JP3797035B2 - Image forming apparatus - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、電子写真記録方式、静電記録方式、イオノグラフィー、磁気記録方式等の画像形成方式を採用する画像形成装置に係り、像担持体上に静電潜像等の潜像を形成し、この潜像をトナーで現像してトナー像とし、このトナー像を用紙、ＯＨＰシート等の記録シート上に転写し、次いでトナー像を記録シート上に定着させて記録画像を形成する画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、画像形成装置においては、像担持体上に形成したトナー像を記録シート上に転写した後、この像担持体上に残留した残トナーをクリーニング装置で回収し、この回収トナーを一時的に回収容器に蓄積し、回収トナー量が一定量に達したところで廃棄することが行われている。
【０００３】
また、フルカラー画像形成装置においては、パーソナルコンピュータやワークステーション等のホスト機器から画像データを受け取り、この画像データを基にイエロー、マゼンタ、シアン、及び黒の４色に色分解し、この色分解された画像情報により像担持体で各色のトナー像を形成し、この各色のトナー像を中間転写ロールや中間転写ベルト等の中間転写体上で重ね合わせ、次いで一括して記録シート上に転写してフルカラー画像を得ているが、この場合も上記と同様に、像担持体上や中間転写体上に残留した残トナーをクリーニング装置で回収し、この回収トナーを一時的に回収容器に蓄積し、回収トナー量が一定量に達したところで廃棄することが行われている。
【０００４】
そして、このような画像形成装置においては、像担持体上や中間転写体上に残留した残トナーを除去するクリーニング工程は、残トナーがそのまま記録画像におけるゴースト、かぶり等の汚れや混色等による色むら等の原因になることから、極めて重要な工程とされている。
【０００５】
しかるに、近年、環境保護の問題がクローズアップされるに伴い、このようにして回収され、廃棄される残トナーについても、できるだけその回収量を低減することが要求され、また、回収された残トナーの再利用を図ることが求められている。
【０００６】
また、このような環境保護のための廃棄物量の低減や廃棄物の再利用の問題は、単に像担持体や中間転写体から回収される残トナーに止まらず、画像形成装置を形成する種々の構成部品についても要請されているが、像担持体や中間転写体にクリーニング装置を付設すると、このクリーニング装置のクリーニングブレードやクリーニングブラシがこれら像担持体や中間転写体の表面に摺接し、これが摩耗の原因になって像担持体や中間転写体の長寿命化を図る上での障害になっている。
【０００７】
そこで、このような観点から、従来においても種々の提案がされている。
例えば、特開平 8-314,231号公報においては、像担持体上に形成したトナー像を中間転写体上に一次転写した後、この中間転写体上のトナー像を記録シート上に二次転写させる画像形成装置において、中間転写体には二次転写時に中間転写体上に残留した残トナーと逆極性の電圧を印加し、これによって中間転写体上の残トナーを転写ロール上に移動させて除去するようにし、中間転写体でのクリーニングを不要にしてその摩耗を抑制することが記載されている。
【０００８】
また、特開平 9-197,750号公報には、像担持体上に形成したトナー像を中間転写体上に一次転写した後、この中間転写体上のトナー像を記録シート上に二次転写させる画像形成装置において、中間転写体に残トナーを一時的に回収するトナー回収部材を配置し、二次転写開始時にこのトナー回収部材を中間転写体に当接させて残トナーを回収し、二次転写終了後にトナー回収部材に回収された残トナーを中間転写体上に移動させ、更にトナー回収部材を中間転写体から離間させて残トナーを中間転写体から像担持体上に移動させ、この像担持体上に移動させた残トナーを像担持体に付設したクリーニング装置で回収することが記載されている。
【０００９】
更に、特開平10-161,425号公報には、トナー中に、このトナーより小粒径でトナーに対して帯電極性が逆極性側にある少なくとも２種類の異なる微粒子を添加し、転写工程で少なくとも１種類の微粒子を像担持体上に残留させ、現像工程ではこの微粒子を介して像担持体上にトナー像を形成せしめ、これによってトナー像と像担持体との間の付着力を低減し、トナー像の転写効率を顕著に向上させ、クリーニング装置を用いることなくゴーストやかぶり等の無い記録画像を形成することが記載されている。
【００１０】
しかしながら、特開平 8-314,231号公報や特開平 9-197,750号公報に記載の方法では、像担持体回りのクリーニング装置を省略することができず、また、像担持体上や中間転写体上から回収される残トナーの回収量を低減することもできないという問題もある。
【００１１】
そこで、本発明者らは、図１９に示すようなカラー画像形成装置を構成し、特開平10-161,425号公報に記載されたようなトナー像の転写効率を顕著に向上せしめて残トナーの発生量を可及的に低減し、像担持体回りでのクリーニング装置を省略する方法を、例えば特開平 10-78,686号公報に開示されているような４つの像担持体を有する、いわゆるタンデム型フルカラー画像形成装置に適用することを試みた。
【００１２】
すなわち、図１９に示すタンデム型フルカラー画像形成装置において、イエロー（Ｙ）用とマゼンタ（Ｍ）用の２つの像担持体10, 20は一方の第一の中間転写ロール51に接触し、また、シアン（Ｃ）用とブラック（Ｋ）用の他の２つの像担持体30, 40は他方の第一の中間転写ロール52に接触し、更に、これら一対の第一の中間転写ロール51, 52は第二の中間転写ロール53に接触し、ここに示された４つの像担持体10, 20, 30, 40が共通の接線を有するように構成している。そして、これら４つの像担持体10, 20, 30, 40には、それぞれその周囲に、帯電ロール（接触型帯電装置）11, 21, 31, 41、露光装置12, 22, 32, 42、及び現像装置13, 23, 33, 43がそれぞれ互いに同じ位置関係で配設されており、各装置の種類毎に部品の共通化が図られている。なお、各現像装置13, 23, 33, 43は、現像ロール131 、現像剤量規制部材132 、現像剤搬送部材133 、及び現像剤を搬送し、また、攪拌するオーガー134 を備えている。
【００１３】
従って、このタンデム型フルカラー画像形成装置においては、２つの像担持体10, 20で形成された各単色トナー像は第一の中間転写ロール51に転写された後に第二の中間転写ロール53に転写され、また、２つの像担持体30, 40で形成された各単色トナー像は第一の中間転写ロール52に転写された後に第二の中間転写ロール53に転写され、この第二の中間転写ロール53上で重ね合わされ、次いで搬送ロール91により上記第二の中間転写ロール53に接触する最終転写ロール61との間に搬送されてきた用紙（記録シート）Ｐ上に一括して転写され、この用紙Ｐ上に転写されたトナー像は定着装置70により定着される。この方式では、複数で用いられる像担持体10, 20, 30, 40、帯電ロール11, 21, 31, 41、露光装置12, 22, 32, 42、及び現像装置13, 23, 33, 43、第一の中間転写ロール51, 52等において部品の共通化が図られ、高精度の位置決めが可能になって各単色トナー像の高精度の位置合わせが可能になるという利点がある。
【００１４】
しかしながら、各像担持体10, 20, 30, 40において形成される各単色トナー像は、用紙Ｐ上に転写されるまでに、像担持体30で形成された単色トナー像が像担持体30と第一の中間転写ロール52との間、第一の中間転写ロール52と第二の中間転写ロール53との間、及び第二の中間転写ロール53と用紙Ｐとの間の合計３回、同様に、像担持体10, 40で形成された各単色トナー像が合計４回、更に、像担持体20で形成された各単色トナー像が合計５回というように、最低でも３回、最高で５回にも及ぶ転写電界を受けることになる。
【００１５】
このため、トナー像を形成するトナーは、転写電界を受ける際における転写ニップ前後でのパッシェン放電や転写ニップ内での電荷注入により、僅かづつではあるが逆極性に帯電し、この逆極性に帯電した逆極性トナーは画像形成時に正極性トナーとは逆方向に移動し、最終的には像担持体又はこの像担持体に接触する接触型帯電器に蓄積する。特に、接触型帯電器を用いた場合、この接触型帯電器は像担持体まで逆流した逆極性残トナーを吸着し、長期の使用によって帯電むら等の問題を引起し、例えばハーフトーン画像での色むら等の原因になる。
【００１６】
従って、トナー像の転写効率を顕著に向上せしめて像担持体回りでのクリーニング装置を省略する方法においては、残トナーの発生量を可及的に低減せしめることができ、また、クリーニング装置を省略して像担持体等の長寿命化を図ることができるが、逆極性残トナーが発生した場合に画像不良が発生するのを防止することが難しいという別の問題がある。
【００１７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、かかる観点に鑑みて創案されたものであり、その目的とするところは、画像形成装置において逆極性残トナーが発生しても、簡単なシステム制御を行うだけでこれを効果的に回収することができるクリーニング方式を搭載した画像形成装置を提供することにある。
【００１８】
また、本発明の他の目的は、像担持体、接触型帯電装置、露光装置、現像装置、及び接触型転写装置を備えた画像形成装置において、接触型転写装置を構成する１つの転写体にクリーニング装置を付設し、画像形成装置において不可避的に発生する正極性残トナー及び逆極性残トナーをこのクリーニング装置付き転写体に集め、このクリーニング装置で一括してこれら残トナーを回収できるようにし、これによって像担持体回りのクリーニング装置を省略して像担持体の長寿命化を図ることができる画像形成装置を提供することにある。
【００１９】
更に、本発明の他の目的は、像担持体、接触型帯電装置、露光装置、現像装置、中間転写体、及び最終転写体を備えた画像形成装置において、最終転写体にクリーニング装置を付設すると共に中間転写体には一時保持部材を付設し、画像形成装置の画像形成時に不可避的に発生する正極性残トナー及び／又は逆極性残トナーの一部又は全部を一時的に一時保持部材で保持し、次いで画像形成装置のクリーニングモードの際に最終的にクリーニング装置が付設された最終転写体に集め、このクリーニング装置で一括してこれら残トナーを回収できるようにし、これによって像担持体回りのクリーニング装置を省略して像担持体の長寿命化を図ることができると共に、必要とするクリーニングモードの回数を減少させて連続画像形成時の単位時間当たりの出力枚数の低下を防止できる画像形成装置を提供することにある。
【００２１】
【課題を解決するための手段】
すなわち、本願の第一の発明は、像担持体と、この像担持体に接触して帯電させる接触型帯電装置と、帯電した像担持体表面に潜像を形成する露光装置と、像担持体表面に形成された潜像を現像してトナー像を形成する現像装置と、像担持体に接触してこの像担持体表面に形成されたトナー像を記録シート上に転写せしめる接触型転写装置とを備え、該接触型転写装置が像担持体に接触する中間転写体とこの中間転写体に接触する最終転写体とで構成された画像形成装置であり、上記接触型転写装置を構成する最終転写体にはクリーニング装置を付設し、画像形成装置のクリーニングモードの際に、接触型帯電装置、像担持体、中間転写体、及び最終転写体の間に電位勾配を形成し、上記接触型帯電装置、像担持体、及び中間転写体に残留した残トナーを最終転写体上に集め、この最終転写体上に集められた残トナーをクリーニング装置で一括して回収する、画像形成装置である。
【００２２】
また、本願の第二の発明は、像担持体と、この像担持体に接触して帯電させる接触型帯電装置と、帯電した像担持体表面に潜像を形成する露光装置と、像担持体表面に形成された潜像を現像してトナー像を形成する現像装置と、像担持体に接触してこの像担持体表面に形成されたトナー像が転写される中間転写体と、この中間転写体に接触して中間転写体表面のトナー像を記録シート上に転写せしめる最終転写体とを備えた画像形成装置であり、上記最終転写体にはクリーニング装置を付設すると共に上記中間転写体には一時保持部材を付設し、画像形成装置の画像形成時に上記一時保持部材で正極性及び／又は逆極性の残トナーの一部又は全部を一時的に保持し、画像形成装置のクリーニングモードの際に、上記接触型帯電装置、像担持体、中間転写体、一時保持部材、及び最終転写体の間に電位勾配を形成し、一時保持部材に保持された残トナーも含めて残留した残トナーを最終転写体上に集め、この最終転写体上に集められた残トナーを上記クリーニング装置で回収する、画像形成装置である。
