JP2022112415A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】中間転写式の画像形成装置において、プレクリーニング部材に付着したトナーを簡易な構成で効率的に除去可能な画像形成装置を提供する。【解決手段】画像形成装置は、像担持体と、中間転写ベルトと、一次転写部材と、二次転写部材と、クリーニング部材と、プレクリーニング部材と、転写電圧電源と、クリーニング電圧電源と、プレクリーニング電圧電源と、駆動装置と、制御部と、を備える。制御部は、プレクリーニング電圧を印加せず、クリーニング電圧および二次転写逆電圧を印加した状態でトナー像を一次転写した中間転写ベルトを所定時間駆動させる第１清掃モードと、クリーニング電圧およびプレクリーニング電圧を印加せず、二次転写逆電圧を印加した状態で中間転写ベルト上にトナー像を一次転写し、一次転写電圧を印加して中間転写ベルトを第１清掃モードよりも長時間駆動させる第２清掃モードと、を選択的に実行する。【選択図】図２

Description

本発明は、複写機、プリンター、ファクシミリ等の電子写真方式の画像形成装置に関し、特に、像担持体上に形成されたトナー像を中間転写ベルトに一次転写した後、中間転写ベルトから記録媒体上にトナー像を二次転写する中間転写式の画像形成装置に関する。

従来、所定方向に回動される無端状の中間転写ベルトと、この中間転写ベルトに沿って設けられた複数の画像形成部とを備え、各画像形成部により中間転写ベルト上に各色のトナー像を順次重ね合わせて一次転写した後、記録媒体上に二次転写する中間転写方式の画像形成装置が知られている。

中間転写方式の画像形成装置においては、中間転写ベルトが弾性層を有する場合、中間転写ベルトの表面に残存するトナーを機械的、電気的に回収するクリーニングブラシ（クリーニング部材）と、クリーニングブラシからトナーを回収する回収ローラーと、回収ローラーの表面からトナーを掻き落とすスクレーパーと、回収ローラーの表面から掻き落とされたトナーを廃トナー回収容器へ搬送する搬送スパイラルと、をハウジング内に備えたクリーニング装置が用いられる。

上記構成のクリーニング装置では、高湿環境下ではトナーが水分を吸収することによって、トナーの帯電性の低下が生じる。トナーの帯電性が低下すると、クリーニングブラシによるトナーの回収性が低下し、クリーニング不良と呼ばれる画像不良が発生する。そこで、トナーの帯電極性と逆極性の電圧が印加されることにより中間転写ベルトの表面の残留トナー（転写残トナー）を除去するクリーニングブラシと、中間転写ベルトの回転方向に対しクリーニングブラシの上流側に配置され、トナーの帯電極性と同極性の電圧が印加されることにより中間転写ベルト上の転写残トナーの極性を揃えるプレブラシ（プレクリーニング部材）とを備えた構成が知られている。プレブラシにトナーの帯電極性と同極性の直流電圧を印加することによって、転写残トナーの帯電量が増加し、クリーニングブラシの回収性が増加する。

クリーニングブラシとプレブラシとを備えた構成では、転写残トナーの帯電が逆極性側に転移した場合、プレブラシとベルトとの間に形成された電界によって、プレブラシに正規のトナーの帯電極性とは逆極性のトナー（逆帯電トナー）が静電的に付着する。また、非静電的付着力が高いトナーもプレブラシに付着する傾向にある。また、二成分現像のような接触現像方式では、感光体の表面電位と現像ローラーに印加される直流電圧の関係で、現像剤中のキャリアが感光体側に移動するキャリア飛び（キャリア現像）が発生することがあり、感光体からさらに中間転写ベルトに移動したキャリアがプレブラシに付着する。トナーやキャリアがプレブラシに蓄積することによって、プレブラシの帯電付与機能が低下し、クリーニングブラシの回収性に影響を与えるという問題があった。

特許文献１には、転写残トナーをクリーニング部材に回収し、回収されたトナーを像担持体に再付着し、次いで、再付着したトナーを現像装置に回収する画像形成装置において、クリーニング部材に正極性と負極性の直流電圧を順次印加させることによって、転写残トナーの回収と吐き出しを効果的に行う方法が開示されている。

特開平９－１３４１０５号公報

しかしながら、特許文献１のように正極性と負極性の両方の直流電圧を印加できるようにするためには、大型の高圧基板が必要となり、基板を含む画像形成装置の大型化とコストアップが課題となっていた。

