JP5574924B2

JP5574924B2 - 画像形成装置

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Publication number: JP5574924B2
Application number: JP2010252801A
Authority: JP
Inventors: 俊也甲斐野
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2010-11-11
Filing date: 2010-11-11
Publication date: 2014-08-20
Anticipated expiration: 2030-11-11
Also published as: JP2012103542A

Description

本発明は、中間転写体を有する画像形成装置に関する。

電子写真方式の画像形成装置において、像担持体に形成されたトナー像を中間転写体を介して転写材に転写する中間転写方式が知られている。また、このような画像形成装置において、転写材に２次転写されずに中間転写体に残留した２次転写残トナーを像担持体で回収しつつ、像担持体から中間転写体へのトナー像の１次転写を行うといった、「転写同時クリーニング」が知られている。転写同時クリーニングでは、中間転写体上で２次転写残トナーを現像時のトナー帯電極性とは逆の極性に帯電することで、１次転写部において２次転写残トナーを像担持体によって回収している。これによれば、中間転写体用のクリーニング手段を別途設ける必要がないので、装置の小型化、簡易化を達成できる。よって、画像形成装置を比較的安価に提供できるので、転写同時クリーニングを有する画像形成装置は、発展途上国などを含めた世界中の国、地域で販売されている。

特開２０００−１９９２１号公報

しかし、上記従来の画像形成装置には次の課題がある。トナー像が２次転写される転写材（記録紙、ＯＨＰ：オーバーヘッドトランスペアレンシー）は填料を含有しており、代表的な填料としてはタルクや、ＯＨＰ表面の界面活性剤が知られている。そしてこのような転写材を用いて画像形成を行うと、填料が中間転写体を介して像担持体に付着してしまう。この結果、転写同時クリーニングでは、２次転写残トナーを現像時のトナー帯電極性とは逆の極性に帯電するので、この際に填料も一緒に帯電し、その結果、中間転写体を介して像担持体に填料が付着することになる。

さらに像担持体の表面に付着した填料に、帯電器や１次転写器から生じるオゾンによって形成される酸化物と、多湿環境下で生じる水分とが化合して低抵抗物が形成される。この低抵抗物によって、像担持体に形成されている静電潜像が乱され、その結果、画像流れが生じ、画像品質が低下する。なお、画像流れの発生の要因として、像担持体の表面が結露することも挙げられるが、主な要因は、上述した「低抵抗物の形成」である。なお、多湿環境では低抵抗物がより形成されやすくなるので、画像流れは、高温多湿環境下であるほど生じやすい。

そこで、この画像流れを防止するための方法が提案されている。特許文献１には、像担持体の表面をクリーニングすべく、クリーニング用のトナー像を像担持体に形成した後、このトナー像を１次転写することなく、クリーニング器まで搬送して回収する方法が提案されている。しかし、像担持体の表面に付着した填料を除去することはある程度可能であるものの、除去している最中に中間転写体から像担持体に新たな填料が供給されてしまうため、非効率的である。このように従来の転写同時クリーニングを行う画像形成装置では、像担持体、及び中間転写体から填料を除去することが困難であるので、画像流れが生じ、画像品質が低下してしまう。

そこで本発明は、転写同時クリーニング方式の画像形成装置において、簡易な構成によ
って、像担持体の表面に転写材の填料が付着することで生じる画像流れを低減することが可能な画像形成装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために本発明にあっては、
回転可能な像担持体と、前記像担持体の表面を一様に帯電する帯電器と、一様に帯電された前記像担持体の表面を露光して静電潜像を形成する露光器と、前記像担持体に形成された静電潜像をトナー像として現像する現像器と、前記像担持体に当接して１次転写部を形成する回転移動可能な中間転写体と、前記像担持体の反対側から前記中間転写体に当接し、１次転写電圧が印加されることで前記像担持体に形成されているトナー像を前記１次転写部において前記中間転写体に転写する１次転写器と、前記像担持体の表面に当接し、前記中間転写体に１次転写されずに前記像担持体の表面に残留する１次転写残トナーを前記像担持体の表面から除去するクリーニング器と、前記１次転写部よりも前記中間転写体の移動方向下流側において前記中間転写体に当接して２次転写部を形成し、２次転写電圧が印加されることで前記中間転写体上のトナー像を前記２次転写部において転写材上に２次転写する２次転写器と、前記中間転写体の移動方向において前記２次転写部よりも下流側であって、かつ前記１次転写部よりも上流側において、前記２次転写部で転写材に２次転写されずに前記中間転写体の表面に残留する２次転写残トナーを帯電させることが可能な残トナー帯電器と、前記中間転写体の移動方向において前記２次転写部よりも下流側であって、かつ前記１次転写部よりも上流側において、前記中間転写体の表面に対して接離可能な摺擦部材と、を備え、前記２次転写残トナーを前記残トナー帯電器で帯電させることで、前記１次転写部において前記２次転写残トナーを前記中間転写体から前記像担持体に付着させることが可能な画像形成装置において、転写材に画像形成を行わない期間に、前記像担持体の表面、及び前記中間転写体の表面をクリーニングするクリーニングモードが設けられており、前記クリーニングモードは、前記中間転写体に前記摺擦部材を当接させ、前記像担持体と前記中間転写体とを回転させた状態で前記像担持体にクリーニング用のトナー像を形成し、さらに前記クリーニング用のトナー像が前記１次転写部おいて前記中間転写体に１次転写されない方向の電界を形成するように前記１次転写器に電圧を印加することで前記像担持体の表面をクリーニングする第１のクリーニングモードと、第１のクリーニングモードの後に行われる第２のクリーニングモードであって、前記帯電器と前記１次転写器に電圧を印加せず、前記摺擦部材を前記中間転写体から離間させ、さらに前記像担持体と前記中間転写体とを、少なくとも前記像担持体を１周させる時間と前記中間転写体を１周させる時間とを足した時間回転させる第２のクリーニングモードと、を有していることを特徴とする。

