JP5617447B2

JP5617447B2 - 画像形成装置及びベルト搬送装置

Info

Publication number: JP5617447B2
Application number: JP2010194034A
Authority: JP
Inventors: 福原　琢; 琢福原
Original assignee: Fuji Xerox Co Ltd; Fujifilm Business Innovation Corp
Current assignee: Fujifilm Business Innovation Corp
Priority date: 2010-08-31
Filing date: 2010-08-31
Publication date: 2014-11-05
Anticipated expiration: 2030-08-31
Also published as: CN102385291A; US20120051779A1; CN102385291B; US8725029B2; JP2012051664A

Description

本発明は、画像形成装置及びベルト搬送装置に関する。

例えば特許文献１には、像担持体と転写部材との間に転写バイアス電圧を印加する転写制御手段と、それらの間の抵抗を測定する抵抗測定手段と、被清掃体を清掃するクリーニング手段とを備え、転写制御手段は、抵抗測定手段から抵抗の測定結果を受け、転写バイアス電源を制御して像担持体上のトナー像を記録媒体に静電的に転写し、クリーニング手段は、被清掃体に導電性クリーニング部材の導電部を当接させてクリーニングバイアス電圧を印加しつつその表面上の残留トナーを除去し、抵抗測定時には導電性クリーニング部材と被清掃体との間の電流を流れなくする技術が記載されている。

特開２００５−３１６１０２号公報

本発明は、転写ベルトを用いてトナー像を記録材に転写する装置にて、転写性能の向上と転写ベルトのクリーニング性能の向上とを両立させることを目的とする。

請求項１に記載の発明は、トナー像を形成する像形成部と、前記像形成部によって形成されたトナー像を保持する像保持体と、前記像保持体との間に記録材を挟んで回転する無端状の転写ベルトと、前記転写ベルトの外側に接触して設けられる清掃部材を有し、当該転写ベルトの表面に付着するトナーを静電的に清掃する清掃手段と、前記転写ベルトの内側に設けられて、当該転写ベルトを前記像保持体に向けて押圧するとともに、当該像保持体との間に当該像保持体から前記記録材にトナー像を転写する転写電界を形成する転写ロールと、前記転写ロールとともに前記転写ベルトを架け渡し、前記清掃手段に対峙して設けられ、当該清掃手段との間に清掃電界を形成する清掃ロールと、前記転写ロール及び前記清掃ロールとともに前記転写ベルトを架け渡す張架ロールと、を備え、前記清掃部材は、前記転写ロール及び前記張架ロールによって形成されるベルト面における前記転写ベルトの移動方向の上流側の端部から鉛直下方に向かう仮想の線分と、当該ベルト面における当該転写ベルトの移動方向の下流側の端部から鉛直下方に向かう仮想の線分とによって挟まれる領域の内側に位置していることを特徴とする画像形成装置である。
請求項２に記載の発明は、トナー像を形成する像形成部と、前記像形成部によって形成されたトナー像を保持する像保持体と、前記像保持体との間に記録材を挟んで回転する無端状の転写ベルトと、前記転写ベルトの外側に接触して設けられるとともに互いに異なる極性の電圧が印加されて当該転写ベルトの清掃をそれぞれ行う第１清掃部材と第２清掃部材とを有し、当該転写ベルトの表面に付着するトナーを静電的に清掃する清掃手段と、前記転写ベルトの内側に設けられて、当該転写ベルトを前記像保持体に向けて押圧するとともに、当該像保持体との間に当該像保持体から前記記録材にトナー像を転写する転写電界を形成する転写ロールと、前記転写ロールとともに前記転写ベルトを架け渡し、前記清掃手段に対峙して設けられ、当該清掃手段との間に清掃電界を形成する清掃ロールと、前記転写ロール及び前記清掃ロールとともに前記転写ベルトを架け渡す張架ロールと、を備え、前記第１清掃部材は、前記清掃ロール及び前記転写ロールによって形成されるベルト面に接触して配置され、前記第２清掃部材は、前記清掃ロール及び前記張架ロールによって形成されるベルト面に接触して配置され、前記第１清掃部材及び前記第２清掃部材は、前記転写ロール及び前記張架ロールによって形成されるベルト面における前記転写ベルトの移動方向の上流側の端部から鉛直下方に向かう仮想の線分と、当該ベルト面における当該転写ベルトの移動方向の下流側の端部から鉛直下方に向かう仮想の線分とによって挟まれる領域の内側に位置していることを特徴とする画像形成装置である。
請求項３に記載の発明は、像形成部と当該像形成部によって形成されたトナー像を保持する像保持体とを有する画像形成装置に取り付けられた際に、当該像保持体との間に記録材を挟んで回転する無端状の転写ベルトと、前記転写ベルトの外側に接触して設けられる清掃部材を有し、当該転写ベルトの表面に付着するトナーを静電的に清掃する清掃手段と、前記転写ベルトの内側に設けられ、前記画像形成装置の前記像保持体との間に当該像保持体から前記記録材にトナー像を転写する転写電界を形成する転写ロールと、前記転写ロールとともに前記転写ベルトを架け渡し、前記清掃手段に対峙して設けられ、当該清掃手段との間に清掃電界を形成する清掃ロールと、前記転写ロール及び前記清掃ロールとともに前記転写ベルトを架け渡す張架ロールと、を備え、前記清掃部材は、前記転写ロール及び前記張架ロールによって形成されるベルト面における前記転写ベルトの移動方向の上流側の端部から鉛直下方に向かう仮想の線分と、当該ベルト面における当該転写ベルトの移動方向の下流側の端部から鉛直下方に向かう仮想の線分とによって挟まれる領域の内側に位置していることを特徴とするベルト搬送装置である。
請求項４に記載の発明は、像形成部と当該像形成部によって形成されたトナー像を保持する像保持体とを有する画像形成装置に取り付けられた際に、当該像保持体との間に記録材を挟んで回転する無端状の転写ベルトと、前記転写ベルトの外側に接触して設けられるとともに互いに異なる極性の電圧が印加されて当該転写ベルトの清掃をそれぞれ行う第１清掃部材と第２清掃部材とを有し、当該転写ベルトの表面に付着するトナーを静電的に清掃する清掃手段と、前記転写ベルトの内側に設けられ、前記画像形成装置の前記像保持体との間に当該像保持体から前記記録材にトナー像を転写する転写電界を形成する転写ロールと、前記転写ロールとともに前記転写ベルトを架け渡し、前記清掃手段に対峙して設けられ、当該清掃手段との間に清掃電界を形成する清掃ロールと、前記転写ロール及び前記清掃ロールとともに前記転写ベルトを架け渡す張架ロールと、を備え、前記第１清掃部材は、前記清掃ロール及び前記転写ロールによって形成されるベルト面に接触して配置され、前記第２清掃部材は、前記清掃ロール及び前記張架ロールによって形成されるベルト面に接触して配置され、前記第１清掃部材及び前記第２清掃部材は、前記転写ロール及び前記張架ロールによって形成されるベルト面における前記転写ベルトの移動方向の上流側の端部から鉛直下方に向かう仮想の線分と、当該ベルト面における当該転写ベルトの移動方向の下流側の端部から鉛直下方に向かう仮想の線分とによって挟まれる領域の内側に位置していることを特徴とするベルト搬送装置である。