本発明は、上記問題点に鑑み、中間転写式の画像形成装置において、プレクリーニング部材に付着したトナーを簡易な構成で効率的に除去可能な画像形成装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために本発明の第１の構成は、像担持体と、中間転写ベルトと、一次転写部材と、二次転写部材と、クリーニング部材と、プレクリーニング部材と、転写電圧電源と、クリーニング電圧電源と、プレクリーニング電圧電源と、駆動装置と、制御部と、を備えた画像形成装置である。像担持体は、トナー像が形成される。中間転写ベルトは、無端状であって像担持体に隣接して配置される。一次転写部材は、中間転写ベルトを挟んで像担持体に対向配置され、像担持体上に形成されたトナー像を中間転写ベルト上に一次転写する。二次転写部材は、中間転写ベルトに接触して二次転写ニップ部を形成し、中間転写ベルト上に一次転写されたトナー像を、二次転写ニップ部を通過する記録媒体に二次転写する。クリーニング部材は、中間転写ベルト上の残留トナーをクリーニングする。プレクリーニング部材は、中間転写ベルトの移動方向に対しクリーニング部材の上流側に配置され、中間転写ベルト上のトナーの帯電量を制御する。転写電圧電源は、一次転写部材に、中間転写ベルト上にトナー像が一次転写される方向の一次転写電圧および一次転写電圧と逆極性の一次転写逆電圧を印加し、二次転写部材と中間転写ベルトとの間に、記録媒体上にトナー像が二次転写される方向の二次転写電圧および二次転写電圧と逆極性の二次転写逆電圧を印加する。クリーニング電圧電源は、クリーニング部材に前記トナーと逆極性のクリーニング電圧を印加する。プレクリーニング電圧電源は、プレクリーニング部材にトナーと同極性のプレクリーニング電圧を印加する。駆動装置は、中間転写ベルトを回転駆動する。制御部は、転写電圧電源、クリーニング電圧電源、プレクリーニング電圧電源、および駆動装置の制御を行う。制御部は、非画像形成時にプレクリーニング部材に付着した異物を中間転写ベルト上に吐出するプレクリーニング部材清掃モードを実行可能である。プレクリーニング部材清掃モードは、第１清掃モードと、第２清掃モードと、を選択的に実行する。第１清掃モードは、プレクリーニング電圧を印加せず、クリーニング電圧および二次転写逆電圧を印加した状態で中間転写ベルトを駆動し、中間転写ベルト上にトナー像を一次転写した後、中間転写ベルトを所定時間駆動させる。第２清掃モードは、クリーニング電圧およびプレクリーニング電圧を印加せず、二次転写逆電圧を印加した状態で中間転写ベルトを駆動し、中間転写ベルト上にトナー像を一次転写した後、一次転写電圧を印加して中間転写ベルトを第１清掃モードよりも長い所定時間駆動させる。

本発明の第１の構成によれば、プレクリーニング部材へのトナーおよびキャリアの付着量が少ない場合は、第２清掃モードに比べて実行時間の短い第１清掃モードを実行することで、印字待ち時間を短縮することができる。一方、トナーおよびキャリアの付着量が多い場合は、第１清掃モードに比べてトナーおよびキャリアの吐き出し効果の大きい第２清掃モードを実行することで、、プレクリーニング部材を十分に清掃することができる。その結果、トナーの付着によるプレクリーニング部材の帯電付与性能の低下を効果的に抑制することができる。また、画像形成開始時にプレクリーニング部材に付着したトナーが中間転写ベルト上へ移行するのを抑制できるため、印字１枚目の画像汚れを効果的に抑制することができる。

本発明の一実施形態に係るカラープリンター１００の概略構成を示す断面図 本実施形態のカラープリンター１００に搭載される中間転写ユニット３０周辺の構成を示す側面断面図 本実施形態のカラープリンター１００の制御経路を示すブロック図 本実施形態のカラープリンター１００で実行される第１清掃モードにおける電圧印加制御を示すタイミングチャート 本実施形態のカラープリンター１００で実行される第１清掃モードの制御例を示すフローチャート 本実施形態のカラープリンター１００で実行される第２清掃モードにおける電圧印加制御を示すタイミングチャート 本実施形態のカラープリンター１００で実行される第２清掃モードの制御例を示すフローチャート

以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る画像形成装置の概略断面図であり、ここではタンデム方式のカラープリンターについて示している。カラープリンター１００本体内には４つの画像形成部Ｐａ、Ｐｂ、ＰｃおよびＰｄが、搬送方向上流側（図１では左側）から順に配設されている。これらの画像形成部Ｐａ～Ｐｄは、異なる４色（シアン、マゼンタ、イエローおよびブラック）の画像に対応して設けられており、それぞれ帯電、露光、現像および転写の各工程によりシアン、マゼンタ、イエローおよびブラックの画像を順次形成する。

これらの画像形成部Ｐａ～Ｐｄには、各色の可視像（トナー像）を担持する感光体ドラム１ａ、１ｂ、１ｃおよび１ｄがそれぞれ配設されており、さらに図１において反時計回り方向に回転する中間転写ベルト８が各画像形成部Ｐａ～Ｐｄに隣接して設けられている。

パソコン等の上位装置から画像データが入力されると、先ず、帯電装置２ａ～２ｄによって感光体ドラム１ａ～１ｄの表面を一様に帯電させる。次いで露光装置５によって画像データに応じて光照射し、各感光体ドラム１ａ～１ｄ上に画像データに応じた静電潜像を形成する。現像装置３ａ～３ｄには、トナーコンテナ４ａ～４ｄによりシアン、マゼンタ、イエローおよびブラックの各色のトナーとキャリアとを含む二成分現像剤（以下、単に現像剤ともいう）が所定量充填されており、現像装置３ａ～３ｄによって感光体ドラム１ａ～１ｄ上に現像剤中のトナーが供給され、静電的に付着する。これにより、露光装置５からの露光により形成された静電潜像に応じたトナー像が形成される。

