JP2007199365A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】二次転写後の中間転写体表面に残留するトナーに対して、クリーニング不良の発生を抑制して好適なクリーニング性能を保持し、画像不良の発生を確実に防止する。
【解決手段】トナー像を、感光体ドラム２２から中間転写ベルト８表面に一次転写し、中間転写ベルト８表面から用紙Ｐに二次転写するとともに、二次転写後、中間転写ベルト８表面の残留トナーを、トナーの帯電電荷と逆極性のバイアスを印加してクリーニングする画像形成装置１において、トナー像を用紙Ｐに二次転写した後、中間転写ベルト８表面のトナー像形成領域の上流端が一次転写部３０を通過するまで継続して、中間転写ベルト８を回転させるとともに一次転写バイアスを印加する。これにより、中間転写ベルト８表面の残留トナーは、画像形成過程で正負いずれの極性に帯電した場合であっても、ベルト用或いはドラム用のクリーニング装置にて確実にクリーニング、回収することができる。
【選択図】図２

Description

本発明は、複写機やプリンタに代表される電子写真方式の画像形成装置に関する。特に、複数の異なる色のトナーを用いて形成するトナー像を、像担持体から中間転写体表面に一次転写し、中間転写体表面から用紙に二次転写する画像形成装置に関する。

電子写真方式の画像形成装置において、像担持体である感光体ドラム表面に形成されるトナー像を用紙に転写する方法としては、感光体ドラムに直接用紙を接触させてトナー像を転写する方法や、また別のドラムやベルトで構成される中間転写体に一旦トナー像を一次転写した後、この中間転写体に一次転写されたトナー像を用紙に二次転写する方法が利用されている。これらのうち、複数の異なる色を用いてフルカラー印刷を行う場合には、後者の中間転写体を用いた転写方法が広く利用されている。この場合、中間転写体に複数の色のトナーを順次一次転写して中間転写体表面に多重トナー像を形成し、出来上がったこの多重トナー像を最後に用紙に二次転写する。

このような転写方法では、トナー像を用紙に二次転写させた後に、微量のトナーが転写されずに中間転写体表面に残留してしまうことがある。この中間転写体表面の残留トナーは、次の新たな画像形成の障害となるので、そのクリーニングが必要となる。このような目的で用いられるクリーニング方法としては、中間転写体表面にローラや回転ブラシ等の回転部材を押し付けることにより回転部材に残留トナーを移動させて回収する方法や、中間転写体表面にブレードを接触させて残留トナーを掻き取る方法、或いはこれらの方法を組み合わせたクリーニング方法が広く知られている。

中間転写体表面の残留トナーのクリーニング方法として、ローラや回転ブラシ等の回転部材を用いる場合には、通常クリーニング時に、回転部材にトナーの帯電電荷と逆極性のクリーニングバイアスを印加する。その結果、静電気力によって中間転写体表面の残留トナーを回転部材に移動させることができ、残留トナーを容易にクリーニング、回収することが可能である。

しかしながら、二次転写バイアスを印加してトナー像を用紙に転写させる際の転写電荷の注入や、用紙が中間転写体から分離する際に生じる剥離放電等により、中間転写体に残留するトナーが逆極性に帯電してしまうことがある。中間転写体に残留するトナーが逆極性に帯電すると、この残留トナーのクリーニング時にローラや回転ブラシ等の回転部材に印加されるクリーニングバイアスと同極性となり、残留トナーのクリーニング、回収が困難になる恐れがある。中間転写体表面にクリーニングできないトナーが残留したままであると、次回の画像形成プロセスに悪影響を及ぼし、本来画像が存在せず真っ白であるべき箇所にトナーが付着する画像不良が発生する。

そこで、上記のような極性変化によってクリーニング、回収できない中間転写体表面の残留トナーに対して、クリーニングバイアスの印加方法に工夫を凝らし、良好なクリーニング性能を得ることができるクリーニング方法が提案され、その一例を特許文献１に見ることができる。
特開２００５−１７４２４号公報（第４−５頁、図１）

特許文献１に記載された画像形成装置の中間転写体のクリーニング方法では、中間転写体用のクリーニング装置のような残留トナー回収手段を設けることはなく、中間転写体に接触する帯電ローラを設けて、中間転写体表面に残留する全てのトナーを、通常の帯電極性とは逆極性に揃えて帯電させ、画像形成部に設けられた像担持体用のクリーニング装置で回収するようにしている。しかしながら、この方法のように、中間転写体表面に残留する全てのトナーの帯電極性を一様に揃えることは通常困難であり、幾らかのトナーは逆極性に帯電できずに残ってしまう可能性が高い。これにより、完全にクリーニングできないトナーが中間転写体表面に残留したままとなり、前述のように、次回の画像形成プロセスに悪影響を及ぼして画像不良が発生する恐れが懸念される。

