JP2010020296A - 画像形成装置及びクリーナ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】現像剤が付着した像搬送体の内周面をクリーニングすることが可能な画像形成装置を提供する。
【解決手段】像担持体１６ａ〜１６ｄと、画像形成部１５ａ〜１５ｄと、外周面を像担持体１６ａ〜１６ｄに対向させ外周面上にトナー像を転写される像搬送体２と、像搬送体２を回転走行させる回転駆動機構と、像搬送体２の外周面側にて外周面上のトナー像を記録材２３に転写する転写用部材１９と、像搬送体２の内周面側にて像搬送体２に張力を付与し転写用部材１９との間にバイアスを形成する転写対向部材３と、転写対向部材３よりも像搬送体２の進行方向上流側に設けられた導電性のクリーニング部材７を有し、クリーニング部材７を内周面に接触させて内周面に付着したトナーを回収するクリーナ装置３０とを備え、クリーニング部材７はトナーの極性と逆極性のバイアスが印加され、トナーを静電的に回収する。
【選択図】図３

Description

本発明は画像形成装置及びクリーナ装置に関する。

従来、電子写真方式を利用する複写機やプリンタ等の画像形成装置においては、例えば電子写真方式を利用した中間転写型画像形成装置を例に挙げると、感光体ドラム上に各色成分のトナー像を順次形成した後、これらの各色成分トナー像を中間転写体（例えば、中間転写ベルト）に一次転写した後に、記録材に対し中間転写体上の多重転写トナー像を一括して二次転写してカラー画像を得る技術が知られている。

各現像器は、それぞれ異なる色のトナーを収容する容器と、感光体ドラムに対向配置された現像ローラとを有し、一次転写位置において、現像ローラが感光体ドラム上に形成された潜像をトナーにより現像しトナー像を感光体ドラムから中間転写体に転写する。中間転写ベルトの外周面上のトナー像は二次転写ローラによって記録材に転写される。無端状の中間転写ベルトの内周面側には、記録材を二次転写ローラに押し付けるための二次転写対向ローラが配置される。

しかしながら、上記技術には、飛散したトナーによって中間転写ベルト、または中間転写ベルト内の二次転写対向ローラが汚れることにより、それらの中間転写ベルト及び二次転写対向ローラが十分な機能を果たせないという問題点がある。

特に、導電ローラと、像担持体を挟んで対向する転写ユニット内に配置された対向ローラとの間にバイアスを印加し、バイアスにより発生した電界を用いて像担持体から記録材にトナー像を転写する場合、対向ローラの表面の汚れにより中間転写ベルトの抵抗値が不均一となり、ローラ表面上の物理的な凹凸により転写圧力が不均一となる。

抵抗が不均一であると十分な転写電界が形成されない。転写圧力が不均一であると導電ローラの軸方向で転写圧力が異なることが生じる。それらにより画像不具合が発生する可能性がある。導電ローラや対向ローラのローラ面の凹凸に対する厚紙等の記録媒体の追従性は低い。画像不具合は厚紙等の記録媒体においてより顕著になる。

そこで、搬送ベルトの内周面のトナーを機械的にクリーニングする手法が知られている（例えば特許文献１、２参照）。

特許文献１に記載のカラー画像形成装置は、中間転写ベルトユニット内（内周、内側）を清掃するクリーニングユニットを設けている。このクリーニングユニットは、中間転写ベルトの内周面に接触し、中間転写ベルトの走行方向に対してカラー画像をシート材に一括転写する第二転写位置よりも下流側で、且つ中間転写ベルトへの第１色目トナー像の第一転写位置よりも上流側に配置されている。特許文献１は、中間転写ベルト内周面に直接接触して残留トナー等を拭き取るクリーニング部材をフェルト部材としている点と、ブレード、ローラ等でも同様の効果を得られる点とを開示する。

特許文献２に記載の画像形成装置は、搬送ベルトの内側で転写器よりも上流側近傍であって駆動力が伝達されて搬送ベルトの内側面に接触して内側面をクリーニングするクリーニング手段を備えている。

また、トナーを電気的な力を利用してトナーを回収する方法を用いてクリーニングする手法として、トナー本来の極性と逆極性のクリーニングバイアスが印加され且つ像搬送体の表面側の残留トナーを清掃する回転可能なクリーニング部材と、このクリーニング部材よりも像搬送体の表面側の搬送方向上流側に配設され且つアース接続された前処理部材とを備えたクリーニング装置が知られている（特許文献３参照）。

特開２００１−３０５８２９号公報 特開２００１−３１８５４１公報 特開２００５−２５０４１１号公報

しかしながら、電子写真プロセスユニットでは、現像器の現像ローラが回転すると、現像器の容器の開口部からトナーが吹き出すことがある。無端状の中間転写ベルトが回転すると、ベルト内周面により囲まれる空間の外から内へ向かう空気流が発生する。空気流は、吹き出したトナーを引込む。トナーはベルト内周面に付着する。空気流によりトナーは内周面上の特にベルト幅方向の縁部に付着する。

上述した従来技術では、ベルト内周面から除去されたトナーが浮遊するため、浮遊トナーが再び空気流によりベルト内周面に付着する。従来技術では、転写ベルトのスラスト方向の抵抗値を均一化することができず、転写圧力を均一化することができない。スラスト方向とは、無端ベルトが回転走行するときのベルト回転軸の軸線の方向を指す。また、ベルト内周面上ベルト縁部に付着したトナーを確実にクリーニングすることができない。

