JP2013120269A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】フィルミング防止能力と大量トナー対応能力のいずれにも優れ，クリーニング部材に求められる諸特性をバランス良く満たしたクリーニング部を有する画像形成装置を提供すること。
【解決手段】画像形成部からトナー像の転写を受けてそのトナー像を媒体に再転写する中間転写ベルト３を有する画像形成装置にて，中間転写ベルト３における，媒体への再転写位置より下流であって画像形成部からの被転写位置より上流の位置に，発泡ローラー４２１，４２２によるベルトクリーニング部を設け，媒体への再転写位置より下流であってベルトクリーニング部より上流の位置に，金属ローラー１０による予備クリーニング部を設ける。金属ローラー１０と中間転写ベルト３との間に，本来の帯電極性のままで中間転写体上ベルト３付着しているトナーを金属ローラー１０へ向けて吸引するバイアスを印加する。
【選択図】図２

Description

本発明は，中間転写ベルトを有する画像形成装置に関する。さらに詳細には，中間転写ベルトのクリーニングを行うベルトクリーニング部を有する画像形成装置に関するものである。

従来から，トナーを用いる画像形成装置には，例えば特許文献１に記載のもののように，中間転写ベルトを有するものがある。中間転写ベルトを有する画像形成装置は通常，複数の感光体を有している。これら複数の感光体により互いに異なる色のトナー像を作成し，中間転写ベルト上に転写して重ね合わせるのである。この，中間転写ベルト上に重ね合わせられてフルカラーとなったトナー像が，媒体である用紙に再転写されるのである。

かかる中間転写ベルト上には，媒体へのトナー像の再転写後にもある程度のトナーが残留してしまう。また，中間転写ベルトが用紙と接触したことにより，紙粉もトナーに混じって中間転写ベルトに付着している。このような中間転写ベルト上の付着物は，次回の画像形成時に画像汚れの原因となる等の弊害を引き起こす。このため，中間転写ベルトをクリーニングするベルトクリーニングが設けられる。すなわち，再転写位置より下流の位置において，中間転写ベルトのトナー像担持面を，クリーニング部材で拭き取って付着物を除去するのである。

クリーニング部材として，特許文献１に記載のものでは，発泡部材によるクリーニングローラーを用いている。発泡部材は，中間転写ベルト上の付着物の除去能力が高く，付着物のフィルミングの防止に有益である。クリーニング部材として他には，ブラシローラーやブレード部材，金属ローラーなどがある。

特開２００９−３００７４１号公報

しかしながら前記した従来の技術には，次のような問題点があった。すなわち，クリーニング部材として発泡部材を用いると，中間転写ベルト上の単位面積当たりの付着物量が多い場合に拭き残しが発生しやすいのである。発泡部材は，１回の清掃で拭き取れる付着物量はさほど多くないという特性を有するからである。中間転写ベルト上の単位面積当たりの付着物量が多い場合とは例えば，テストパターンやパッチなど，２次転写をしない画像を形成した場合が挙げられる。このような中間転写ベルト上のトナー量が多い場合に，発泡部材ではクリーニングしきれない場合があるのである。

一方，ブラシローラーやブレード部材，金属ローラーにも問題がある。ブラシローラーについては，ブラシの毛先で放電が起きやすい。このため放電生成物が中間転写ベルトに付着してフィルミングを生じさせる。ブレード部材の場合は，摩耗によりクリーニング特性が変化してしまい安定性に欠ける。金属ローラーの場合には，１回の清掃で拭き取り量自体は多めであるものの，最下層の付着物まできれいに除去することができない。このようにいずれも一長一短で，クリーニング部材に求められる特性をすべて満たすものは存在しなかった。

本発明は，前記した従来の技術が有する問題点を解決するためになされたものである。すなわちその課題とするところは，フィルミング防止能力と大量トナー対応能力のいずれにも優れ，クリーニング部材に求められる諸特性をバランス良く満たしたクリーニング部を有する画像形成装置を提供することにある。

この課題の解決を目的としてなされた本発明の画像形成装置は，トナー像形成部を有し，トナー像形成部で形成されたトナー像を媒体上に転写することで画像を形成する装置であって，トナー像形成部からトナー像の転写を受けてそのトナー像を媒体に再転写する中間転写体と，中間転写体における，媒体への再転写位置より下流であってトナー像形成部からの被転写位置より上流の位置に設けられたベルトクリーニング部と，中間転写体における，媒体への再転写位置より下流であってベルトクリーニング部より上流の位置に設けられた予備クリーニング部とを有し，予備クリーニング部は，中間転写体の像担持面側に配置された金属ローラーと，金属ローラーと中間転写体との間に，本来の帯電極性のままで中間転写体上に付着しているトナーを金属ローラーへ向けて吸引するバイアスを印加する予備クリーニングバイアス印加部とを有している。