【００２４】
〔第一の発明について〕
上記本願の第一の発明（上記「他の発明」を含む。）において、像担持体及び接触型転写装置の構成としては、特に限定されるものではないが、典型的には以下の構成のもの、すなわち、
【００２５】
（１）像担持体が１つの像担持体で構成され、接触型転写装置がこの像担持体に接触する中間転写体とこの中間転写体に接触する最終転写体とで構成されており、上記中間転写体と最終転写体の間を記録シートが通過する間に像担持体から中間転写体上に転写されたトナー像が記録シート上に転写される第一のタイプのもの、
（２）像担持体がシアン用、マゼンタ用、イエロー用、及びブラック用の４つの像担持体で構成され、接触型転写装置がこれら４つの像担持体に接触する中間転写体とこの中間転写体に接触する最終転写体とで構成されており、上記中間転写体と最終転写体の間を記録シートが通過する間に像担持体から中間転写体上に転写されたトナー像が記録シート上に転写される第二のタイプのもの、
【００２６】
（３）像担持体がシアン用、マゼンタ用、イエロー用、及びブラック用の４つの像担持体で構成され、接触型転写装置がこれら４つの像担持体のうちの２つの像担持体に接触する一対の第一の中間転写体と、これら一対の第一の中間転写体に接触する第二の中間転写体と、この第二の中間転写体に接触する最終転写体とで構成されており、上記第二の中間転写体と最終転写体の間を記録シートが通過する間に像担持体から第一の中間転写体を経て第二の中間転写体上に転写されたトナー像が記録シート上に転写される第三のタイプのもの、等が挙げられる。
【００２７】
これら３つのタイプの像担持体及び接触型転写装置の構成において、第一のタイプのものについては、像担持体に付設する現像装置の数や使用する転写体のタイプ、すなわちロールタイプの転写ロールを用いるか、ベルトタイプの転写ベルトを用いるか等により、白黒画像用の画像形成装置として構成することもできるし、また、赤色と黒色の２色用等の複数色画像用の画像形成装置として構成することもできるし、更には、シアン用、マゼンタ用、イエロー用、及びブラック用の４つの現像装置を備えたフルカラー画像用の画像形成装置として構成することもできる。
【００２８】
そして、接触型転写装置を構成するどの転写体にクリーニング装置を付設するかは、前記他の発明においては、この接触型転写装置の転写体構成や付設スペース等の要因を考慮して適宜選択することができるが、各部材に対する電圧制御を簡単にするため、この接触型転写装置の転写工程におけるトナー像の移動方向下流側がよく、例えば、上記像担持体及び接触型転写装置の構成において、第一及び第二のタイプの場合のように接触型転写装置が中間転写体と最終転写体とで構成されている場合には最終転写体であるのがよく、第三のタイプの場合のように接触型転写装置が一対の第一の中間転写体と、第二の中間転写体と、最終転写体とで構成されている場合には第二の中間転写体又は最終転写体がよく、より好ましくは最終転写体である。前記他の発明を除く第一の発明では、第一〜第三のいずれのタイプにおいても、クリーニング装置は最終転写体に付設する。
【００２９】
また、第一の発明において、クリーニング装置付き転写体と接触型帯電装置との間に電位勾配を形成する手段については、接触型帯電装置、像担持体、及び接触型転写装置を構成するクリーニング装置付き転写体以外の転写体に残留した残トナーをクリーニング装置付き転写体上に集めことができるように、接触型帯電装置、像担持体、及び接触型転写装置を構成する各転写体に所定の電位を付与できるものであればよい。
【００３１】
この電位勾配付与手段としては、具体的には、像担持体及び接触型転写装置の構成が上記第一及び第二のタイプの場合には、クリーニング装置付き転写体を最終転写体とした場合に、接触型帯電装置、中間転写体、及び最終転写体に電圧を印加する手段を適用できるほか、最終転写体に電圧を印加すると共に接地した像担持体との間の中間転写体を電気的にフロートさせ、最終転写体、中間転写体、及び像担持体が有する抵抗値の関係と接触型帯電装置に印加される電圧との関係でこれらの間に電位勾配を形成せしめる電圧印加手段を適用できる。また、クリーニング装置付き転写体を中間転写体とした場合には、接触型帯電装置、中間転写体、及び最終転写体に電圧を印加する手段を適用できる。
【００３２】
更に、像担持体及び接触型転写装置の構成が上記第三のタイプの場合には、クリーニング装置付き転写体を最終転写体とした場合に、上記第一及び第二のタイプの場合と同様に、各接触型帯電装置、各第一の中間転写体、第二の中間転写体、及び最終転写体に電圧を印加する手段を適用できるほか、最終転写体に電圧を印加すると共に接地した像担持体との間の各第一の中間転写体及び第二の中間転写体を電気的にフロートさせ、最終転写体、第二の中間転写体、各第一の中間転写体、及び像担持体が有する抵抗値の関係と接触型帯電装置に印加される電圧との関係でこれらの間に電位勾配を形成せしめる手段を適用できる。また、クリーニング装置付き転写体を第二の中間転写体とした場合には、各接触型帯電装置、各第一の中間転写体、第二の中間転写体、及び最終転写体に電圧を印加する手段を適用できるほか、この第二の中間転写体に電圧を印加すると共に接地した像担持体との間に位置する各第一の中間転写体を電気的にフロートさせ、第二の中間転写体、各第一の中間転写体、及び像担持体が有する抵抗値の関係と第二の中間転写体及び最終転写体に印加される個々の電圧との関係でこれらの間に電位勾配を形成せしめる手段を適用できる。
【００３３】
ここで、電圧を印加する手段については、接触型帯電装置、及び接触型転写装置を構成する転写体にそれぞれの目的で電圧を供給するために接続されている電源をそのまま利用し、画像形成装置の制御系の中でクリーニングモードの際に必要な電圧を供給できるように対応してもよく、また、この電源とは別に電圧を供給するための専用の電源を設けてもよい。
【００３４】
また、電圧を印加すると共に電気的にフロートさせて抵抗値の関係を利用する手段については、例えば、像担持体や接触型転写装置を構成する転写体（クリーニング装置付き転写体以外の転写体）を製造する際に、予め抵抗値の関係を設計しておき、クリーニング装置付き転写体と接触型帯電装置との間にそれぞれの目的で電圧を供給するために接続されている電源を利用して、あるいは、この電源とは別の専用の電源を設け、所定の電圧を印加するようにしてもよい。
【００３５】
更に、この第一の発明において、像担持体としては、ドラムタイプの像担持体ドラムであっても、また、ベルトタイプの像担持体ベルトであってもよく、画像形成装置が白黒画像用であるか、複数色画像用であるか、あるいは、フルカラー画像用であるか等により決定される。
また、接触型帯電装置としてはロールタイプの帯電ロール、フィルムタイプの帯電フィルム、あるいはブラシタイプの帯電ブラシ等を適宜使用することができ、また、帯電方式についても、ＤＣのみを印加するタイプのものでも、また、ＤＣ＋ＡＣを印加するタイプのものでもよい。
【００３６】
そして、第一の発明において、接触型転写装置の転写体については、ロールタイプの転写ロールであっても、ドラムタイプの転写ドラムであっても、ベルトタイプの転写ベルトであってもよく、また、例えば中間転写体として中間転写ベルト又は中間転写ドラムを用い、最終転写体として転写ロールを用いる等、これら転写ロール、転写ドラム、及び転写ベルトを適宜組み合わせたものであってもよい。どのようなタイプの転写体を用いるかは、画像形成装置の設計の際に必要に応じて選択すればよい。
【００３７】
この第一の発明において、上記接触型転写装置を構成する１つの転写体に付設するクリーニング装置については、それがクリーニングブレードを有するブレードタイプのものであっても、クリーニングブラシを有するブラシタイプのものであってもよいが、好ましくはクリーニングブレードであるのがよい。
【００３８】
また、この第一の発明で用いる現像装置については、特に制限はなく、磁気ブラシ接触型二成分現像方式のもの、磁性トナーを用いた非接触型の現像方式のもの等でもよい。
この現像装置については、特に接触型の場合には、クリーニング工程で像担持体に所定の電位が付与されるので、特に複数色画像用又はフルカラー画像用の画像形成装置で複数の現像装置を搭載している場合には、現像装置に逆極性残トナーが逆流して混色が発生しないように、像担持体に対してリトラクト機構を備えたもの、像担持体との間を遮蔽するシャッター機構を備えたもの、クリーニング工程で現像ロールを停止させる制御機構を備えたもの、クリーニング工程で像担持体の電位変位に合わせて現像ロールの電位を変位させる制御機構を備えたもの等を用いるのが望ましい。
【００３９】
〔第二の発明について〕
次に、本願の第二の発明においては、接触型帯電装置、像担持体、露光装置、現像装置、中間転写体、及び最終転写体を備えた画像形成装置において、最終転写体にはクリーニング装置を付設し、中間転写体には一時保持部材を付設し、上記最終転写体と接触型帯電装置との間には所定の電位勾配を付与する手段を設け、また、上記一時保持部材には中間転写体との間に電位勾配を付与する手段を設ける。
【００４０】
ここで、上記接触型帯電装置、像担持体、露光装置、現像装置、中間転写体、最終転写体、クリーニング装置、及び電位勾配を付与する手段、並びに、像担持体、中間転写体及び最終転写体の構成（像担持体及び接触型転写装置の構成）については、上記第一の発明において中間転写体を用い、クリーニング装置付き転写体を最終転写体とする場合と同様に考えることができるが、中間転写体に付設する一時保持部材については、正極性又は逆極性の残トナーを一時的に保持することができるブラシタイプのブラシクリーニング装置又はロールタイプのロールクリーニング装置であるのがよい。
【００４１】
そして、中間転写体が例えば２つの像担持体に接触する一対の第一の中間転写体とこれら一対の第一の中間転写体に接触する第二の中間転写体とで構成されているような場合、一時保持部材は、これら一対の第一の中間転写体及び第二の中間転写体の全てに付設してもよいほか、一対の第一の中間転写体側にのみ付設しても、また、第二の中間転写体側にのみ付設してもよく、更には、１つの第一の中間転写体にのみ付設してもよい。
また、中間転写体に付設される一時保持部材として、ブラシクリーニング装置又はロールクリーニング装置の何れを用いるかは、クリーニングの対象である残トナーが正極性か逆極性か、クリーニング性、トナー保持性、抵抗値選択性等を考慮して決定する。
【００４２】
例えば、中間転写体に逆極性（＋）トナーが発生しないような転写電圧を印加する場合、残トナーは正極性（−）になるので一時保持部材には転写電圧より逆極性（＋）側に高い電圧を印加する必要が生じる。この時、一時保持部材側の抵抗値が中間転写体側の抵抗値より低くなると、一時保持部材が中間転写体を帯電させ、所望の転写電界を変化させてしまい、また、一時保持部材と中間転写体との間の電位差が縮小してクリーニング性も低下する。そこで、一時保持部材側の抵抗値を中間転写体側の抵抗値より高く設定する必要が生じるが、かかる場合には一時保持部材としてロールクリーニング装置を用いるのがよい。この際にロール上に保持される残トナーの保持量は、ロールの周方向表面積（すなわち、外径）で決まり、例えば１３ｍｍφのクリーニングロールの場合にはＡ４サイズの画像を２００枚程度連続印字しても対応できる。
【００４３】
また、反対に、転写電圧の印加により逆極性（＋）トナーが発生する場合、一時保持部材には中間転写体より正極性（−）側の電圧を印加する必要が生じる。この場合は、一時保持部材が中間転写体により逆極性（＋）側に帯電され、クリーニング性が低下するので、一時保持部材側の抵抗値を中間転写体側の抵抗値より低く設定する必要が生じるが、かかる場合には一時保持部材として低抵抗でクリーニング性に優れたブラシクリーニング装置を用いるのがよい。
【００４４】
更に、例えば中間転写体として４つの像担持体のうちの２つの像担持体に接触する一対の第一の中間転写体とこれら一対の第一の中間転写体及び最終転写体に接触する第二の中間転写体との組み合わせを用いるような場合、第二の中間転写体では４色分のトナー像を受け渡すために転写率の変動が生じる場合があるので、この第二の中間転写体には正極性（−）の残トナーが生じやすい。また、このように第一の中間転写体と第二の中間転写体を組み合わせて使用する場合には各単色トナー像は多数回（３〜５回）の転写電界に晒され、逆極性（＋）トナーが残トナーとして発生しやすくなるが、この逆極性（＋）の残トナーは第二の中間転写体から第一の中間転写体側に戻ってしまう。そこで、このような場合には、第一の中間転写体に逆極性用の一時保持部材を付設し、また、第二の中間転写体に正極性用の一時保持部材を付設するのが好ましい。