空気流を遮る部材あるいは空気流を機体の他のスペースへ導く部材を転写ユニット内に設けることは、転写ユニットのスペースが狭いため困難である。

そこで、本発明は、上記の課題に鑑み、現像剤が付着した像搬送体の内周面をクリーニングすることが可能な画像形成装置及びクリーナ装置を提供することを目的とする。

このため、本発明の一態様によれば、像担持体と、前記像担持体の表面上に静電潜像を形成し、前記静電潜像を現像剤により現像して前記像担持体上に現像剤像を形成する画像形成部と、外周面を前記像担持体に対向させて設けられ、前記外周面上に前記現像剤像を転写される像搬送体と、前記像搬送体を回転走行させる回転駆動機構と、前記像搬送体の前記外周面側に設けられ、前記外周面上の前記現像剤像を記録材に転写する転写用部材と、前記像搬送体の内周面側に設けられ、前記像搬送体に張力を付与し、前記転写用部材との間にバイアスを形成する転写対向部材と、前記転写対向部材よりも前記像搬送体の進行方向上流側に設けられた導電性のクリーニング部材を有し、前記クリーニング部材を前記内周面に接触させて前記内周面に付着した現像剤を回収するクリーナ装置と、を備え、このクリーナ装置の前記クリーニング部材は前記現像剤の極性と逆極性のバイアスを印加され、前記現像剤を静電的に回収することを特徴とする画像形成装置が提供される。

また、本発明の別の一態様によれば、外周面上に現像剤像を転写される像搬送体と、それぞれ前記像搬送体を回転走行させるための複数のローラと、前記像搬送体の内周面側に設けられ、前記像搬送体に張力を付与し、転写バイアスを形成する転写対向部材と、前記転写対向部材よりも前記像搬送体の進行方向上流側に設けられ、前記内周面に接触して前記内周面に付着した現像剤を回収する導電性のクリーニング部材と、を備え、このクリーニング部材は、前記現像剤の極性と逆極性のバイアスが印加され、前記現像剤を静電的に回収することを特徴とするクリーナ装置が提供される。

本発明によれば、現像剤が付着した像搬送体の内周面をクリーニングすることができるようになる。

本発明の一実施形態に係るクリーナ装置の縦断面図である。 本発明の一実施形態に係るクリーナ装置の別の一例を示す縦断面図である。 本発明の一実施形態に係る画像形成装置の構成図である。 本発明の一実施形態に係るクリーナ装置を含む画像形成装置の要部拡大図である。

以下、本発明の実施の形態に係る画像形成装置及びクリーナ装置について、図１乃至図４を参照しながら説明する。尚、各図において同一箇所については同一の符号を付すとともに、重複した説明は省略する。

本実施形態に係る画像形成装置はカラー複写機である。本実施形態に係るクリーナ装置はカラー複写機に搭載される転写ユニット内クリーナである。転写ユニットは、４箇所の一次転写位置で各感光体ドラムから中間転写ベルトに転写されたトナー像を二次転写位置で記録材に一括転写するものであり、転写ユニット内クリーナはこの転写ユニット内に設けられたクリーニング機構である。

二次転写は、転写ユニット外の二次転写ローラと、転写ユニット内の二次転写対向ローラとが共同して行われる。二次転写ローラは、二次転写ローラが転写ユニット側の二次転写対向ローラから離れた待避位置と、二次転写ローラが二次転写対向ローラに近接して二次転写対向ローラとともに記録材を挟持する二次転写位置とを取り得るようにされている。

二次転写を行う際、二次転写ローラは、二次転写位置に移動した状態で、中間転写対向ローラにバックアップ支持された中間転写ベルトに接触し、二次転写位置に供給される記録材を、この記録材の裏面が中間転写ベルトの外周面に押し当てられるようにして通過させて記録材の表側の面に中間転写ベルト上のトナー像を転写させるようにしている。

（ａ）転写ユニットの構成
図１は本実施形態に係るクリーナ装置が適用された転写ユニット内クリーナの縦断面図である。

転写ユニット１は、図中反時計回り方向を進行方向とする中間転写ベルト２、中間転写ベルト２に圧接される二次転写対向ローラ３、従動回転する従動ローラ４、張力を中間転写ベルト２へ与えるテンションローラ５、一次転写を行う第１から第４の一次転写ローラ６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄ、及びローラ状のクリーニング部材７を備えている。各ローラのうちのいずれかには、図示しない駆動モータより回転駆動力を加えられるようになっている。

中間転写ベルト２はトナー像を転写される像搬送体である。中間転写ベルト２は無端状であり、機体のフロント側からリア側へ向かう方向に所定値の幅寸法を有する。

中間転写ベルト２の内周面には二次転写対向ローラ３、従動ローラ４、テンションローラ５、一次転写ローラ６ａ〜６ｄ及びクリーニング部材７の各ローラ外周面が当接し、中間転写ベルト２は各ローラによって張架されている。中間転写ベルト２の外周面上には四色のトナー像が形成される。

二次転写対向ローラ３は、中間転写ベルト２の内周面側に設けられ、中間転写ベルト２に張力を付与し、同図では図示しない二次転写ローラとの間にバイアスを形成する転写対向部材である。二次転写ローラは中間転写ベルト２の外周面側に設けられ、記録材に二次転写を行う。

二次転写対向ローラ３には、二次転写対向ローラ３にバイアスを与える電源８が接続されている。二次転写対向ローラ３と、二次転写ローラとが記録材を挟み込むことにより、中間転写ベルト２の外周面上のトナー像が記録材上に一括して転写されるようになっている。