この画像形成装置では，媒体への再転写位置を通過した中間転写体は，ベルトクリーニング部によるクリーニングを受ける前にまず，予備クリーニング部によるクリーニングを受ける。予備クリーニング部では，金属ローラーが中間転写体の像担持面側に配置されている。そして金属ローラーと中間転写体との間には，予備クリーニングバイアス印加部によりバイアスが印加されている。これにより，中間転写体に載って金属ローラーと中間転写体との対面箇所に至ったトナーの大部分が，中間転写体から金属ローラーに移る。こうして中間転写体上の付着物の量が大幅に減少し，その状態でベルトクリーニング部による中間転写体のクリーニングが行われる。このため，再転写位置を通過した時点での中間転写体上の付着物量が多い場合でも，予備クリーニング部およびベルトクリーニング部により，中間転写体のクリーニングが確実になされる。こうして，次回の形成画像の画質低下や，中間転写体の表面状態の劣化が防止されている。

本発明の画像形成装置において予備クリーニングバイアス印加部は，中間転写体における，媒体への再転写が行われた位置に対してはバイアスを印加せず，媒体への再転写が行われなかった位置に対してはバイアスを印加するものであることが望ましい。このようにすると，中間転写体上の付着物量が多い場合にのみ金属ローラーへのバイアス印加がオンされ，付着物量が少ない場合にはバイアス印加がオフされることになる。このため，付着物量が多い場合の良好なクリーニング性能を確保しつつ，中間転写体の寿命を延長できる。

このことはより具体的には，予備クリーニングバイアス印加部が，中間転写体から媒体への再転写が開始されてから所定時間経過後にバイアス印加を停止し，再転写が停止されてから所定時間経過後にバイアス印加を開始することとすればよい。その所定時間は，中間転写体が，媒体への再転写位置から金属ローラーとの対面位置まで移動するのに要する時間とすればよい。このようにすることで，中間転写体における媒体への再転写が行われた位置，すなわち付着物量の少ない位置が金属ローラーに対面するときにはバイアス印加がオフされることになる。一方，再転写が行われなかった位置，すなわち付着物量の多い位置が金属ローラーに対面するときにはバイアス印加がオンされることになる。

本発明ではさらに，金属ローラーを予備クリーニングバイアス印加部に接続する接続状態と，金属ローラーを予備クリーニングバイアス印加部に接続せず接地する接地状態とを切り替えるスイッチを有することが望ましい。そして，スイッチを，予備クリーニングバイアス印加部によるバイアス印加をするときには接続状態とし，予備クリーニングバイアス印加部によるバイアス印加をしないときには接地状態とするのである。これにより，バイアスオフ時における金属ローラーへの電荷の蓄積を防止できる。このため，金属ローラーと中間転写体との間の放電による中間転写体の劣化を防止できる。

そして本発明の画像形成装置では，金属ローラーとして，その表面に高耐摩耗性もしくは低摩擦性のコーティングが施されているものを用いることがより好ましい。これにより，金属ローラーの長寿命化が図られる。

本発明の画像形成装置におけるベルトクリーニング部は好ましくは，中間転写体の像担持面側に配置された１または２以上の発泡ローラーと，発泡ローラーと中間転写体との間にバイアスを印加するクリーニングバイアス印加部とを有する。ここでクリーニングバイアス印加部は，発泡ローラーのうち少なくとも金属ローラーに隣接するものには，予備クリーニングバイアス印加部が金属ローラーに印加するバイアスと逆向きのバイアスを印加するものである。この構成では，金属ローラーにより付着物の大部分が除去された状態の中間転写体が，発泡ローラーによる清掃を受ける。その際，発泡ローラーのバイアスは，金属ローラーで除去されなかった帯電極性の付着物を主として吸引する。こうして，より清浄な中間転写体の表面が得られる。

なお，本発明では，中間転写体を挟んで金属ローラーや発泡ローラーの反対側に配置された対向部材を有することが好ましい。また，金属ローラーと中間転写体との接触箇所以外の箇所で金属ローラーに接触する付着物回収部材を有することも望ましい。同様に，発泡ローラーと中間転写体との接触箇所以外の箇所で発泡ローラーに接触する回収ローラーと，回収ローラーと発泡ローラーとの接触箇所以外の箇所で回収ローラーに接触する付着物回収部材とを有することも望ましい。

本発明によれば，フィルミング防止能力と大量トナー対応能力のいずれにも優れ，クリーニング部材に求められる諸特性をバランス良く満たしたクリーニング部を有する画像形成装置が提供されている。

実施の形態に係る画像形成装置の全体構成を示す断面図である。 図１の画像形成装置におけるベルトクリーナーの構成を示す断面図である。 ベルトクリーナーの金属ローラーへのバイアス印加の制御を説明するフローチャートである。 金属ローラーの変形例を示す断面図である。 金属ローラーの配線の変形例を示す断面図である。