そして、一次転写ローラー６ａ～６ｄにより一次転写ローラー６ａ～６ｄと感光体ドラム１ａ～１ｄとの間に所定の転写電圧で電界が付与され、感光体ドラム１ａ～１ｄ上のシアン、マゼンタ、イエローおよびブラックのトナー像が中間転写ベルト８上に一次転写される。一次転写後に感光体ドラム１ａ～１ｄの表面に残留したトナー等はクリーニング装置７ａ～７ｄにより除去される。

トナー像が転写される転写紙Ｐは、カラープリンター１００内の下部に配置された用紙カセット１６ａ内に収容されるか、或いはカラープリンター１００の側面に配置された手差しトレイ１６ｂに載置されている。用紙カセット１６ａ内または手差しトレイ１６ｂ上の転写紙Ｐは、給紙ローラー１２ａおよびレジストローラー対１２ｂを介して用紙搬送路１７内を所定のタイミングで中間転写ベルト８に隣接して設けられた二次転写ローラー９と中間転写ベルト８のニップ部（二次転写ニップ部Ｎ、図２参照）へ搬送される。トナー像が二次転写された転写紙Ｐは定着部１３へと搬送される。中間転写ベルト８の表面に残留したトナー等はベルトクリーニングユニット１９により除去される。

定着部１３に搬送された転写紙Ｐは、定着ローラー対１３ａにより加熱および加圧されてトナー像が転写紙Ｐの表面に定着され、所定のフルカラー画像が形成される。フルカラー画像が形成された転写紙Ｐは、そのまま（或いは分岐部１４によって反転搬送路１８に振り分けられ、両面に画像が形成された後）用紙搬送路１７から排出ローラー対１５を介して排出トレイ２０に排出される。

図２は、本実施形態のカラープリンター１００に搭載される中間転写ユニット３０周辺の構成を示す側面断面図である。図２に示すように、中間転写ユニット３０は、上流側のテンションローラー１０と下流側の駆動ローラー１１とに掛け渡された中間転写ベルト８と、中間転写ベルト８を介して感光体ドラム１ａ～１ｄに接触する一次転写ローラー６ａ～６ｄと、バックアップローラー２１ａ、２１ｂと、ベルトクリーニングユニット１９と、プレブラシ３１と、ローラー接離機構３２と、を有する。駆動ローラー１１にはギア列（図示せず）を介してベルト駆動モーター４０が連結されている。

中間転写ベルト８は、基材層の表面に弾性層が積層された弾性ゴムベルトである。弾性層を設けることで、二次転写時における応力集中による画像の中抜け現象を防止することができる。基材層の材質としては、例えばポリイミド樹脂やＰＶＤＦ（ポリフッ化ビニリデン）にイオン導電材や導電性カーボン等の導電材を混合して導電性を付与したものが用いられる。弾性層の材質としては、例えばヒドリンゴムやクロロプレンゴム、ポリウレタンゴム等が用いられる。さらに弾性層を保護するコート層を設けてもよい。コート層の材質としてはアクリル、シリコン、フッ素樹脂等が用いられる。

ベルトクリーニングユニット１９は、ハウジング内に、ファーブラシ２３、回収ローラー２５、スクレーパー２７、搬送スパイラル２９を備えている。ファーブラシ２３は、中間転写ベルト８を介してテンションローラー１０と対向配置されている。ファーブラシ２３は、中間転写ベルト８の移動方向に対しカウンター方向（図２の反時計回り方向）に回転することにより、中間転写ベルト８上に残存するトナーやキャリア、紙粉等の異物を掻き取る。回収ローラー２５に接触するファーブラシ２３のブラシ部分は電気抵抗値１～９００ＭΩ程度の導電性の繊維で形成されている。

回収ローラー２５は、ファーブラシ２３の表面に接触しながらファーブラシ２３と逆方向（図２の時計回り方向）に回転することにより、ファーブラシ２３に付着したトナー等を回収する。回収ローラー２５にはベルトクリーニング電圧電源５５が接続されており、中間転写ベルト８のクリーニング時にトナーの正規の帯電極性と逆極性（以下、トナーと逆極性という）の直流電圧であるクリーニング電圧が印加される。具体的には、本実施形態で用いるトナーは正帯電性であるため、負極性のクリーニング電圧が印加される。また、テンションローラー１０はグランドに接地（アース）されている。その結果、中間転写ベルト８から掻き取られたトナー等はファーブラシ２３のブラシ部分に電気的および機械的に回収され、さらに回収ローラー２５に電気的に移動する。搬送スパイラル２９は、スクレーパー２７によって回収ローラー２５から掻き落とされたトナー等をハウジングの外部の廃トナー回収容器（図示せず）へ搬送する。