二次転写対向ローラ３、従動ローラ４、テンションローラ５、一次転写ローラ６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄと、各ローラを駆動するモータ及び図示しない動力伝達部材は、中間転写ベルト２を回転走行させる回転駆動機構を構成する。

クリーニング部材７は、中間転写ベルト２の内周面により囲まれる空間９内に設けられ、ベルト内周面に付着したトナーを回収する部材である。

クリーニング部材７は、例えば、管状又は円柱状の軸体と、この軸体の外周を覆う円筒状の単層あるいは複数層からなる合成樹脂製の表層とを備えており、この表層にアルミニウムなどの導電性の材質が用いられている。

クリーニング部材７は、中間転写ベルト２の内周面のうち、重ね転写の順番が最後段である一次転写ローラ６ｄと、テンションローラ５との間に位置する面上に設けられている。

換言すれば、一次転写部材としての４つの一次転写ローラ６ａ〜６ｄは、中間転写ベルト２の内周面側にそれぞれ設けられ、各色の転写位置において４つの像担持体（後述する感光体ドラム１６ａ〜１６ｄ）の各色のトナー像を中間転写ベルト２に転写する。クリーニング部材７は、転写の順番が中間転写ベルト２の進行方向最後段の転写位置に対向する一次転写ローラ６ｄと、二次転写対向ローラ３との間に設けられていることになる。クリーニング部材７の配置位置が二次転写位置の前にされている。

本実施形態に係る画像形成装置は、中間転写ベルト２内の二次転写対向ローラ３の汚れを防ぐため、図１のようにクリーニング部材７を配置しており、クリーニング部材７に中間転写ベルト２内の飛散トナーＴを清掃させることを特徴とするものである。

本実施形態に係るクリーナ装置における中間転写ベルト２は直接的にトナー像を担持搬送するトナーの中間転写体である。像搬送体としては、中間転写体の態様に限らず、被記録材を通してトナー像を間接的に担持搬送するシート搬送ベルトの態様をも含むものである。

中間転写ベルト２を回転走行させる駆動力は、ベルト搬送方向についての中間転写ベルト２とクリーニング部材７との間の摩擦力よりも大きい必要がある。中間転写ベルト２が振動したときに、中間転写ベルト２及びクリーニング部材７間に当接不良が生じないようにすることが必要である。クリーニング部材７自身と中間転写ベルト２との間の摩擦力に抗するベルト回転駆動力が増大すると、中間転写ベルト２の振動が生じるため、ベルト回転駆動力の増大によって生じうる振動を抑える必要もある。

中間転写ベルト２との摩擦による駆動力の増大や振動等を考慮すると、クリーニング部材７の形状はローラ形状であることが望ましい。クリーニング部材７は、転写ユニット内クリーナ３０に含まれて構成される。

転写ユニット内クリーナ３０は、一例として、中間転写ベルト２のスラスト方向に一致する回転軸を有し外周面が中間転写ベルト２の内周面に当接するクリーニング部材７と、それぞれクリーニング部材７の軸方向両端部に設けられた２つの図示しない軸受と、各軸受を介してクリーニング部材７に回転力を与えるモータと、モータ軸の回転を制御する回転制御部と、２つの軸受を保持し、転写ユニット１の筐体内部の壁や出っ張りなどに固定された軸受保持部材とを備える。

クリーニング部材７の回転速度は、中間転写ベルト２の走行速度と同期するように制御されることが望ましい。摩擦力が大きいと、中間転写ベルト２がクリーニング部材７との当接部分において搬送方向と逆の方向に引っ張られる。

中間転写ベルト２への負荷を軽減させる観点から、クリーニング部材７の回転方向と中間転写ベルト２の搬送方向とは同一であることが好ましい。中間転写ベルト２の搬送不良が生じるなど中間転写ベルト２の搬送性能に支障を及ぼさない範囲で、クリーニング部材７をベルト搬送方向と逆方向に回転させるようにしてもよい。

クリーニング部材７を回転駆動するモータを転写ユニット内クリーナ３０は個別に持っていても問題は無いが、転写ユニット１内の省スペース化を考慮して、転写ユニット内クリーナ３０は、中間転写ベルト２を回転駆動するモータと同一のモータを駆動源として使用することが可能にされている。

もしくは転写ユニット内クリーナ３０は駆動源を設けずに、クリーニング部材７の外周面と中間転写ベルト２の内周面との間の摩擦力によりクリーニング部材７を回転させる方法を用いてもよい。

クリーニング部材７の表層部には導電性の材質が使用されている。クリーニング部材７の表層部には電源１０が接続され、電源１０からバイアスを与えられるようにされている。

トナーに付与される電荷の極性と逆極性のバイアスをクリーニング部材７に印加することで、クリーニング部材７の外周面に積極的に飛散トナーＴを引き付けて、中間転写ベルト２の内周面だけでなく転写ユニット１内に浮遊しているトナーを回収出来るようになっている。

クリーニング部材７の表層部は導電性の材質であれば材質の種別は種々の材料を用いることができる。材料には例えばＳＵＳ等の金属を用いても良く、導電性プラスチックス等でもよい。

また転写部材である二次転写対向ローラ３に印加するバイアスの極性と同一極性のバイアスをクリーニング部材７に印加することにより、二次転写対向ローラ３及びクリーニング部材７に引き付けられやすいトナーを選択的に回収することも可能になっている。