本発明は上記の点に鑑みなされたものであり、複数の異なる色のトナーを用いて形成するトナー像を、像担持体から中間転写体に一次転写した後、中間転写体から用紙に二次転写して印刷する画像形成装置において、中間転写体表面に残留するトナーに対して、クリーニング不良の発生を抑制して好適なクリーニング性能を保持することができ、画像不良の発生を確実に防止することが可能な画像形成装置を提供することを目的とする。

上記の課題を解決するため、本発明は、複数の異なる色のトナーを用いて形成するトナー像を、一次転写バイアスを印加することにより像担持体から中間転写体表面に一次転写し、二次転写バイアスを印加することにより中間転写体表面から用紙に二次転写するとともに、二次転写後、中間転写体表面に残留するトナーを、トナーの帯電電荷と逆極性のクリーニングバイアスを印加してクリーニングする画像形成装置において、前記トナー像を用紙に二次転写した後、前記中間転写体表面のトナー像形成領域の上流端が一次転写部を通過するまで継続して、中間転写体を回転させるとともに、一次転写バイアスを印加することとした。

また、上記構成の画像形成装置は、前記中間転写体が、無端状のベルトで構成されているとともに、前記像担持体が設けられた画像形成部が、複数個、ベルトで構成された中間転写体の回転方向に沿って一列にして配置されたタンデム方式であることとした。

また、上記構成のタンデム方式の画像形成装置は、前記トナー像を用紙に二次転写した後、前記複数の画像形成部が、前記中間転写体回転方向上流側のものからマイナス、プラスの順に、或いはプラス、マイナスの順に、極性の異なる一次転写バイアスを交互に印加することとした。

また、上記構成の画像形成装置は、前記中間転写体が、無端状のベルトで構成されているとともに、前記像担持体が設けられた画像形成部が、単一の像担持体に対して、複数色のトナー像を順次現像する１ドラム方式であることとした。

本発明の構成によれば、複数の異なる色のトナーを用いて形成するトナー像を、像担持体から中間転写体に一次転写した後、中間転写体から用紙に二次転写するとともに、二次転写後、中間転写体表面に残留するトナーを、トナーの帯電電荷と逆極性のクリーニングバイアスを印加してクリーニングする画像形成装置において、トナー像を用紙に二次転写した後、中間転写体表面のトナー像形成領域の上流端が一次転写部を通過するまで継続して、中間転写体を回転させるとともに、一次転写バイアスを印加することとしたので、中間転写体表面に残留するトナーのうち、通常の極性で帯電するトナーは中間転写体用のクリーニング装置で回収することができ、通常の帯電極性とは逆極性に帯電してしまったトナーは画像形成部に設けられた像担持体用のクリーニング装置で回収することができる。したがって、中間転写体表面の残留トナーは、画像形成過程において正負いずれの極性に帯電した場合であっても、中間転写体用、或いは像担持体用のクリーニング装置にて確実にクリーニング、回収することが可能である。このようにして、クリーニング不良の発生を抑制して好適なクリーニング性能を保持することができ、画像不良の発生を確実に防止することが可能な画像形成装置を提供することができる。

また、上記構成の画像形成装置は、中間転写体が、無端状のベルトで構成されているとともに、像担持体が設けられた画像形成部が、複数個、ベルトで構成された中間転写体の回転方向に沿って一列にして配置されたタンデム方式であることとしたので、通常の帯電極性とは逆極性に帯電してしまったトナーは、中間転写体に沿って配置されたいずれかの画像形成部の像担持体用のクリーニング装置で回収することができる。したがって、好適なクリーニング性能を保持することができ、画像不良の発生を確実に防止することが可能なタンデム式のフルカラー画像形成装置を提供することができる。

また、上記構成のタンデム方式の画像形成装置は、トナー像を用紙に二次転写した後、複数の画像形成部が、中間転写体回転方向上流側のものからマイナス、プラスの順に、或いはプラス、マイナスの順に、極性の異なる一次転写バイアスを交互に印加することとしたので、中間転写体の回転方向に沿って一列にして配置された複数の全ての画像形成部を、正負両方の極性に帯電した中間転写体表面の残留トナーの回収に利用することができる。そして、マイナス、またはプラスの一次転写バイアスを印加する画像形成部が、交互に配置されていることにより、帯電極性が不安定な残留トナーに対してもその回収作用を高めることができる。したがって、正負いずれの極性に帯電した中間転写体表面の残留トナーに対して、クリーニング性能をより一層向上させることが可能となる。

また、上記構成の画像形成装置は、中間転写体が、無端状のベルトで構成されているとともに、像担持体が設けられた画像形成部が、単一の像担持体に対して、複数色のトナー像を順次現像する１ドラム方式であることとしたので、１ドラム方式の場合であっても、通常の帯電極性とは逆極性に帯電したトナーは、画像形成部の像担持体用のクリーニング装置で回収することができ、正負いずれの極性に帯電したトナーも確実にクリーニングして、回収することが可能である。したがって、上記タンデム方式の場合と同様に、好適なクリーニング性能を保持することができ、画像不良の発生を確実に防止することが可能な１ドラム方式のフルカラー画像形成装置を提供することができる。