プレブラシ３１は、中間転写ベルト８の移動方向に対しベルトクリーニングユニット１９の上流側に配置されている。プレブラシ３１にはプレブラシ電圧電源５６が接続されており、プレブラシ３１にトナーの帯電極性と同極性（以下、トナーと同極性という）の直流電圧であるプレブラシ電圧（プレクリーニング電圧）を印加することで中間転写ベルト８上の残留トナーの帯電量を均一化する。本実施形態で用いるトナーは正帯電性であるため、正極性のプレブラシ電圧が印加される。これにより、ファーブラシ２３によって中間転写ベルト８上の残留トナーを容易に除去することができる。

プレブラシ３１は、中間転写ベルト８の弾性層に比べて帯電系列が下位の材料で形成されることが好ましい。帯電系列とは、２種類の物質を互いに摩擦して帯電させる場合、正（＋）に帯電しやすい物質を上位に、負（－）に帯電しやすい物質を下位に並べたものをいう。物質の帯電極性は摩擦する相手方の物質によって変化し、帯電系列が上位の物質と下位の物質を擦りあわせると上位の物質が正、下位の物質が負に帯電する。本実施形態の場合、プレブラシ３１は中間転写ベルト８との摩擦により、トナーの帯電極性（ここでは正極性）と逆極性（ここでは負極性）の帯電を帯びる。このようなプレブラシ３１の材質としては、例えばポリエステル、およびアクリルが挙げられる。

ローラー接離機構３２は、４本の一次転写ローラー６ａ～６ｄを、それぞれ中間転写ベルト８を介して感光体ドラム１ａ～１ｄに圧接するカラーモードと、一次転写ローラー６ｄのみを中間転写ベルト８を介して感光体ドラム１ｄに圧接するモノクロモードと、４本の一次転写ローラー６ａ～６ｄの全てを中間転写ベルト８から離間させる一次転写離間状態とに切り換え可能である。

図３は、カラープリンター１００に用いられる制御経路の一例を示すブロック図である。なお、カラープリンター１００を使用する上で装置各部の様々な制御がなされるため、カラープリンター１００全体の制御経路は複雑なものとなる。そこで、ここでは制御経路のうち、本発明の実施に必要となる部分を重点的に説明する。

制御部９０は、中央演算処理装置としてのＣＰＵ（Central Processing Unit）９１、読み出し専用の記憶部であるＲＯＭ（Read Only Memory）９２、読み書き可能な記憶部であるＲＡＭ（Random Access Memory）９３、一時的に画像データ等を記憶する一時記憶部９４、カウンター９５、カラープリンター１００内の各装置に制御信号を送信したり操作部６０からの入力信号を受信したりする複数（ここでは２つ）のＩ／Ｆ（インターフェイス）９６を少なくとも備えている。また、制御部９０は、カラープリンター１００の本体内部の任意の場所に配置可能である。

ＲＯＭ９２には、カラープリンター１００の制御用プログラムや、制御上の必要な数値等、カラープリンター１００の使用中に変更されることがないようなデータ等が収められている。ＲＡＭ９３には、カラープリンター１００の制御途中で発生した必要なデータや、カラープリンター１００の制御に一時的に必要となるデータ等が記憶される。例えば、後述するようにプレブラシ３１の清掃モードを実行する際の、一次転写電圧、二次転写電圧、クリーニング電圧の印加タイミング等が記憶される。カウンター９５は、印字枚数を累積してカウントする。

また、制御部９０は、カラープリンター１００における各部分、装置に対し、ＣＰＵ９１からＩ／Ｆ９６を通じて制御信号を送信する。また、各部分、装置からその状態を示す信号や入力信号がＩ／Ｆ９６を通じてＣＰＵ９１に送信される。制御部９０が制御する各部分、装置としては、例えば、画像形成部Ｐａ～Ｐｄ、露光装置５、一次転写ローラー６ａ～６ｄ、二次転写ローラー９、電圧制御回路５１、操作部７０等が挙げられる。

電圧制御回路５１は、帯電電圧電源５２、現像電圧電源５３、転写電圧電源５４、ベルトクリーニング電圧電源５５、およびプレブラシ電圧電源５６と接続され、制御部９０からの出力信号によりこれらの各電源を作動させる。具体的には、電圧制御回路５１からの制御信号によって、帯電電圧電源５２は、帯電装置２ａ～２ｄ内の帯電ローラーに所定の帯電電圧を印加する。現像電圧電源５３は、現像装置３ａ～３ｄ内の磁気ローラーおよび現像ローラーに所定の現像電圧を印加する。転写電圧電源５４は、一次転写ローラー６ａ～６ｄおよび駆動ローラー１１に、それぞれ所定の一次転写電圧および二次転写電圧を印加する。ベルトクリーニング電圧電源５５は、ベルトクリーニングユニット１９の回収ローラー２５に所定のクリーニング電圧を印加する。プレブラシ電圧電源５６は、プレブラシ３１に所定のプレブラシ電圧を印加する。なお、ここでは二次転写ローラー９と対向する駆動ローラー１１にトナーと同極性の二次転写電圧を印加しているが、二次転写ローラー９にトナーと逆極性の二次転写電圧を印加してもよい。