一次転写ローラ６ａ〜６ｄに印加するバイアス極性と異なる極性のバイアスをクリーニング部材７に印加する代わりに、一次転写ローラ６ａ〜６ｄに印加するバイアス極性と同極性のバイアスをクリーニング部材７に印加するように転写ユニット１は構成されてもよい。

転写対向部材としては転写ユニット１内の部材であれば部材の種類には特に制限は無い。従動ローラ４やテンションローラ５に、クリーニング部材７へ印加するバイアスの極性と同極性のバイアスが印加されてもよい。

転写ユニット内クリーナ３０は、クリーニング部材７に印加する電源１０を個別に持つ代わりに、二次転写対向ローラ３用の電源を用いるようにもできる。

図２は転写ユニットの別の一例を示す縦断面図である。図２中、これ以外の要素で図１中の符号と同じ符号を有する要素はそれらと同じ要素を表す。

転写ユニット２５は電源２６を有する。電源２６は二次転写対向ローラ３とクリーニング部材７とに対して同一極性のバイアスを与える。転写ユニット２５において、電源２６が二次転写対向ローラ３とクリーニング部材７とよって共用されることにより、転写ユニット１内の省スペース化が図られるようになっている。

クリーニング部材７が配置される位置については、クリーニング部材７の配置箇所が転写ユニット１内であればクリーニング部材７によるクリーニング効果は生じる。中間転写ベルト２の走行経路上で二次転写対向ローラ３よりも上流側にクリーニング部材７が配置されることが清掃効率の点で望ましい。

換言すれば、クリーニング部材７は、転写の順番が中間転写ベルト２の進行方向最後段の転写位置に対向する一次転写ローラ６ｄと、二次転写対向ローラ３との間に設けられている。クリーニング部材７の配置位置は二次転写位置の前である。

また、図１、図２においてクリーニング部材７の外周面は、フッ素樹脂等によってコーティングされている。コーティングを施すことにより、外周面及びトナー粒子間の摩擦抵抗を低減させて、外周面に付着したトナーを容易に落とすことが出来るようになっている。コーティングが施されることにより、クリーニング部材７が清掃された後、クリーニング部材７を何度でも使用できることが可能にされている。高い離型性を表面が持つようにクリーニング部材７は加工されている。離型性とはトナーがフッ素樹脂等のコーティング材の表面へ付着する付着のし易さの度合いを指す。

コーティング材料は、クリーニング部材７及びトナー間の摩擦抵抗の低減といった目的を達成できる材料であればよく、材料の種別には特に限定されない。クリーニング部材７にバイアスを印加する場合、導電性の材料をコーティング材料として選定することで清掃効率を保つことが出来るようにされている。クリーニング部材７の抵抗値は二次転写対向ローラ３の抵抗値と同じ抵抗値にすることで、クリーニング部材７及び中間転写ベルト２間に過電流や放電が起きず、過電流、放電等による印刷後の記録材上の画像の不具合を防ぐことが出来るようにされている。

転写ユニット１及び転写ユニット２５のいずれもカラー複写機へ搭載されうる。

（ｂ）カラー複写機の構成
転写ユニット１を含むカラー複写機の全体構成を図３に示す。図３はカラー複写機の構成図である。同図中、上述した符号と同じ符号を有する要素はそれらと同じ要素を表す。カラー複写機１１は同図に示すように例えばタンデム型のカラー複写機である。

カラー複写機１１は、スキャナ部１２、画像処理部１３、露光部１４、プロセスカートリッジ１５ａ、１５ｂ、１５ｃ、１５ｄを備える。

スキャナ部１２は、光を原稿に照射し原稿からの反射光を読み取って、例えばＲ，Ｇ，Ｂの三原色の画像データを生成するものである。

画像処理部１３は、各画像データに対して、Ｒ，Ｇ，Ｂの３原色からＹ（イエロー）、Ｍ（マゼンタ）、Ｃ（シアン）、Ｋ（ブラック）の四印刷色への色変換処理を行う他、各種の画像処理を行うものである。

露光部１４は、画像処理後の画像データによって変調された光信号を出力し、感光体を露光するものである。

画像処理されたＹ信号、Ｍ信号、Ｃ信号、およびＫ信号は、露光部１４に入力される。プロセスカートリッジ１５ａ、１５ｂ、１５ｃ、１５ｄはそれぞれカラー印刷用の四色に対応するプロセスユニットである。

プロセスカートリッジ１５ａは、プロセスカートリッジ枠体と、プロセスカートリッジ枠体内に設けられたＹ信号用の電子写真式の感光体と、感光体に電子写真プロセスを作用させる画像形成部とから構成されている。プロセスカートリッジ１５ａはカラー複写機１１から着脱可能な構造を有する。

更に詳述すると、プロセスカートリッジ１５ａは、感光体ドラム１６ａ、現像部１７ａ、帯電装置１８ａを備えて構成されている。

感光体ドラム１６ａは像担持体である。

現像部１７ａは、感光体ドラム１６ａに臨む開口を有しトナー及びキャリアからなる二成分現像剤を収容する容器と、現像剤を担持する現像ローラと、現像剤を攪拌する現像剤攪拌部材と、これらの現像ローラ及び現像剤攪拌部材を駆動する駆動機構とを有する。

帯電装置１８ａは感光体ドラム１６ａの表面の電位が目標値になるように電位を調節するものである。

また、プロセスカートリッジ１５ｂ、１５ｃ、１５ｄはそれぞれＭ信号、Ｃ信号およびＫ信号用の各感光体に電子写真プロセスを作用させるものである。

プロセスカートリッジ１５ｂは、感光体ドラム１６ｂ、現像部１７ｂ、帯電装置１８ｂを備えている。プロセスカートリッジ１５ｃは、感光体ドラム１６ｃ、現像部１７ｃ、帯電装置１８ｃを備えている。プロセスカートリッジ１５ｄは、感光体ドラム１６ｄ、現像部１７ｄ、帯電装置１８ｄを備えている。