以下、本発明の実施形態を図１〜図６に基づき説明する。

最初に、本発明の第１の実施形態に係る画像形成装置について、図１、及び図２を用いてその構造の概略を説明しつつ、画像形成動作の概略を説明する。図１は画像形成装置の模型的垂直断面正面図、図２は図１に示す中間転写ベルト周辺の垂直断面部分拡大図である。この画像形成装置は、中間転写ベルトを用いてトナー像を用紙に転写するカラー印刷タイプのものである。

図１に示すように、画像形成装置１の本体２の内部下方には、用紙カセット３が配置されている。用紙カセット３の内部には、印刷前のカットペーパー等の用紙Ｐが積まれて収容されている。そして、この用紙Ｐは、図１において用紙カセット３の左上方に向けて、１枚ずつ分離されて送り出される。用紙カセット３は、本体２の前面側から水平に引き出すことが可能である。

本体２の内部であって、用紙カセット３の左方には、用紙搬送部４が備えられている。用紙カセット３から送り出された用紙Ｐは、用紙搬送部４により本体２の側面に沿って垂直上方に搬送され、二次転写部４０に到達する。

一方、画像形成装置１の上面には原稿送り部５が、その下方には原稿画像読み取り部６が備えられている。使用者が原稿の複写を行う場合には、原稿送り部５に、文字や図形、模様等の画像が描かれた原稿を積載する。原稿送り部５では１枚ずつ分離して原稿が送り出され、原稿画像読み取り部６によってその画像データが読み取られる。この画像データの情報は、用紙カセット３の上方に配置された露光手段であるレーザ照射部７に送られる。レーザ照射部７により、画像データに基づいて制御されたレーザ光Ｌが、画像形成部２０に向かって照射される。

レーザ照射部７の上方には計４台の画像形成部２０が、さらにそれら各画像形成部２０の上方には中間転写体を無端ベルトの形で用いた中間転写ベルト８が備えられている。中間転写ベルト８は、複数のローラに巻き掛けられて支持され、図示しない駆動装置により図１において時計方向に回転する。

４台の画像形成部２０は、図１、及び図２に示すように、中間転写ベルト８の回転方向に沿って、回転方向上流側から下流側に向けて一列にして配置された所謂タンデム方式である。４台の画像形成部２０とは、上流側から順に、シアン用の画像形成部２０Ｃ、マゼンタ用の画像形成部２０Ｍ、イエロー用の画像形成部２０Ｙ、及びブラック用の画像形成部２０Ｂである。これらの画像形成部２０にトナーを補うため、画像形成部２０Ｃ、２０Ｍ、２０Ｙ、２０Ｂに対応するトナー供給容器２１Ｃ、２１Ｍ、２１Ｙ、２１Ｂが中間転写ベルト８の上方に設けられ、図示しない搬送手段によりトナーが各画像形成部２０に補給される。なお、以下の説明において、特に限定する必要がある場合を除き、「Ｃ」「Ｍ」「Ｙ」「Ｂ」の識別記号は省略するものとする。

各画像形成部２０では、露光手段であるレーザ照射部７によって照射されたレーザ光Ｌにより原稿画像の静電潜像が形成され、この静電潜像からトナー像が現像される。各画像形成部２０の上方には、中間転写ベルト８を隔てて、一次転写ローラ３１が設けられた一次転写部３０が備えられている。一次転写ローラ３１は、図１において上下方向に移動可能であって、必要に応じて中間転写ベルト８に圧接、離間する。この一次転写ローラ３１が中間転写ベルト８に圧接するに従って、中間転写ベルト８が上方から画像形成部２０に圧接して一次転写ニップ部を形成し、画像形成部２０で形成されたトナー像が中間転写ベルト８表面に転写される。そして、中間転写ベルト８の回転とともに所定のタイミングで各画像形成部２０のトナー像が中間転写ベルト８に転写されることにより、中間転写ベルト８表面にはシアン、マゼンタ、イエロー、ブラックの４色のトナー像が重ね合わされたカラートナー像が形成される。

中間転写ベルト８が用紙搬送路に懸かる箇所には、二次転写部４０が配置されている。二次転写部４０は、二次転写ローラ４１を備えている。中間転写ベルト８表面のカラートナー像は、用紙搬送部４によって同期をとって送られてきた用紙Ｐに、中間転写ベルト８と二次転写ローラ４１とが圧接して形成される二次転写ニップ部にて転写される。