また、本発明にあっては、
回転可能な像担持体と、前記像担持体の表面を一様に帯電する帯電器と、一様に帯電された前記像担持体の表面を露光して静電潜像を形成する露光器と、前記像担持体に形成された静電潜像をトナー像として現像する現像器と、前記像担持体に当接して１次転写部を形成する回転移動可能な中間転写体と、前記像担持体の反対側から前記中間転写体に当接し、１次転写電圧が印加されることで前記像担持体に形成されているトナー像を前記１次転写部において前記中間転写体に転写する１次転写器と、前記像担持体の表面に当接し、前記中間転写体に１次転写されずに前記像担持体の表面に残留する１次転写残トナーを前記像担持体の表面から除去するクリーニング器と、前記１次転写部よりも前記中間転写体の移動方向下流側において前記中間転写体に当接して２次転写部を形成し、２次転写電圧が印加されることで前記中間転写体上のトナー像を前記２次転写部において転写材上に２次転写する２次転写器と、前記中間転写体の移動方向において前記２次転写部よりも下流側であって、かつ前記１次転写部よりも上流側において、前記２次転写部で転写材に２次転写されずに前記中間転写体の表面に残留する２次転写残トナーを帯電させることが可能なローラ状の残トナー帯電器と、を備え、前記２次転写残トナーを前記残トナー帯電器で
帯電させることで、前記１次転写部において前記２次転写残トナーを前記中間転写体から前記像担持体に付着させることが可能な画像形成装置において、転写材に画像形成を行わない期間に、前記像担持体の表面、及び前記中間転写体の表面をクリーニングするクリーニングモードが設けられており、前記クリーニングモードは、前記残トナー帯電器の回転を停止させた状態にし、その状態で前記中間転写体に前記残トナー帯電器を当接させ、前記像担持体と前記中間転写体とを回転させた状態で前記像担持体にクリーニング用のトナー像を形成し、さらに前記クリーニング用のトナー像が前記１次転写部おいて前記中間転写体に１次転写されない方向の電界を形成するように前記１次転写器に電圧を印加することで前記像担持体の表面をクリーニングする第１のクリーニングモードと、第１のクリーニングモードの後に行われる第２のクリーニングモードであって、前記帯電器と前記１次転写器に電圧を印加せず、前記残トナー帯電器を回転可能な状態とし、さらに前記像担持体と前記中間転写体とを、少なくとも前記像担持体を１周させる時間と前記中間転写体を１周させる時間とを足した時間回転させる第２のクリーニングモードと、を有していることを特徴とする。

本発明によれば、転写同時クリーニング方式の画像形成装置において、簡易な構成によって、像担持体の表面に転写材の填料が付着することで生じる画像流れを低減することが可能な画像形成装置を提供することができる。

第１実施形態に係る画像形成装置の概略構成図。第１実施形態における各部材の動作タイミングを示す図。第１実施形態におけるクリーニングモードの動作を示す図。第２実施形態における画像形成装置に概略構成図。

＜第１実施形態＞
（１−１：画像形成装置の概略構成）
図１を参照して、本実施形態に係る画像形成装置の概略構成について説明する。図１は、本発明を適用可能な画像形成装置の概略構成図であって、カラーレーザービームプリンタの概略構成を示すものである。

カラーレーザービームプリンタには、回転可能な像担持体としての感光ドラム１０が設けられている。感光ドラム１０の周囲には、その回転方向に沿って、帯電ローラ１１（帯電器）、現像ロータリー２０（現像装置）、クリーニング器１３が設けられている。クリーニング器１３には、感光ドラム１０の表面に当接するクリーニングブレード１３１と廃トナー容器１３２が設けられている。また、感光ドラム１０の上方には露光器１２が設けられている。