感光体ドラム１６ｂ、１６ｃ、１６ｄは感光体ドラム１６ａと実質同じである。現像部１７ｂ、１７ｃ、１７ｄは現像部１７ａと実質同じである。帯電装置１８ｂ、１８ｃ、１８ｄは帯電装置１８ａと実質同じである。各プロセスカートリッジ１５ａ、１５ｂ、１５ｃ、１５ｄの構成は、現像部１７ａ、１７ｂ、１７ｃ、１７ｄに内蔵されるトナーの色は異なっているものの、基本的な構成は何れも実質同じである。

感光体ドラム１６ａ〜１６ｄの表面は帯電装置１８ａ〜１８ｄによってそれぞれ所定の電位に帯電され、露光部１４から照射される光、例えばレーザ光によって静電潜像がその表面に形成される。

静電潜像は、現像部１７ａ〜１７ｄのそれぞれより供給されるトナーによって現像され、感光体ドラム１６ａ〜１６ｄの表面には各トナー色に応じた現像画像が形成される。感光体ドラム１６ａ〜１６ｄに形成された現像画像は、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋの順に中間転写ベルト２の外周面上に重ねて転写される。

Ｋ用の感光体ドラム１６ｄを中間転写ベルト２が通り過ぎた時点で四色が合成されたフルカラーのトナー画像が中間転写ベルト２の上に形成されるようになっている。

カラー複写機１１は転写ユニット内クリーナ３０を有する。転写ユニット内クリーナ３０のクリーニング部材７の位置は、中間転写ベルト２の進行方向に対してカラー画像が記録材２３に一括転写される位置よりも上流側、且つ中間転写ベルト２への第四色目のトナー像が転写される位置よりも下流側である。

更にカラー複写機１１は、二次転写ローラ１９、二次転写対向ローラ３、給紙部２０、定着部２１、及び排紙部２２を備えて構成されている。

二次転写ローラ１９は、中間転写ベルト２の外周面側に設けられ、外周面上のトナー像を記録材２３に転写する転写用部材である。二次転写ローラ１９は、中間転写ベルト２の外周面に接触し、二次転写対向ローラ３とともに中間転写ベルト２を介して記録材２３を挟持搬送する。

給紙部２０は、用紙やＯＨＰシートなど記録材２３をセットされ、記録材２３を１枚ずつピックアップするものである。定着部２１は、記録材２３上のトナー像を加熱定着するものである。排紙部２２は、画像を印字された記録材２３を排紙するものである。

中間転写ベルト２の上のトナー画像は、一括して給紙部２０から供給される記録材２３に転写される。本実施例においては二次転写対向ローラ３に印加されたバイアスにより、記録材２３と二次転写ローラ１９との間に電界を生じさせトナー像を記録材２３へ転写する。記録材２３に転写されたトナー画像は、定着部２１において記録材２３に定着され、記録材２３は排紙部２２からカラー複写機１１外部に排紙されるようになっている。

また、カラー複写機１１は、電源１０から各ローラへのバイアスをＯＮ又はＯＦＦする図示しない駆動回路と、駆動回路を制御するＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭとを有する。

（ｃ）動作
上記のように構成されたカラー複写機１１におけるプロセスカートリッジ１５ａ〜１５ｄは、それぞれ各感光体ドラム１６ａ〜１６ｄ上に形成された静電潜像をトナーにより可視化してトナー像を形成し、各トナー像を中間転写ベルト２上に転写する。

中間転写ベルト２は、感光体ドラム１６ａ〜１６ｄに対向した状態で接触する。これらの感光体ドラム１６ａ〜１６ｄに対向する中間転写ベルト２の一次転写位置には一次転写ローラ６ａ〜６ｄが配置されている。

一例として、トナーがプラス極性を有する場合、ＣＰＵは、これらの一次転写ローラ６ａ〜６ｄへ、互いに大きさが異なるマイナスの一次転写電圧を順次印加させる。感光体ドラム１６ａ〜１６ｄ上のトナー像が中間転写ベルト２の内周面に一次転写される。

ＣＰＵは二次転写ローラ１９の電位を例えば接地電位にしておく。ＣＰＵが二次転写対向ローラ３へマイナスの二次転写バイアスを印加させる。これによって、二次転写位置において中間転写ベルト２と二次転写ローラ１９との間に転写電界が形成され、中間転写ベルト２と二次転写ローラ１９との間を通過する記録材２３上に中間転写ベルト２の外周面上のトナー像が二次転写される。

現像部１７ａ〜１５ｄの各現像ローラが回転すると、現像部１７ａ〜１５ｄの容器の開口からトナーが吹き出すことがある。中間転写ベルト２が高速に回転走行すると、中間転写ベルト２の内周面によって囲まれる空間９の外から内へ向かう空気流が生じる。転写ユニット内クリーナ３０は、クリーニング部材７が中間転写ベルト２の内周面に接触しつつ回転することによって、クリーニング部材７の外周面上にトナーを付着させ、中間転写ベルト２の内周面上のトナーを回収する。

従って、トナーが空間９内へ引込まれ、トナーが無端状の中間転写ベルト２の内周面、特にベルト幅方向のベルト縁部に付着した場合であっても、内周面上のトナーを確実に除去できるようになる。中間転写ベルト２のスラスト方向に均一にベルト内周面をクリーニングできる。

