JPH1049019A

JPH1049019A - 画像形成装置

Info

Publication number: JPH1049019A
Application number: JP8205131A
Authority: JP
Inventors: Koichi Hiroshima; 康一廣島; Yasuo Yoda; 寧雄依田
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1996-08-02
Filing date: 1996-08-02
Publication date: 1998-02-20

Abstract

(57)【要約】【課題】中間転写体上の残ったトナーを、簡単な構成
で、確実に除去する。【解決手段】中間転写体クリーニングローラ８によっ
て、中間転写体５上に残ったトナーを、感光体ドラム１
上のトナーの極性と逆極性の帯電させる。これにより、
感光体ドラム１上のトナー像を中間転写体５に１次転写
する際に、中間転写体５上のトナーを感光体ドラム１上
に転移させることができる。転移したトナーは、感光体
ドラム１用のクリーニング装置１３によって除去する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、中間転写体を使用
した複写機、レーザビームプリンタ等の画像形成装置に
関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、複写機等の画像形成装置におい
て、感光体ドラム（第１の像担持体）にトナー像を形成
しこれを中間転写体（第２の像担持体）に１次転写する
工程を複数色のトナーについて行った後、中間転写体上
で重ねられた複数色のトナー像を一括して紙等の転写材
に２次転写する方式のものが知られている。この画像形
成装置は、色ズレが少ないこと、転写材の搬送経路を直
線状に構成できるため薄紙、厚紙、封筒等の多種の転写
材の使用が可能であること等の利点を有する。

【０００３】一方、中間転写体を使用した画像形成装置
は、中間転写体から転写材への２次転写の後に、中間転
写体上に２次転写残トナーが残留するため、この２次転
写残トナーの除去が一つの技術的課題となっている。

【０００４】上述の課題を解決するための１つの方法と
して、トナー帯電手段（以下単に「帯電手段」という）
を用いて、中間転写体上の２次転写残トナーのトリボ
を、感光体ドラム上のトナートリボの極性と反対極性に
帯電させ、この逆極性に帯電させたトナーを１次転写と
同時に、感光体ドラムに転移させ、その後、感光体ドラ
ムのクリーニング装置によって除去回収する方法があ
る。

【０００５】この中間転写体のクリーニング方法による
と、中間転写体上の２次転写残トナーは、２次転写の際
に既に感光体ドラム上のトナートリボの極性と反対極性
に帯電させられているため、上述の帯電手段は、実際に
は、反対極性にトナートリボを揃えるように帯電するこ
とになる。この方法により、１次転写と同時に、中間転
写体上の２次転写残トナーを除去することが可能となっ
た。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
中間転写体のクリーニング方法には、以下に述べるよう
な問題があった。

【０００７】すなわち、感光体ドラム上のトナー像が中
間転写体上に１次転写された後で、かつ２次転写前に、
ジャム等が発生した場合、これら中間転写体上の２次未
転写トナーは、トリボが反転していないため、すなわ
ち、感光体ドラム上のトナーのトリボと同じ極性である
ため、上述のクリーニング方法を使用しても、中間転写
体上の２次未転写トナーを感光体ドラムに転移させるこ
とはできない。加えて、中間転写体上の２次未転写トナ
ーが、帯電手段に付着して帯電手段を汚してしまう。こ
の結果、帯電効率が悪化し良好な中間転写体クリーニン
グが実現されなくなる。

【０００８】そこで、本発明は、装置を大型化すること
のない簡単な構成で、中間転写体、帯電手段及び２次転
写手段上のトナーを、その極性の正負にかかわらず、除
去することがでできるようにした画像形成装置を提供す
ることを目的とするものである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】請求項１に係る本発明
は、第１の像担持体上に形成したトナー像を第１の転写
位置で第２の像担持体に１次転写し、この第２の像担持
体に１次転写したトナー像を第２の転写位置で転写材に
２次転写する画像形成装置において、前記第１、第２の
像担持体間に形成した電界と、トナー帯電手段により付
与する第２の像担持体上のトナーヘの帯電により、２次
転写位置を転写されずに通過する第２の像担持体上の通
過トナーを、前記第１の像担持体に転移させることで前
記第２の像担持体から除去する、ことを特徴とする。