【００４５】
この第二の発明においては、画像形成装置の画像形成時に上記一時保持部材で中間転写体表面に残留した正極性又は逆極性の残トナーの一部又は全部を一時的に保持し、次いで画像形成装置のクリーニングモードの際に上記接触型帯電装置、像担持体、中間転写体、一時保持部材、及び最終転写体に電位勾配を付与し、一時保持部材に保持された残トナーも含めて残留した残トナーを最終転写体上に集め、この最終転写体上に集められた残トナーを上記クリーニング装置で回収する。
【００４６】
例えば、中間転写体に正極性用一時保持部材を付設し、この正極性用一時保持部材に一時的に集められた正極性残トナーを最終転写体で最終的に回収するためには、接触型帯電装置→像担持体→中間転写体→最終転写体及び一時保持部材→中間転写体→最終転写体の方向に（＋）側に電位の高い電位勾配を付与すればよい。同様に、中間転写体に逆極性用一時保持部材を付設し、この逆極性用一時保持部材に一時的に集められた逆極性残トナーを最終転写体で最終的に回収するためには、接触型帯電装置←像担持体←中間転写体←最終転写体及び一時保持部材←中間転写体←最終転写体の方向に（＋）側に電位の高い電位勾配を付与すればよい。そして、中間転写体に正極性用と逆極性用の２つの一時保持部材を付設し、これらの一時保持部材に一時的に集められた正極性及び逆極性の残トナーを最終転写体で最終的に回収するためには、上述した２通りの操作を繰り返せばよい。
【００４７】
また、この第二の発明において、上記像担持体にはこの像担持体表面に残留した残トナーをクリーニングして一時的に保持するブラシクリーニング装置、ロールクリーニング装置等の一時保持部材を付設してもよく、この場合にもこの像担持体用の一時保持部材に一時的に保持された残トナーを、中間転写体に付設した一時保持部材の場合と同様に、最終的に最終転写体上に集め、クリーニング装置で回収することができる。
【００５０】
〔クリーニングモードを入れるタイミングについて〕
上記第一乃至第二の発明において、転写体に付設したクリーニング装置によるクリーニングを行うタイミングについては、例えば、（１）電源投入時、（２）インターロックスイッチ（Ｉ／Ｌ）オン時、（３）サイクルイン時／サイクルアウト時、（４）連続画像形成（定数枚毎）時、（５）プロセスコントロール実施時、及び（６）クリーニングコマンド投入時、等が挙げられる。
【００５１】
ここで、電源投入時のクリーニング操作▲１▼については、電源投入直後にメインモータを回転させ、正極性残トナーのクリーニングモード（以下「正極クリーニング」という）を動作させ、その後に逆極性残トナーのクリーニングモード（以下「逆極クリーニング」という）を動作させる。この操作で最悪クリーニングできずに帯電装置、像担持体、接触型転写装置（中間転写体及び最終転写体）等に残留する残トナーは正極性であり、その後の画像形成時にカブリ等の問題を起こすことを未然に防止することができる。
【００５２】
次に、Ｉ／Ｌオン時のクリーニング操作▲２▼については、単純な機械（カバー）の開閉操作による場合には、上記電源投入時の場合と同様である。しかしながら、記録シートの搬送不良（紙詰まり）が発生した後のＩ／Ｌオン時のクリーニングについては、比較的多量の正極性残トナーが残留しているので、正極クリーニング→逆極クリーニング→正極クリーニング→逆極クリーニングと連動させるのがよく、この場合も、最悪クリーニングできずに帯電装置、像担持体、接触型転写装置（中間転写体及び最終転写体）等に残留する残トナーは正極性であり、その後の画像形成時にカブリ等の問題を起こすのを未然に防止することができる。
【００５３】
また、サイクルイン時／サイクルアウト時のクリーニング操作▲３▼については、画像形成開始時に、メインモータ回転開始後に逆極クリーニングを動作させ、次いで通常の画像形成工程を動作させればよい。この場合、通常の画像形成工程に入った後、実際の画像形成に入るまでに所定の時間をとれば、この時間の間は正極クリーニングが実施されることになる。また、画像形成工程の終了後に、再び逆極クリーニングを動作させ、画像形成工程の間に発生した逆極性残トナークリーニングし、メインモータを停止させて終了する。
【００５４】
更に、連続画像形成（定数枚毎）時のクリーニング操作▲４▼については、多数枚の連続画像形成を行う際に逆極性残トナーが接触型帯電装置に蓄積してカブリ等の画像不良を引き起こすのを未然に防止するために行うもので、画像形成枚数が所定枚数に達したときに、一時的に画像形成工程を中断し、逆極クリーニング→正極クリーニング→逆極クリーニングを動作させる。これにより、接触型帯電装置に逆極性残トナーが蓄積して発生するカブリ等の画像不良を防止しながら、連続画像形成を実行することができる。
【００５５】
更にまた、プロセスコントロール実施時のクリーニング操作▲５▼については、上記連続画像形成（定数枚毎）時のクリーニングと同様に操作をプロセスコントロール実施時に行い、逆極性残トナーによるカブリ等の画像不良を防止する。
【００５６】
更にまた、クリーニングコマンド投入時のクリーニング操作▲６▼は、上記クリーニング操作▲１▼〜▲５▼を実施してもカブリ等の画像不良が発生する場合に実施するコマンドであり、逆極クリーニング→正極クリーニング→逆極クリーニングを動作させる。
【００５７】
そして、以上のクリーニング操作▲１▼〜▲６▼は、必ずしもその全てを動作させる必要はなく、そのうちの１つのみを選択して動作させてもよく、また、必要に応じて２つ以上を適宜組み合わせて動作させてもよいが、好ましくは２つ以上の種類を幾つか組み合わせて行うのがよい。
【００５８】
〔各部材間に必要な電位差（電位勾配）について〕
本発明において、接触型帯電装置、像担持体、接触型転写装置（中間転写体及び最終転写体）等の各部材間に付与すべき電位差（電位勾配）については、各部材間で残トナーがほぼ１００％に近い率で移動するだけの電位差が必要がある。そして、転写工程での転写電界が規定の範囲内｛必要転写電界（ある範囲をもつ）｝であればほぼ１００％に近い転写率を得ることができ、また、像担持体上に現像されるトナーの電荷は、通常中心値に対して高帯電側／低滞電側の両側に正規分布している。
【００５９】
また、例えばトナーの電荷を−２５±２０μＣ／ｇとした場合、転写工程で転写電界不足が原因で残留する残トナーは、通常高帯電側のトナーであり、−３５μＣ／ｇ以上の電荷を有し、また、転写工程で転写電界過剰が原因で残留する残トナーは、通常低帯電側のトナーであり、概ね−５〜＋１０μＣ／ｇの電荷を有し、更に、紙詰まり等が原因で作像中に機械が強制停止させられて像担持体や接触該転写装置に残留する残トナーは、通常電荷変化はなく、−２５±２０μＣ／ｇである。
【００６０】
そこで、残トナーの電荷毎の部材間電位差と部材間トナー移動（クリーニング率）の関係を調べてみると、図１に示すとおりであり、電荷−２５±２０μＣ／ｇのトナーの場合には、３００〜８００Ｖの電位差があればクリーニング率がほほぼ１００％に達することがわかる。
【００６１】
従って、本発明においては、画像形成装置で使用するトナーの電荷を調べ、残トナーの電荷毎の部材間電位差と部材間トナー移動（クリーニング率）の関係を調べることにより、接触型帯電装置、像担持体、接触型転写装置（中間転写体及び最終転写体）等の各部材間にどのような電位差（電位勾配）を付与すべきかを容易に設計することができる。
【００６２】
【発明の実施の形態】
以下、実施例に基づいて、本発明の好適な実施の形態を具体的に説明する。
〔実施例１〕
図２に本発明の実施例１に係るタンデム型フルカラー画像形成装置が示されている。
【００６３】
この実施例１のフルカラー画像形成装置は、先に説明した図１９の場合と同様の構成を有しており、イエロー（Ｙ）用、マゼンタ（Ｍ）用、シアン（Ｃ）用、及びブラック（Ｋ）用の４つの感光体（像担持体）10, 20, 30, 40と、これら感光体10, 20, 30, 40に接触する帯電ロール（接触型帯電装置）11, 21, 31, 41と、露光装置12, 22, 32, 42と、現像装置13, 23, 33, 43と、上記４つの感光体10, 20, 30, 40のうちの２つの感光体10, 20に接触する一方の第一の中間転写ロール51及び他の２つの感光体30, 40に接触する他方の第一の中間転写ロール52と、上記一対の第一の中間転写ロール51, 52に接触する第二の中間転写ロール53と、この第二の中間転写ロール53に接触する最終転写ロール61と、搬送ロール91と、定着装置70とを備えている。
【００６４】
また、この実施例１においても、先に説明した図１９の場合と同様に、２つの感光体10, 20で形成された各単色トナー像は第一の中間転写ロール51に転写された後に第二の中間転写ロール53に転写され、また、２つの感光体30, 40で形成された各単色トナー像は第一の中間転写ロール52に転写された後に第二の中間転写ロール53に転写され、この第二の中間転写ロール53上で重ね合わされ、次いで搬送ロール91により上記第二の中間転写ロール53に接触する最終転写ロール61との間に搬送されてきた用紙（記録シート）Ｐ上に一括して転写され、この用紙Ｐ上に転写されたトナー像は定着装置70により定着される。
【００６５】
そして、この実施例１においては、上記感光体10, 20, 30, 40は、帯電ロール11, 21, 31, 41により−８４０Ｖ程度のＤＣ電圧が印加され、これによって約−３００Ｖ程度に逓伝され、また、露光装置12, 22, 32, 42で静電潜像が書き込まれた際にその表面電位は約−６０Ｖ程度にまで除電される。
【００６６】
また、この実施例１において、現像装置13, 23, 33, 43は、現像ロール131 、現像剤量規制部材132 、現像剤搬送部材133 、及び現像剤を搬送し、また、攪拌するオーガー134 を備えた磁気ブラシ接触型二成分現像方式の現像装置である。上記現像剤量規制部材132 によって規制されて現像部に搬送される現像剤量は約３０〜４０ｇ／ｍ2 であり、この時に現像ロール131 上に存在するトナーの帯電量は概ね−２０〜−３０μＣ／ｇ程度である。この現像装置13, 23, 33, 43には、ＡＣ＋ＤＣの現像電圧を印加して現像が実施されるが、この現像電圧はＡＣが４ｋＨｚ、１．６ｋＶppで、ＤＣが−２３０Ｖ程度である。
【００６７】
更に、この実施例１で用いる第一の中間転写ロール51, 52は、金属パイプの上にシリコンゴム層を設け、更にその上に高離型層をコーティングして形成されており、その抵抗値については、通常１０5 〜１０9 Ωの範囲のものを使用できるが、ここでは１０8 Ω程度とされている。そして、上記感光体10, 20, 30, 40からこの第一の中間転写ロール51, 52にトナー像を転写するのに必要な表面電位は、通常＋２５０〜５００Ｖ程度の範囲であり、トナーの帯電状態、雰囲気温度、湿度等により最適値を設定することになるが、ここでは表面電位＋３８０Ｖ程度に設定されている。
【００６８】
また、この実施例１で用いる第二の中間転写ロール53も、上記第一の中間転写ロール51, 52と同様に、金属パイプの上にシリコンゴム層を設け、更にその上に高離型層をコーティングして形成されており、その抵抗値については、通常１０8 〜１０12Ωの範囲のものを使用できるが、ここでは１０11Ω程度とされている。そして、上記第一の中間転写ロール51, 52からこの第二の中間転写ロール53にトナー像を転写するのに必要な表面電位は、通常＋６００〜１２００Ｖ程度の範囲であり、トナーの帯電状態、雰囲気温度、湿度等により最適値を設定することになるが、ここでは表面電位＋８８０Ｖ程度に設定され、電位差が＋５００Ｖ程度になっている。
【００６９】
更に、この実施例１において、最終転写ロール61は、金属パイプの上にウレタンゴム層を設け、更にその上にコーティングが施されてており、その抵抗値については、通常１０6 〜１０9 Ωの範囲のものを使用できるが、ここでは１０8 Ω程度とされている。そして、上記第二の中間転写ロール53から用紙（記録シート）上にトナー像を転写するのにこの最終転写ロール61に印加する転写電圧は、通常＋１２００〜５０００Ｖ程度の範囲であり、雰囲気温度、湿度、用紙Ｐの種類（抵抗値等）等により最適値を設定することになるが、ここでは定電流方式を採用して常温常湿環境下で約＋６μＡを印加し、ほぼ適正な転写電圧＋１６００〜２０００Ｖ程度を得ている。
【００７０】