請求項１の発明によれば、転写電界を形成するロール部材と清掃電界を形成するロール部材とを共通にする場合と比較して、転写性能の向上と転写ベルトのクリーニング性能の向上とを両立させるとともに、ベルト部材の表面以外からの清掃部材への異物の混入を抑制することが可能になる。
請求項２の発明によれば、転写電界を形成するロール部材と清掃電界を形成するロール部材とを共通にする場合と比較して、転写性能の向上と転写ベルトのクリーニング性能の向上とを両立させるとともに、ベルト部材の表面以外からの清掃部材への異物の混入を抑制することが可能になり、さらに複数の清掃部材同士の干渉を抑制することが可能となる。
請求項３の発明によれば、転写電界を形成するロール部材と清掃電界を形成するロール部材とを共通にする場合と比較して、転写性能の向上と転写ベルトのクリーニング性能の向上とを両立させるとともに、ベルト部材の表面以外からの清掃部材への異物の混入を抑制することが可能になる。
請求項４の発明によれば、転写電界を形成するロール部材と清掃電界を形成するロール部材とを共通にする場合と比較して、転写性能の向上と転写ベルトのクリーニング性能の向上とを両立させるとともに、ベルト部材の表面以外からの清掃部材への異物の混入を抑制することが可能になり、さらに複数の清掃部材同士の干渉を抑制することが可能となる。

本実施形態が適用される画像形成装置の全体図である。本実施形態が適用される二次転写装置の全体図である。二次転写装置における各部材の配置やサイズを説明するための図である。比較例としての二次転写装置の全体図である。プリント枚数とクリーニング電圧との関係、プリント枚数と二次転写電圧の許容幅との関係を示す図である。

以下、添付図面を参照して、本実施形態について詳細に説明する。
図１は、本実施形態が適用される画像形成装置１の全体図である。
画像形成装置１は、所謂タンデム型の画像形成装置であって、電子写真方式にて各色成分のトナー像が形成される複数の画像形成ユニット１０(１０Ｙ,１０Ｍ,１０Ｃ,１０Ｋ)、各画像形成ユニット１０にて形成された各色成分トナー像を順次転写(一次転写)して保持させる中間転写ベルト１５を備えている。また、画像形成装置１は、中間転写ベルト１５上に転写された重ね画像を用紙Ｐに一括転写(二次転写)させる二次転写装置２０、二次転写された画像を記録材の一例としての用紙Ｐ上に定着させる定着装置３０を備えている。また、各装置の動作を制御する制御部４０を有している。

本実施形態において、各画像形成ユニット１０(１０Ｙ,１０Ｍ,１０Ｃ,１０Ｋ)は、矢印Ａ方向に回転する感光体ドラム１１、感光体ドラム１１の周囲に配設され、これらの感光体ドラム１１を帯電する帯電器１２、感光体ドラム１１上に静電潜像を書込むレーザ露光器１３(図中露光ビームを符号Ｂｍで示す)を備えている。また、画像形成ユニット１０は、各色成分トナーが収容されて感光体ドラム１１上の静電潜像をトナーにより可視像化する現像装置１４、感光体ドラム１１上に形成された各色成分トナー像を中間転写ベルト１５に転写する一次転写ロール１６を備えている。さらに、画像形成ユニット１０は、感光体ドラム１１上の残留トナーを除去するドラムクリーナ１７を備えている。これらの画像形成ユニット１０は、中間転写ベルト１５の上流側から、イエロー(Ｙ)、マゼンタ(Ｍ)、シアン(Ｃ)、黒(Ｋ)の順に配置されている。

また、像保持体の一例としての中間転写ベルト１５は、ポリイミドあるいはポリアミド等の樹脂にカーボンブラック等の導電剤を適当量含有させたものが用いられ、その体積抵抗率が１０^６〜１０^１４Ω・ｃｍとなるように形成されており、その厚みは例えば０．１ｍｍ程度のフィルム状の無端ベルトで構成されている。中間転写ベルト１５は、図示しないモータにより駆動されて中間転写ベルト１５を回転駆動させる駆動ロール３１と、中間転写ベルト１５に対して一定の張力を与えると共に中間転写ベルト１５の蛇行を防止する機能を備えたテンションロール３２と、中間転写ベルト１５を支持する従動ロール３３と、後述する二次転写部を形成するバックアップロール２９とに架け回される。そして、中間転写ベルト１５は、図中矢印Ｂ方向に予め定められた速度で回転する。

また、一次転写ロール１６は、中間転写ベルト１５を挟んで、各色の画像形成ユニット１０にそれぞれ対向している。一次転写ロール１６には、トナーの帯電極性と逆極性の電圧が印加される。そして、各一次転写ロール１６は、各々の感光体ドラム１１上のトナー像を中間転写ベルト１５に静電吸引させる。その結果、中間転写ベルト１５上には、各色の重ねトナー像が形成される。