操作部７０には、液晶表示部７１、各種の状態を示すＬＥＤ７２が設けられており、ユーザーは操作部７０のストップ／クリアボタンを操作して画像形成を中止し、リセットボタンを操作してカラープリンター１００の各種設定をデフォルト状態にする。液晶表示部７１は、カラープリンター１００の状態を示したり、画像形成状況や印字部数を表示したりするようになっている。カラープリンター１００の各種設定はパソコンのプリンタードライバーから行われる。

前述したように、プレブラシ３１にトナーやキャリアが付着すると、プレブラシ３１の帯電付与性能が低下し、ファーブラシ２３による中間転写ベルト８上の残留トナー等の回収性が低下する。また、画像形成開始時にプレブラシ３１にトナーと同極性の電圧を印加すると、プレブラシ３１に付着したトナーが中間転写ベルト８上に移行する。トナーが中間転写ベルト８上の印字１枚目の画像が一次転写される領域（画像転写領域）に移行した場合、横帯状の画像汚れとなって表れる不具合が発生する。

そこで、本実施形態のカラープリンター１００では、プレブラシ３１に付着したトナーおよびキャリアを除去するプレブラシ清掃モードを実行することを特徴としている。これにより、プレブラシ３１にトナーやキャリアが付着することによる帯電付与性能の低下や、プレブラシ３１に溜まったトナーが中間転写ベルト８上に移行して発生する印字開始直後の画像汚れを効果的に防止可能となる。プレブラシ清掃モードは、後述する第１清掃モードおよび第２清掃モードを含む。

図４は、本実施形態のカラープリンター１００で実行される第１清掃モードにおける電圧印加制御を示すタイミングチャートである。図５は、本実施形態のカラープリンター１００で実行される第１清掃モードの制御例を示すフローチャートである。必要に応じて図１～図４を参照しながら、図５のステップに沿って第１清掃モードの実行手順について説明する。なお、図４における一次転写電圧は各画像形成部Ｐａ～Ｐｄに対応する一次転写ローラー６ａ～６ｄのうちの１つに印加するタイミングチャートを示している。実際には、全ての一次転写ローラー６ａ～６ｄに同一のタイミングで電圧を印加して第１清掃モードを実行する。

パソコン等の上位機器から入力されたコマンドを受信することにより第１清掃モードが開始されると（ステップＳ１）、ＣＰＵ９１からベルト駆動モーター４０に制御信号を送信し、所定のタイミング（図４の時間ｔ０）で中間転写ベルト８の駆動を開始する（ステップＳ２）。一方、ＣＰＵ９１から電圧制御回路５１に制御信号を送信し、プレブラシ電圧の印加を停止した状態で、中間転写ベルト８の駆動開始タイミング（時間ｔ０）に同期してベルトクリーニング電圧電源５５からベルトクリーニングユニットの回収ローラー２５へクリーニング電圧を印加する（ステップＳ３）。同時に、転写電圧電源５４から駆動ローラー１１へ二次転写逆電圧（トナーと逆極性の電圧）を印加し（ステップＳ４）、一次転写ローラー６ａ～６ｄへ一次転写逆電圧（トナーと同極性の電圧）を印加する（ステップＳ５）。

その後、画像形成部Ｐａ～Ｐｄ（図１参照）において画像形成が行われ、所定のタイミング（図４の時間ｔ１）で転写電圧電源５４から一次転写ローラー６ａ～６ｄに一次転写電圧（トナーと逆極性の電圧）を印加して感光体ドラム１ａ～１ｄ上に形成されたトナー像を中間転写ベルト８上に一次転写する。これにより、中間転写ベルト８上にトナー像を形成する（ステップＳ６）。トナー像は、中間転写ベルト８の幅方向におけるプレブラシ３１との対向領域の全域に亘って形成される。

トナー像の形成後（図４の時間ｔ２）、一次転写ローラー６ａ～６ｄに再び一次転写逆電圧を印加する（ステップＳ７）。その後、制御部９０は所定時間が経過したか否かを判定し（ステップＳ８）、所定時間が経過していない場合は（ステップＳ８でＮｏ）、ステップＳ７に戻り一次転写逆電圧、二次転写逆電圧、およびクリーニング電圧を印加した状態で中間転写ベルト８の駆動を継続する。所定時間が経過（図４の時間ｔ３）している場合は（ステップＳ８でＹｅｓ）、一次転写逆電圧、二次転写逆電圧、およびクリーニング電圧をオフにし、中間転写ベルト８の駆動を停止して第１清掃モードを終了する。