この実施例１のフルカラー画像形成装置においては、図１９に示したフルカラー画像形成装置とは異なり、上記最終転写ロール61に対して、クリーニングブレード72を有するブレードクリーニング装置71が付設され、また、上記各帯電ロール11, 21, 31, 41、各第一の中間転写ロール51, 52、第二の中間転写ロール53、及び最終転写ロール61には、所定の電圧を印加して各帯電ロール11, 21, 31, 41、各感光体10, 20, 30, 40、各第一の中間転写ロール51, 52、第二の中間転写ロール53、及び最終転写ロール61の間に所定の電位勾配を形成せしめる。
【００７１】
この実施例１では、ブレードクリーニング装置71によるクリーニングモードにおいて、正極クリーニングの際には各帯電ロール11, 21, 31, 41が−８４０Ｖ、各感光体10, 20, 30, 40が−３００Ｖ、各第一の中間転写ロール51, 52が＋３８０Ｖ、第二の中間転写ロール53が＋８８０Ｖ、及び最終転写ロール61が＋１６００Ｖになり、また、逆極クリーニングの際には各帯電ロール11, 21, 31, 41が０Ｖ、各感光体10, 20, 30, 40が−３００Ｖ、各第一の中間転写ロール51，52が−８００Ｖ、第二の中間転写ロール53が−１３００Ｖ、及び最終転写ロール61が−２０００Ｖとなるように設定されている。なお、この実施例１においては、各帯電ロール11, 21, 31, 41、各第一の中間転写ロール51, 52、第二の中間転写ロール53、及び最終転写ロール61に対する電圧の供給は、各部材の金属部（シャフト又はパイプ）に電圧を供給する方式で行われている。
【００７２】
次に、この実施例１のフルカラー画像形成装置における画像形成ジョブのタイミングシーケンスについて説明する。なお、このタイミングシーケンスの説明において、各部材の符号はそ代表例のみを示す。
図３において、領域Ａはサイクルイン時／サイクルアウト時のクリーニングモードを示し、ここでは逆極クリーニングが実施される。また、領域Ｂは画像形成工程を示し、３０枚の連続画像形成が行われる。更に、領域Ｃは、連続画像形成時に定数枚（ここでは３０枚）毎に入れるクリーニングモードであり、逆極クリーニング→正極クリーニング→逆極クリーニングが実施される。
【００７３】
ここで、上記正極クリーニングと逆極クリーニングを図４〜図６に示すクリーニング実施図に基づいて説明すると、図４に示す正極クリーニングの時には、通常の転写工程と同様に、帯電ロール11は−８４０Ｖに、感光体10は−３００Ｖに、第一の中間転写ロール51は＋３８０Ｖに、第二の中間転写ロール53は＋８８０Ｖに、また、最終転写ロール61は＋１６００Ｖにそれぞれ電位が設定されてこれら各部材間に電位勾配が付与され、各部材に残留している正極性（−）残トナーは帯電ロール11→感光体10→第一の中間転写ロール51→第二の中間転写ロール53→最終転写ロール61へと移行し、図５に示すように、この最終転写ロール61に付設されたブレードクリーニング装置71により除去される。
この時、各部材に残留している逆極性（＋）残トナーは上記正極性（−）残トナーとは逆方向に移行し、図５に示すように、帯電ロール11に集まる。
【００７４】
また、図６に示す逆極クリーニングの時には、上述したように、帯電ロール11は０Ｖに、感光体10は−３００Ｖに、第一の中間転写ロール51は−８００Ｖに、第二の中間転写ロール53は−１３００Ｖに、また、最終転写ロール61は−２０００Ｖにそれぞれ電位が設定されてこれら各部材間に電位勾配が付与され、各部材、特に帯電ロール11に付着している逆極性（＋）残トナーは帯電ロール11→感光体10→第一の中間転写ロール51→第二の中間転写ロール53→最終転写ロール61へと移行し、図７に示すように、この最終転写ロール61に付設されたブレードクリーニング装置71により除去される。
【００７５】
従って、この実施例１のフルカラー画像形成装置によれば、画像形成ジョブの中に適切に正極クリーニングと逆極クリーニングを入れることにより、正極性残トナーだけでなく、逆極性残トナーも効率良く確実に除去することができる。
【００７６】
なお、この実施例１で用いている現像装置13, 23, 33, 43の場合のように、磁気ブラシの先端が感光体10表面に接触する磁気ブラシ接触型二成分現像方式等の接触型現像装置を用いた場合には、逆極クリーニング時に帯電ロール11から感光体10表面に出てきた逆極性（＋）残トナーが現像装置13の磁気ブラシに接触し、現像装置13の現像剤中に取り込まれて混色を引き起こす可能性がある。
【００７７】
そこで、このような混色の問題が懸念される場合には、現像装置13として、図８（ａ）及び（ｂ）に示すような牽引装置135 を備えたリトラクト機構付きの現像装置13を採用し、逆極クリーニングの際に図８（ｂ）に示すように待避位置に後退させて感光体10から引き離し、これによって逆極性（＋）残トナーが現像装置13の現像剤中に取り込まれて混色を起こすのを防止するようにしてもよい。
【００７８】
また、同様に、混色の問題が懸念される場合に、図９（ａ）及び（ｂ）に示すように、現像装置13にフィルムからなるシャッター137 を備えたシャッター機構136 を設け、逆極クリーニングの際に感光体10と現像装置13の現像ロール131 との間にシャッター137 を装入し、これら感光体10と現像ロール131 との間を遮断できるようにし、これによって逆極性（＋）残トナーが現像装置13の現像剤中に取り込まれて混色を起こすのを防止するようにしてもよい。
【００７９】
〔実施例２〕
次に、本発明の実施例２に係るタンデム型フルカラー画像形成装置について説明する。なお、以下の説明において、各部材についての符号はその代表例のみを示す。
実施例２のタンデム型フルカラー画像形成装置は、図２に示す実施例１の場合と同じ基本構成を有しているが、各帯電ロール11、各第一の中間転写ロール51、第二の中間転写ロール53、及び最終転写ロール61に電位勾配を付与する手段が上記実施例１の場合とは異なるものであり、最終転写ロール61に所定の電圧を印加すると共に接地した各感光体10との間に位置する各第一の中間転写ロール51及び第二の中間転写ロール53を電気的にフロートさせ、これら最終転写ロール61、第二の中間転写ロール53、各第一の中間転写ロール51及び各感光体10が有する抵抗値の関係と各帯電ロール11に印加される電圧との関係で各帯電ロール11、各感光体10、各第一の中間転写ロール51、第二の中間転写ロール53、及び最終転写ロール61の間に所定の電位勾配を形成するようになっている。
【００８０】
この実施例２の場合においても、上記実施例１と全く同様に、ブレードクリーニング装置71によるクリーニングモードにおいて、正極クリーニングの際には各帯電ロール11が−８４０Ｖ、各感光体10が−３００Ｖ、各第一の中間転写ロール51が＋３８０Ｖ、第二の中間転写ロール53が＋８８０Ｖ、及び最終転写ロール61が＋１６００Ｖになり、また、逆極クリーニングの際には各帯電ロール11が０Ｖ、各感光体10が−３００Ｖ、各第一の中間転写ロール51が−８００Ｖ、第二の中間転写ロール53が−１３００Ｖ、及び最終転写ロール61が−２０００Ｖとなるように設定されている。
【００８１】
ここで、上記正極クリーニングと逆極クリーニングを図１０〜図１３に示すクリーニング実施図に基づいて説明すると、図１０に示す正極クリーニングの時には、図４に示す実施例１の場合と全く同様に各部材に電位が設定されてこれら各部材間に電位勾配が付与され、また、各部材に残留している正極性（−）残トナーは最終的に最終転写ロール61へと移行し、図１１に示すように、この最終転写ロール61に付設されたブレードクリーニング装置71により除去される。そして、この時、各部材に残留している逆極性（＋）残トナーは上記正極性（−）残トナーとは逆方向に移行し、図１１に示すように、帯電ロール11に集まる。
【００８２】
また、図１２に示す逆極クリーニングの時には、最終転写ロール61に−２０００ＶのＤＣが印加され、接地した感光体10との間の第二の中間転写ロール53は−１３００Ｖに、また、第一の中間転写ロール51は−８００Ｖにそれぞれ落ち着き、また、この第一の中間転写ロール51に接する感光体10はこの第一の中間転写ロール51により帯電されて−３００Ｖに設定され、更に帯電ロール11は接地により０Ｖが印加される。このため、上記実施例１の場合と全く同様に、これら最終転写ロール61、第二の中間転写ロール53、第一の中間転写ロール51、感光体10、及び帯電ロール11の間には電位勾配が付与され、各部材、特に帯電ロール11に付着している逆極性（＋）残トナーは最終的に最終転写ロール61へと移行し、図１３に示すように、この最終転写ロール61に付設されたブレードクリーニング装置71により除去される。
【００８３】
従って、この実施例２のフルカラー画像形成装置の場合も、上記実施例１と同様に、画像形成ジョブの中に適切に正極クリーニングと逆極クリーニングを入れることにより、正極性残トナーだけでなく、逆極性残トナーも効率良く確実に除去することができる。
【００８４】
〔実施例３〕
次に、図１４に、実施例３のタンデム型フルカラー画像形成装置を示す。なお、以下の説明において、各部材についての符号はその代表例のみを示す場合がある。
この実施例３の場合には、実施例１の場合とは異なり、一対の第一の中間転写ロール51, 52及び第二の中間転写ロール53にはそれぞれ一時保持部材であるブラシタイプの第一クリーニング部材81, 82及び第二クリーニング部材83を付設し、第一クリーニング部材81, 82には第一の中間転写ロール51, 52よりも＋側に３００〜８００Ｖの範囲で高い電圧を印加できるようにし、また、第二クリーニング部材83にも第二の中間転写ロール53より＋側に３００〜８００Ｖの範囲で高い電圧を印加できるようにしている。
【００８５】
そして、この実施例３では、画像形成ジョブの画像形成時には、各帯電ロール11が−８４０Ｖ、各感光体10が−３００Ｖ、各第一の中間転写ロール51, 52が＋３８０Ｖ、第二の中間転写ロール53が＋８８０Ｖ、及び最終転写ロール61が＋１６００Ｖに設定されると共に、各第一クリーニング部材81, 82が＋８８０Ｖに、また、第二クリーニング部材83が＋１３８０Ｖに設定され、例えば連続画像形成時に各第一クリーニング部材81, 82や第二の中間転写ロール53において発生した正極性（−）残トナーはそれぞれ直ちに各第一クリーニング部材81, 82及び第二クリーニング部材83で保持されるようになっている。
【００８６】
このため、この実施例３のフルカラー画像形成装置によれば、画像形成時、特に連続画像形成時に、第一の中間転写ロール51, 52や第二の中間転写ロール53に正極性（−）残トナーが発生しても、これら第一の中間転写ロール51, 52及び第二の中間転写ロール53に付設した第一クリーニング部材81, 82及び第二クリーニング部材83でこれを一時的に保持することができる。
【００８７】
また、この実施例３においては、ブレードクリーニング装置71によるクリーニングモードの際に、各帯電ロール11、各感光体10、各第一の中間転写ロール51, 52、第二の中間転写ロール53、及び最終転写ロール61に対して上記実施例１と同様の電位勾配を付与すると共に、正極クリーニング時には各第一クリーニング部材81, 82を０Ｖに、第二クリーニング部材83を＋３８０Ｖに設定し、また、逆極クリーニング時には各第一クリーニング部材81, 82を−３００Ｖに、第二クリーニング部材83を−８００Ｖにそれぞれ設定するようになっている。
【００８８】
従って、この実施例３の場合においては、画像形成ジョブのクリーニングモードにおいて、正極クリーニングの際には各帯電ロール11が−８４０Ｖ、各感光体10が−３００Ｖ、各第一の中間転写ロール51, 52が＋３８０Ｖ、第二の中間転写ロール53が＋８８０Ｖ、及び最終転写ロール61が＋１６００Ｖに設定されると共に、各第一クリーニング部材81, 82が０Ｖに、また、第二クリーニング部材83が＋３８０Ｖに設定され、そして、逆極クリーニングの際には各帯電ロール11が０Ｖ、各感光体10が−３００Ｖ、各第一の中間転写ロール51, 52が−８００Ｖ、第二の中間転写ロール53が−１３００Ｖ、及び最終転写ロール61が−２０００Ｖとなるように設定されると共に、各第一クリーニング部材81, 82が−３００Ｖに、また、第二クリーニング部材83が−８００Ｖに設定される。
【００８９】