二次転写装置２０は、中間転写ベルト１５との間に用紙Ｐを挟んで矢印Ｃ方向に回転する二次転写ベルト２１と、用紙Ｐに中間転写ベルト１５が保持するトナー像を転写せしめる二次転写ロール２２と、二次転写ベルト２１に沿って移動する用紙Ｐを二次転写ベルト２１から剥離させる剥離ロール２３と、二次転写ベルト２１の表面を静電的にクリーニングするクリーニング装置９０（後述の図２参照）と対向するクリーナ対向ロール２４を備える。このように、本実施形態の二次転写装置２０では、二次転写ベルト２１を用いて中間転写ベルト１５上に形成されたトナー像用紙Ｐに転写する所謂ベルト転写方式を採用している。

また、図１に示すように、バックアップロール２９の下流側には、二次転写後の中間転写ベルト１５上の残留トナーや紙粉を除去し、中間転写ベルト１５の表面をクリーニングするベルトクリーナ４１が中間転写ベルト１５に対して接離自在に設けられている。一方、イエローの画像形成ユニット１０Ｙの上流側には、各画像形成ユニット１０における画像形成タイミングをとるための基準となる基準信号を発生する基準センサ(ホームポジションセンサ)４３が配置されている。この基準センサ４３は、中間転写ベルト１５の裏側に設けられた予め定められたマークを認識して基準信号を発生し、この基準信号の認識に基づく制御部４０からの指示により、各画像形成ユニット１０は画像形成を開始するように構成されている。また、黒の画像形成ユニット１０Ｋの下流側には、各画像形成ユニット１０によって形成される画像の画質調整を行うための画像濃度センサ４２が配設されている。

更に、画像形成装置１には、用紙搬送系として、用紙Ｐを収容する用紙収容部５０と、この用紙収容部５０に集積された用紙Ｐを予め定められたタイミングで取り出して搬送するピックアップロール５１とが設けられている。また、ピックアップロール５１にて繰り出された用紙Ｐを搬送する搬送ロール５２と、搬送ロール５２により搬送された用紙Ｐを二次転写装置２０による二次転写部へと送り込む搬送経路５３とを備えている。さらに、二次転写後の用紙Ｐを定着装置３０へと搬送する搬送ベルト５４，５５と、搬送ベルト５４，５５間で用紙Ｐを案内する案内経路５６とを備えている。

図２は、本実施形態が適用される二次転写装置２０の全体図である。
図２に示すように、二次転写装置２０は、二次転写ベルト２１を介して二次転写ロール２２と対向するバックアップロール２９を備えている。バックアップロール２９は、表面にカーボンを分散したＥＰＤＭとＮＢＲのブレンドゴムのチューブで、内部はＥＰＤＭゴムからなり、その表面抵抗率が１０^７〜１０^１０Ω／□でロール径が２８ｍｍとなるように形成され、硬度は例えば７０度（アスカーＣ）に設定されている。バックアップロール２９は、中間転写ベルト１５の裏面側に配置されて二次転写ベルト２１の対向電極をなしている。そして、バックアップロール２９には、二次転写部にて二次転写電界を形成するための電圧（以下、二次転写電圧）を印加するステンレス製の給電ロール２９Ａが接触して配置されている。

転写ベルトの一例としての二次転写ベルト２１は、例えば体積抵抗が１０^６〜１０^１０Ω(６〜１０logΩ)の半導電性の無端環状ベルトである。二次転写ベルト２１は、図２に示すように、二次転写ロール２２、剥離ロール２３及びクリーナ対向ロール２４に張架される。また、二次転写ベルト２１は、二次転写ロール２２、剥離ロール２３及びクリーナ対向ロール２４によって予め定められた張力が与えられる。そして、本実施形態では、二次転写ベルト２１は、二次転写ロール２２から駆動力を受けて、図中矢印Ｃ方向に予め定められた速度で回転する。

転写ロールの一例としての二次転写ロール２２は、二次転写ベルト２１及び中間転写ベルト１５を介してバックアップロール２９に対向して配置される。二次転写ロール２２は、二次転写ベルト２１上に搬送される用紙Ｐに対して、バックアップロール２９とともに中間転写ベルト１５が保持するトナー像を二次転写する二次転写部を形成する。そして、二次転写ロール２２は、中間転写ベルト１５のバックアップロール２９との間に二次転写電界を形成する。
また、本実施形態の二次転写ロール２２には、不図示の駆動モータが接続される。そして、二次転写ロール２２は、駆動モータによる回転駆動を受けて回転し、さらに二次転写ベルト２１を回転させる。

そして、本実施形態では、二次転写ロール２２の体積抵抗を１０^６〜１０^１０Ω(６〜１０logΩ)の範囲に設定している。本実施形態では、二次転写ロール２２の材料に半導電性ゴムを用いている。なお、半導電性ゴムとして、例えばＥＰＤＭを含む発泡ゴムにカーボンブラックを適量含有させたものを用いることができる。また、本実施形態では、二次転写ロール２２の体積抵抗を１０^７．２Ω（７．２logΩ）に設定することにより、二次転写部において十分な強さの電界を形成して転写性を向上させている。

張架ロールの一例としての剥離ロール２３は、図２に示すように、二次転写ベルト２１に回転方向（図中矢印Ｃ方向）において二次転写ロール２２の下流側に位置する。本実施形態の二次転写装置２０では、剥離ロール２３と二次転写ロール２２とによって、用紙Ｐを下流側に向けて搬送するベルト面を形成する。さらに、剥離ロール２３は、二次転写ベルト２１面から用紙Ｐを剥離させる。本実施形態の剥離ロール２３は、例えば薄紙やコート紙などを二次転写ベルト２１から剥離させる程度の曲率を二次転写ベルト２１に形成する。本実施形態では、上記の曲率を二次転写ベルト２１に形成するために、剥離ロール２３のロール径を二次転写ロール２２のロール径の半分以下に設定している。