図４および図５に示した第１清掃モードを実行することにより、中間転写ベルト８上に形成されたトナー像とプレブラシ３１との間に引き合う方向の電界が形成され、プレブラシ３１に付着したトナーおよびキャリアの中間転写ベルト８への吐き出しを効率的に行うことができる。その結果、トナーおよびキャリアの付着によるプレブラシ３１の帯電付与性能の低下を効果的に抑制することができる。また、画像形成開始時にプレブラシ３１に付着したトナーおよびキャリアが中間転写ベルト８上へ移行するのを抑制できるため、印字１枚目の画像汚れを効果的に抑制することができる。

なお、中間転写ベルト８上にトナー像を形成する前（図５のステップＳ６）、およびトナー像の形成後（図５のステップＳ８）において、一次転写ローラー６ａ～６ｄへ一次転写逆電圧を印加するのは、感光体ドラム１ａ～１ｄの非画像領域に付着した帯電量の低いトナー（カブリトナー）が中間転写ベルト８に付着しないようにするためである。

ここで、トナーの帯電性が著しく低下している場合、或いはプレブラシ３１へのトナーの付着量が多い場合は、上述した第１清掃モードのみではプレブラシ３１に付着したトナーおよびキャリアの吐き出しが不十分となることがある。その場合、以下に説明する第２清掃モードを実行する。

図６は、本実施形態のカラープリンター１００で実行される第２清掃モードにおける電圧印加制御を示すタイミングチャートである。図７は、本実施形態のカラープリンター１００で実行される第２清掃モードの制御例を示すフローチャートである。必要に応じて図１～図３、図６を参照しながら、図７のステップに沿って第２清掃モードの実行手順について説明する。

パソコン等の上位機器から入力されたコマンドを受信することにより第２清掃モードが開始されると（ステップＳ１）、ＣＰＵ９１からベルト駆動モーター４０に制御信号を送信し、所定のタイミング（図６の時間ｔ０）で中間転写ベルト８の駆動を開始する（ステップＳ２）。一方、ＣＰＵ９１から電圧制御回路５１に制御信号を送信し、ベルトクリーニング電圧の印加、およびプレブラシ電圧の印加を停止した状態で、中間転写ベルト８の駆動開始タイミング（時間ｔ０）に同期して転写電圧電源５４から駆動ローラー１１へ二次転写逆電圧（トナーと逆極性の電圧）を印加し（ステップＳ３）、一次転写ローラー６ａ～６ｄへ一次転写逆電圧（トナーと同極性の電圧）を印加する（ステップＳ４）。

その後、画像形成部Ｐａ～Ｐｄ（図１参照）において画像形成が行われ、所定のタイミング（図６の時間ｔ１）で転写電圧電源５４から一次転写ローラー６ａ～６ｄに一次転写電圧（トナーと逆極性の電圧）を印加して感光体ドラム１ａ～１ｄ上に形成されたトナー像を中間転写ベルト８上に一次転写する。これにより、中間転写ベルト８上にトナー像を形成する（ステップＳ５）。トナー像は、中間転写ベルト８の幅方向におけるプレブラシ３１との対向領域の全域に亘って形成される。

トナー像の形成後（図６の時間ｔ２）、一次転写ローラー６ａ～６ｄに再び一次転写逆電圧を印加する（ステップＳ６）。そして、中間転写ベルト８上に形成されたトナー像が一次転写ローラー６ａ～６ｄを通過するタイミングで（図６の時間ｔ３）、一次転写ローラー６ａ～６ｄに再び一次転写電圧を印加する（ステップＳ７）。

その後、制御部９０は所定時間が経過したか否かを判定し（ステップＳ８）、所定時間が経過していない場合は（ステップＳ８でＮｏ）、ステップＳ７に戻り一次転写電圧、二次転写逆電圧を印加した状態で中間転写ベルト８の駆動を継続する。所定時間が経過（図６の時間ｔ４）している場合は（ステップＳ８でＹｅｓ）、一次転写電圧の印加を停止し（ステップＳ９）、ベルトクリーニング電圧電源５５からベルトクリーニングユニットの回収ローラー２５へクリーニング電圧を印加して（ステップＳ１０）中間転写ベルト８上のトナー像を除去する。その後、二次転写逆電圧、およびクリーニング電圧をオフにし、中間転写ベルト８の駆動を停止して第２清掃モードを終了する（図６の時間ｔ５）。

なお、中間転写ベルト８上にトナー像を形成する前（図７のステップＳ４）、およびトナー像の形成後（図７のステップＳ６）において、一次転写ローラー６ａ～６ｄへ一次転写逆電圧を印加するのは、第１清掃モードと同様に、感光体ドラム１ａ～１ｄの非画像領域に付着した帯電量の低いカブリトナーが中間転写ベルト８に付着しないようにするためである。

第２清掃モードにおける中間転写ベルト８上へのトナー像の形成から終了までの駆動時間（図６のＴ２）は、第１清掃モードにおける中間転写ベルト８上へのトナー像の形成から終了までの駆動時間（図４のＴ１）に比べて長く設定されている。より詳細には、第２清掃モードにおける中間転写ベルト８上へのトナー像の形成から終了までの駆動時間は、中間転写ベルト８上に形成されたトナー像がプレブラシ３１を複数回通過するように設定される。