それ故、この実施例３によれば、正極クリーニングの時には、図１５に示すように、各部材に上述した電位が設定されてこれら各部材間に電位勾配が付与され、これによって各部材に残留している正極性（−）残トナーは、図１６に示すように、第二の中間転写ロール53の第二クリーニング部材83に捕集されていた正極性（−）残トナーも含めて、最終的に最終転写ロール61へと移行し、図１１に示すように、この最終転写ロール61に付設されたブレードクリーニング装置71により除去される。そして、そして、この時、各部材に残留している逆極性（＋）残トナーは上記正極性（−）残トナーとは逆方向に移行し、図１６に示すように、第一の中間転写ロール51, 52の第一クリーニング部材81, 82及び帯電ロール11に集まる。
【００９０】
また、図１７に示す逆極クリーニングの時には、上述したように、各帯電ロール11は０Ｖに、各感光体10は−３００Ｖに、各第一の中間転写ロール51, 52は−８００Ｖに、第二の中間転写ロール53は−１３００Ｖに、最終転写ロール61は−２０００Ｖに設定され、また、各第一クリーニング部材81, 82は−３００Ｖに、第二クリーニング部材83が−８００Ｖにそれぞれ電位が設定され、これら各部材間に電位勾配が付与され、各部材、特に帯電ロール11に付着し、また、第一クリーニング部材81, 82に捕集されている逆極性（＋）残トナーは、帯電ロール11→感光体10→第一の中間転写ロール51〔第一クリーニング部材81, 82→第一の中間転写ロール51〕→第二の中間転写ロール53（第二クリーニング部材83→第二の中間転写ロール53）→最終転写ロール61へと移行し、図１８に示すように、この最終転写ロール61に付設されたブレードクリーニング装置71により除去される。
【００９１】
従って、この実施例３のフルカラー画像形成装置によれば、実際の画像形成ジョブにおいて、雰囲気温度、湿度、トナーの帯電量、現像剤量の変動等の要因で、最適な転写電位や電圧設定が起因して発生する正極性（−）残トナーによる転写ゴースト等の画像不良を未然に防止することができるだけでなく、上記実施例１及び２と同様に、画像形成ジョブの中に適切に正極クリーニングと逆極クリーニングを入れることにより、正極性残トナーだけでなく、逆極性残トナーも効率良く確実に除去することができる。
【００９２】
〔実施例４〕
更に、実施例４のタンデム型フルカラー画像形成装置は、上記実施例３の場合とは異なり、一対の第一の中間転写ロール51, 52に付設した第一クリーニング部材81, 82の電位はこれら第一の中間転写ロール51, 52に印加する電位よりも−１００〜−５００Ｖ程度低めに設定され、また、第二の中間転写ロール53に付設した第二クリーニング部材83については第二の中間転写ロール53に印加する電位よりも＋１００〜＋５００Ｖ程度高めに設定されている。
【００９３】
このため、この実施例４のフルカラー画像形成装置においては、実際の画像形成ジョブにおいて、雰囲気温度、湿度、トナーの帯電量、現像剤量の変動等の要因で、最適な転写電位や電圧設定が起因して発生する正極性（−）残トナーについては、第二の中間転写ロール53に付設した第二クリーニング部材83で保持し、また、第一の中間転写ロール51, 52と第二の中間転写ロール53との間の二次転写時や第二の中間転写ロール53と最終転写ロール61との間の三次転写時にパッシュン放電等の影響で発生した逆極性（−）残トナーについては、帯電ロール11まで逆流して蓄積される前に、第一の中間転写ロール51, 52に付設した第二クリーニング部材83で保持し、これによって帯電ロール11が汚染するのを可及的に防止することができる。
【００９４】
この実施例４においても、上記実施例３の場合と同じブレードクリーニング装置71によるクリーニングモードを適用し、正極クリーニングにより各部材に残留している正極性（−）残トナーを最終的に最終転写ロール61へと移行させてブレードクリーニング装置71により除去し、また、逆極クリーニングにより各部材、特に帯電ロール11に付着し、また、第一クリーニング部材81, 82に捕集されている逆極性（＋）残トナーを最終的に最終転写ロール61へと移行させ、ブレードクリーニング装置71で除去することができる。
【００９５】
【発明の効果】
本発明の画像形成装置によれば、画像形成装置において逆極性残トナーが発生しても、簡単なシステム制御を行うだけでこれを効果的に回収することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 図１は、残トナーの電荷毎の部材間電位差と部材間トナー移動（クリーニング率）の関係を示すグラフ図である。
【図２】 図２は、本発明の実施例１に係るフルカラー画像形成装置を示す構成説明図である。
【図３】 図３は、図２に示す実施例１のタイミングシーケンスを示すグラフ図である。
【図４】 図４は、図２に示す実施例１の正極クリーニング時のサイクル開始直後の状態を示す説明図である。
【図５】 図５は、図２に示す実施例１の正極クリーニング時のサイクル終了時の状態を示す説明図である。
【図６】 図６は、図２に示す実施例１の逆極クリーニング時のサイクル開始直後の状態を示す説明図である。
【図７】 図７は、図２に示す実施例１の逆極クリーニング時のサイクル終了時の状態を示す説明図である。
【図８】 図８は、必要により図２に示す実施例１の現像装置に設けるリトラクト機構を示す概略説明図である。
【図９】 図９は、必要により図２に示す実施例１の現像装置に設けるシャッター機構を示す概略説明図である。
【図１０】 図１０は、実施例２の正極クリーニング時のサイクル開始直後の状態を示す説明図である。
【図１１】 図１１は、実施例２の正極クリーニング時のサイクル終了時の状態を示す説明図である。
【図１２】 図１６は、実施例２の逆極クリーニング時のサイクル開始直後の状態を示す説明図である。
【図１３】 図１３は、実施例２の逆極クリーニング時のサイクル終了時の状態を示す説明図である。
【図１４】 図１４は、本発明の実施例３に係るフルカラー画像形成装置を示す構成説明図である。
【図１５】 図１５は、実施例３の正極クリーニング時のサイクル開始直後の状態を示す説明図である。
【図１６】 図１６は、実施例３の正極クリーニング時のサイクル終了時の状態を示す説明図である。
【図１７】 図１７は、実施例３の逆極クリーニング時のサイクル開始直後の状態を示す説明図である。
【図１８】 図１８は、実施例３の逆極クリーニング時のサイクル終了時の状態を示す説明図である。
【図１９】 図１９は、本発明の前提として検討したフルカラー画像形成装置を示す構成説明図である。
【符号の説明】
10,20,30,40…感光体（像担持体）、 11,21,31,41…帯電ロール（接触型帯電装置）、12,22,32,42 …露光装置、 13,23,33,43…現像装置、 51,52…第一の中間転写ロール（中間転写体）、53…第二の中間転写ロール（中間転写体）、61…最終転写ロール（最終転写体）、71…クリーニング装置、72…クリーニングブレード、 81,82…第一クリーニング部材（一時保持部材）、83…第二クリーニング部材（一時保持部材）、Ｐ…用紙（記録シート）。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an image forming apparatus that employs an image forming method such as an electrophotographic recording method, an electrostatic recording method, an ionography, or a magnetic recording method, and forms a latent image such as an electrostatic latent image on an image carrier. The latent image is developed with toner to form a toner image, the toner image is transferred onto a recording sheet such as paper or an OHP sheet, and then the toner image is fixed on the recording sheet to form a recorded image. About.
[0002]
[Prior art]
In general, in an image forming apparatus, after a toner image formed on an image carrier is transferred onto a recording sheet, residual toner remaining on the image carrier is collected by a cleaning device, and the collected toner is temporarily collected. It is accumulated in the collection container and discarded when the collected toner amount reaches a certain amount.
[0003]
In a full-color image forming apparatus, image data is received from a host device such as a personal computer or a workstation, and color separation is performed into four colors, yellow, magenta, cyan, and black, based on this image data. A toner image of each color is formed on the image carrier by the image information obtained, and the toner images of each color are superimposed on an intermediate transfer body such as an intermediate transfer roll or an intermediate transfer belt, and then transferred onto a recording sheet all at once. Although a full color image has been obtained, in this case as well, the residual toner remaining on the image carrier and the intermediate transfer member is collected by a cleaning device, and this collected toner is temporarily accumulated in a collection container. Discarding is performed when the amount of collected toner reaches a certain amount.
[0004]
In such an image forming apparatus, the cleaning process for removing the residual toner remaining on the image bearing member or the intermediate transfer member is performed by using the residual toner as it is as a result of contamination such as ghosting or fogging in the recorded image or color mixing due to color mixing. This is a very important process because it causes unevenness.
[0005]
However, in recent years, as the problem of environmental protection has been highlighted, it is required to reduce the collected amount of residual toner collected and discarded in this way as much as possible. Is required to be reused.