清掃ロールの一例としてのクリーナ対向ロール２４は、二次転写ベルト２１を挟んでクリーニング装置９０に対向する。そして、クリーナ対向ロール２４は、クリーニング装置９０とともに、二次転写ベルト２１上に付着するトナーなどを静電的に回収するためのクリーニング電界（清掃電界）を形成する。本実施形態では、クリーナ対向ロール２４の体積抵抗を１０^６Ω(６logΩ)未満にしている。また、本実施形態では、クリーナ対向ロール２４の材料に例えばＳＵＳなどの金属を用いることができる。
また、本実施形態のクリーナ対向ロール２４には、体積抵抗を１０^５．５Ω（５．５logΩ）に設定した金属ロール部材を用いた。本実施形態では、クリーナ対向ロール２４として金属ロールを用いることにより、電圧が印加されることによる経時的な体積抵抗の上昇を抑制している。

清掃手段の一例としてのクリーニング装置９０は、二次転写ベルト２１を介してクリーナ対向ロール２４に対向して設けられる。クリーニング装置９０は、クリーナ対向ロール２４との間にクリーニング電界（清掃電界）を形成し、転写ベルト２１の表面に付着するトナーなど異物を静電吸着する。また、本実施形態のクリーニング装置９０は、予め定められた電圧をクリーナ対向ロール２４に印加する第１クリーニング部６０と、第１クリーニング部６０と逆極性の電圧をクリーナ対向ロール２４に印加する第２クリーニング部７０とを備える。そして、クリーニング装置９０は、これら第１クリーニング部６０と第２クリーニング部７０とによって、二次転写ベルト２１の表面に付着するトナーを静電吸着する。なお、以下の説明において、クリーニング装置９０におけるクリーニング電界を形成する電圧をクリーニング電圧と呼ぶ。

第１クリーニング部６０は、二次転写ベルト２１に接触して二次転写ベルト２１からトナーなどの異物を収集する導電性の第１ファーブラシ２５と、第１ファーブラシ２５に隣接して第１ファーブラシ２５の異物を回収する第１回収ロール２７と、第１回収ロール２７に接触し第１回収ロール２７から異物を掻き落とす第１スクレーパ６１とを備える。
第２クリーニング部７０は、二次転写ベルト２１に接触して二次転写ベルト２１からトナーなどの異物を収集する導電性の第２ファーブラシ２６と、第２ファーブラシ２６に隣接させて第２ファーブラシ２６の異物を回収する第２回収ロール２８と、第２回収ロール２８に接触し第２回収ロール２８から異物を掻き落とす第２スクレーパ７１とを備える。

第１清掃部材の一例としての第１ファーブラシ２５及び第２清掃部材の一例としての第２ファーブラシ２６は、例えば導電性ナイロンによって構成することができる。第１ファーブラシ２５及び第２ファーブラシ２６の外径は、それぞれ例えば１７ｍｍとすることができる。また、第１ファーブラシ２５及び第２ファーブラシ２６の体積抵抗率は、１０^５〜１０^６Ω・ｃｍの範囲より設定する。そして、第１ファーブラシ２５及び第２ファーブラシ２６は、二次転写ベルト２１に接触して配置され、二次転写ベルト２１に付着したトナーの除去を行う。

第１回収ロール２７及び第２回収ロール２８は、例えば導電性フェノール樹脂にて構成され、そのロール径は１６ｍｍに設定している。また、第１回収ロール２７及び第２回収ロール２８は、体積抵抗率は１０^７〜１０^９Ω・ｃｍの範囲より設定する。第１回収ロール２７及び第２回収ロール２８は、第１ファーブラシ２５及び第２ファーブラシ２６に各々隣接して配置している。そして、第１回収ロール２７及び第２回収ロール２８は、第１ファーブラシ２５及び第２ファーブラシ２６で除去されたトナーをそれぞれ回収する。

本実施形態の第１スクレーパ６１及び第２スクレーパ７１には、例えばステンレス板を用いている。そして、第１スクレーパ６１及び第２スクレーパ７１は、第１回収ロール２７及び第２回収ロール２８に対して突き立つ方向に接触している。そして、第１スクレーパ６１及び第２スクレーパ７１は、第１回収ロール２７及び第２回収ロール２８に付着した異物をそれぞれ掻き落とす。

また、図２に示すように、本実施形態の二次転写装置２０では、第１クリーニング部６０を、クリーナ対向ロール２４および剥離ロール２３によって形成されるベルト面に接触させて配置する。さらに、二次転写装置２０では、第２クリーニング部７０を、クリーナ対向ロール２４および二次転写ロール２２によって形成されるベルト面に接触させて配置する。このように、本実施形態では、第１クリーニング部６０と第２クリーニング部７０とを、二次転写ベルト２１における異なるベルト面にそれぞれ分けて配置している。そして、本実施形態の二次転写装置２０では、第１クリーニング部６０及び第２クリーニング部７０同士の電気的な干渉の抑制を図っている。

以上のように構成されるクリーニング装置９０において、第１クリーニング部６０と第２クリーニング部７０とには、互いに異なる極性の電圧を印加している。すなわち、二次転写後に二次転写ベルト２１に残ったトナーや紙粉は異なる極性に帯電している可能性がある。そこで、第１クリーニング部６０には、マイナスに帯電しているトナーを吸着するために正極性の電圧を印加し、第２クリーニング部７０には、プラスに帯電しているトナーを吸着するために負極性の電圧を印加する。

第１クリーニング部６０において、第１ファーブラシ２５と第１回収ロール２７とで電圧の大きさが異なるように正極性を印加する。すなわち、第１ファーブラシ２５には、電源７２にて小さい電圧が印加され、第１回収ロール２７には、電源７３にてより大きい電圧が印加される。一方、第２クリーニング部７０において、第２ファーブラシ２６と第２回収ロール２８とで電圧の大きさが異なるよう負極性が印加されている。すなわち、第２ファーブラシ２６には、電源７４にてより小さい電圧が印加され、第２回収ロール２８には電源７５にてより大きい電圧が印加される。