感光ドラム１０の回転方向において、現像ロータリー２０よりも下流側には、感光ドラム１０の表面に対して中間転写ベルト３０（中間転写体）が当接し、両者によって１次転写部（１次転写ニップ部）が形成されている。中間転写ベルト３０は、２本の支持ローラ３１、３２と１本の対向ローラ３３とによって回転移動可能に張架されている。また、中間転写ベルト３０を挟んで感光ドラム１０の反対側には、１次転写器としての１次転写ローラ４０が設けられている。

中間転写ベルト３０の移動方向において１次転写部よりも移動方向下流側には、２次転写器としての２次転写ローラ５０が設けられている。２次転写ローラ５０は、スポンジ状のローラであって、対向ローラ３３の反対側から中間転写ベルト３０に当接し、２次転写
部（２次転写ニップ部）を形成している。

中間転写ベルト３０の移動方向において２次転写部よりも下流側であって、かつ１次転写部よりも上流側には、２次転写部においてシートＳ上に２次転写されずに中間転写ベルト３０に残留した２次転写残トナーを帯電させる残トナー帯電器６０が設けられている。残トナー帯電器６０は、２次転写残トナーを現像時のトナーの帯電極性（本実施形態では負極性）とは反対の極性、即ち正極性に帯電するものである。

残トナー帯電器６０は、２次転写残トナーを帯電させるための残トナー帯電ローラ６１、残トナー帯電ローラ６１に電圧を印加する高圧電源６２を有している。また、残トナー帯電器６０の近傍には、中間転写ベルト３０の表面に対して接離可能な摺擦部材６３が設けられている。摺擦部材６３は、中間転写ベルト３０との摺擦部分にブラシ状の植毛部分（耐磨耗性に優れた繊維をブラシ状にしたもの）を有している。しかし、摺擦部材６３の形態はこれに限られるものではなく、例えば、ブレード状の部材を中間転写ベルト３０の移動方向に対してカウンター方向から当接させる形態であってもよい。

また、２次転写ローラ５０、残トナー帯電器６０、摺擦部材６３は、それぞれ不図示の当接離間機構を有しており、任意のタイミングで２次転写ローラ５０と残トナー帯電器６０をそれぞれ中間転写ベルト３０に対して当接・離間させることが可能である。

次に図２（ａ）を参照して、上述の画像形成装置を使用して転写材上に画像を形成する際の画像形成動作について説明する。図２（ａ）は、画像形成時の各部材の動作タイミングを示すタイミングチャートである。なお、図中の「ＩＴＢ」とは、中間転写ベルト３０のことを指す。また、「ＩＣＬ手段」とは、残トナー帯電器６０のことを指す。

まず、不図示の制御部に画像形成開始の信号が入力されると、感光ドラム１０を、中間転写ベルト３０の回転移動と同期させ、図１中矢印方向（反時計回り）に回転させる。この時、２次転写ローラ５０と中間転写ベルト３０、残トナー帯電器６０、摺擦部材６３と中間転写ベルト３０はそれぞれ離間状態にある。

そして、帯電ローラ１１に高圧電源１４より−１１００Ｖの帯電電圧を印加することで感光ドラム１０の表面を均一に−５５０Ｖに帯電すると共に、露光器１２によってイエロー画像用の光照射を行い、感光ドラム１０にイエロー画像用の静電潜像を形成する。

この静電潜像形成前に、トナー色（イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック）に対応する現像器２１ａ〜２１ｄが一体に支持されている現像ロータリー２０を不図示の駆動伝達機構により駆動する。そして、イエローの現像器２１ａを感光ドラム１０の表面に対向する現像位置まで回転移動させる。

現像位置では、感光ドラム１０の表面に現像ローラが当接し、この状態で現像ローラに対してトナーと同極性となる−３００Ｖの現像電圧が印加される。これにより、現像ローラと感光ドラム１０との電位差により、トナーが現像ローラから感光ドラム１０へ向かう方向の電界が形成され、感光ドラム１０上の静電潜像にイエロートナーが付着し、静電潜像をイエローのトナー像として現像することができる。

その後、中間転写ベルト３０の内側に配置された１次転写ローラ４０に高圧電源４１より７００Ｖの１次転写電圧を印加し、感光ドラム１０上のイエローのトナー像を中間転写ベルト３０上に１次転写する。なお、１次転写されずに感光ドラム１０上に残留したトナー（１次転写残トナー）は、クリーニング器１３のクリーニングブレード１３１によって感光ドラム１０上から掻き落とされる。

このようにしてイエロートナー像の１次転写が終了すると、マゼンタ、シアン、そしてブラックの各色の現像器（２１ｂ〜２１ｄ）が、現像ロータリー２０の回転に伴って順次移動し、それぞれ感光ドラム１０に対向する現像位置に位置決めされる。そしてイエローの場合と同様にして、マゼンタ、シアン、そしてブラックの各色について、静電潜像の形成、現像、１次転写が順次行われ、中間転写ベルト３０上に各色のトナー像が重ね合わせられて転写される。