[0006]
Further, the problem of reducing the amount of waste for environmental protection and the reuse of waste is not limited to the residual toner collected from the image carrier or the intermediate transfer member. There is a demand for components, but if a cleaning device is attached to the image carrier or intermediate transfer member, the cleaning blade or cleaning brush of this cleaning device will come into sliding contact with the surface of the image carrier or intermediate transfer member, which will wear out. This is an obstacle to extending the life of the image bearing member and the intermediate transfer member.
[0007]
In view of this, various proposals have conventionally been made.
For example, in Japanese Patent Laid-Open No. 8-314,231, an image in which a toner image formed on an image carrier is primarily transferred onto an intermediate transfer member and then the toner image on the intermediate transfer member is secondarily transferred onto a recording sheet. In the forming apparatus, a voltage having a polarity opposite to that of the residual toner remaining on the intermediate transfer member during the secondary transfer is applied to the intermediate transfer member, whereby the residual toner on the intermediate transfer member is moved onto the transfer roll to be removed. Thus, it is described that cleaning with an intermediate transfer member is unnecessary and wear is suppressed.
[0008]
Japanese Patent Laid-Open No. 9-197,750 discloses an image in which a toner image formed on an image carrier is primarily transferred onto an intermediate transfer member, and then the toner image on the intermediate transfer member is secondarily transferred onto a recording sheet. In the forming apparatus, a toner collecting member that temporarily collects the residual toner is disposed on the intermediate transfer member, and at the start of the secondary transfer, the toner collecting member is brought into contact with the intermediate transfer member to collect the residual toner, and the secondary transfer is performed. After completion, the remaining toner collected on the toner collecting member is moved onto the intermediate transfer member, and further, the toner collecting member is moved away from the intermediate transfer member to move the remaining toner from the intermediate transfer member onto the image bearing member. It is described that the residual toner moved onto the body is collected by a cleaning device attached to the image carrier.
[0009]
Further, Japanese Patent Laid-Open No. 10-161,425 discloses that at least two different fine particles having a particle diameter smaller than that of the toner and having a charge polarity opposite to the toner are added to the toner. Various types of fine particles are left on the image carrier, and in the development process, a toner image is formed on the image carrier through the fine particles, thereby reducing the adhesion between the toner image and the image carrier. It is described that the transfer efficiency of an image is remarkably improved and a recorded image free from ghosting and fogging is formed without using a cleaning device.
[0010]
However, in the methods described in JP-A-8-314,231 and JP-A-9-197,750, a cleaning device around the image carrier cannot be omitted, and from the image carrier or the intermediate transfer member. There is also a problem that the amount of collected residual toner cannot be reduced.
[0011]
Accordingly, the present inventors configured a color image forming apparatus as shown in FIG. 19, and significantly improved the transfer efficiency of the toner image as described in Japanese Patent Laid-Open No. 10-161,425, thereby generating residual toner. A method of reducing the amount as much as possible and omitting a cleaning device around the image carrier, for example, a so-called tandem type full color having four image carriers as disclosed in JP-A-10-78,686 An attempt was made to apply it to an image forming apparatus.
[0012]
That is, in the tandem type full-color image forming apparatus shown in FIG. 19, the two
[0013]
Therefore, in this tandem full-color image forming apparatus, each single color toner image formed by the two
[0014]
However, each single color toner image formed on each
[0015]
For this reason, the toner that forms the toner image is charged with a reverse polarity slightly by Paschen discharge before and after the transfer nip when receiving a transfer electric field or charge injection in the transfer nip. The toner moves in a direction opposite to that of the positive toner during image formation, and finally accumulates in the image carrier or a contact charger that contacts the image carrier. In particular, when a contact-type charger is used, the contact-type charger adsorbs reverse polarity residual toner that has flowed back to the image carrier and causes problems such as uneven charging due to long-term use. Causes uneven color.
[0016]
Therefore, in the method of significantly improving the transfer efficiency of the toner image and omitting the cleaning device around the image carrier, the amount of residual toner can be reduced as much as possible, and the cleaning device is omitted. Thus, it is possible to extend the life of the image carrier and the like, but there is another problem that it is difficult to prevent the occurrence of image defects when the reverse polarity residual toner is generated.
[0017]
[Problems to be solved by the invention]
The present invention was devised in view of such a viewpoint, and the object of the present invention is to effectively perform simple system control even if reverse polarity residual toner is generated in an image forming apparatus. An object of the present invention is to provide an image forming apparatus equipped with a cleaning method that can be collected.
[0018]
Another object of the present invention is to provide an image forming apparatus including an image carrier, a contact charging device, an exposure device, a developing device, and a contact transfer device, and a transfer member constituting the contact transfer device. A cleaning device is provided to collect positive residual toner and reverse polarity residual toner inevitably generated in the image forming apparatus on the transfer body with the cleaning device so that the residual toner can be collected collectively by the cleaning device, Accordingly, an object of the present invention is to provide an image forming apparatus capable of extending the life of the image carrier by omitting the cleaning device around the image carrier.
[0019]
Another object of the present invention is to provide a cleaning device for the final transfer body in an image forming apparatus including an image carrier, a contact charging device, an exposure device, a developing device, an intermediate transfer body, and a final transfer body. In addition, a temporary holding member is attached to the intermediate transfer member, and a part or all of the positive polarity residual toner and / or the reverse polarity residual toner inevitably generated during image formation of the image forming apparatus is temporarily held by the temporary holding member. Then, in the cleaning mode of the image forming apparatus, the toner is finally collected on a final transfer body provided with a cleaning apparatus, and the remaining toner can be collected collectively by the cleaning apparatus. It is possible to extend the life of the image carrier by omitting the cleaning device, and reduce the number of required cleaning modes so that the unit time for continuous image formation is reduced. It is to provide an image forming apparatus capable of preventing a decrease in the number of output sheets or.
[0021]
[Means for Solving the Problems]
That is, the first invention of the present application includes an image carrier, a contact type charging device that contacts and charges the image carrier, an exposure device that forms a latent image on the surface of the charged image carrier, and an image carrier. A developing device for developing a latent image formed on the surface to form a toner image;,imageA contact-type transfer device that contacts the carrier and transfers the toner image formed on the surface of the image carrier onto a recording sheet, and the intermediate-type transfer member in contact with the image carrier and the intermediate transfer member An image forming apparatus configured with a final transfer body that contacts the transfer body, and constitutes the contact-type transfer apparatusFinalThe transfer body is provided with a cleaning device, and when the image forming apparatus is in the cleaning mode, a potential gradient is formed between the contact-type charging device, the image carrier, the intermediate transfer body, and the final transfer body. Device, image carrier,as well asIntermediate transferTo the bodyResidual residual tonerFinalCollected on the transcript, thisFinalThis is an image forming apparatus that collects residual toner collected on a transfer body in a batch by a cleaning device.
[0022]
According to a second aspect of the present invention, there is provided an image carrier, a contact-type charging device that contacts and charges the image carrier, an exposure device that forms a latent image on the surface of the charged image carrier, and an image carrier. A developing device that develops a latent image formed on the surface to form a toner image, an intermediate transfer member that contacts the image carrier and transfers the toner image formed on the surface of the image carrier, and the intermediate transfer An image forming apparatus including a final transfer body that contacts the body and transfers the toner image on the surface of the intermediate transfer body onto a recording sheet. The final transfer body is provided with a cleaning device, and the intermediate transfer body includes A temporary holding member is provided, and at the time of image formation of the image forming apparatus, the temporary holding member temporarily holds part or all of the positive and / or reverse residual toner during the image formation of the image forming apparatus. , Contact type charging device, image carrier A potential gradient is formed between the intermediate transfer member, the temporary holding member, and the final transfer member, and the remaining toner including the residual toner held on the temporary holding member is collected on the final transfer member. The image forming apparatus collects the residual toner collected in the above-described cleaning device.
[0024]
[About the first invention]
The first invention of the present application(Including "other inventions" above)In the present invention, the configurations of the image carrier and the contact-type transfer device are not particularly limited, but typically the following configurations, that is,
[0025]
(1)The image carrier is composed of one image carrier, and the contact transfer device is composed of an intermediate transfer member that contacts the image carrier and a final transfer member that contacts the intermediate transfer member. The toner image transferred from the image carrier onto the intermediate transfer member while the recording sheet passes between the first transfer member and the final transfer member is transferred onto the recording sheet.oneOf the type,
(2)The image carrier is composed of four image carriers for cyan, magenta, yellow, and black, and the contact-type transfer device contacts the four image carriers and the intermediate transfer member. The toner image transferred from the image carrier onto the intermediate transfer member is transferred onto the recording sheet while the recording sheet passes between the intermediate transfer member and the final transfer member. FirsttwoOf the type,
[0026]
(3)The image carrier is composed of four image carriers for cyan, magenta, yellow, and black, and the contact type transfer device is in contact with two of the four image carriers. A first intermediate transfer member, a second intermediate transfer member in contact with the pair of first intermediate transfer members, and a final transfer member in contact with the second intermediate transfer member. While the recording sheet passes between the second intermediate transfer member and the final transfer member, the toner image transferred from the image carrier to the second intermediate transfer member through the first intermediate transfer member is transferred onto the recording sheet. FirstthreeAnd the like.
[0027]
these3In the construction of two types of image carrier and contact type transfer device,OneFor types, the image for black and white images depends on the number of developing devices attached to the image carrier and the type of transfer member to be used, that is, whether a roll type transfer roll or a belt type transfer belt is used. It can also be configured as an image forming apparatus, and can also be configured as an image forming apparatus for multi-color images such as for two colors of red and black, and for cyan, magenta, yellow, and It can also be configured as an image forming apparatus for full-color images provided with four developing devices for black.
[0028]
And, to which transfer body that constitutes the contact type transfer device, the cleaning device is attached,In the other invention,The contact transfer device can be appropriately selected in consideration of factors such as the structure of the transfer body and the attached space, but in order to simplify the voltage control for each member, the toner image in the transfer process of the contact transfer device For example, in the configuration of the image carrier and the contact transfer device, the contact transfer device is composed of an intermediate transfer member and a final transfer member as in the first and second types. In the case of the third transfer type, the contact transfer device is preferably a pair of the first intermediate transfer member, the second intermediate transfer member, and the final transfer member. In the case where it is constituted, the second intermediate transfer member or the final transfer member is preferable, and the final transfer member is more preferable.In the first invention except the other inventions, in any of the first to third types, the cleaning device is attached to the final transfer member.
[0029]
In the first invention, the means for forming a potential gradient between the transfer body with a cleaning device and the contact-type charging device includes a contact-type charging device, an image carrier, and a cleaning device constituting the contact-type transfer device. In order to collect residual toner remaining on the transfer body other than the attached transfer body on the transfer body with the cleaning device, each transfer body constituting the contact-type charging device, the image carrier, and the contact-type transfer device has a predetermined amount. Any device capable of applying a potential may be used.
[0031]
As this potential gradient applying means, specifically,The configuration of the image carrier and the contact type transfer device isoneAnd the secondtwoIn the case of this type, when the transfer body with a cleaning device is used as the final transfer body,ContactIn addition to applying a voltage to the contact-type charging device, the intermediate transfer member, and the final transfer member, a voltage is applied to the final transfer member and the intermediate transfer member between the image carrier and the ground is electrically floated. In addition, a voltage application unit that forms a potential gradient between the relationship between the resistance value of the final transfer member, the intermediate transfer member, and the image carrier and the voltage applied to the contact-type charging device can be applied. Further, when the transfer body with a cleaning device is an intermediate transfer body, means for applying a voltage to the contact charging device, the intermediate transfer body, and the final transfer body can be applied.