このように、第１回収ロール２７及び第２回収ロール２８に印加する電圧を第１ファーブラシ２５及び第２ファーブラシ２６に印加する電圧よりも大きい値とすることで、第１ファーブラシ２５及び第２ファーブラシ２６で回収されたトナーを、第１回収ロール２７及び第２回収ロール２８へとそれぞれ転移させる。

なお、第１ファーブラシ２５などの代わりに、例えば二次転写ベルト２１に対して柔らかい材質で構成された例えばゴムロール等のロール材を用いて、クリーニングを行っても構わない。

なお、本実施の形態では、制御部４０は、第１クリーニング部６０及び第２クリーニング部７０に印加する電圧の極性を、予め定められたプリントサイクルごとに反転させる。トナーは通常いずれか一方の極性を有しており、現像装置１４においてトナーを負極性に帯電させている場合には、マイナスに帯電しているトナーがプラスに帯電しているトナーよりも多くなる。このため、まず、第１クリーニング部６０でマイナスに帯電している多くのトナーを除去した後に、プラスに帯電している比較的量の少ないトナーを第２クリーニング部７０により除去する。その結果、第１クリーニング部６０のトナー除去量の方は、第２クリーニング部７０のトナー除去量よりも多くなる。そのため、不図示の回収ボックスに堆積する異物の増加割合は、第２クリーニング部７０よりも第１クリーニング部６０のほうが大きくなる。
かかる事情を考慮し、本実実施形態では、予め定められたサイクルごとに、第１クリーニング部６０と第２クリーニング部７０との極性を互いに反転させる。これにより、２つのトナー回収ボックス内に堆積する回遊トナーの量を均し、各々のトナー回収ボックスを有効に活用している。

図３は、二次転写装置２０における各部材の配置やサイズの関係を説明するための図である。
まず、本実施形態の二次転写装置２０では、図３に示すように、剥離ロール２３のロール径（以下、剥離ロール径Ｄ２）を、二次転写ロール２２のロール径（以下、二次転写ロール径Ｄ１）よりも小さくしている（Ｄ２＜Ｄ１）。
二次転写部における転写性を高めるには、中間転写ベルト１５に対して二次転写ロール２２が対向する幅はより広い方が良い。また、二次転写ロール２２は、二次転写が行われる際に例えば２０００Ｖ以上の電圧が印加される。そのため、高電圧が印加されることよる二次転写ロール２２の劣化を考慮すると、二次転写ロール２２のサイズはより大きい方が良い。以上のことから、二次転写ロール径Ｄ１は比較的大きい方が好ましい。
一方、剥離ロール２３は、二次転写ベルト２１から用紙Ｐを剥離させる部材である。二次転写ベルト２１から用紙Ｐをより剥離させ易くするには、剥離ロール２３によって形成する二次転写ベルト２１の曲率をより小さくするほうが良い。このことから、剥離ロール径Ｄ２は、比較的小さい方が好ましい。

以上のように、二次転写ロール径Ｄ１はより大きく設定し、剥離ロール径Ｄ２はより小さく設定することによって、それぞれのロール部材により発揮される機能が高まる。なお、二次転写ロール径Ｄ１と剥離ロール径Ｄ２とを一致させた場合、二次転写ロール２２によって用紙Ｐを剥離させることと変わりがなくなってしまい、用紙Ｐを二次転写ベルト２１から剥離させるために別途剥離ロール２３を設けた意義が薄れる。従って、本実施形態の二次転写装置２０では、剥離ロール径Ｄ２を二次転写ロール径Ｄ１よりも小さく設定している。

また、本実施形態の二次転写装置２０では、図３に示すように、クリーナ対向ロール２４のロール径（以下、クリーナ対向ロール径Ｄ３）を、剥離ロール径Ｄ２よりも大きくしている（Ｄ３＞Ｄ２）。
本実施形態では、クリーナ対向ロール２４にクリーニング装置９０を対向させる。従って、クリーナ対向ロール径Ｄ３は、クリーニング装置９０を対向させられる程度の幅を有している必要がある。このため、クリーナ対向ロール径Ｄ３は、より大きい方が好ましい。一方で、剥離ロール径Ｄ２は、上述のとおり、より小さく設定する方が良い。

以上のように、クリーナ対向ロール径Ｄ３をより大きく設定し、剥離ロール径Ｄ２をより小さく設定することによって、それぞれのロール部材により発揮される機能が高まる。なお、二次転写ベルト２１から用紙Ｐを剥離させるように設定するロール径では、クリーニング装置９０を対向させるだけの幅を確保できない。従って、本実施形態の二次転写装置２０では、クリーナ対向ロール径Ｄ３を剥離ロール径Ｄ２よりも大きく設定している。

次に、各ロール部材の外周面に二次転写ベルト２１が接触することによって形成される円弧の角度（以下、巻き付き角度という）について説明する。
本実施形態では、図３に示すように、３本のロール部材を正三角形に近似した形状になるように配置し、この３本のロール部材に二次転写ベルト２１を張架している。このため、本実施形態の二次転写装置２０において、二次転写ロール２２と、剥離ロール２３と、クリーナ対向ロール２４とに対する二次転写ロール２２の巻き付き角度は、それぞれ約１２０度となっている。本実施形態では、各ロール部材における二次転写ベルト２１の巻き付き角度を均すことによって、いずれのロール部材においても二次転写ベルト２１の巻き付き角が浅くなるようにしている。

また、図３に示すように、本実施形態が適用される二次転写装置２０では、二次転写ロール２２及び剥離ロール２３によって形成するベルト面における二次転写ベルト２１の回転方向の上流側の端部から鉛直下方に向かう仮想の線分Ｌ１と、そのベルト面における二次転写ベルト２１の回転方向の下流側の端部から鉛直下方に向かう仮想の線分Ｌ２とによって挟まれる空間の内側に、クリーニング装置９０の第１ファーブラシ２５及び第２ファーブラシ２６を配置している。