二次転写後、中間転写ベルト８表面に残留するトナーは、中間転写ベルト８に対してシアン用の画像形成部２０Ｃの回転方向上流側に設けられた中間転写ベルト８用のクリーニング装置９によってクリーニング、回収される。

二次転写部４０の上方には、定着部１０が備えられている。二次転写部４０にて未定着トナー像を担持した用紙Ｐは、定着部１０へと送られ、熱ローラと加圧ローラとによりトナー像が加熱、加圧されて定着される。

定着部１０の上方には、分岐部１１が備えられている。定着部１０から排出された用紙Ｐは、両面印刷を行わない場合、分岐部１１から画像形成装置１の胴内に設けられた用紙排出部１２に排出される。

分岐部１１から用紙排出部１２に向かって用紙Ｐが排出されるその排出口部分は、スイッチバック部１３としての機能を果たす。両面印刷を行う場合には、このスイッチバック部１３において、定着部１０から排出された用紙Ｐの搬送方向が切り替えられる。そして、用紙Ｐは、分岐部１１、定着部１０の左方、及び二次転写部４０の左方を通って下方に送られ、再度用紙搬送部４を経て二次転写部４０へと送られる。

続いて、画像形成装置１の画像形成部２０周辺の詳細な構成について、図３を用いて説明する。図３は、画像形成部周辺を示す垂直断面部分拡大図である。なお、４色の各画像形成部２０は構造が共通するので、前述のように「Ｃ」「Ｍ」「Ｙ」「Ｂ」の識別記号は省略するものとする。

図３に示すように、画像形成部２０には、その中心に像担持体である感光体ドラム２２が備えられている。そして、感光体ドラム２２の近傍には、その回転方向に沿って順に、帯電装置５０、現像装置６０、除電装置７０、及びドラム用のクリーニング装置８０が配置されている。一次転写部３０は、感光体ドラム２２の回転方向に沿って、現像装置６０と除電装置７０との間に設けられている。

感光体ドラム２２は、アルミニウム等により構成される導電性ローラ状基体の外側に、真空蒸着等によって無機光導電性材料であるアモルファスシリコンを設けた無機感光体のドラムであって、直径が３０ｍｍである。感光体ドラム２２は、図示しない駆動装置によって、その周速度が用紙搬送速度（例えば２１０ｍｍ／ｓｅｃ）とほぼ同じになるように回転せしめられている。

帯電装置５０は、そのハウジング５１の内側に、感光体ドラム２２に接触する帯電ローラ５２を備えている。帯電ローラ５２は、芯金と、その外側に設けられた導電層と、さらにその外側に設けられた抵抗層とを備えている。帯電ローラ５２は、所定の圧力で感光体ドラム２２に圧接し、感光体ドラム２２の回転に従って回転する。この帯電ローラ５２により、感光体ドラム２２の表面が所定の極性及び電位で一様に帯電せしめられる。なお、ハウジング５１内には、感光体ドラム２２に対して帯電ローラ５２を隔てた位置にクリーニングブラシ５３が備えられている。

現像装置６０には、感光体ドラム２２の近傍に、感光体非接触型の現像ローラ６１が設けられている。現像ローラ６１には、感光体ドラム２２の帯電極性と同極性のバイアスが印加される。この現像ローラ６１により、現像剤であるトナーが帯電せしめられるとともに、感光体ドラム２２の表面の静電潜像に飛翔せしめられ、静電潜像が現像される。トナーとしては非磁性一成分トナーを使用するが、磁性キャリアと非磁性トナーとを混合してなる二成分現像剤であっても構わない。トナーは、トナー供給容器２１（図１参照）に収容され、現像装置６０の箇所まで図示しない搬送手段により搬送されて、供給スクリュー６２により補給される。なお、現像ローラは感光体接触型のものであっても構わない。

一次転写部３０には、中間転写ベルト８を介して感光体ドラム２２に接触する一次転写ローラ３１が設けられている。一次転写ローラ３１は、芯金と、その外側に設けられた導電性弾性層とを備えている。導電性弾性層は、カーボン等の導電性材料を分散させたポリウレタンゴム等で形成されている。一次転写ローラ３１は、アーム３２を介して図示しないフレームに支持されている。アーム３２はその軸部３２ａを中心として回転可能であって、この回転動作により一次転写ローラ３１が上下に移動する。一次転写ローラ３１は所定のタイミングで下方に移動して中間転写ベルト８に接触し、これに従って中間転写ベルト８が押し下げられて感光体ドラム２２に接触して一次転写ニップ部が形成される。一次転写ローラ３１が上方に移動すると、中間転写ベルト８は感光体ドラム２２から離間する。一次転写ローラ３１は、駆動装置を有することなく、中間転写ベルト８に接触することによって、中間転写ベルト８の回転に従って回転する。また、一次転写ローラ３１には、必要に応じて一次転写バイアスが印加される。