[0032]
Further, the configurations of the image carrier and the contact type transfer device are the same as those described above.threeIn the case of this type, when the transfer body with a cleaning device is used as the final transfer body,oneAnd the secondtwoAs in the case of this type, in addition to applying a voltage to each contact-type charging device, each first intermediate transfer member, second intermediate transfer member, and final transfer member, voltage can be applied to the final transfer member. The first intermediate transfer body and the second intermediate transfer body between the applied and grounded image carrier are electrically floated, and the final transfer body, the second intermediate transfer body, and the first intermediate transfer bodies It is possible to apply a means for forming a potential gradient between the relationship between the resistance value of the body and the image carrier and the voltage applied to the contact charging device. When the transfer device with a cleaning device is the second intermediate transfer member, a voltage is applied to each contact-type charging device, each first intermediate transfer member, the second intermediate transfer member, and the final transfer member. In addition to applying the voltage, a voltage is applied to the second intermediate transfer member and each first intermediate transfer member positioned between the second intermediate transfer member and the grounded image carrier is electrically floated. A potential gradient is formed between the relationship between the resistance values of the first intermediate transfer member and the image carrier and the individual voltages applied to the second intermediate transfer member and the final transfer member. Means can be applied.
[0033]
Here, as a means for applying a voltage, an image forming apparatus using a contact-type charging device and a power source connected to supply a voltage for each purpose to a transfer body constituting the contact-type transfer device as it is, In this control system, it may be possible to supply a voltage necessary for the cleaning mode, or a dedicated power supply for supplying a voltage may be provided separately from this power supply.
[0034]
As for means for applying a voltage and electrically floating to use the relationship of resistance, for example, an image carrier or a transfer member constituting a contact transfer device (transfer member other than a transfer member with a cleaning device) When manufacturing the device, the relationship between the resistance values is designed in advance, and a power source connected to supply a voltage for each purpose between the transfer body with the cleaning device and the contact type charging device is used. Alternatively, a dedicated power source different from this power source may be provided to apply a predetermined voltage.
[0035]
Further, in the first invention, the image carrier may be a drum type image carrier drum or a belt type image carrier belt, and the image forming apparatus is for monochrome images. It is determined depending on whether it is for a multi-color image or a full-color image.
In addition, a roll-type charging roll, a film-type charging film, a brush-type charging brush, or the like can be appropriately used as the contact-type charging device, and the charging system is of a type that applies only DC. However, it may be of a type in which DC + AC is applied.
[0036]
In the first invention, the transfer body of the contact type transfer device may be a roll type transfer roll, a drum type transfer drum, a belt type transfer belt, For example, an intermediate transfer belt or an intermediate transfer drum may be used as the intermediate transfer member, and a transfer roll may be used as the final transfer member. The transfer roll, the transfer drum, and the transfer belt may be appropriately combined. What type of transfer member is used may be selected as necessary when designing the image forming apparatus.
[0037]
In this first invention, the cleaning device attached to one transfer body constituting the contact type transfer device is a brush type having a cleaning brush even if it is a blade type having a cleaning blade. However, a cleaning blade is preferable.
[0038]
The developing device used in the first invention is not particularly limited, and may be a magnetic brush contact type two-component development type, a non-contact type development type using magnetic toner, or the like.
For this developing device, in particular, in the case of a contact type, a predetermined potential is applied to the image carrier in the cleaning process, so that a plurality of developing devices are mounted particularly in an image forming apparatus for a multi-color image or a full-color image. In this case, a retraction mechanism is provided for the image carrier so that the reverse polarity residual toner does not flow backward in the developing device, and a shutter mechanism for shielding the image carrier from the image carrier. It is desirable to use the one provided, the one provided with the control mechanism for stopping the developing roll in the cleaning process, the one equipped with the control mechanism for changing the potential of the developing roll in accordance with the potential displacement of the image carrier in the cleaning process, etc. .
[0039]
[About the second invention]
Next, in the second invention of the present application, in the image forming apparatus including the contact charging device, the image carrier, the exposure device, the developing device, the intermediate transfer member, and the final transfer member, the final transfer member includes a cleaning device. A temporary holding member is attached to the intermediate transfer member, a means for applying a predetermined potential gradient is provided between the final transfer member and the contact-type charging device, and an intermediate member is provided to the temporary holding member. Means for applying a potential gradient to the transfer member is provided.
[0040]
Here, the contact-type charging device, the image carrier, the exposure device, the developing device, the intermediate transfer member, the final transfer member, the cleaning device, the means for applying a potential gradient, and the image carrier, the intermediate transfer member, and the final transfer. The structure of the body (the structure of the image carrier and the contact type transfer device) can be considered in the same manner as in the case of using the intermediate transfer member in the first invention and using the transfer member with the cleaning device as the final transfer member. The temporary holding member attached to the intermediate transfer member may be a brush-type brush cleaning device or a roll-type roll cleaning device that can temporarily hold the positive or reverse polarity residual toner.
[0041]
The intermediate transfer member is composed of, for example, a pair of first intermediate transfer members that are in contact with two image carriers and a second intermediate transfer member that is in contact with the pair of first intermediate transfer members. In this case, the temporary holding member may be attached to all of the pair of first intermediate transfer members and the second intermediate transfer member, or may be attached only to the pair of first intermediate transfer members, It may be provided only on the second intermediate transfer member side, or may be provided only on one first intermediate transfer member.
In addition, whether the brush cleaning device or the roll cleaning device is used as a temporary holding member attached to the intermediate transfer member depends on whether the residual toner to be cleaned is positive polarity or reverse polarity, cleaning property, toner retention property, Determined in consideration of resistance value selectivity and the like.
[0042]
For example, when a transfer voltage that does not generate reverse polarity (+) toner is applied to the intermediate transfer member, the remaining toner has a positive polarity (-), so the temporary holding member has a reverse polarity (+) side from the transfer voltage. It is necessary to apply a high voltage. At this time, if the resistance value on the temporary holding member side becomes lower than the resistance value on the intermediate transfer member side, the temporary holding member charges the intermediate transfer member and changes a desired transfer electric field. The potential difference with the body is reduced and the cleaning property is also lowered. Therefore, it is necessary to set the resistance value on the temporary holding member side higher than the resistance value on the intermediate transfer member side. In such a case, it is preferable to use a roll cleaning device as the temporary holding member. The amount of residual toner held on the roll at this time is determined by the circumferential surface area (that is, the outer diameter) of the roll. For example, in the case of a 13 mmφ cleaning roll, about 200 A4-sized images are continuously printed. But it can respond.
[0043]
On the other hand, when reverse polarity (+) toner is generated by applying a transfer voltage, it is necessary to apply a positive (−) side voltage from the intermediate transfer member to the temporary holding member. In this case, since the temporary holding member is charged to the reverse polarity (+) side by the intermediate transfer member and the cleaning property is lowered, it is necessary to set the resistance value on the temporary holding member side lower than the resistance value on the intermediate transfer member side. However, in such a case, it is preferable to use a brush cleaning device having a low resistance and an excellent cleaning property as the temporary holding member.
[0044]
Further, for example, a pair of first intermediate transfer members that contact two of the four image carriers as an intermediate transfer member, and a second contact that contacts the pair of first intermediate transfer member and final transfer member. When the combination with the intermediate transfer member is used, the second intermediate transfer member may transfer the toner images for four colors, and the transfer rate may vary. Tends to generate positive (-) residual toner. Further, when the first intermediate transfer member and the second intermediate transfer member are used in combination as described above, each single color toner image is exposed to a transfer electric field many times (3 to 5 times), and has a reverse polarity (+ ) The toner is likely to be generated as a residual toner, but the residual toner having the reverse polarity (+) returns from the second intermediate transfer member to the first intermediate transfer member. Therefore, in such a case, it is preferable that a temporary holding member for reverse polarity is attached to the first intermediate transfer member, and a temporary holding member for positive polarity is attached to the second intermediate transfer member.
[0045]
In the second aspect of the invention, the temporary holding member temporarily holds part or all of the positive or reverse polarity residual toner remaining on the surface of the intermediate transfer member during image formation by the image forming apparatus, and then forms an image. In the cleaning mode of the apparatus, a potential gradient is applied to the contact-type charging device, the image carrier, the intermediate transfer member, the temporary holding member, and the final transfer member, and the residual toner including the residual toner held on the temporary holding member remains. The residual toner is collected on the final transfer member, and the residual toner collected on the final transfer member is collected by the cleaning device.
[0046]
For example, a positive-type temporary holding member is attached to the intermediate transfer member, and in order to finally collect the positive-polarity residual toner temporarily collected on the positive-polarity temporary holding member with the final transfer member, a contact type A high potential gradient may be applied to the (+) side in the direction of charging device → image carrier → intermediate transfer member → final transfer member and temporary holding member → intermediate transfer member → final transfer member. Similarly, a temporary holding member for reverse polarity is attached to the intermediate transfer member, and in order to finally collect the reverse polarity residual toner temporarily collected on the temporary holding member for reverse polarity with the final transfer member, contact is required. It is only necessary to apply a high potential gradient on the (+) side in the direction of the mold charging device ← image carrier ← intermediate transfer member ← final transfer member and temporary holding member ← intermediate transfer member ← final transfer member. Then, two temporary holding members for positive polarity and reverse polarity are attached to the intermediate transfer body, and the residual toner of positive polarity and reverse polarity temporarily collected on these temporary holding members is finally transferred to the final transfer body. In order to recover, the above-described two operations may be repeated.
[0047]
In the second aspect of the invention, the image carrier is provided with a temporary holding member such as a brush cleaning device or a roll cleaning device that cleans and temporarily holds residual toner remaining on the surface of the image carrier. In this case as well, the residual toner temporarily held on the temporary holding member for the image carrier is finally put on the final transfer member in the same manner as the temporary holding member attached to the intermediate transfer member. It can be collected and recovered with a cleaning device.
[0050]
[When to enter the cleaning mode]
1st to 1st abovetwoIn the invention, for the timing of performing cleaning by the cleaning device attached to the transfer member, for example,(1)When power is turned on,(2)When the interlock switch (I / L) is on,(3)At cycle-in / cycle-out,(4)During continuous image formation (every number of sheets),(5)During process control, and(6)For example, when a cleaning command is input.
[0051]
Here, regarding the cleaning operation {circle around (1)} when the power is turned on, the main motor is rotated immediately after the power is turned on to operate the positive residual toner cleaning mode (hereinafter referred to as “positive cleaning”), and then the reverse polarity residual toner. The cleaning mode (hereinafter referred to as “reverse electrode cleaning”) is operated. The remaining toner remaining on the charging device, image carrier, contact-type transfer device (intermediate transfer member and final transfer member) without being able to perform the worst cleaning by this operation is positive, and causes problems such as fogging during subsequent image formation. It can be prevented from happening.
[0052]
Next, the cleaning operation (2) when the I / L is on is the same as that when the power is turned on in the case of a simple opening / closing operation of the machine (cover). However, with regard to cleaning when the I / L is turned on after a recording sheet conveyance failure (paper jam) has occurred, since a relatively large amount of positive residual toner remains, positive electrode cleaning → reverse electrode cleaning → positive electrode cleaning → It is better to work with reverse polarity cleaning. In this case as well, residual toner remaining on the charging device, image carrier, contact type transfer device (intermediate transfer member and final transfer member) without being able to perform the worst cleaning is positive. Therefore, it is possible to prevent problems such as fogging during subsequent image formation.
[0053]
As for the cleaning operation {circle around (3)} at the time of cycle-in / cycle-out, at the start of image formation, reverse polarity cleaning may be operated after the main motor rotation is started, and then the normal image forming process is operated. In this case, if a predetermined time is taken from the start of the normal image forming process to the start of the actual image formation, the positive electrode cleaning is performed during this time. Further, after the image forming process is completed, the reverse polarity cleaning is performed again, the reverse polarity residual toner generated during the image forming process is cleaned, and the main motor is stopped to end the process.
