JP2007199365A - 画像形成装置 - Google Patents

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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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