図６および図７に示した第２清掃モードでは、中間転写ベルト８上にトナー像を形成した後、一次転写ローラー６ａ～６ｄに一次転写電圧（電界強化電圧）を印加することで、中間転写ベルト８上のトナー像の帯電量が増加する。その結果、中間転写ベルト８上に形成されたトナー像とプレブラシ３１との間に引き合う方向の電界も強くなる。これにより、プレブラシ３１に付着したトナーおよびキャリアの中間転写ベルト８への吐き出しをより一層効率的に行うことができる。

図６では、中間転写ベルト８上にトナー像を形成した後に印加する一次転写電圧（電界強化電圧）をトナー像の形成時に印加する一次転写電圧と同電圧としているが、電界強化電圧をトナー像の形成時に印加する一次転写電圧とは異なる電圧としてもよい。例えば、電界強化電圧をトナー像の形成時に印加する一次転写電圧よりも高電圧とすることで、中間転写ベルト８上のトナー像の帯電量をさらに増加させてトナー像とプレブラシ３１との間の電界を強めることができる。

上述した第１清掃モードおよび第２清掃モードを、操作部７０からの入力によって選択的に実行することで、プレブラシ３１へのトナーおよびキャリアの付着を効果的に抑制することができる。例えば、プレブラシ３１へのトナーおよびキャリアの付着量が少ない場合は、第２清掃モードに比べて実行時間の短い第１清掃モードを実行することで、印字待ち時間を短縮することができる。一方、トナーおよびキャリアの付着量が多い場合は、第１清掃モードに比べてトナーおよびキャリアの吐き出し効果の大きい第２清掃モードを実行することで、、プレブラシ３１を十分に清掃することができる。

或いは、累積印字枚数が所定枚数に到達したとき第１清掃モードまたは第２清掃モードが実行されるようにしてもよい。これにより、第１清掃モードまたは第２清掃モードが適切なタイミングで自動的に実行されるため、ユーザーが第１清掃モードおよび第２清掃モードを選択して実行する必要がなくなる。この場合、第１清掃モードを実行する累積印字枚数を、第２清掃モードを実行する累積印字枚数に比べて少なく設定することで、第１清掃モードの実行頻度を第２清掃モードに比べて高くしておくことが好ましい。

また、プレブラシ３１が中間転写ベルト８の弾性層に比べて帯電系列が下位の材料で形成されているため、中間転写ベルト８との摩擦によってトナーの帯電極性とは逆極性（負極性）の帯電を帯びる。そのため、プレブラシ３１に逆帯電トナーおよびキャリアが付着し難くなり、逆帯電トナーおよびキャリアの吐き出しを促進することができる。

また、本実施形態のカラープリンター１００では、トナーとキャリアとを含む二成分現像剤を用いる二成分現像方式の現像装置３ａ～３ｄを備えている。そのため、現像剤中のキャリアが感光体ドラム１ａ～１ｄ側に移動するキャリア飛びが発生すると、感光体ドラム１ａ～１ｄから中間転写ベルト８を介してプレブラシ３１に付着する。上述した第１清掃モード或いは第２清掃モードを実行することで、プレブラシ３１に付着したキャリアを効率よく除去することができる。

その他本発明は、上記実施形態に限定されず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。例えば上記実施形態においては、中間転写ベルト８上の残留トナーを回収するクリーニング部材としてファーブラシ２３を用いているが、ファーブラシ２３に代えてクリーニングローラーを用いることも可能である。また、上記実施形態では第１清掃モードおよび第２清掃モードにおけるトナー像の形成前、第１清掃モードにおけるトナー像の形成後、並びに第２清掃モードにおける電界強化電圧の印加前に一次転写逆電圧を印加しているが、一次転写逆電圧を印加せずに電圧をオフとしてもよい。

また、本発明は図１に示したようなカラープリンター１００に限られるものではなく、カラー複写機、デジタル複合機、ファクシミリ等の、中間転写式の種々の画像形成装置にも適用できるのはもちろんである。

また、ブラックの画像が形成される１つの感光体ドラム１ｄと、感光体ドラム１ｄに対向する１つの一次転写ローラー６ｄが中間転写ベルト８を挟んで配置された中間転写ユニット３０と、を備えた中間転写式のモノクロプリンターにも同様に適用可能である。

本発明は、中間転写ベルト表面の残留トナーを除去するクリーニング部材と、中間転写ベルトの回転方向に対しクリーニング部材の上流側に配置され、中間転写ベルト上の残留トナーの極性を揃えるプレクリーニング部材とを備えた中間転写式の画像形成装置に利用可能である。本発明の利用により、プレクリーニング部材に付着したトナーを簡易な構成で効率的に除去可能な画像形成装置を提供することができる。

