い込み量（上流ブラシ食い込み量）と二次転写後に中間転写ベルト１５に付着している残留トナーの内クリーニングブレード１０３が回収する残留トナーの比率（下流ＣＬＮトナー回収率）を、トナーの色数毎に示した図である。尚、導電性ブラシ１０２におけるその他のパラメータは同一である。

図３と図４を比較すると、第１の環境条件と第２の環境条件でクリーニングブレード１０３における残留トナー回収率（二次転写後に中間転写ベルト１５に付着している残留トナーの内クリーニングブレード１０３が回収する残留トナーの比率）が異なることが判る。尚、第１の環境条件とは、例えば常温・常湿である。第２の環境条件とは、例えば高温・高湿である。また、同一環境下においても画像色（画像を形成するトナーの色数及びトナー量）によって導電ブラシ１０２の食い込み量と残留トナー回収率が異なることが判る。このように、前述したように上流ブラシパラメータを変化させ、リクレームトナーとして用いる下流ＣＬＮトナー回収率を制御する方法において、環境、画像色等の要因が、調整精度を悪化させていた。

[実施形態]
次に、上記、問題に対してなされた本発明に係るカラー画像形成装置における実施形態について説明する。尚、本実施形態において、参考例に示す構成と同一の構成については、同一符号を付すことでその説明を省略する。

図５は、本実施形態におけるＩＢＴクリーニング部の詳細を示す図である。尚、本実施形態におけるカラー画像形成装置はＩＢＴクリーニング部を除いて同一である。本実施形態におけるＩＢＴクリーニング部は、参考例のＩＢＴクリーニング部において、二次転写装置２０における中間転写ベルト１５の移動方向に対して下流側であってベルトクリーニング４１における中間転写ベルト１５の移動方向に対して上流側に、残留トナーを帯電する残留トナー帯電器１２４を設けたものである。尚、残留トナー帯電器１２４としては、例えば、コロントロン等の非接触方式のものが挙げられる。

尚、本実施形態においては正規帯電がマイナス極性であるトナーを使用している。また、二次転写装置２０においては用紙Ｐ側にプラス電圧を印加している。従って、二次転写後の中間転写ベルト上の残留トナーは、正規帯電したままのマイナス極性のもの、二次転写時に極性反転したプラス極性のもの、及び電荷を失ってほとんど帯電していないものが混在している状態にある。

残留トナー帯電器１２４は、様々に帯電している残留トナーをマイナス極性に均一に帯電させる。また、画像種、転写条件、環境によっても、残留トナーの電荷量は異なっていたが、再帯電手段を制御することで同じ値に帯電可能となる。

図６は、残留トナーの電荷量と二次転写後に中間転写ベルト１５に付着している残留トナーの内クリーニングブレード１０３が回収する残留トナーの比率（下流ＣＬＮトナー回収率）との関係を示した図である。本図によれば、残留トナー回収率は、残留トナー（転写残トナー）の電荷量の絶対値に比例することが判る。尚、導電性ブラシ１０２のパラメータは、電圧が中間転写ベルト１５の対向部と同電位、周速度が中間転写ベルト１５の２倍、回転方向が中間転写ベルト１５の回転方向に対して逆方向、及び、ブラシ繊維抵抗が１０⁸Ωｃｍである。本実施形態では、下流ＣＬＮトナー回収率が高くなるように、残留トナー帯電器１２４を制御して、再帯電後の残留トナー電荷密度が、−１５０〜−２００μＣ／ｇとなるようにしてある。

図７は、本実施形態における導電ブラシ１０２の食い込み量（上流ブラシ食い込み量）と二次転写後に中間転写ベルト１５に付着している残留トナーの内クリーニングブレード１０３が回収する残留トナーの比率（下流ＣＬＮトナー回収率）を、トナーの色数毎に示した図である。尚、導電性ブラシ１０２におけるその他のパラメータは同一である。本図によれば、参考例図３、図４と比較してトナーの色数によって導電ブラシ１０２の食い込み量と残留トナー回収率の関係が異なることがないことが判る。また、環境条件が変化した場合においても、図７の関係を維持する結果を得ることができる。このように、従来はブラシの食い込み量により、下流ＣＬＮトナー回収率を制御する際、環境や画像種によるばらつきを発生していたが、本発明により、非常に制度よく制御できるようになった。尚、上流ブラシの調整パラメータが他のケースにおいても、同様の効果が得られた。更に、環境、画像種以外の要因に対しても同様の効果が得られた。