[0054]
Furthermore, with regard to the cleaning operation (4) during continuous image formation (every constant number of sheets), reverse polarity residual toner accumulates in the contact-type charging device and causes image defects such as fog when performing continuous image formation of a large number of sheets. When the number of image formation reaches a predetermined number, the image forming process is temporarily interrupted, and reverse polarity cleaning → positive electrode cleaning → reverse polarity cleaning is operated. Thus, continuous image formation can be performed while preventing image defects such as fogging caused by accumulation of reverse polarity residual toner in the contact-type charging device.
[0055]
Furthermore, for the cleaning operation (5) during the process control, the same operation as the cleaning for the continuous image formation (every constant number of sheets) is performed during the process control, and image defects such as fogging due to the reverse polarity residual toner are removed. To prevent.
[0056]
Furthermore, the cleaning operation (6) when the cleaning command is input is a command to be executed when an image defect such as fog occurs even if the cleaning operations (1) to (5) are performed. Operate positive electrode cleaning → reverse electrode cleaning.
[0057]
The above cleaning operations (1) to (6) do not necessarily have to be operated, but only one of them may be selected and operated, and two or more may be performed as necessary. The operation may be performed by appropriately combining them, but it is preferable to combine two or more types.
[0058]
[About the potential difference (potential gradient) required between each member]
In the present invention, with respect to a potential difference (potential gradient) to be applied between each member such as a contact type charging device, an image carrier, and a contact type transfer device (intermediate transfer member and final transfer member), the residual toner is between each member. A potential difference that moves at a rate close to approximately 100% is necessary. If the transfer electric field in the transfer process is within a specified range {necessary transfer electric field (having a certain range)}, a transfer rate close to 100% can be obtained and developed on the image carrier. The charge of the toner is normally distributed on both sides of the high charge side / low stagnant side with respect to the center value.
[0059]
For example, when the charge of the toner is −25 ± 20 μC / g, the remaining toner that remains due to insufficient transfer electric field in the transfer process is usually a high-charge toner, and has a charge of −35 μC / g or more. In addition, the residual toner that remains due to an excess transfer electric field in the transfer process is usually a low-charge toner, has a charge of approximately -5 to +10 μC / g, and is further produced due to a paper jam or the like. The residual toner remaining on the image carrier or the contact transfer device after the machine is forcibly stopped in the image is normally -25 ± 20 μC / g without any change in charge.
[0060]
Therefore, the relationship between the potential difference between the members for each charge of the remaining toner and the toner movement (cleaning rate) between the members is as shown in FIG. 1. In the case of the toner with the charge of −25 ± 20 μC / g, It can be seen that the cleaning rate reaches almost 100% when there is a potential difference of 300-800V.
[0061]
Therefore, in the present invention, the charge of the toner used in the image forming apparatus is examined, and the relationship between the potential difference between the members and the toner movement (cleaning rate) between the members for each remaining toner charge is examined. It is possible to easily design what kind of potential difference (potential gradient) should be applied between the members such as the carrier and the contact transfer device (intermediate transfer member and final transfer member).
[0062]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be specifically described based on examples.
[Example 1]
FIG. 2 shows a tandem type full-color image forming apparatus according to Embodiment 1 of the present invention.
[0063]
The full-color image forming apparatus according to the first embodiment has the same configuration as that of FIG. 19 described above, and is for yellow (Y), magenta (M), cyan (C), and black ( K) four photoconductors (image carriers) 10, 20, 30, 40 for charging, and charging rolls (contact type charging devices) 11, 21, 31, 41 in contact with these
[0064]
Also in the first embodiment, as in the case of FIG. 19 described above, the single color toner images formed by the two
[0065]
In Example 1, a DC voltage of about −840V is applied to the
[0066]
In the first embodiment, the developing
[0067]
Further, the first intermediate transfer rolls 51 and 52 used in Example 1 are formed by providing a silicon rubber layer on a metal pipe and further coating a high release layer thereon, and the resistance value thereof. Usually about 10Five-109The one in the range of Ω can be used, but here 108It is supposed to be about Ω. The surface potential required to transfer the toner image from the
[0068]
The second
[0069]
Furthermore, in this Example 1, the
[0070]
In the full-color image forming apparatus of the first embodiment, unlike the full-color image forming apparatus shown in FIG. 19, a
[0071]
In the first embodiment, in the cleaning mode by the
[0072]
Next, the timing sequence of the image forming job in the full color image forming apparatus of the first embodiment will be described. In the description of the timing sequence, the reference numerals of the members indicate only representative examples.
In FIG. 3, a region A shows a cleaning mode at the time of cycle-in / cycle-out, and here, reverse polarity cleaning is performed. An area B indicates an image forming process, and 30 continuous images are formed. Further, the region C is a cleaning mode that is inserted every constant sheet (here, 30 sheets) during continuous image formation, and reverse polarity cleaning → positive electrode cleaning → reverse polarity cleaning is performed.
[0073]
Here, the positive electrode cleaning and the reverse electrode cleaning will be described based on the cleaning implementation diagrams shown in FIGS. 4 to 6. In the positive electrode cleaning shown in FIG. 4, the charging
At this time, the reverse polarity (+) residual toner remaining in each member moves in the opposite direction to the positive polarity (−) residual toner and collects on the charging
[0074]
6, as described above, the charging
[0075]
Therefore, according to the full-color image forming apparatus of the first embodiment, not only the positive polarity residual toner but also the reverse polarity residual toner can be efficiently and reliably ensured by appropriately performing positive electrode cleaning and reverse polarity cleaning in the image forming job. Can be removed.
[0076]
In addition, as in the case of the developing
[0077]
Therefore, when there is a concern about such a problem of color mixing, a developing
[0078]
Similarly, when there is a concern about the problem of color mixing, as shown in FIGS. 9A and 9B, the developing
[0079]
[Example 2]
Next, a tandem full-color image forming apparatus according to Embodiment 2 of the present invention will be described. In the following description, the reference numerals for the members indicate only representative examples.
The tandem full-color image forming apparatus according to the second embodiment has the same basic configuration as that of the first embodiment shown in FIG. 2 except that each charging
[0080]
Also in the case of the second embodiment, in the same manner as in the first embodiment, in the cleaning mode by the
[0081]
Here, the positive electrode cleaning and the reverse electrode cleaning will be described based on the cleaning execution diagrams shown in FIGS. 10 to 13. When the positive electrode cleaning shown in FIG. 10 is performed, each of them is exactly the same as in the case of Example 1 shown in FIG. A potential is set on the members to apply a potential gradient between these members, and the positive (−) residual toner remaining on each member finally moves to the
[0082]
In the reverse polarity cleaning shown in FIG. 12, -2000V DC is applied to the
[0083]
Accordingly, in the case of the full-color image forming apparatus according to the second embodiment, as in the first embodiment, not only the positive residual toner but also the positive polarity cleaning and the reverse polarity cleaning are appropriately included in the image forming job. The reverse polarity residual toner can also be efficiently and reliably removed.
[0084]
Example 3
Next, FIG. 14 shows a tandem type full-color image forming apparatus of Example 3. In the following description, the reference numerals for each member may indicate only representative examples.
In the case of the third embodiment, unlike the case of the first embodiment, the pair of first intermediate transfer rolls 51 and 52 and the second
[0085]
In the third embodiment, at the time of image formation of an image forming job, each charging
[0086]
For this reason, according to the full-color image forming apparatus of Example 3, the positive (−) remaining on the first intermediate transfer rolls 51 and 52 and the second
[0087]
Further, in the third embodiment, during the cleaning mode by the
[0088]
Therefore, in the case of the third embodiment, in the cleaning mode of the image forming job, at the time of positive electrode cleaning, each charging
[0089]
Therefore, according to the third embodiment, at the time of positive electrode cleaning, as shown in FIG. 15, the above-described potential is set to each member, and a potential gradient is applied between these members, thereby remaining on each member. As shown in FIG. 16, the positive (−) residual toner that has been collected, including the positive (−) residual toner collected by the
[0090]
Further, at the time of reverse polarity cleaning shown in FIG. 17, as described above, each charging
[0091]
Therefore, according to the full-color image forming apparatus of the third embodiment, in an actual image forming job, the optimum transfer potential and voltage setting can be performed due to factors such as variations in ambient temperature, humidity, toner charge amount, developer amount, and the like. Not only can image defects such as transfer ghosts due to positive (−) residual toner occurring due to this be prevented, but also positive electrode cleaning can be appropriately performed in an image forming job as in the first and second embodiments. In addition to reverse polarity cleaning, not only positive polarity residual toner but also reverse polarity residual toner can be efficiently and reliably removed.
[0092]
Example 4
Further, the tandem full-color image forming apparatus according to the fourth embodiment is different from the third embodiment in that the potentials of the
[0093]
For this reason, in the full-color image forming apparatus of the fourth embodiment, in an actual image forming job, the optimum transfer potential and voltage are set due to factors such as variations in ambient temperature, humidity, toner charge amount, developer amount, and the like. The positive (−) residual toner generated due to this is held by the
[0094]
Also in the fourth embodiment, the same cleaning mode by the
[0095]
【The invention's effect】
According to the image forming apparatus of the present invention, even if reverse polarity residual toner is generated in the image forming apparatus, it can be effectively recovered by performing simple system control.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a graph showing a relationship between a potential difference between members for each charge of residual toner and toner movement (cleaning rate) between members.
FIG. 2 is a configuration explanatory view showing a full-color image forming apparatus according to Embodiment 1 of the present invention.
FIG. 3 is a graph showing a timing sequence of the first embodiment shown in FIG. 2;
4 is an explanatory diagram showing a state immediately after the start of a cycle during positive electrode cleaning in Example 1 shown in FIG. 2; FIG.
FIG. 5 is an explanatory diagram showing a state at the end of a cycle in the positive electrode cleaning of Example 1 shown in FIG. 2;
6 is an explanatory diagram showing a state immediately after the start of a cycle during reverse polarity cleaning in the first embodiment shown in FIG. 2; FIG.
FIG. 7 is an explanatory diagram illustrating a state at the end of a cycle during reverse polarity cleaning according to the first embodiment illustrated in FIG. 2;
FIG. 8 is a schematic explanatory view showing a retract mechanism provided in the developing device of Embodiment 1 shown in FIG. 2 as necessary.
FIG. 9 is a schematic explanatory view showing a shutter mechanism provided in the developing device of Embodiment 1 shown in FIG. 2 as necessary.
FIG. 10 is an explanatory diagram showing a state immediately after the start of a cycle during positive electrode cleaning in Example 2.
FIG. 11 is an explanatory diagram illustrating a state at the end of a cycle during positive electrode cleaning according to the second embodiment.
FIG. 16 is an explanatory diagram illustrating a state immediately after the start of a cycle during reverse polarity cleaning according to the second embodiment.
FIG. 13 is an explanatory diagram illustrating a state at the end of a cycle during reverse polarity cleaning according to the second embodiment.
FIG. 14 is a configuration explanatory view showing a full-color image forming apparatus according to Embodiment 3 of the present invention.
FIG. 15 is an explanatory diagram showing a state immediately after the start of a cycle during positive electrode cleaning in Example 3.
FIG. 16 is an explanatory diagram illustrating a state at the end of a cycle during positive electrode cleaning according to the third embodiment.
FIG. 17 is an explanatory diagram illustrating a state immediately after the start of a cycle during reverse polarity cleaning according to the third embodiment.
FIG. 18 is an explanatory diagram illustrating a state at the end of a cycle during reverse polarity cleaning according to the third embodiment.
FIG. 19 is a structural explanatory view showing a full-color image forming apparatus examined as a premise of the present invention.
[Explanation of symbols]
10, 20, 30, 40 ... photosensitive body (image carrier) 11,21,31,41 ... charging roll (contact type charging device) 12,22,32,42 ...
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