一方、シートＳは、給送ローラ７１によって１枚ずつ分離給送され、レジストローラ対７２に給送される。レジストローラ対７２は、給送されたシートＳを２次転写部に送り出す。そしてシートＳが２次転写部へ到達するタイミングで、当接離間機構により２次転写ローラ５０が中間転写ベルト３０に当接する。

当接状態への移行と共に２次転写ローラ５０には高圧電源５１より１５００Ｖの２次転写電圧が印加され、これにより、上述の中間転写ベルト３０上に重ね合わせた４色のトナー像が搬送されてきたシートＳの表面に一括して２次転写される。

トナー像が転写されたシートＳは定着器７３へ搬送され、定着器７３において上記シートＳが加熱・加圧されることで、トナー像がシートＳ上に定着される。その後、トナー像が定着したシートＳは、定着器７３から装置外部の上カバーに形成されている排出部７４へ排出される。

一方、残トナー帯電ローラ６１は、シートＳに２次転写しきれずに中間転写ベルト３０上に残留した２次転写残トナーが残トナー帯電ローラ６１の対向位置に到達する前までに、当接離間機構により中間転写ベルト３０に当接する。それと同時に、残トナー帯電ローラ６１には高圧電源６２より１９００Ｖの電圧が印加される。ここで、２次転写残トナーは、残トナー帯電ローラ６１の放電により、現像時の帯電極性（負極性）とは逆極性、つまり正極性に帯電される。正極性に帯電された２次転写残トナーは、１次転写部において感光ドラム１０に付着する。そして、感光ドラム１０の回転に伴ってクリーニングブレード１３１で掻き落とされ、廃トナー容器１３２に収容される。

このように上述の画像形成装置によると、トナー像を中間転写体に１次転写しつつ、２次転写残トナーを中間転写体上から像担持体に付着させて回収するので、中間転写体をクリーニングする手段を別途設ける必要がない。また、中間転写体用の廃トナー容器を設ける必要がない。よって、装置の小型化、簡易化を達成できる。

（１−２：シートの填料が感光ドラムに付着するメカニズム）
シートの填料が感光ドラムに付着するメカニズムについて説明する。まず、填料としてのタルクは、画像形成動作を通じてシートＳから中間転写ベルト３０へ転移する。さらに中間転写ベルト３０に付着したタルクは、２次転写残トナーと共に残トナー帯電ローラ６１の放電により正極性に帯電される。

そして１次転写部において、正極性に帯電したタルクは２次転写残トナーと共に感光ドラム１０へ逆転写してしまう。感光ドラム１０へ到達したタルクは、静電吸着力により感光ドラム１０へ付着するため、クリーニング器１３によって感光ドラム１０から除去しにくい。よって、タルクの一部はクリーニングブレード１３１をすり抜け、感光ドラム１０に蓄積してしまう。その後、蓄積したタルクに、帯電ローラ１１から発生したオゾンによってできる酸化物と、多湿による水分とが化合して低抵抗物が生成され、この低抵抗物により静電潜像が乱されることで画像流れが発生する。

（１−３：クリーニングモードの説明）
図２（ｂ）のタイミングチャート、及び図３を参照して、画像流れを防ぐために感光ドラム１０の表面、及び中間転写ベルト３０の表面をクリーニングするクリーンニングモードについて説明する。クリーニングモードは、シートＳに画像形成を行わない期間に実行されるモードであって、以下で説明する第１のクリーニングモードと、第１のクリーニングモードの後に行われる第２のクリーニングモードとによって構成されている。

まず、第１のクリーニングモードについて説明する。クリーニングモードが開始されると、上述した当接離間機構の作用により、２次転写ローラ５０と中間転写ベルト３０、及び残トナー帯電器６０、摺擦部材６３と中間転写ベルト３０がそれぞれ当接状態になる。

２次転写ローラ５０、残トナー帯電器６０、摺擦部材６３がそれぞれ当接状態になると、感光ドラム１０、中間転写ベルト３０、及び２次転写ローラ５０が連動して回転を始める。さらにこれと同時に、帯電ローラ１１は、感光ドラム１０を−５５０Ｖに帯電し、１次転写ローラ４０には、正規の（画像形成時の）１次転写電圧とは逆極性である−４００Ｖの電圧が印加される。

その後、露光器１２によって感光ドラム１０上にクリーニング用の帯状の静電潜像を形成し、この静電潜像を任意の色の現像器２１によって現像し、感光ドラム１０上に帯状のクリーニング用トナー像を形成する。なお、感光ドラム１０を長手均一にクリーニングするためには、シートＳの通過領域と同等程度の幅のクリーニング用トナー像を形成する必要がある。