引き続きカラー複写機１１における転写ユニット内クリーニング方法について図４を用いて説明する。図４は転写ユニット１の要部拡大図である。同図中、既に説明した符号と同一の符号は同一の要素を表す。

現像部１７ｄが感光体ドラム１６ｄに現像する際、現像器駆動、もしくは現像器内の圧力変化により現像器内よりトナーが機体内に飛散することがある。また感光体ドラム１６ｄ上、もしくは中間転写ベルト２の外周面上に形成されたトナー像も、静電吸着力が弱まった際には、この感光体ドラム１６ｄあるいは中間転写ベルト２より引き離され、機体内に飛散することがある。

プロセスカートリッジ１５ａ〜１５ｄのうち、ベルト搬送方向上流側のいずれかによって中間転写ベルト２上に転写されたトナー像は、このトナー像の転写位置よりも下流側のいずれかのプロセスカートリッジ１５ａ〜１５ｄにおける転写の際に転写バイアスを受けることになる。

中間転写ベルト２上のトナー像が最大４回に亘って転写バイアスを印加されると、トナーの帯電極性はプラスからマイナスへと逆転する。トナーの中間転写ベルト２上への静電吸着力が低下することにより、機体内へのトナーの飛散が生じやすくなる状況になる。

こうして飛散したトナーは飛散発生部に近く、かつ面積の一番大きい中間転写ベルト２の駆動により作られる気流に引き付けられる。

フロント側あるいはリア側から吸い込まれた空気が空間９を導かれてリア側あるいはフロント側へと抜ける風の流れが形成される。中間転写ベルト２のベルト幅及びベルト周長により決まる面積が大きいため、ベルト内周面を外延とする通風路が形成される。

この結果、中間転写ベルト２の内周面側、即ち内側にまでもトナーの飛散が及ぶことになる。これらの飛散トナーＴは中間転写ベルト２の内側特にベルト縁部に付着し、もしくは転写ユニット１内を浮遊する。

二次転写対向ローラ３にはマイナス極性の転写バイアスが印加されているため、プラス極性のトナーを静電的に引き付けやすい状態にある。飛散トナーＴのうちの二次転写対向ローラ３の外周面上に付着したトナーは、二次転写対向ローラ３の外周面及び中間転写ベルト２の内周面とにより挟まれるため、これらの面から圧力及び摩擦力を受ける。このため、圧力及び摩擦力によってトナーが二次転写対向ローラ３の外周面上に固着する場合がある。

固着したトナーは抵抗体となるため、二次転写対向ローラ３と二次転写ローラ１９との間で適正な値に決められたバイアスが印加されることが妨げられる。適正値のバイアス印加の妨げになると同時に、抵抗体は、二次転写対向ローラ３の外周面と中間転写ベルト２の内周面との間に微小なギャップを形成するため、転写が均一になされないという問題を発生させる。

本実施形態においてはこれらの飛散トナーＴが二次転写対向ローラ３に付着する前にクリーニング部材７がトナーをクリーニングする。二次転写対向ローラ３に対しベルト搬送方向上流側の転写ユニット内クリーナ３０がトナーを除去するため、付着トナーが下流側へ送られないようになる。

また、クリーニング部材７がローラ形状にされているため、クリーニング部材７は中間転写ベルト２の回転走行に従って回転する。クリーニング部材７及び中間転写ベルト２間の摩擦力に打ち勝つに十分な大きさを持つベルト駆動力を二次転写対向ローラ３が発生させる必要がないため、駆動モータに対するドライバソフトウェアの制御内容を変更せずに、転写ユニット１内のクリーニングを行えるようになる。摩擦の増大に起因する振動を生じさせずに、クリーニングを行える。

また、クリーニング部材７が中間転写ベルト２の搬送方向と同一方向に回転し、その回転速度が中間転写ベルト２の搬送速度と同一の速度で回転するため、中間転写ベルト２に対する引っ張り負荷が過剰にならずに済み、中間転写ベルト２への負荷が軽減されるようになる。

また、搬送不良などの中間転写ベルト２の搬送性能に支障を及ぼさない範囲で、モータ駆動によりクリーニング部材７を中間転写ベルト２の搬送方向と逆方向に回転させてもよい。クリーニング部材７が逆方向に回転している最中、クリーニング部材７が中間転写ベルト２の内周面に当接して生じるこの内周面への押圧力は、クリーニング部材７が順方向に回転している最中にクリーニング部材７が中間転写ベルト２の内周面に当接して生じるこの内周面への押圧力よりも大きい。クリーニング効果を上げることができる。

また、クリーニング部材７を回転駆動させるモータ類を個別に設けずに、クリーニング部材７及び中間転写ベルト２間の摩擦力によりクリーニング部材７を中間転写ベルト２の搬送と同期させて回転させてもよい。このようにすれば、転写ユニット１内の省スペース化を図りつつクリーニング効果を上げることができる。

クリーニング部材７の材料にはアルミニウムなど導電性の材料が用いられており、転写ユニット内クリーナ３０には電源１０より二次転写対向ローラ３と同様のバイアスが印加される。そうすることでベルト内面だけでなく浮遊しているトナーを回収することが出来るうえに、二次転写対向ローラ３に引き付けられやすいトナーを選択的に回収することができるようになる。

またクリーニング部材７には、カーボン分散した導電性ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）がコーティングされている。このため、表面に付着することによって回収された飛散トナーを人が容易に拭き取ることが可能であり、定期的に清掃を行うことで何度でもこのクリーニング部材７を使用することができる。