１ａ～１ｄ 感光体ドラム（像担持体）
３ａ～３ｄ 現像装置
６ａ～６ｄ 一次転写ローラー（一次転写部材）
８ 中間転写ベルト
９ 二次転写ローラー（二次転写部材）
１９ ベルトクリーニングユニット
２３ ファーブラシ（クリーニング部材）
３１ プレブラシ（プレクリーニング部材）
４０ ベルト駆動モーター（駆動装置）
５１ 電圧制御回路
５４ 転写電圧電源
５５ ベルトクリーニング電圧電源（クリーニング電圧電源）
５６ プレブラシ電圧電源（プレクリーニング電圧電源）
９０ 制御部
１００ カラープリンター（画像形成装置）

Claims (9)

1. トナー像が形成される像担持体と、
   前記像担持体に隣接して配置される無端状の中間転写ベルトと、
   前記中間転写ベルトを挟んで前記像担持体に対向配置され、前記像担持体上に形成されたトナー像を前記中間転写ベルト上に一次転写する一次転写部材と、
   前記中間転写ベルトに接触して二次転写ニップ部を形成し、前記中間転写ベルト上に一次転写されたトナー像を、前記二次転写ニップ部を通過する記録媒体に二次転写する二次転写部材と、
   前記中間転写ベルト上の残留トナーをクリーニングするクリーニング部材と、
   前記中間転写ベルトの移動方向に対し前記クリーニング部材の上流側に配置され、前記中間転写ベルト上のトナーの帯電量を制御するプレクリーニング部材と、
   前記一次転写部材に、前記中間転写ベルト上に前記トナー像が一次転写される方向の一次転写電圧および前記一次転写電圧と逆極性の一次転写逆電圧を印加し、前記二次転写部材と前記中間転写ベルトとの間に、前記記録媒体上に前記トナー像が二次転写される方向の二次転写電圧および前記二次転写電圧と逆極性の二次転写逆電圧を印加する転写電圧電源と、
   前記クリーニング部材に前記トナーと逆極性のクリーニング電圧を印加するクリーニング電圧電源と、
   前記プレクリーニング部材に前記トナーと同極性のプレクリーニング電圧を印加するプレクリーニング電圧電源と、
   前記中間転写ベルトを回転駆動する駆動装置と、
   前記転写電圧電源、前記クリーニング電圧電源、前記プレクリーニング電圧電源、および前記駆動装置の制御を行う制御部と、
   を備えた画像形成装置において、
   前記制御部は、非画像形成時に前記プレクリーニング部材に付着した異物を前記中間転写ベルト上に吐出するプレクリーニング部材清掃モードを実行可能であり、
   前記プレクリーニング部材清掃モードは、
   前記プレクリーニング電圧を印加せず、前記クリーニング電圧および前記二次転写逆電圧を印加した状態で前記中間転写ベルトを駆動し、前記中間転写ベルト上に前記トナー像を一次転写した後、前記中間転写ベルトを所定時間駆動させる第１清掃モードと、
   前記クリーニング電圧および前記プレクリーニング電圧を印加せず、前記二次転写逆電圧を印加した状態で前記中間転写ベルトを駆動し、前記中間転写ベルト上に前記トナー像を一次転写した後、前記一次転写電圧を印加して前記中間転写ベルトを前記第１清掃モードよりも長い所定時間駆動させる第２清掃モードと、
   を選択的に実行することを特徴とする画像形成装置。
2. 前記制御部は、前記第２清掃モードにおいて前記中間転写ベルト上に形成された前記トナー像が前記プレクリーニング部材を複数回通過するように前記中間転写ベルトを前記所定時間駆動させることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記制御部は、前記第１清掃モードおよび前記第２清掃モードにおいて前記中間転写ベルト上に前記トナー像を一次転写するまでの間、前記一次転写逆電圧を印加した状態で前記中間転写ベルトを駆動させることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の画像形成装置。
4. 前記制御部は、前記第１清掃モードにおいて前記中間転写ベルト上に前記トナー像を一次転写した後、前記一次転写逆電圧を印加した状態で前記中間転写ベルトを所定時間駆動させることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の画像形成装置。
5. 前記制御部は、前記第２清掃モードにおいて前記中間転写ベルト上に前記トナー像を一次転写してから再び前記一次転写電圧を印加するまでの間、前記一次転写逆電圧を印加した状態で前記中間転写ベルトを駆動させることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の画像形成装置。
6. 前記制御部は、前記第２清掃モードにおいて前記中間転写ベルトを所定時間駆動させた後、前記クリーニング部材に前記クリーニング電圧を印加して前記中間転写ベルト上に形成された前記トナー像をクリーニングすることを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の画像形成装置。
7. 前記中間転写ベルトは、表面層に弾性層を有することを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれかに記載の画像形成装置。
8. 前記プレクリーニング部材は、前記中間転写ベルトに比べて帯電系列が下位の材料で形成されていることを特徴とする請求項１乃至請求項７のいずれかに記載の画像形成装置。
9. 前記像担持体に形成された静電潜像を前記トナー像に現像する現像装置を備え、
   前記現像装置は、前記トナーとキャリアとを含む二成分現像剤を用いる二成分現像方式であることを特徴とする請求項１乃至請求項８のいずれかに記載の画像形成装置。

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