ここで、クリーニング用トナー像のトナー量について付言する。クリーニング用トナー像のトナー量は、少なすぎるとクリーニング効果が低くなり、一方、多すぎるとクリーニング器１３で除去しきれず、クリーニング器１３をすり抜けてしまう。その結果、帯電ローラ１１を汚し、感光ドラム１０を一様に帯電しにくくなるので、画像ムラの発生などの問題が生じる可能性がある。よって、このような問題を回避するためには、クリーニング用トナー像のトナー量を状況に応じて設定する必要がある。なお、トナー量は、露光器１２の光量や、現像器２１と帯電ローラ１１にそれぞれ印加する電圧値や、クリーニング用トナー像のパターンなどで調整することができる。本実施形態では、クリーニング用トナー像の画像パターンを、感光ドラム１０の回転方向の長さ５ｍｍ、幅２１２ｍｍの帯状のベタ画像とした。

第１のクリーニングモードでは、上述したように１次転写ローラ４０には−４００Ｖの電圧が印加されているため、１次転写部では、感光ドラム１０上のトナーが感光ドラム１０に留まるように力が働いている。即ち、第１のクリーニングモードでは、クリーニング用のトナー像が１次転写部おいて中間転写ベルト３０に１次転写されない方向の電界を形成するように、１次転写ローラ４０に電圧を印加している。そのため、感光ドラム１０上のクリーニング用トナー像は１次転写されることなく、クリーニング器１３内のクリーニングブレード１３１まで到達することができる。

そして、クリーニングブレード１３１に到達したクリーニング用トナー像は、クリーニングブレード１３１と感光ドラム１０との間で、感光ドラム１０、又は感光ドラム１０に付着したタルクと摩擦・摺動する。この時クリーニング用のトナーは研磨材として作用するため、感光ドラム１０表面を削りつつ、感光ドラム１０表面に付着したタルクを遊離させることができる。その後、タルクはトナーと摩擦帯電することで、帯電列に応じてそれぞれ負極性と正極性に帯電する（タルクはトナーと摩擦することによって負極性に帯電しやすい）。正極性と負極性に帯電したタルクとトナーは、お互いに静電凝集し、凝集隗として振舞うことで見かけの電荷は低下し、感光ドラム１０への付着力が低下する。なお、
感光ドラム１０に付着したタルクをトナーと静電凝集させるためには、クリーニング用トナー像がクリーニング器１３に到達してから、少なくとも感光ドラム１０を１周以上回転させることが必要である。本実施形態では、感光ドラム１０を４周回転させている。

また、第１のクリーニングモードでは、中間転写ベルト３０と２次転写ローラ５０は当接状態になっており、それぞれ同期して回転しているが、２次転写ローラ５０へ電圧を印加していない。よって、中間転写ベルト３０に付着したタルクは、２次転写部において、スポンジ状の２次転写ローラ５０によって回収される。

また、残トナー帯電器６０は中間転写ベルト３０と当接状態であって、さらに摺擦部材６３が中間転写ベルト３０と摺擦している。そのため、２次転写ローラ５０で回収し切れなかったタルクなどを摺擦部材６３で堰き止めることで、これらのタルクが１次転写部に向かうことを防止できる。

一方、２次転写ローラ５０と残トナー帯電ローラ６１にはそれぞれ電圧を印加していない。よって２次転写ローラ５０で回収しきれなかったタルクが摺擦部材６３をすり抜けたとしても、放電などによる電荷注入が行われないので、タルクが感光ドラム１０への静電吸着力を持つ可能性はない。

以上のように、第１のクリーニングモードでは、摺擦部材６３を中間転写ベルト３０に当接させ、かつ２次転写ローラ５０と残トナー帯電ローラ６１に対して電圧を印加しないことにより、タルクが中間転写ベルト３０から感光ドラム１０への転移することを物理的かつ静電的に抑制している。さらに、感光ドラム１０に付着したタルクを集中的にクリーニング用のトナーとの凝集隗にすることで、タルクの感光ドラム１０への静電吸着力を効果的に低下させている。

次に、図３（ｂ）を参照して第２のクリーニングモードについて説明する。第１のクリーニングモードが完了すると、画像形成装置は図３（ｂ）に示す状態に移行し、第２のクリーニングモードが行われる。

第２のクリーニングモードでは、まず、帯電ローラ１１と１次転写ローラ４０に印加していた電圧を切る。その結果、感光ドラム１０の表面電位が０Ｖに近づき、１次転写ローラ４０との電位差が放電開始電圧以下となるので、１次転写部において感光ドラム１０と１次転写ローラ４０間で放電が生じなくなる。また、帯電ローラ１１と感光ドラム１０との間も同様に放電が生じないので、感光ドラム１０は放電が発生しない状態になる。よって、感光ドラム１０上に付着している凝集隗は、感光ドラム１０への吸着力が低下した状態が保持され、放電などによる電荷注入によって静電吸着力を再度得ることは無い。