以下，本発明を具体化した実施の形態について，添付図面を参照しつつ詳細に説明する。本形態は，図１に示す画像形成装置１に本発明を適用したものである。図１の画像形成装置１は，４つの画像形成部２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｋと中間転写ベルト３とを有する。いわゆるタンデム型の画像形成装置である。図１の画像形成装置１は，画像形成部２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｋや中間転写ベルト３の他，ベルトクリーナー４，２次転写装置５，定着器６，給紙カセット７，制御部５０を有している。以下順に説明する。

中間転写ベルト３は，張架ローラー３１〜３４に架け渡されており，図中に矢印Ｘで示される向きに循環移動するようになっている。４つの画像形成部２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｋは，いずれも構造的には同じものであり，以下では代表して画像形成部２Ｙにより説明する。画像形成部２Ｙには，感光体ドラム２１，帯電器２２，露光器２３，現像器２４が設けられている。これにより，感光体ドラム２１の表面にトナー像が形成されるようになっている。現像器２４は，一成分型現像剤を用いるもの，二成分型現像剤を用いるもの，のいずれであってもよい。トナーの帯電極性については，負型，正型のいずれでもよいが，以下では負型であるものとする。

また，感光体ドラム２１は中間転写ベルト３の外面に接している。さらに，感光体ドラム２１から見て中間転写ベルト３の裏側には，１次転写ローラー２５が設けられている。１次転写ローラー２５と感光体ドラム２１との間の１次転写バイアスにより，感光体ドラム２１上のトナー像が中間転写ベルト３上に転写されるようになっている。

２次転写装置５は，複数のローラーにより張架された２次転写ベルト５１により構成されている。２次転写ベルト５１を張架するローラーの１つが，２次転写ローラー５２である。２次転写装置５では，２次転写ローラー５２と中間転写ベルト３の張架ローラー３１との間の２次転写バイアスにより，中間転写ベルト３上のトナー像が用紙Ｐ上に転写されるようになっている。このため給紙カセット７から用紙Ｐが供給され，中間転写ベルト３と２次転写ベルト５１との間のニップへ進入するようになっている。また，トナー像の転写を受けた用紙Ｐに対し，定着器６でトナー像の定着が行われるようになっている。さらに，各部の制御が制御部５０により行われるようになっている。

ベルトクリーナー４は，中間転写ベルト３上のトナーを除去する装置である。ベルトクリーナー４で除去するのは，２次転写装置５を通過した後の中間転写ベルト３上の付着物である。その主成分は，２次転写装置５を通過した後も中間転写ベルト３上に付着しているトナーである。他に紙粉等が含まれる。これらの付着物を放置したまま次回の画像形成を行うと画像が汚れるので，その防止のために中間転写ベルト３を清掃するのである。よってベルトクリーナー４は，中間転写ベルト３における，２次転写装置５より下流で画像形成部２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｋのいずれよりも上流の位置に設けられている。

ベルトクリーナー４の詳細を図２の拡大断面図により説明する。図２は，図１中のベルトクリーナー４を時計回りに９０度回転させて描いた図である。よって，図２中における中間転写ベルト３の移動方向Ｘは，左から右に向かう向きである。ベルトクリーナー４におけるハウジング４１の中には，中間転写ベルト３の外面側に接するローラーが３つ存在する。移動方向Ｘの上流側から順に，金属ローラー１０，第１発泡ローラー４２１，第２発泡ローラー４２２，である。このうち，第１発泡ローラー４２１および第２発泡ローラー４２２がベルトクリーニング部を構成し，金属ローラー１０がそれより上流の予備クリーニング部を構成している。つまりベルトクリーナー４には，ベルトクリーニング部と予備クリーニング部とがともに内蔵されている。

金属ローラー１０は，その名の通り金属製のローラーである。金属の具体的種類としては特に限定はなく，鉄，アルミ，銅，これらを主成分とする合金など，通常用いられているものなら何でもよい。第１発泡ローラー４２１および第２発泡ローラー４２２はいずれも，芯金４５とその外周を覆うポリウレタンフォーム層４６とを有する発泡ローラーである。ポリウレタンフォーム層４６の材質は，例えば，特許文献１の［００４５］〜［００６１］に記載されるような発泡材であって，１０²〜１０⁶Ωｃｍ程度の導電性を付与したものでよい。

金属ローラー１０，第１発泡ローラー４２１，第２発泡ローラー４２２はいずれも，図２中にそれぞれ矢印で示されるように，中間転写ベルト３の移動方向Ｘに対してカウンター回転するものである。ただし金属ローラー１０については，カウンター回転に限らず，移動方向Ｘに対して順方向回転するものであってもよい。