二次転写部へと突入してきた用紙Ｐからもたらされる紙粉は、二次転写ロール２２の上流側の端部から下側へ向けて（仮想の線分Ｌ１に沿って）落下する。また、剥離ロール２３の下流側の端部においても、用紙Ｐに付着していた紙粉が飛散し易い。この場合、紙粉は、剥離ロール２３の下流側の端部から下側へ向けて（仮想の線分Ｌ２に沿って）落下する。
そして、本実施形態の二次転写装置２０では、仮想の線分Ｌ１と仮想の線分Ｌ２との内側に、第１ファーブラシ２５及び第２ファーブラシ２６を配置することによって、二次転写ベルト２１の表面以外からの第１ファーブラシ２５及び第２ファーブラシ２６への紙粉の混入を防止しクリーニング性能の低下を抑制している。

以上のように構成される二次転写装置２０を備える画像形成装置１の動作を説明する。
不図示の画像読み取り装置やパーソナルコンピュータ(ＰＣ)等から出力される画像データは、画像形成装置１の制御部４０に入力される。制御部４０は、取得した画像データに対して画像処理を施す。そして、制御部４０は、画像形成ユニット１０等を動作させ、取得した画像データに基づいて作像作業を実行する。具体的には、制御部４０は、入力された反射率データに対して、シェーディング補正、位置ズレ補正、明度/色空間変換、ガンマ補正、枠消しや色編集、移動編集等の画像処理を施す。そして、制御部４０は、画像処理が施された画像データを、イエロー(Ｙ)、マゼンタ(Ｍ)、シアン(Ｃ)、黒(Ｋ)の４色の色材階調データに変換し、レーザ露光器１３に出力する。

レーザ露光器１３は、入力された色材階調データに応じて、例えば半導体レーザから出射された露光ビームＢｍを画像形成ユニット１０Ｙ,１０Ｍ,１０Ｃ,１０Ｋの各々の感光体ドラム１１に照射する。画像形成ユニット１０Ｙ,１０Ｍ,１０Ｃ,１０Ｋの感光体ドラム１１では、帯電器１２によって表面を帯電した後、レーザ露光器１３によって表面を走査露光して静電潜像を形成する。各々の画像形成ユニット１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋにて、現像装置１４が静電潜像を現像することにより、イエロー(Ｙ)、マゼンタ(Ｍ)、シアン(Ｃ)、黒(Ｋ)の各色のトナー像を形成する。

画像形成ユニット１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋの感光体ドラム１１上に形成されたトナー像は、各感光体ドラム１１と中間転写ベルト１５とが対向する一次転写部にて、中間転写ベルト１５上に転写される。より具体的には、一次転写部において、一次転写ロール１６が中間転写ベルト１５の基材に対しトナーの帯電極性と逆極性の電圧を印加する。そして、各色の未定着トナー像を中間転写ベルト１５の表面に順次重ね合わせる。このようにして一次転写された未定着トナー像は、中間転写ベルト１５の回転に伴って二次転写装置２０へと搬送される。

一方、用紙搬送系では、画像形成のタイミングに合わせてピックアップロール５１を回転させ、用紙収容部５０から予め定められたサイズの用紙Ｐを供給する。ピックアップロール５１により供給された用紙Ｐは、搬送ロール５２により搬送され、搬送経路５３を経て二次転写装置２０に到達する。用紙Ｐは一旦停止され、トナー像が保持された中間転写ベルト１５の移動タイミングに合わせてレジストロール(図示せず)を回転し、用紙Ｐの位置とトナー像の位置との位置合わせを行う。

そして、タイミングを合わせて搬送された用紙Ｐは、中間転写ベルト１５と二次転写ベルト２１との間に形成される二次転写部に挟み込まれる。かかる際に、給電ロール２９Ａは、トナーの帯電極性と同極性の電圧を印加することで転写電界を形成する。そして形成された転写電界により、二次転写ロール２２とバックアップロール２９とによって形成さえる二次転写部にて、中間転写ベルト１５上に保持された未定着トナー像が用紙Ｐに静電転写される。

その後、トナー像が静電転写された用紙Ｐは、二次転写ベルト２１によって、下流側へと搬送される。そして、用紙Ｐが剥離ロール２３の位置に到達すると、用紙Ｐは二次転写ベルト２１から剥離する。そして、用紙Ｐは、搬送方向下流側に設けられた搬送ベルト５４まで一定速度で搬送される。搬送ベルト５４の終端まで搬送された用紙Ｐは、案内経路５６を介して搬送ベルト５５に移送される。搬送ベルト５５では、定着装置３０における定着処理に合わせて速度を変え、用紙Ｐを定着装置３０まで搬送する。定着装置３０は、熱および圧力で定着処理を行い、用紙Ｐ上の未定着トナー像を用紙Ｐ上に定着させる。そして、定着画像が形成された用紙Ｐは、排出ロール（図示せず）によって装置の外部に排出される。一方、用紙Ｐへの転写が終了した後、ベルトクリーナ４１は、中間転写ベルト１５上に残った残留トナーを除去する。

次に、上述した本実施形態が適用される二次転写装置２０（実施例）と、比較例としての二次転写装置１２０とを用いて行ったランニング試験について説明する。
図４は、比較例としての二次転写装置１２０の全体図である。
比較例の二次転写装置１２０は、２本のロール部材によってベルトを張架する。具体的には、二次転写装置１２０は、二次転写ベルト１２１と、二次転写ベルト１２１を駆動する駆動ロール１２２と、駆動ロール１２２とともに二次転写ベルト１２１を架け回す従動ロール１２３を備えている。駆動ロール１２２は接地されている。そして、駆動ロール１２２は、二次転写の際の二次転写電界を形成するための対向電極、および第１クリーニング部１６０及び第２クリーニング部１７０におけるクリーニング電界を形成するための対向電極としての機能を兼ねている。なお、比較例の二次転写装置１２０では、駆動ロール１２２の体積抵抗を１０^５．８Ω(５．８logΩ)に設定している。