また、１次転写ローラ４０への印加電圧も切っているため、感光ドラム１０上の凝集隗は、中間転写ベルト３０との接触により、物理的に中間転写ベルト３０に付着し、また、比較的容易にクリーニング器１３によって除去が可能となる。また、感光ドラム１０において放電が生じないので、オゾン発生による低抵抗物の新たな生成も抑制できる。

また、第２のクリーニングモードでは、摺擦部材６３が中間転写ベルト３０から離間する。摺擦部材６３の離間と、帯電ローラ１１、１次転写ローラ４０の印加電圧を切るタイミングの関係は、摺擦部材６３の離間により堰き止められていたタルクが１次転写部に到達する前に、１次転写部において放電がない状態になるように設定されている。よって、摺擦部材６３によって堰き止められていたタルクは、１次転写部において放電などによる電荷注入を受けないため、感光ドラム１０に付着せずに１次転写部を通過し、２次転写ローラ５０に回収される。そして中間転写ベルト３０に移った凝集隗も、タルクと同様に２
次転写ローラ５０に回収される。その後、２次転写ローラ５０は中間転写ベルト３０から離間状態となり、第２のクリーニングモードは終了する。

このように、第１のクリーニングモードにおいて、感光ドラム１０上のタルクを静電吸着力の弱い凝集隗とする。そして、第２のクリーニングモードにおいて、凝集隗をクリーニング器１３で除去、又は中間転写ベルト３０に転移させ、タルクと共に２次転写ローラ５０にて回収させる。よって、感光ドラム１０の表面、及び中間転写ベルト３０の表面からタルクを除去することが可能になる。

なお、第２のクリーニングモードでのクリーニング効果を十分に発揮するためには、少なくとも感光ドラム１０を１周させる時間と、中間転写ベルト３０を１周させる時間とを足した時間以上感光ドラム１０と中間転写ベルト３０とを回転させる必要がある。これにより、感光ドラム１０上の凝集隗を中間転写ベルト３０を介して２次転写ローラ５０で回収でき、かつ中間転写ベルト３０に付着しているタルクも２次転写ローラ５０で回収できる。本実施形態では、より確実にタルクを除去するために、中間転写ベルト８周分の時間回転させている。

なお、第２のクリーニングモード以降、最初の画像形成時において、次の動作を行うことで２次転写ローラ５０に回収された凝集隗及びタルクを画像形成装置外に排出することができる。即ち、画像形成時にシートＳが２次転写部へ到達するタイミングで、図３（ｃ）に示す状態に画像形成装置を移行させる。この状態では、２次転写ローラ５０が中間転写ベルト３０と当接し、それと同時に中間転写ベルト３０上のトナー像を２次転写するために２次転写ローラ５０に１５００Ｖの転写電圧が印加される。その結果、放電での電荷注入によって２次転写ローラ５０に回収されていた凝集隗及びタルクは正極性の電荷を帯び、２次転写部の電界によりシートＳの裏面に転移し、そのまま画像形成装置外に排出される。

なお、第２のクリーニングモード以降で２次転写ローラ５０が中間転写ベルト３０に当接し、かつ電圧が印加されるのは、この時が最初であるので、２次転写ローラ５０に回収されていた凝集隗やタルクが、画像形成を行う前に中間転写ベルト３０に吐出されるようなことはない。

上述したクリーニングモードは、ユーザが希望する場合に、画像形成装置のコントロールパネルや外部情報機器などによって設定しても良い。また、環境を検知するセンセが設けられている場合は、画像流れが発生しやすい高温高湿の環境を検知した場合にのみクリーニングモードを作動させるように設定しても良い。クリーニングモードは、ある程度の頻度で実行することで画像流れの防止を抑制することが出来るが、頻度が多すぎると画像形成装置の生産性が落ちすぎてしまうため、状況に応じて設定することが必要である。

（１−４：効果の検証）
上述したクリーニングモードの効果を検証すべく、次の実験を行った。気温３０℃、湿度８０％の環境において、填料としてタルクを含有する紙を用いて８０００枚の通紙耐久を実施し、画像流れに至る枚数とそのレベルを判定した。比較として、クリーニングモード無し、第１のクリーニングモードのみ、第２のクリーニングモードのみの場合も同様に判定した。クリーニングモードを行う頻度は、５分に１回とした。この結果を表１に示す。なお、表中の○は画像流れの発生無しを、△は軽微に画像流れが発生しているが実使用上問題ないレベルを、×は画像流れが発生しNGレベルであることを示す。

表に示すように、本実施形態の場合は、３ｋ枚チェック時では画像流れの発生は無く、４ｋ枚チェック時に軽微に画像流れを確認できた。その後も、耐久終了の８ｋ枚まで画像流れが生じたが、画像品質レベルの悪化はほとんど無く、画像流れが軽微に発生する状態が続き、実用上は問題ないレベルであった。