第１発泡ローラー４２１，第２発泡ローラー４２２に対してそれぞれ，回収ローラー４３が設けられている。回収ローラー４３は，第１発泡ローラー４２１，第２発泡ローラー４２２に接し，中間転写ベルト３には接しないように配置されている。回収ローラー４３は，金属ローラー１０と同じく金属製である。また，回収ローラー４３は，第１発泡ローラー４２１，第２発泡ローラー４２２の回転により従動回転するものである。なお回収ローラー４３は，従動回転するものに限らず，独立に駆動を受けて回転するものであってもよい。第１発泡ローラー４２１，第２発泡ローラー４２２の回転に対してカウンター回転するものであってもよい。

一方，金属ローラー１０，第１発泡ローラー４２１，第２発泡ローラー４２２から見て中間転写ベルト３の裏側にはそれぞれ，バックアップローラー４４が設けられている。バックアップローラー４４は，中間転写ベルト３の移動により従動回転するローラーである。バックアップローラー４４は，金属ローラー１０や回収ローラー４３と同じく金属製である。なおバックアップローラー４４を，金属製とする代わりに，第１発泡ローラー４２１，第２発泡ローラー４２２と同様の材質のものとしてもよい。

なお，バックアップローラー４４は，従動回転するものに限らず，独立に駆動を受けて回転するものであってもよい。回転せず固定されているものであってもよい。固定されている場合には，３つの部材が繋がって一つになっているものであってもよい。回転する場合でも，金属ローラー１０，第１発泡ローラー４２１，第２発泡ローラー４２２の距離が近ければ，１つのローラーでもよい。

金属ローラー１０，および回収ローラー４３，４３にはそれぞれ，スクレーパー４７とクリーニング電源４８とが設けられている。スクレーパー４７は，固定して設けられており，先端が金属ローラー１０または回収ローラー４３に接触している。クリーニング電源４８は，金属ローラー１０，回収ローラー４３に後述するバイアスを印加するものである。一方，バックアップローラー４４は，金属ローラー１０や回収ローラー４３に電源が繋がれているのと異なり，直に接地されている。

あるいは逆に，金属ローラー１０，回収ローラー４３を接地してバックアップローラー４４にクリーニング電源４８を繋いでもよい。要は，金属ローラー１０や回収ローラー４３とバックアップローラー４４との間に所定の向きに電圧が掛かればよい。ただし，前述のように３つのバックアップローラーを１つの部材で済ます場合には，すべてのクリーニング電源４８を金属ローラー１０，回収ローラー４３側に設ける必要がある。

クリーニング電源４８により印加されるバイアスの向きは，金属ローラー１０についてはプラス，１段目の回収ローラー４３についてはマイナス，２段目の回収ローラー４３についてはプラス，となっている。これにより，金属ローラー１０と中間転写ベルト３との間には，中間転写ベルト３上の負帯電物が金属ローラー１０に吸引される向きに電界が掛かる。第１発泡ローラー４２１と中間転写ベルト３との間には逆に，中間転写ベルト３上の正帯電物が金属ローラー１０に吸引される向きに電界が掛かる。第２発泡ローラー４２２と中間転写ベルト３との間には再び逆に，中間転写ベルト３上の負帯電物が金属ローラー１０に吸引される向きに電界が掛かる。

つまりベルトクリーナー４に達した中間転写ベルト３上ではまず金属ローラー１０により，主として，トナーのうち大多数を占める本来の帯電極性のままのものが除去される。次いで第１発泡ローラー４２１により，主として帯電極性が逆転しているトナーが除去される。最後に第２発泡ローラー４２２により，再び本来の帯電極性のままのトナーが除去される。このようにベルトクリーナー４では，順次逆向きのバイアスを印加することにより，中間転写ベルト３上の付着物を効率よく除去する。これにより中間転写ベルト３は，付着物がほとんど存在しないクリーンな状態となって次回の画像形成に供されるのである。

なお，中間転写ベルト３上から金属ローラー１０に移動した付着物は，スクレーパー４７により掻き落とされ回収される。また，中間転写ベルト３上から第１発泡ローラー４２１，第２発泡ローラー４２２上に移動した付着物は，さらに回収ローラー４３上に移動し，最終的にはやはりスクレーパー４７により掻き落とされ回収される。これにより，金属ローラー１０，第１発泡ローラー４２１，第２発泡ローラー４２２，回収ローラー４３のいずれにも，回収した付着物が蓄積することはない。

ここで，ベルトクリーナー４にて予備クリーニング部に金属ローラー１０を採用していることによる効果を，表１により説明する。表１は，ベルトクリーナー４の性能を，上記の構成中の金属ローラー１０，第１発泡ローラー４２１，および第２発泡ローラー４２２を他の構成で置き替えた比較例と比較して試験した結果を示す表である。