コーティング材の表面抵抗率の値は、１０^７（Ω／□）以下であることが望ましい。１０^７（Ω／□）という値は本発明者が導電性の観点から実験により求めた。

また図４において、転写ユニット内クリーナ３０にクリーニング部材７とは別のクリーニング部材として例えばフェルト材２４等を接触させてもよい。

フェルト材２４は、図示しない押圧部材によって適度の加圧力を加えられてクリーニング部材７に押し付けられた状態で保持されている。フェルト材２４がクリーニング部材７のローラ面に摺接することで、クリーニング部材７のローラ面を付着物が無いきれいな状態に常に保つことができる。これにより、作業性、メンテナンス性を向上させることができる。

転写ユニット１内の全てのローラのうち、バイアスを印加されていないテンションローラ５等へのトナーの付着量は画質に影響を与えない。フェルト材２４が二次転写対向ローラ３のローラ面に設けられたとしても、不要なトナーが二次転写対向ローラ３へ運ばれて来てしまう。カラー複写機１１では、フェルト材２４が、二次転写対向ローラ３よりもベルト進行方向で上流側のクリーニング部材７に設けられているため、トナーが下流の二次転写対向ローラ３へ運ばれないようにすることができる。

また、一次転写ローラ６ｄの汚れを防ぐために、クリーニング部材７を一次転写ローラ６ｄの周辺に配置することもできる。この場合、クリーニング部材７の表面抵抗率を７±０．５（ｌｏｇΩ／□）の範囲内にする。抵抗値の範囲は、一次転写ローラ６ｄの抵抗値、例えば７±０．５ｌｏｇΩの範囲と同じである。

抵抗値の範囲は、本発明者が、クリーニング部材７の表面抵抗率を種々変化させ、各表面抵抗率に応じて、クリーニング部材７のローラ面のクリーニング状態を見て、トナー付着量が問題ないことを確認することによって求めた。

クリーニング部材７の抵抗値が一次転写ローラ６ｄの抵抗値の範囲内にすることによって、中間転写ベルト２との間に発生する過電流や放電を抑えることが出来るようになる。

クリーニング部材７と、一次転写ローラ６ｄとが近接して配置されており、クリーニング部材７及び一次転写ローラ６ｄは金属製でバイアスを印加されている関係上、クリーニング部材７及び一次転写ローラ６ｄは汚れやすい。トナーが各ローラ外周面に付着しやすい。

クリーニング部材７のローラ面が常時クリーニングされる。ベルト縁部の汚れが確実に除去できるようになる。

一次転写ローラ６ａ〜６ｄ、テンションローラ５、二次転写対向ローラ３、及びクリーニング部材７のうち、クリーニング部材７が一番汚れやすい。本実施形態に係る画像形成装置及びクリーナ装置によって、クリーニング効果を従来例に比べて高めることができるようになる。

一般に転写部材にローラが用いられた場合、転写部材はベルト部材と接しているため、ベルト部材の内周面をクリーニングすることは、同時に転写部材を汚さないという一般的効果を有する。例えば特許文献１に記載のカラー画像形成装置は、４箇所全ての転写位置の上流にクリーナを設けている。

一方、転写ベルト及び転写部材の汚れに大きな影響を与える場合とは、これらの転写ベルト及び転写部材がトナー像を紙に転写するときである。紙の抵抗値は変動しやすい。直接転写方式では、それぞれの色に対応した複数の転写器がベルト搬送方向に沿って設けられており、各転写器が紙にトナー像を紙に転写する。それぞれの転写器が紙にトナー像を直接転写するため、これらの転写器は汚れやすい。転写部材を汚れにくくするためには、直接転写方式の場合、全ての転写器の上流側にクリーナを設けることが好ましい。

本実施形態に係る画像形成装置及びクリーナ装置では、中間転写方式が用いられているため、一次転写ローラ６ａ〜６ｄを汚れにくくするために、一次転写ローラ６ａ〜６ｄの全ての転写位置よりも上流側にクリーナを設ける必要がない。ベルト搬送方向で２次転写ローラ３の前段に１箇所のみにクリーナを配置するだけで、機体内に別途スペースを設けずに一次転写ローラ６ａ〜６ｄを汚れさせずに済むという効果を得られる。例えば特許文献２に記載の画像形成装置と、本実施形態に係る画像形成装置とを比べると、本実施形態に係る画像形成装置では、クリーナの設置個数を従来例の４個から１個にすることができるため、コスト及びスペース等の点で有利である。

従って、中間転写ベルト２に、本実施形態に係るクリーナ装置を採用することにより、クリーニング部材７の配置位置を二次転写位置の前段にすることができ、省スペース化及び低コスト化につながる効果を得られるようになる。

飛散トナーが中間転写ベルト２により囲まれる空間９内に引込まれる点、及びトナーが無端ベルト内周面のベルト縁部に付着する点は従来考慮されていなかったが、本実施形態に係る画像形成装置及びクリーナ装置によればこれらの点を解決することができた。

（ｄ）変形例
尚、本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。

上記実施形態では、二次転写ローラ３の汚れを防ぐようにしていたが、例えば一次転写ローラ６ｄの汚れを特に防ぎたい場合、クリーニング部材７を一次転写ローラ６ｄの上流側直近に配置するようにする。このようにすれば、クリーニング部材７を一次転写ローラ６ｄ及び二次転写ローラ３の間に設けた場合のクリーニング効果よりも効果的である。