一方、紙粉は、プラス帯電性が強く、残留トナー帯電器１２４においてマイナス極性にはほとんど帯電することはなく電荷量は０に近い状態である。

また、以上の結果は、導電性ブラシ１０２が中間転写ベルト１５の対向部と同電位が印加された場合であるが、導電性ブラシ１０２にマイナス電圧を印加する場合においては、一様にマイナス帯電した残留トナーは更に導電性ブラシ１０２で回収され難くなるため、クリーニングブレード１０３の残留トナー回収率を更に上げることができる。

尚、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内において種々の変形実施が可能である。

図１は、参考例における画像形成装置を示す概略図である。 図２は、参考例におけるＩＢＴクリーニング部の詳細を示す図である。 図３は、第１の環境条件における導電ブラシの食い込み量（上流ブラシ食い込み量）と二次転写後に中間転写ベルトに付着している残留トナーの内クリーニングブレードが回収する残留トナーの比率（下流ＣＬＮトナー回収率）を、トナーの色数毎に示した図である。 図４は、第２の環境条件における導電ブラシの食い込み量（上流ブラシ食い込み量）と二次転写後に中間転写ベルトに付着している残留トナーの内クリーニングブレードが回収する残留トナーの比率（下流ＣＬＮトナー回収率）を、トナーの色数毎に示した図である。 図５は、実施形態におけるＩＢＴクリーニング部の詳細を示す図である。 図６は、残留トナーの電荷量と二次転写後に中間転写ベルトに付着している残留トナーの内クリーニングブレードが回収する残留トナーの比率（下流ＣＬＮトナー回収率）との関係を示した図である。 図７は、実施形態における導電ブラシの食い込み量（上流ブラシ食い込み量）と二次転写後に中間転写ベルトに付着している残留トナーの内クリーニングブレードが回収する残留トナーの比率（下流ＣＬＮトナー回収率）を、トナーの色数毎に示した図である。

符号の説明

１０：画像形成部、１５：中間転写ベルト（中間転写体）、２０：二次転写装置（二次転写手段）、４１：ベルトクリーナ（クリーニング手段）、１０２：導電性ブラシ、１０３：クリーニングブレード、１２４：残留トナー帯電器（残留トナー帯電手段）

Claims (3)

1. 互いに異なる色のトナー像を形成する複数の画像形成部、複数の画像形成部で形成されたトナー像を同一位置が基準となるように重ねて一次転写される中間転写体、中間転写体に一次転写されたトナー像を記録媒体に二次転写する二次転写手段、二次転写手段で中間転写体に残留した残留トナーをクリーニングするクリーニング手段、及び、クリーニング手段でクリーニングした残留トナーを黒の画像形成部に補給する又は残留トナーを廃トナーボックスに廃棄するリクレーム手段を備え、クリーニング手段は、中間転写体の移動方向に対して上流側に、紙粉等の異物、及び、残留トナー量を調整可能にクリーニングする導電性ブラシ、中間転写体の移動方向に対して下流側に、導電性ブラシを通過した残留トナーをクリーニングするクリーニングブレードを有するカラー画像形成装置において、
   二次転写手段における中間転写体の移動方向に対して下流側であってクリーニング手段における中間転写体の移動方向に対して上流側に、残留トナーを帯電する残留トナー帯電手段を設けたことを特徴とするカラー画像形成装置。
2. 複数の画像形成部に形成されるトナー像におけるトナーの極性はマイナス極性、残留トナー帯電手段で残留トナーに帯電させる極性はマイナス極性、及び、クリーニング手段の導電性ブラシを帯電させる極性はマイナス極性である請求項１に記載のカラー画像形成装置。
3. 残留トナー帯電手段は、中間転写体に対して非接触である請求項１又は２に記載のカラー画像形成装置。

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