表１中の比較例１〜４は，金属ローラー１０を省略したものである。比較例５は，金属ローラー１０を導電ブラシで，比較例６は金属ローラー１０をゴムブレードで，それぞれ置き替えたものである。なお，表１中の実施例では金属ローラー１０の材質として，ＳＫＴＭ（機械構造用炭素鋼鋼管）を使用した。

さらに，比較例１〜３では，第１発泡ローラー４２１，第２発泡ローラー４２２についても別のもので置き替えた。発泡材に替えて，比較例１ではゴムブレードを，比較例２では金属ローラーを，比較例３では導電ブラシを，それぞれ用いた。比較例４〜６では，実施例と同じく第１発泡ローラー４２１，第２発泡ローラー４２２を用いた。

表１の試験では上記の比較例１〜６および実施例について，清掃性，耐久安定性，耐久後の転写性，の３つの性能項目を比較した。清掃性の試験では，２次転写バイアスをオフにした状態で中間転写ベルト３上に２色重ねベタ画像を形成し，ベルトクリーナー４を通過した後の位置での中間転写ベルト３上の付着物量をチェックした。すなわち，当該位置において中間転写ベルト３上の付着物をブッカーテープで剥ぎ取り，白色の台紙に貼り付けて色を測定した。その際，各ローラーの印加バイアスについては，電流値が４０μＡとなる設定とした。また，この試験は，前記各部材が新品である状態にて行った。色の測定には，コニカミノルタセンシング社製の分光測色計ＣＭ−５１２ｍｋ３を使用した。この測定により，結果を次のように評価した。
・ベルトクリーナー４での拭き残しがないと判定できた場合…○
・わずかに拭き残しがあると認められた場合……………………△
・トナー像がほぼ拭き残されていると認められた場合…………×

耐久安定性の試験では，上記の清掃性の試験と同じ測定を，耐久使用後の状態にて行った。ここで耐久使用後の状態とは，中間転写ベルト３の走行距離にして１２６ｋｍに相当する画像形成を行った後の状態をいう。この測定により，結果を次のように評価した。
・新品時の測定結果と拭き残し量に変化がないと判定できた場合…○
・拭き残し量がわずかながら変化したと認められた場合……………△
・拭き残し量が明らかに変化したと認められた場合…………………×

耐久後の転写性の試験では，耐久使用後における，感光体ドラム２１から中間転写ベルト３への転写率の均一性を評価した。このため，上記のような中間転写ベルト３上の付着物量の評価を，画像形成部２Ｋを通過後２次転写に至る前の位置にて行った。その際の画像は全面１色の１ドットハーフトーン画像（濃度６００Ｄｐｉ）とし，その全面画像の範囲内で，ベルト進行方向の先端，中央，後端の３箇所でそれぞれベルト幅方向の奥側端部，中央，手前側端部の３箇所，都合９箇所について色を測定した。この測定により，結果を次のように評価した。
・９箇所間に付着量の差がないと判定できた場合…○
・付着量の差がわずかにあると認められた場合……△
・付着量の差が明らかにあると認められた場合……×

そして，総合評価では次のように評価した。
・上記３つの性能項目のすべてで評価が○であったもの………○
・上記３つの性能項目に１つでも○以外の評価があったもの…×

表１に示されるように，総合評価が○であったのは実施例だけであった。比較例１〜６のものでは，３つの性能項目のどこかしらに不満足な評価結果があった。まず比較例１，６については，耐久安定性が目立って悪かった。これは，摩耗に弱いブレード部材を，第１発泡ローラー４２１および第２発泡ローラー４２２に替えて，もしくは金属ローラー１０に替えて使用しているためと考えられる。この比較例１，６では，温湿度環境によっては清掃性能自体も悪いことがあった（備考１，２）。

比較例２，３では，いずれの項目でも評価が思わしくなかった。これは，金属ローラー単独あるいは導電ブラシ単独でのクリーニングでは，最下層の付着物まできれいに除去することができず，拭き残し量の安定性にも欠けるためと考えられる。比較例４では，清掃性の評価が悪かった。これは，発泡ローラー単独では２色ベタ画像をクリーニングしきれないためであると考えられる。これを，比較例５のように導電ブラシによる予備クリーニングを行うこととすると，清掃性自体は少し改善するが，耐久後に転写の均一性不良が現れた。これは，中間転写ベルト３にフィルミングが発生したためと考えられる。

予備クリーニング部に金属ローラー１０を用いベルトクリーニング部に発泡ローラーを用いている実施例だけは，３つの性能項目のすべてで評価が○であった。これは，まず金属ローラー１０でトナー像の大部分を除去し，残りを発泡ローラーできれいに拭ききっているためと考えられる。また，耐久に弱い理由も特段にはないからである。