なお、比較例における中間転写ベルト１１５やバックアップロール１２９は、それぞれ実施例の中間転写ベルト１５、バックアップロール２９と同様である。また、比較例の二次転写ベルト１２１の材料も、実施例の二次転写ベルト２１と同様である。さらに、比較例のクリーニング装置１９０（第１クリーニング部１６０及び第２クリーニング部１７０）についても、基本構造は実施例と同様である。

以上のように構成される比較例の二次転写装置１２０を搭載した画像形成装置と、実施例の二次転写装置２０とを搭載した画像形成装置とによる、約５０万枚のランニング試験を行った。また、試験の環境条件として、通常の環境を想定した温度２２度、湿度５５％の環境と、高温高湿の環境を想定した温度２８度、湿度８５％の環境との２つを設定し、それぞれについて試験を行った。

結果として、比較例の画像形成画装置では、トナー像の一部が二次転写されない所謂白抜けや、二次転写の際のトナーの飛び散りが見られた。特に、高温高湿の環境下において、白抜けや飛び散りが顕著に発生した。試験後に比較例の二次転写装置１２０における二次転写ベルト１２１を観察したところ、駆動ロール１２２や従動ロール１２３によって形成された癖（以下、巻き癖と呼ぶ）が形成されていた。この二次転写ベルト１２１における巻き癖は、高温高湿の環境下で行ったランニング試験の場合に顕著に表れていた。

一方、実施例の二次転写装置２０においては、白抜けやトナーの飛び散りなどは見られなかった。また、実施例の二次転写装置２０における二次転写ベルト２１を観察したところ、巻き癖の発生は見られなかった。

図５は、プリント枚数とクリーニング電圧との関係、プリント枚数と二次転写電圧の許容幅との関係を示す図である。図５（ａ）は、比較例の二次転写装置１２０の状態を示す。図５（ｂ）は、実施例の二次転写装置２０の状態を示す。

図５（ａ）及び図５（ｂ）に示すグラフの横軸はプリント枚数である。グラフの左側の縦軸は、クリーニング電界を形成するために印加するクリーニング電圧値である。また、グラフの右側の縦軸は、白黒画像形成の際にＫ単色のトナー像を二次転写するための二次転写電圧値と、カラー画像形成の際に多色のトナー像を二次転写するための二次転写電圧値との両方を満たす印加電圧値の範囲の幅（以下、転写電圧の許容幅）である。

例えば、白黒画像形成の際に必要な二次転写電圧が８００〜１２００Ｖであり、カラー画像形成の際に必要な二次転写電圧が１１００〜１５００Ｖである場合、両方を満たす印加電圧値の範囲は１１００〜１２００Ｖである。この場合、転写電圧の許容幅は１００Ｖとなる。
そして、転写電圧の許容幅が大きいほど、二次転写部において印加すべき二次転写電圧に対して、実際に設定した二次転写電圧が外れにくくなるため、安定して二次転写を行うことができる。逆に、転写電圧の許容幅が小さいほど、二次転写部において印加すべき二次転写電圧に対して、実際に設定した二次転写電圧が外れる可能性が高くなる。

図５（ａ）に示すように、比較例の二次転写装置１２０において、例えば初期の転写電圧の許容幅は１５０Ｖとなっている。そして、図５（ａ）に示すように、転写電圧の許容幅は、プリント枚数が増加するに従って大きくなる。プリント枚数が５０万枚に達した時点で、転写電圧の許容幅は３００Ｖを超えている。このように、比較例の二次転写装置１２０においては、プリント枚数が相当数に達した後に、転写電圧の許容幅が、二次転写部における印加電圧の設定が容易となる程度（例えば２５０Ｖ）に達した。

また、クリーニング電圧は、プリント枚数が増加するに従って次第に高くなる。例えば初期におけるクリーニング電圧は約３５０Ｖであるが、プリント枚数が５０万枚になるとクリーニング電圧は１２００Ｖになる。比較例の駆動ロール１２２は、体積抵抗が１０^５．８Ω（５.８logΩ）程度の抵抗体であって、さらに二次転写電界の形成のための対向電極としての機能を兼ねているため、二次転写を行う際には高電圧（例えば２０００〜５０００Ｖ）が印加される。従って、駆動ロール１２２では、経時的な体積抵抗の上昇が顕著となる。この比較例の二次転写装置１２０では、プリント枚数が５０万枚に達した時点で、駆動ロール１２２の体積抵抗が１０^７．５Ω（７．５logΩ）に達していた。そして、クリーニング電界を形成するためのクリーニング電圧は、クリーニング装置１９０用の電源容量の上限である１２００Ｖに達した。

一方、図５（ｂ）に示すように、実施例の二次転写装置２０において、転写電圧の許容幅は、初期の状態から比較的広い状態になっている。そして、転写電圧の許容幅は、プリント枚数が５０万枚に達しても比較的広い状態（この例では２５０Ｖを超える状態）を保つことができる。また、クリーニング電圧は、初期において３５０Ｖであるのに対して、プリント枚数が５０万枚を達した時点においても約３５０Ｖとなり、プリント枚数の増加に伴ってほとんど上昇しなかった。

転写性能を向上させるには、二次転写部において二次転写電界を形成するロール部材の体積抵抗をより高める方向に設定した方が良い。一方で、クリーニング性能を向上させるには、例えばクリーニング電圧の経時的な上昇を抑えるべく、クリーニング電界を形成するロール部材の体積抵抗をより低く設定する、または金属などの導電性のロール部材によって構成する方が良い。
本実施形態が適用される二次転写装置２０では、二次転写ベルト２１を二次転写ロール２２、剥離ロール２３及びクリーナ対向ロール２４の３本のロール部材に架け回した。そして、各ロール部材に課す機能を分散させた。これによって、本実施形態の二次転写装置２０においては、転写性能の向上とクリーニング性能の向上とを両立を図っている。