除電装置７０は、感光体ドラム２２の回転方向に沿って、一次転写部３０のさらに下流側に配置されている。除電装置７０は、ＬＥＤ（発光ダイオード）７１と、反射板７２とで構成されている。ＬＥＤ７１は、クリーニング装置８０のハウジング８１の上面に取り付けられている。ＬＥＤ７１の代わりに、ＥＬ（エレクトロルミネッセンス）光源、蛍光灯等を用いることもできる。反射板７２は、ＬＥＤ７１の上方に、ＬＥＤ７１をカバーするように設けられている。除電装置７０は、ＬＥＤ７１の除電光を感光体ドラム２２に照射することにより、その表面の帯電電荷を除去する。

クリーニング装置８０は、そのハウジング８１の内部に、クリーニング部材であるクリーニングローラ８２、クリーニングブレード８３、スクレーパ８４、及び排出スクリュー８５を備えている。クリーニングローラ８２、及びクリーニングブレード８３は、感光体ドラム２２とほぼ同じ軸線方向長さを有し、感光体ドラム２２に接触するように設けられている。感光体ドラム２２表面のトナー像が中間転写ベルト８に一次転写された後、クリーニングローラ８２とクリーニングブレード８３とが感光体ドラム２２表面に残留したトナーを除去してクリーニングする。スクレーパ８４は、図２においてクリーニングローラ８２に上方から接触させて設けてられ、クリーニングローラ８２表面に付着したトナーのうち余分なものを除去して、トナー層を均一にする。感光体ドラム２２表面から除去されたトナーは、重力の作用や、クリーニングローラ８２の回転に従って排出スクリュー８５の方へと送られ、排出スクリュー８５によりハウジング８１の外部へと搬送される。

続いて、上記中間転写ベルト８、及び画像形成部２０周辺の一連の画像形成動作について、図２、図３に加えて、図４を参照しつつ説明する。図４は、中間転写ベルト及び画像形成部周辺による画像形成動作を示すフローチャートである。なお、図４においては、画像形成動作の詳細な工程のうち、特に説明する必要がない工程の記載を省略している。

画像形成動作を開始すると、中間転写ベルト８、及び画像形成部２０周辺では、まず図４に示すステップ＃１０１において中間転写ベルト８を回転させる。中間転写ベルト８は、図示しない駆動装置により図２において時計方向に回転する。

そして、４台の画像形成部２０のうち、最も上流側に位置するシアン用の画像形成部２０Ｃにおいて、図３に示す帯電装置５０の帯電ローラ５２により、感光体ドラム２２の表面を所定の極性及び電位で一様に帯電させる。この時の帯電電位は、通常プラス２００〜１０００Ｖ程度である。なお、形成するトナー像がブラックトナー像（モノクロ印刷）の場合は、ブラック用の画像形成部２０Ｂにおいて帯電動作が開始される。

次に、原稿画像読み取り部６（図１参照）で読み取られた画像データに基づいて、レーザ照射部７（図１参照）により制御されるレーザ光Ｌが感光体ドラム２２に照射され、照射部分の電位が光減衰して原稿画像の静電潜像が形成される。そして、現像装置６０にてプラスの極性に帯電せしめられたトナーを、現像ローラ６１によって感光体ドラム２２の表面に供給し、静電潜像からトナー像を現像する。

一方、中間転写ベルト８は、感光体ドラム２２表面のトナー像形成と同期がとられ、一次転写ローラ３１によって押し下げられることにより感光体ドラム２２に接触する。この時、図４のステップ＃１０２に示すように、一次転写ローラ３１には、感光体ドラム２２やトナーの帯電電荷とは逆極性であるマイナスの一次転写バイアスが印加される。これにより、トナーが感光体ドラム２２から一次転写ローラ３１に向かって移動しようとして、トナー像が中間転写ベルト８に接触転写される。

そして、中間転写ベルト８にトナー像が一次転写された後の感光体ドラム２２表面に対して、除電手段７０によって帯電電荷が除去され、次回の画像形成動作時における帯電工程のための準備が整えられる。感光体ドラム２２の除電後、感光体ドラム２２表面に残留したトナーは、クリーニング手段８０によってクリーニングされ、回収される。

続いて、図４に示すステップ＃１０３において、４色の一次転写が終了したかどうかが判断される。形成するトナー像がブラックトナー像の場合は、他の３色の一次転写がなされることはないので次のステップへ進む。形成するトナー像がフルカラートナー像の場合は、中間転写ベルト８の回転とともに、各画像形成部２０において中間転写ベルト８への一次転写（ステップ＃１０２）が繰り返される。

全ての画像形成部２０による一次転写が終了すると、中間転写ベルト８の回転により、トナー像は二次転写部４０に到達する。そして、ステップ＃１０４に進み、二次転写ローラ４１には、トナーの帯電電荷とは逆極性であるマイナスの二次転写バイアスが印加され、中間転写ベルト８表面のトナー像は、用紙搬送部４によって同期をとって送られてきた用紙Ｐに二次転写ニップ部にて転写される。