続いて，本形態のベルトクリーナー４の動作の制御を説明する。本形態のベルトクリーナー４では，通常の動作時には，中間転写ベルト３上のトナー量が多いタイミングでのみ，金属ローラー１０へのバイアス印加をオンする。つまり，中間転写ベルト３上のトナー量が少ないときには，金属ローラー１０へのバイアス印加をオフするのである。その理由は，金属ローラー１０のバイアスを掛けっぱなしにしていると，耐久後の性能には却ってよくないからである。特に，中間転写ベルト３上のトナー量が少ないときに金属ローラー１０のバイアスを掛けていると，耐久後の性能を低下させる傾向が強い。

このことを表２により説明する。表２は，中間転写ベルト３上のトナー量，および金属ローラー１０のバイアス印加の有無による，ベルトクリーナー４の性能への影響を試験した結果を示す表である。表２の試験では，ベルトクリーナー４の構成としては，表１中の「実施例」と同じものを用いた。評価項目は，表１の試験の場合と同じく清掃性，耐久安定性，耐久後の転写性，の３つの性能項目を比較した。いずれもその内容は，表１の場合の内容と同じである。

表２中の条件１〜４は，金属ローラー１０のバイアス印加をオンする条件である。条件５〜８は，金属ローラー１０のバイアス印加をオフする条件である。なおいずれの条件でも，回収ローラー４３へのバイアス印加はオンである。オンされる印加バイアスはいずれも，表１の試験の場合と同じく，電流値が４０μＡとなる設定である。

このようなバイアス設定で，ベルトクリーナー４での清掃対象となる中間転写ベルト３上のトナー量（ｇ／ｍ² ）を，０．１（条件１，５），０．５（条件２，６），２（条件３，７），１０（条件４，８）の４水準とした。このうち少ない方の２水準（０．１および０．５）は，通常の画像形成にて２次転写を行った後の中間転写ベルト３上のトナー量として一般的な範囲内のトナー量である。多い方の２水準（２および１０）は，２次転写バイアスをオフして２次転写装置５をそのまま通過させた場合の中間転写ベルト３上のトナー量として一般的な範囲内のトナー量である。いわゆるパッチとしてベタ画像を形成した場合にこのレベルのトナー量をベルトクリーナー４が清掃することとなる。

表２に見るように総合評価がよかったのは，金属ローラーバイアスオンの場合にはトナー量が多い方の２条件（条件３，４）で，金属ローラーバイアスオフの場合には逆にトナー量が少い方の２条件（条件５，６）であった。つまり，金属ローラーバイアスオンでトナー量が少い場合（条件１，２）と，金属ローラーバイアスオフでトナー量が多い場合（条件７，８）とには，結果がよくなかったのである。

金属ローラーバイアスオンでトナー量が少い場合（条件１，２）には，耐久後に転写の均一性不良が現れた。これは，トナー量が少い状況で金属ローラー１０のバイアス印加を続けたことにより，中間転写ベルト３の表面に放電によるフィルミングが発生したためと考えられる。逆に金属ローラーバイアスオフでトナー量が多い場合（条件７，８）には，そもそも当初から清掃性が悪かった。金属ローラー１０のバイアス印加をしないということは，第１発泡ローラー４２１および第２発泡ローラー４２２のみで中間転写ベルト３の清掃をしているようなものである。このため，大量のトナーを除去しきれないのである。

これより，トナー量が多い条件下では金属ローラー１０のバイアス印加をオンし，トナー量が少い条件下ではバイアス印加をオフするのがよいことが分かる。言い替えると，通常の画像形成時（２次転写をするので残留トナーが少ない）には金属ローラー１０のバイアス印加をオフとしておき，パッチ形成時（２次転写をしないので中間転写ベルト３上のトナー量が多い）にのみ，バイアス印加をオンするのである。

このため本形態の画像形成装置１では，図３のフローチャートに示すようにして，金属ローラー１０へのバイアス印加を制御している。図３のフローではまず，２次転写バイアスが印加されているか否かを判断する（Ｓ１）。Ｓ１では，通常の画像形成時には，２次転写が行われるのでＹｅｓと判断される。２次転写をしないパッチ形成時には，Ｓ１の判断がＮｏとなる。

Ｓ１の判断がＹｅｓであった場合には，遅延タイミング処理（Ｓ２）を行ってから，金属ローラー１０へのバイアス印加をオフする（Ｓ３）。２次転写装置５で２次転写がなされているので，中間転写ベルト３上のトナー量が少ないからである。Ｓ１の判断がＮｏであった場合には，遅延タイミング処理（Ｓ４）を行ってから，金属ローラー１０へのバイアス印加をオンする（Ｓ５）。２次転写装置５で２次転写がされていないので，中間転写ベルト３上のトナー量が多いと考えられるからである。

これにより，通常時には金属ローラー１０のバイアス印加をオフとしておき，パッチ形成時等にのみバイアス印加をオンする制御が実行される。ここで，Ｓ２およびＳ４の「遅延タイミング処理」とは，一定時間待機することである。一定時間とは，中間転写ベルト３における２次転写装置５を通過した位置が，ベルトクリーナー４（より詳細には金属ローラー１０）へ到達するのに要する時間である。図３のフローは，画像形成装置１のメインスイッチがオンである間じゅう常に，制御部５０により実行されている。