一方、クリーニングモード無しの場合は、５００枚チェック時から顕著な画像流れが発生した。これは通紙により中間転写ベルト３０に付着したタルクが中間転写ベルト３０に蓄積し、さらに感光ドラム１０に転移してしまうためである。そのため、感光ドラム１０に転移したタルクは放電を受け、感光ドラム１０への吸着力を得てしまい、クリーニング器１３によって除去することができない状態に至った。

第１のクリーニングモードのみを行う場合、０．５ｋ枚チェック時で軽微な画像流れが発生しており、１ｋ枚チェック時では、ＮＧレベルに至った。第１のクリーニングモードでは、クリーニング用トナー像を感光ドラム１０に形成し、１次転写させずにクリーニング器１３へ突入させているため、前述したようにトナーがタルクと静電凝集し、感光ドラム１０への吸着力が低下した凝集隗となる。このため、クリーニング器１３によってタルクが感光ドラム１０から除去されやすくなる。

しかし、中間転写ベルト３０にタルクが蓄積してくると、画像形成中に中間転写ベルト３０から感光ドラム１０へ断続的にタルクが供給され、第１のクリーニングモードで除去できるタルク量を超えてしまい、クリーニング器１３で除去しきれなくなる。すると、除去しきれないタルクや凝集隗は帯電により感光ドラム１０への吸着力を得てしまい、感光ドラム１０に蓄積し、画像流れに至る。

また、第２のクリーニングモードのみの場合、２ｋ枚チェックの時点までは画像流れの発生は無いが、３ｋ枚チェック時には軽微なレベルで発生し、５ｋ枚チェック時にはＮＧレベルの画像流れが発生している。これは、第２のクリーニングモードを定期的に実施しているために、中間転写ベルト３０に付着したタルクは定期的に画像形成装置外に排出されるからである。即ち、中間転写ベルト３０にタルクが蓄積するのに時間がかかるため、３ｋ枚チェック時まで画像流れを防ぐことが可能になったためからである。しかし、感光ドラム１０におけるクリーニング能力が弱いために、１度画像流れが発生し始めると、一気に画像流れが悪化してしまう。

以上より、本実施形態によれば、転写同時クリーニング方式の画像形成装置において、簡易な構成によって、像担持体の表面に転写材の填料が付着することで生じる画像流れを低減することが可能な画像形成装置を提供することができる。

＜第２実施形態＞
（２−１：残トナー帯電器の構成）
図４を参照して、第２実施形態に係る画像形成装置について説明する。なお、第１実施
形態と同一構成のものに関しては説明を省略し、ここでは第１実施形態と異なる構成のみ説明する。

第１実施形態では、残トナー帯電器の近傍に摺擦部材が設けられていたが、画像形成装置の構成はこれに限られるものではない。本実施形態では、第１実施形態におけるブラシ状の摺擦部材を設けていない点が特徴である。

これによれば、第１のクリーニングモードにおいて、残トナー帯電ローラ６１の回転駆動を停止したまま、残トナー帯電ローラ６１を中間転写ベルト３０に当接させる。残トナー帯電ローラ６１の回転は停止しているため、両者は摺擦状態になり、中間転写ベルト３０に付着したタルクを残トナー帯電ローラ６１にて堰き止めることが可能となる。その後、第２のクリーニングモードにおいて、残トナー帯電ローラ６１を回転させることにより堰き止めていたタルクを開放する。即ち、本実施形態ではローラ状の摺擦部材を有しているといえる。

以上のように、残トナー帯電ローラ６１を当接させたまま中間転写ベルト３０の回転・停止を制御することで、第１実施形態と同様の効果を得ることが可能となる。よって、部品点数、製造コストの低減を実現することが可能である。なお、本実施形態のような構成を用いる場合は、第１実施形態における摺擦部材６３よりもタルクの堰き止め効果は劣るので、その分、クリーニング動作の頻度を高める、又はより低速のプロセススピードに設定するなどの注意が必要である。