次に、ステップ＃１０５に進み、ベルト用クリーニング装置９による中間転写ベルト８表面のクリーニングが開始される。この時、クリーニングブラシ９ａには、トナーの帯電電荷とは逆極性であるマイナスのクリーニングバイアスが印加される。これにより、中間転写ベルト８表面の残留トナーは、中間転写ベルト８からクリーニングブラシ９ａに向かって移動して、クリーニングされ、排出スクリュー９ｂで回収される。

なお、画像形成過程において、通常とは逆極性であるマイナスに帯電してしまった残留トナーは、中間転写ベルト８表面に残留したままである。さらに、帯電電荷が不安定な中間転写ベルト８表面の残留トナーは、ベルト用クリーニング装置９のクリーニングブラシ９ａによってマイナスに帯電せしめられる。

引き続き中間転写ベルト８を回転させると、その表面のトナー像形成領域は、シアン用の画像形成部２０Ｃに到達する。シアン用の画像形成部２０Ｃに対向する一次転写部３０Ｃでは、前記ステップ＃１０２で示した一次転写の後、継続してマイナスの極性の一次転写バイアスが一次転写ローラ３１に印加されている。そして、ステップ＃１０６に進み、マイナスに帯電した中間転写ベルト８表面の残留トナーは、同じくマイナスの一次転写バイアスが印加された一次転写ローラ３１に反発して、プラスに帯電した感光体ドラム２２に向かって移動し、表面に付着する。中間転写ベルト８表面から感光体ドラム２２表面に移動した残留トナーは、感光体ドラム２２用のクリーニング装置８０によりクリーニング、回収される。

その後、ステップ＃１０７に進んで中間転写ベルト８表面のトナー像形成領域の上流端が一次転写部３０を通過すると、ステップ＃１０８で一次転写ローラ３１への一次転写バイアスの印加をＯＦＦし、ステップ＃１０９で中間転写ベルト８の回転を停止する。そして、中間転写ベルト８、及び画像形成部２０周辺の一連の画像形成動作が終了する。

なお、マイナスに帯電した中間転写ベルト８表面の残留トナーのクリーニング、回収は、必ずしもシアン用の画像形成部２０Ｃで実行する必要はなく、他の３色の画像形成部２０のいずれか１箇所、または４台の画像形成部２０の複数を使用して実行しても構わない。

そして、図４を参照しつつ説明した本発明の中間転写ベルト８表面のクリーニング工程は、複数枚の連続印刷を行う過程で、紙間で実行することが可能である。この場合、紙間では、ステップ＃１０８の一次転写バイアスＯＦＦ、ステップ＃１０９の中間転写ベルト８停止は実行されることなく、連続印刷が継続される。

さらに、本発明の中間転写ベルト８表面のクリーニング工程は、任意のタイミングで、或いは画像形成装置１の起動時等、定期的に実行しても構わないし、紙間で必ず実行することとしても構わない。

上記のようにして、複数の異なる色のトナーを用いて形成するトナー像を、像担持体である感光体ドラム２２から中間転写体である中間転写ベルト８に一次転写した後、中間転写ベルト８から用紙Ｐに二次転写するとともに、二次転写後、中間転写ベルト８表面に残留するトナーを、トナーの帯電電荷と逆極性のクリーニングバイアスを印加してクリーニングする画像形成装置１において、トナー像を用紙Ｐに二次転写した後、中間転写ベルト８表面のトナー像形成領域の上流端が一次転写部３０を通過するまで継続して、中間転写ベルト８を回転させるとともに、一次転写バイアスを印加したので、中間転写ベルト８表面に残留するトナーのうち、通常の極性で帯電するトナーは中間転写ベルト８用のクリーニング装置９で回収することができ、通常の帯電極性とは逆極性に帯電してしまったトナーは画像形成部２０に設けられた感光体ドラム２２用のクリーニング装置８０で回収することができる。したがって、中間転写ベルト８表面の残留トナーは、画像形成過程において正負いずれの極性に帯電した場合であっても、中間転写ベルト８用、あるいは感光体ドラム２２用のクリーニング装置にて確実にクリーニング、回収することが可能である。このようにして、クリーニング不良の発生を抑制して好適なクリーニング性能を保持することができ、画像不良の発生を確実に防止することが可能な画像形成装置１を提供することができる。

そして、画像形成装置１は、中間転写体が、無端状の中間転写ベルト８で構成されているとともに、感光体ドラム２２が設けられた画像形成部２０が、複数個、中間転写ベルト８の回転方向に沿って一列にして配置されたタンデム方式であるので、通常の帯電極性とは逆極性に帯電してしまったトナーは、中間転写ベルト８に沿って配置されたいずれかの画像形成部２０の感光体ドラム２２用のクリーニング装置８０で回収することができる。したがって、好適なクリーニング性能を保持することができ、画像不良の発生を確実に防止することが可能なタンデム式のフルカラー画像形成装置１を提供することができる。