上記実施形態では、トナーはプラス極性であり、クリーニング部材７及び二次転写対向ローラ３へのバイアスはマイナス極性であったが、トナーをマイナス極性としクリーニング部材７及び二次転写対向ローラ３へのバイアスをプラス極性にしてもよい。

また、本発明の実施の形態に係る画像形成装置及びクリーナ装置は、飛散しにくい材料のトナーを用いることによって、トナーの飛散を防止するようにもできる。

また、転写ユニット１内において、中間転写ベルト２に張力を与えたり、あるいは中間転写ベルト２の強度を維持するためのテンションローラの個数を増やすようにもできる。テンションローラは元々金属製の基材を有するため、上記実施形態で説明したテンションローラ５とは別個のテンションローラを設けるとともに、別個に設けたテンションローラをクリーニングローラとして機能させるようにもできる。増設したテンションローラにトナーを清掃させるという役目を与えることにより、転写ユニット１内のスペースの使用効率を高めることもできるようになる。

また、上記実施形態ではクリーニング部材７はローラ形状であったが、クリーニング部材７は、ローラの代わりに、両端部が径太でその間が径細であるような形状を有する部材を用いてもよい。例えばクリーニング部材７は、回転するシャフトと、シャフトの両端に取り付けられた円板形状又は車輪形状の径太部材とから構成されてもよい。これにより、中間転写ベルト２のフロント側及びリア側の各縁部を清掃可能になる。

また、中間転写ベルト２への回転駆動力は、例えば二次転写対向ローラ３へ駆動モータ及びギア類等の動力伝達部材を介して与えることができるが、この回転駆動力を生成し回転駆動機構を構成するローラとしては、従動ローラ４、一次転写ローラ６ａ〜６ｄ、及びテンションローラ５のいずれか一以上を用いてもよい。

また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。

１，２５…転写ユニット、２…中間転写ベルト（像搬送体）、３…二次転写対向ローラ（転写対向部材）、４…従動ローラ、５…テンションローラ、６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄ…一次転写ローラ（一次転写部材）、７…クリーニング部材、８…電源、９…空間、１０…電源、１１…カラー複写機（画像形成装置）、１２…スキャナ部、１３…画像処理部、１４…露光部、１５ａ，１５ｂ，１５ｃ，１５ｄ…プロセスカートリッジ（画像形成部）、１６ａ，１６ｂ，１６ｃ，１６ｄ…感光体ドラム（像担持体）、１７ａ，１７ｂ，１７ｃ，１７ｄ…現像部、１８ａ，１８ｂ，１８ｃ，１８ｄ…帯電装置、１９…二次転写ローラ（転写用部材）、２０…給紙部、２１…定着部、２２…排紙部、２３…記録材、２４…フェルト材、２６…電源、３０…転写ユニット内クリーナ（クリーナ装置）。

Claims (6)

1. 像担持体と、
   前記像担持体の表面上に静電潜像を形成し、前記静電潜像を現像剤により現像して前記像担持体上に現像剤像を形成する画像形成部と、
   外周面を前記像担持体に対向させて設けられ、前記外周面上に前記現像剤像を転写される像搬送体と、
   前記像搬送体を回転走行させる回転駆動機構と、
   前記像搬送体の前記外周面側に設けられ、前記外周面上の前記現像剤像を記録材に転写する転写用部材と、
   前記像搬送体の内周面側に設けられ、前記像搬送体に張力を付与し、前記転写用部材との間にバイアスを形成する転写対向部材と、
   前記転写対向部材よりも前記像搬送体の進行方向上流側に設けられた導電性のクリーニング部材を有し、前記クリーニング部材を前記内周面に接触させて前記内周面に付着した現像剤を回収するクリーナ装置と、を備え、
   このクリーナ装置の前記クリーニング部材は前記現像剤の極性と逆極性のバイアスを印加され、前記現像剤を静電的に回収することを特徴とする画像形成装置。
2. 前記クリーニング部材にバイアスを印加する電源を更に備え、
   前記画像形成部は前記現像剤にプラス極性もしくはマイナス極性の電荷を保持させ、前記電源は前記クリーニング部材に前記現像剤の極性と反対の極性のバイアスを印加することを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
3. それぞれ各色の現像剤像を各外周面上に形成される複数の前記像担持体と、それぞれ前記像搬送体の内周面側に設けられ、各色の転写位置においてこれらの像担持体の各色の現像剤像を前記像搬送体に転写する複数の一次転写部材とを更に備え、
   前記クリーニング部材は、転写の順番が前記像搬送体の進行方向最後段の転写位置に対向するいずれかの一次転写部材と、前記転写対向部材との間に設けられたことを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
4. 前記クリーニング部材が前記像搬送体の前記内周面と接触する面は離型性の高いコーティング層によりコーティングされたことを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
5. 前記コーティング層にはフッ素樹脂が用いられたことを特徴とする請求項４記載の画像形成装置。
6. 外周面上に現像剤像を転写される像搬送体と、
   それぞれ前記像搬送体を回転走行させるための複数のローラと、
   前記像搬送体の内周面側に設けられ、前記像搬送体に張力を付与し、転写バイアスを形成する転写対向部材と、
   前記転写対向部材よりも前記像搬送体の進行方向上流側に設けられ、前記内周面に接触して前記内周面に付着した現像剤を回収する導電性のクリーニング部材と、を備え、
   このクリーニング部材は、前記現像剤の極性と逆極性のバイアスが印加され、前記現像剤を静電的に回収することを特徴とするクリーナ装置。

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