１０…感光ドラム１１…帯電ローラ２１…現像器３０…中間転写ベルト４０…１次転写ローラ５０…２次転写ローラ６０…残トナー帯電器

Claims

回転可能な像担持体と、
前記像担持体の表面を一様に帯電する帯電器と、
一様に帯電された前記像担持体の表面を露光して静電潜像を形成する露光器と、
前記像担持体に形成された静電潜像をトナー像として現像する現像器と、
前記像担持体に当接して１次転写部を形成する回転移動可能な中間転写体と、
前記像担持体の反対側から前記中間転写体に当接し、１次転写電圧が印加されることで前記像担持体に形成されているトナー像を前記１次転写部において前記中間転写体に転写する１次転写器と、
前記像担持体の表面に当接し、前記中間転写体に１次転写されずに前記像担持体の表面に残留する１次転写残トナーを前記像担持体の表面から除去するクリーニング器と、
前記１次転写部よりも前記中間転写体の移動方向下流側において前記中間転写体に当接して２次転写部を形成し、２次転写電圧が印加されることで前記中間転写体上のトナー像を前記２次転写部において転写材上に２次転写する２次転写器と、
前記中間転写体の移動方向において前記２次転写部よりも下流側であって、かつ前記１次転写部よりも上流側において、前記２次転写部で転写材に２次転写されずに前記中間転写体の表面に残留する２次転写残トナーを帯電させることが可能な残トナー帯電器と、
前記中間転写体の移動方向において前記２次転写部よりも下流側であって、かつ前記１次転写部よりも上流側において、前記中間転写体の表面に対して接離可能な摺擦部材と、
を備え、
前記２次転写残トナーを前記残トナー帯電器で帯電させることで、前記１次転写部において前記２次転写残トナーを前記中間転写体から前記像担持体に付着させることが可能な画像形成装置において、
転写材に画像形成を行わない期間に、前記像担持体の表面、及び前記中間転写体の表面をクリーニングするクリーニングモードが設けられており、前記クリーニングモードは、
前記中間転写体に前記摺擦部材を当接させ、
前記像担持体と前記中間転写体とを回転させた状態で前記像担持体にクリーニング用のトナー像を形成し、
さらに前記クリーニング用のトナー像が前記１次転写部おいて前記中間転写体に１次転写されない方向の電界を形成するように前記１次転写器に電圧を印加することで前記像担持体の表面をクリーニングする第１のクリーニングモードと、
第１のクリーニングモードの後に行われる第２のクリーニングモードであって、
前記帯電器と前記１次転写器に電圧を印加せず、
前記摺擦部材を前記中間転写体から離間させ、
さらに前記像担持体と前記中間転写体とを、少なくとも前記像担持体を１周させる時間と前記中間転写体を１周させる時間とを足した時間回転させる第２のクリーニングモードと、を有していることを特徴とする画像形成装置。
前記摺擦部材は、
前記中間転写体との摺擦部分にブラシ状の植毛部分を有する部材であることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
前記摺擦部材は、
ブレード状の部材であることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
回転可能な像担持体と、
前記像担持体の表面を一様に帯電する帯電器と、
一様に帯電された前記像担持体の表面を露光して静電潜像を形成する露光器と、
前記像担持体に形成された静電潜像をトナー像として現像する現像器と、
前記像担持体に当接して１次転写部を形成する回転移動可能な中間転写体と、
前記像担持体の反対側から前記中間転写体に当接し、１次転写電圧が印加されることで前記像担持体に形成されているトナー像を前記１次転写部において前記中間転写体に転写する１次転写器と、
前記像担持体の表面に当接し、前記中間転写体に１次転写されずに前記像担持体の表面に残留する１次転写残トナーを前記像担持体の表面から除去するクリーニング器と、
前記１次転写部よりも前記中間転写体の移動方向下流側において前記中間転写体に当接して２次転写部を形成し、２次転写電圧が印加されることで前記中間転写体上のトナー像を前記２次転写部において転写材上に２次転写する２次転写器と、
前記中間転写体の移動方向において前記２次転写部よりも下流側であって、かつ前記１次転写部よりも上流側において、前記２次転写部で転写材に２次転写されずに前記中間転写体の表面に残留する２次転写残トナーを帯電させることが可能なローラ状の残トナー帯電器と、
を備え、
前記２次転写残トナーを前記残トナー帯電器で帯電させることで、前記１次転写部において前記２次転写残トナーを前記中間転写体から前記像担持体に付着させることが可能な画像形成装置において、
転写材に画像形成を行わない期間に、前記像担持体の表面、及び前記中間転写体の表面をクリーニングするクリーニングモードが設けられており、前記クリーニングモードは、
前記残トナー帯電器の回転を停止させた状態にし、その状態で前記中間転写体に前記残トナー帯電器を当接させ、
前記像担持体と前記中間転写体とを回転させた状態で前記像担持体にクリーニング用のトナー像を形成し、
さらに前記クリーニング用のトナー像が前記１次転写部おいて前記中間転写体に１次転写されない方向の電界を形成するように前記１次転写器に電圧を印加することで前記像担持体の表面をクリーニングする第１のクリーニングモードと、
第１のクリーニングモードの後に行われる第２のクリーニングモードであって、
前記帯電器と前記１次転写器に電圧を印加せず、
前記残トナー帯電器を回転可能な状態とし、
さらに前記像担持体と前記中間転写体とを、少なくとも前記像担持体を１周させる時間と前記中間転写体を１周させる時間とを足した時間回転させる第２のクリーニングモードと、を有していることを特徴とする画像形成装置。