また、上記構成のタンデム方式の画像形成装置１において、トナー像を用紙Ｐに二次転写した後、４台の画像形成部２０が、中間転写ベルト８回転方向上流側のものからマイナス、プラスの順に、或いはプラス、マイナスの順に、極性の異なる一次転写バイアスを交互に印加するようにしても構わない。すなわち、シアン用画像形成部２０Ｃではマイナス、マゼンタ用画像形成部２０Ｍではプラス、イエロー用画像形成部２０Ｙではマイナス、ブラック用画像形成部２０Ｂではプラスの一次転写バイアスを印加するといった形、或いはこの逆順でも構わない。

これにより、中間転写ベルト８の回転方向に沿って一列にして配置された４色の全ての画像形成部２０を、正負両方の極性に帯電した中間転写ベルト８表面の残留トナーの回収に利用することができる。そして、プラス、またはマイナスの一次転写バイアスを印加する画像形成部２０が、交互に配置されていることにより、帯電極性が不安定な残留トナーに対してもその回収作用を高めることができる。したがって、正負いずれの極性に帯電した中間転写ベルト８表面の残留トナーに対して、クリーニング性能をより一層向上させることが可能となる。

次に、本発明の第２の実施形態に係る画像形成装置について、図５、及び図６を用いてその構造及び画像形成動作の概略を説明する。図５は画像形成装置の模型的垂直断面左側面図、図６は図５に示す画像形成部周辺の垂直断面部分拡大図である。この画像形成装置は、図１〜図３を用いて説明した第１の実施形態とは異なる形であるものの、同様に中間転写ベルトを用いてトナー像を用紙に転写するカラー印刷タイプのものである。第２の実施形態では、第１の実施形態と同じ機能を有する構成要素には前と同じ符号を付し、詳細な説明を省略するものとする。なお、図５において右方が画像形成装置の前面側、左方が背面側である。

図５に示すように、画像形成装置１の本体２の内部下方には、用紙カセット３が配置されている。用紙カセット３の用紙搬送方向下流側には、用紙搬送部４が備えられている。用紙搬送部４は、図５において用紙カセット３から右上方に送り出された用紙Ｐを、左方に、すなわち本体２の後部に向かって搬送するように延び、画像形成部２０、及び二次転写部４０に続いている。

画像形成部２０には、その中心に、図５において反時計方向に回転する単一の感光体ドラム２２が備えられている。感光体ドラム２２の周囲には、その回転方向に沿って順に帯電装置５０、現像装置６０、及びドラム用のクリーニング装置８０が配置されている。画像形成部２０では、最初に、帯電装置５０、及びその上方に設けられた光学部７により、感光体ドラム２２表面に原稿画像の第１色目の静電潜像が形成される。この静電潜像については、各色に対応した静電潜像が、各色の画像形成プロセス毎に順番に形成される。

現像装置６０は、その主たるところが図５において時計方向に回転する回転体であるロータリーラック６０ａで構成され、このロータリーラック６０ａに計４台の現像器が周方向に等間隔に配置されている。４台の現像器とは、ブラック用の現像器６０Ｂ、シアン用の現像器６０Ｃ、マゼンタ用の現像器６０Ｍ、及びイエロー用の現像器６０Ｙである。ロータリーラック６０ａは、図示しない駆動手段により回転せしめられ、４台の現像器を順次感光体ドラム２２と対向する位置に移動して、感光体ドラム２２表面に各色のトナー像を現像するものである。このように、画像形成部２０は、単一の感光体ドラム２２に対して複数色のトナー像を現像する１ドラム方式である。

感光体ドラム２２のすぐ下方には、中間転写体を無端ベルトの形で用いた中間転写ベルト８が配置され、図５において時計方向に回転する。中間転写ベルト８は、感光体ドラム２２に下方から圧接し、図６に示す一次転写ローラ３１を備えた一次転写部３０を形成している。感光体ドラム２２表面に形成されたトナー像は、この一次転写部３０にて、中間転写ベルト８表面に一次転写される。一次転写後、感光体ドラム２２表面に残留したトナーは、ドラム用のクリーニング装置８０よってクリーニング、回収される。

そして、中間転写ベルト８は、次の色の一次転写を行うため、感光体ドラム２２に対する所定の一次転写位置と一致するように一回転する。形成するトナー像がブラックトナー像である場合、ここで一次転写の工程は終了する。形成するトナー像がフルカラートナー像である場合、引き続き、第１色目と同様の現像、一次転写、クリーニングの画像形成プロセスが、第２色目から第４色目まで各色毎に繰り返され、中間転写ベルト８表面には、ブラック、シアン、マゼンタ、イエローの４色のトナー像が重ね合わされたフルカラートナー像が形成される。