次に，金属ローラー１０の変形例を説明する。ベルトクリーナー４における金属ローラー１０は，図４の断面図に示す金属ローラー１１で置き替えられることができる。図４の金属ローラー１１は，ここまで説明してきた金属ローラー１０に対し，表面層１２を有する点で相違する。すなわち金属ローラー１１は，基体１３の表面に表面層１２を形成したものである。基体１３は金属ローラー１０と同様のものである。

表面層１２を形成する目的は，金属ローラーに耐摩耗性を付与することにある。金属ローラーの長寿命化のためである。このため表面層１２としては例えば，ニッケルめっき層が好適である。ニッケルめっき以外でも，高耐摩耗性の材質のものによる被覆であればよい。あるいは，高耐摩耗性の材質のものの代わりに低摩擦性の材質のものを用いてもよい。その場合の好適な例としては，ナイロンチューブを被覆することが挙げられる。なお，金属ローラー１０の他，回収ローラー４３に対しても同様の変形が可能である。

ニッケルめっき層あるいはナイロンチューブの効果を，試験により確認したので，その結果を表３に示す。表３の試験では，基本的に表１の「実施例」の構成にて，表１の試験と同じ内容の試験を行い，さらに，清掃性能を維持できる寿命を測定した。表３中の「実施例１」は，表１中の「実施例」そのものである。表３中の「実施例２」は，ニッケルめっき層１２を施した金属ローラー１１を用いたものである。ニッケルめっき層１２の厚さは，２０μｍとした。表３中の「実施例３」は，ナイロンチューブを被覆した金属ローラーを用いたものである。ナイロンチューブとしては，クオドラントポリペンコ社製のＭＣナイロン（厚さ１ｍｍ）を使用した。

表３から明らかなように，清掃性，耐久安定性，耐久後の転写性，の３つの性能項目に関してはいずれも良好であった。表３中の「寿命」は，クリーニング不良が発生するまで耐久試験を続けたときの，中間転写ベルト３の走行距離のことである。表３中で最も短命である実施例１でも，［００４０］で耐久使用の定義として示した１２６ｋｍの約３．３倍の寿命が示されており，十分である。ニッケルめっきされた金属ローラー１１を用いる実施例２では，実施例１の１．８倍の寿命となっている。ナイロンチューブを被覆した金属ローラーを用いる実施例３では，実施例１の１．４倍の寿命となっている。このように，高耐摩耗性もしくは低摩擦性のもののコーティングにより金属ローラーの長寿命化が図られることが分かる。

次に，金属ローラー１０の配線についての変形例を述べる。金属ローラー１０の配線は，図５に示すようなものであってもよい。図５に示す金属ローラー１０の配線は，図２中の金属ローラー１０の配線に対し，スイッチ４９を追加したものである。図５中のスイッチ４９は，金属ローラー１０をクリーニング電源４８に繋ぐ状態（図５中左向き）と，金属ローラー１０を接地する状態（図５中右向き）とを切り替えるものである。なお，前述のように金属ローラー１０にコーティングが施されている場合であっても，スイッチ４９を備えることができる。

このようにスイッチ４９を備える場合には，スイッチ４９は次のように操作される。すなわちスイッチ４９は，図３のフローチャートで説明した，金属ローラー１０のバイアス印加オンの場合に，金属ローラー１０をクリーニング電源４８に繋ぐ状態にされる。そして，バイアス印加オフの場合に，金属ローラー１０を接地する状態にされる。

このことにより，中間転写ベルト３の劣化を抑制できる効果がある。なぜなら，バイアス印加オフの際に金属ローラー１０を接地しない場合には，バイアス印加オフの期間中には金属ローラー１０は電気的にほぼフロートの状態となる。このため金属ローラー１０には，中間転写ベルト３との回転摺動により電荷が溜まりうるのである。このことによる金属ローラー１０と中間転写ベルト３との間の放電が，中間転写ベルト３の劣化要因となる。スイッチ４９を用いてバイアス印加オフの際に金属ローラー１０を接地することにより，このような劣化を防止できるのである。スイッチ４９の操作は，制御部５０の制御による。なお，図５中のスイッチ４９は，左右いずれにも繋がらない中立状態で描かれているが，このような状態が必須な訳ではない。

以上詳細に説明したように本実施の形態によれば，２次転写装置５を通過した中間転写ベルト３の表面を清掃するベルトクリーナー４において，発泡材によるベルトクリーニング部の上流側に，金属ローラー１０による予備クリーニング部を設けている。これにより，中間転写ベルト３上の付着物の大部分がまず金属ローラー１０で除去される。そして付着物の量が少なくなった状態で発泡材による清掃が行われる。このため，中間転写ベルト３上の付着物量が多い場合でも，金属ローラー１０と発泡材との協働により，中間転写ベルト３がきれいに清掃される。このため次回に形成される画像の品質がよい。また，フィルミングによる中間転写ベルト３の劣化も抑制される。