１…画像形成装置、２０…二次転写装置、２１…二次転写ベルト、２２…二次転写ロール、２３…剥離ロール、２４…クリーナ対向ロール、６０…第１クリーニング部、７０…第２クリーニング部、９０…クリーニング装置

Claims

トナー像を形成する像形成部と、
前記像形成部によって形成されたトナー像を保持する像保持体と、
前記像保持体との間に記録材を挟んで回転する無端状の転写ベルトと、
前記転写ベルトの外側に接触して設けられる清掃部材を有し、当該転写ベルトの表面に付着するトナーを静電的に清掃する清掃手段と、
前記転写ベルトの内側に設けられて、当該転写ベルトを前記像保持体に向けて押圧するとともに、当該像保持体との間に当該像保持体から前記記録材にトナー像を転写する転写電界を形成する転写ロールと、
前記転写ロールとともに前記転写ベルトを架け渡し、前記清掃手段に対峙して設けられ、当該清掃手段との間に清掃電界を形成する清掃ロールと、
前記転写ロール及び前記清掃ロールとともに前記転写ベルトを架け渡す張架ロールと、を備え、
前記清掃部材は、前記転写ロール及び前記張架ロールによって形成されるベルト面における前記転写ベルトの移動方向の上流側の端部から鉛直下方に向かう仮想の線分と、当該ベルト面における当該転写ベルトの移動方向の下流側の端部から鉛直下方に向かう仮想の線分とによって挟まれる領域の内側に位置していることを特徴とする画像形成装置。
トナー像を形成する像形成部と、
前記像形成部によって形成されたトナー像を保持する像保持体と、
前記像保持体との間に記録材を挟んで回転する無端状の転写ベルトと、
前記転写ベルトの外側に接触して設けられるとともに互いに異なる極性の電圧が印加されて当該転写ベルトの清掃をそれぞれ行う第１清掃部材と第２清掃部材とを有し、当該転写ベルトの表面に付着するトナーを静電的に清掃する清掃手段と、
前記転写ベルトの内側に設けられて、当該転写ベルトを前記像保持体に向けて押圧するとともに、当該像保持体との間に当該像保持体から前記記録材にトナー像を転写する転写電界を形成する転写ロールと、
前記転写ロールとともに前記転写ベルトを架け渡し、前記清掃手段に対峙して設けられ、当該清掃手段との間に清掃電界を形成する清掃ロールと、
前記転写ロール及び前記清掃ロールとともに前記転写ベルトを架け渡す張架ロールと、を備え、
前記第１清掃部材は、前記清掃ロール及び前記転写ロールによって形成されるベルト面に接触して配置され、
前記第２清掃部材は、前記清掃ロール及び前記張架ロールによって形成されるベルト面に接触して配置され、
前記第１清掃部材及び前記第２清掃部材は、前記転写ロール及び前記張架ロールによって形成されるベルト面における前記転写ベルトの移動方向の上流側の端部から鉛直下方に向かう仮想の線分と、当該ベルト面における当該転写ベルトの移動方向の下流側の端部から鉛直下方に向かう仮想の線分とによって挟まれる領域の内側に位置していることを特徴とする画像形成装置。
像形成部と当該像形成部によって形成されたトナー像を保持する像保持体とを有する画像形成装置に取り付けられた際に、当該像保持体との間に記録材を挟んで回転する無端状の転写ベルトと、
前記転写ベルトの外側に接触して設けられる清掃部材を有し、当該転写ベルトの表面に付着するトナーを静電的に清掃する清掃手段と、
前記転写ベルトの内側に設けられ、前記画像形成装置の前記像保持体との間に当該像保持体から前記記録材にトナー像を転写する転写電界を形成する転写ロールと、
前記転写ロールとともに前記転写ベルトを架け渡し、前記清掃手段に対峙して設けられ、当該清掃手段との間に清掃電界を形成する清掃ロールと、
前記転写ロール及び前記清掃ロールとともに前記転写ベルトを架け渡す張架ロールと、を備え、
前記清掃部材は、前記転写ロール及び前記張架ロールによって形成されるベルト面における前記転写ベルトの移動方向の上流側の端部から鉛直下方に向かう仮想の線分と、当該ベルト面における当該転写ベルトの移動方向の下流側の端部から鉛直下方に向かう仮想の線分とによって挟まれる領域の内側に位置していることを特徴とするベルト搬送装置。
像形成部と当該像形成部によって形成されたトナー像を保持する像保持体とを有する画像形成装置に取り付けられた際に、当該像保持体との間に記録材を挟んで回転する無端状の転写ベルトと、
前記転写ベルトの外側に接触して設けられるとともに互いに異なる極性の電圧が印加されて当該転写ベルトの清掃をそれぞれ行う第１清掃部材と第２清掃部材とを有し、当該転写ベルトの表面に付着するトナーを静電的に清掃する清掃手段と、
前記転写ベルトの内側に設けられ、前記画像形成装置の前記像保持体との間に当該像保持体から前記記録材にトナー像を転写する転写電界を形成する転写ロールと、
前記転写ロールとともに前記転写ベルトを架け渡し、前記清掃手段に対峙して設けられ、当該清掃手段との間に清掃電界を形成する清掃ロールと、
前記転写ロール及び前記清掃ロールとともに前記転写ベルトを架け渡す張架ロールと、を備え、
前記第１清掃部材は、前記清掃ロール及び前記転写ロールによって形成されるベルト面に接触して配置され、
前記第２清掃部材は、前記清掃ロール及び前記張架ロールによって形成されるベルト面に接触して配置され、
前記第１清掃部材及び前記第２清掃部材は、前記転写ロール及び前記張架ロールによって形成されるベルト面における前記転写ベルトの移動方向の上流側の端部から鉛直下方に向かう仮想の線分と、当該ベルト面における当該転写ベルトの移動方向の下流側の端部から鉛直下方に向かう仮想の線分とによって挟まれる領域の内側に位置していることを特徴とするベルト搬送装置。