中間転写ベルト８が用紙搬送部４に懸かる箇所には、二次転写ローラ４１を備えた二次転写部４０が配置されている。二次転写ローラ４１は、図６において上下方向に移動して、中間転写ベルト８に対して圧接したり、離間したりすることが可能である。二次転写部４０の用紙搬送方向下流には、ベルト用のクリーニング装置９が備えられている。このベルト用クリーニング装置９のクリーニングブラシ９ａも、必要に応じて中間転写ベルト８に対して圧接したり、離間したりする。なお、各色のトナー像が順次中間転写ベルト８に一次転写される間、二次転写ローラ４１及びクリーニングブラシ９ａは中間転写ベルト８から離間している。

そして、４色のカラートナー像、またはブラックトナー像が中間転写ベルト８表面に形成されると、二次転写ローラ４１は中間転写ベルト８に圧接し、トナー像はこの二次転写部４０にて用紙Ｐに二次転写される。二次転写後、中間転写ベルト８表面に残留したトナーは、中間転写ベルト８に圧接したベルト用のクリーニング装置９よってクリーニング、回収される。

その後、未定着のトナー像を担持した用紙Ｐは、図５に示す定着部１０へと送られ、熱ローラ及び加圧ローラによりトナー像が定着される。定着部１０から排出された用紙Ｐは、分岐部１１、及びスイッチバック部１３を通過して、本体２の上面に設けられた用紙排出部１２に排出される。

このように、無端状のベルトで構成された中間転写ベルト８を備え、画像形成部２０が、単一の感光体ドラム２２に対して複数色のトナー像を現像する１ドラム方式である場合であっても、図４に示した画像形成動作が実行され、中間転写ベルト８表面に残留するトナーは、クリーニング、回収される。これにより、第１の実施形態のタンデム方式の場合と同様に、通常の帯電極性とは逆極性に帯電したトナーは、画像形成部２０の感光体ドラム２２用のクリーニング装置８０で回収することができ、正負いずれの極性に帯電したトナーも確実にクリーニングして、回収することが可能である。したがって、好適なクリーニング性能を保持することができ、画像不良の発生を確実に防止することが可能な１ドラム方式のフルカラー画像形成装置１を提供することができる。

以上、本発明の実施形態につき説明したが、本発明の範囲はこれに限定されるものではなく、発明の主旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加えて実施することができる。

本発明は、中間転写体を用いて画像形成動作を実行する画像形成装置において利用可能である。

本発明の第１の実施形態に係る画像形成装置の模型的垂直断面正面図である。 図１に示す中間転写ベルト周辺の垂直断面部分拡大図である。 図２に示す画像形成部周辺の垂直断面部分拡大図である。 中間転写ベルト及び画像形成部周辺による画像形成動作を示すフローチャートである。 本発明の第２の実施形態に係る画像形成装置の模型的垂直断面左側面図である。 図５に示す画像形成部周辺の垂直断面部分拡大図である。

符号の説明

１ 画像形成装置
２ 本体
８ 中間転写ベルト（中間転写体）
９ ベルト用クリーニング装置
９ａ クリーニングブラシ
２０ 画像形成部
２２ 感光体ドラム（像担持体）
３０ 一次転写部
３１ 一次転写ローラ
４０ 二次転写部
４１ 二次転写ローラ
６０ 現像装置
８０ ドラム用クリーニング装置

Claims (4)

1. 複数の異なる色のトナーを用いて形成するトナー像を、一次転写バイアスを印加することにより像担持体から中間転写体表面に一次転写し、二次転写バイアスを印加することにより中間転写体表面から用紙に二次転写するとともに、二次転写後、中間転写体表面に残留するトナーを、トナーの帯電電荷と逆極性のクリーニングバイアスを印加してクリーニングする画像形成装置において、
   前記トナー像を用紙に二次転写した後、前記中間転写体表面のトナー像形成領域の上流端が一次転写部を通過するまで継続して、中間転写体を回転させるとともに、一次転写バイアスを印加することを特徴とする画像形成装置。
2. 前記中間転写体が、無端状のベルトで構成されているとともに、前記像担持体が設けられた画像形成部が、複数個、ベルトで構成された中間転写体の回転方向に沿って一列にして配置されたタンデム方式であることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記トナー像を用紙に二次転写した後、前記複数の画像形成部は、前記中間転写体回転方向上流側のものからマイナス、プラスの順に、或いはプラス、マイナスの順に、極性の異なる一次転写バイアスを交互に印加することを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
4. 前記中間転写体が、無端状のベルトで構成されているとともに、前記像担持体が設けられた画像形成部が、単一の像担持体に対して、複数色のトナー像を順次現像する１ドラム方式であることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。

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