本実施の形態ではさらに，中間転写ベルト３上の付着物量が多い場合にのみ金属ローラー１０へのバイアス印加を行い，付着物量が少ない場合にはバイアス印加をオフすることとしている。これにより，良好な清掃性能を発揮しつつ，ベルトクリーナー４の耐久性能も向上している。このことは，バイアス印加オフ時には金属ローラー１０を接地することでより良好に達成される。さらに，金属ローラー１０に高耐摩耗性もしくは低摩擦性のコーティングを行うとよりよい。

なお，本実施の形態は単なる例示にすぎず，本発明を何ら限定するものではない。したがって本発明は当然に，その要旨を逸脱しない範囲内で種々の改良，変形が可能である。例えば，画像形成装置１の全体構成としては，コピー機，プリンターのいずれでもよい。公衆回線からプリントジョブを受信してプリントするものであってもよい。画像形成部の個数は４に限定されない。ベルトクリーナー４における発泡ローラーの個数も，２に限定されない。

１ 画像形成装置
２Ｙ 画像形成部
２Ｍ 画像形成部
２Ｃ 画像形成部
２Ｋ 画像形成部
３ 中間転写ベルト
４ ベルトクリーナー
５ ２次転写装置
１０ 金属ローラー
１２ ニッケルめっき層
４８ クリーニング電源
４９ スイッチ
４２１ 第１発泡ローラー
４２２ 第２発泡ローラー

Claims (6)

1. トナー像形成部を有し，前記トナー像形成部で形成されたトナー像を媒体上に転写することで画像を形成する画像形成装置において，
   前記トナー像形成部からトナー像の転写を受けてそのトナー像を媒体に再転写する中間転写体と，
   前記中間転写体における，媒体への再転写位置より下流であって前記トナー像形成部からの被転写位置より上流の位置に設けられたベルトクリーニング部と，
   前記中間転写体における，媒体への再転写位置より下流であって前記ベルトクリーニング部より上流の位置に設けられた予備クリーニング部とを有し，
   前記予備クリーニング部は，
   前記中間転写体の像担持面側に配置された金属ローラーと，
   前記金属ローラーと前記中間転写体との間に本来の帯電極性のままで前記中間転写体上に付着しているトナーを前記金属ローラーへ向けて吸引するバイアスを印加する予備クリーニングバイアス印加部とを有することを特徴とする画像形成装置。
2. 請求項１に記載の画像形成装置において，前記予備クリーニングバイアス印加部は，
   前記中間転写体における，媒体への再転写が行われた位置に対してはバイアスを印加せず，媒体への再転写が行われなかった位置に対してはバイアスを印加するものであることを特徴とする画像形成装置。
3. 請求項２に記載の画像形成装置において，
   前記予備クリーニングバイアス印加部は，
   前記中間転写体から媒体への再転写が開始されてから所定時間経過後にバイアス印加を停止し，
   再転写が停止されてから所定時間経過後にバイアス印加を開始するものであり，
   前記所定時間は，前記中間転写体が，媒体への再転写位置から前記金属ローラーとの対面位置まで移動するのに要する時間であることを特徴とする画像形成装置。
4. 請求項２または請求項３に記載の画像形成装置において，
   前記金属ローラーを前記予備クリーニングバイアス印加部に接続する接続状態と，前記金属ローラーを前記予備クリーニングバイアス印加部に接続せず接地する接地状態とを切り替えるスイッチを有し，
   前記スイッチは，
   前記予備クリーニングバイアス印加部によるバイアス印加をするときには接続状態とされ，
   前記予備クリーニングバイアス印加部によるバイアス印加をしないときには接地状態とされるものであることを特徴とする画像形成装置。
5. 請求項１から請求項４までのいずれか１つに記載の画像形成装置において，
   前記金属ローラーの表面に高耐摩耗性もしくは低摩擦性のコーティングが施されていることを特徴とする画像形成装置。
6. 請求項１から請求項５までのいずれか１つに記載の画像形成装置において，
   前記ベルトクリーニング部は，
   前記中間転写体の像担持面側に配置された１または２以上の発泡ローラーと，
   前記発泡ローラーと前記中間転写体との間にバイアスを印加するクリーニングバイアス印加部とを有し，
   前記クリーニングバイアス印加部は，前記発泡ローラーのうち少なくとも前記金属ローラーに隣接するものには，前記予備クリーニングバイアス印加部が前記金属ローラーに印加するバイアスと逆向きのバイアスを印加することを特徴とする画像形成装置。
   
   

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