【００１０】請求項２に係る本発明は、前記第１の像担
持体に形成した色の異なるトナー像を順次に前記第２の
像担持体に１次転写して、前記第２の像担持体に所定の
トナー像を形成した後、該所定のトナー像を一括して転
写材に２次転写する、ことを特徴とする。

【００１１】請求項３に係る本発明は、前記通過トナー
は、始めに前記第１、第２の像担持体間に形成した電界
により前記第１の像担持体に転移させ、その後、前記第
２の像担持体に残留するトナーを前記トナー帯電手段に
より帯電することで前記第１の像担持体に転移させる、
ことを特徴とする。

【００１２】請求項４に係る本発明は、第１のクリーニ
ング形態として、前記第１、第２の像担持体間に形成し
た電界と、前記第２の像担持体上のトナーに対して前記
トナー帯電手段により付与する帯電とにより、前記通過
トナーを前記第１の像担持体に転移させることで前記第
２の像担持体から除去する形態と、第２のクリーニング
形態として、前記２次転写位置で転写工程を経て通過し
た第２の像担持体上の２次転写残トナーを、該２次転写
残トナーの現像時の極性とは逆極性に前記トナー帯電手
段により帯電し、前記１次転写と同時に前記２次転写残
トナーを前記第１の像担持体に転移させる形態と、を有
する、ことを特徴とする。

【００１３】請求項５に係る本発明は、第３のクリーニ
ング形態として、前記トナー帯電手段と前記第２の像担
持体との間に、前記トナー帯電手段から前記第２の像担
持体へ向う電界を形成し、前記トナー帯電手段に付着し
たトナーを除去する形態を有する、ことを特徴とする。

【００１４】請求項６に係る本発明は、前記第２の像担
持体上のトナー像を前記第２の転写位置で前記転写材に
２次転写する２次転写手段を有し、第４のクリーニング
形態として、前記２次転写手段から前記第２の像担持体
に転移されたトナーを、前記第１の像担持体に転移させ
ることで前記第２の像担持体から除去する形態を有す
る、ことを特徴とする。

【００１５】請求項７に係る本発明は、前記トナー帯電
手段が、前記第２の像担持体上のトナーに接触する帯電
電極である、ことを特徴とする。

【００１６】請求項８に係る本発明は、前記通過トナー
が、前記２次転写手段から前記第２の像担持体に転移さ
れたトナーである、ことを特徴とする。

【００１７】請求項９に係る本発明は、前記通過トナー
が、ジャム時に発生する前記第２の像担持体上の２次未
転写トナーである、ことを特徴とする。

【００１８】請求項１０に係る本発明において、前記通
過トナーは、装置本体が停止中に前記第２の像担持体上
に付着した前記装置本体内の浮遊トナーである、ことを
特徴とする。

【００１９】請求項１１に係る本発明において、前記ト
ナーは、形状係数ＳＦ１が１００〜１２０、かつ形状係
数ＳＦ２が１００〜１２０の実質的球形である、ことを
特徴とする。

【００２０】請求項１２に係る本発明は、前記トナー帯
電手段に印加するバイアスが、ＡＣ電圧とＤＣ電圧とを
重畳した重畳電圧である、ことを特徴とする。

【００２１】請求項１３に係る本発明は、前記第２の像
担持体上に形成した濃度パターンの濃度を検知する濃度
検出手段を有し、前記濃度パターンが前記通過トナーと
して処理される、ことを特徴とする。

【００２２】請求項１４に係る本発明は、前記第２の像
担持体から前記第１の像担持体にトナーを転移させる際
に、前記第２の像担持体の電位を変位させる、ことを特
徴とする。

【００２３】請求項１５に係る本発明は、前記２次未転
写トナーの前記第２の像担持体から前記第１の像担持体
への転移は、画像形成工程の前に行う、ことを特徴とす
る。

【００２４】請求項１６に係る本発明は、前記２次未転
写トナーの前記第２の像担持体から前記第１の像担持体
への転移は、画像形成工程の後に行う、ことを特徴とす
る。

【００２５】請求項１７に係る本発明は、前記トナー帯
電手段のトナーを前記第２の像担持体に転移する際に、
現像時のトナーの極性と同極性を印加する、ことを特徴
とする。

【００２６】

【発明の実施の形態】以下、図面に沿って、本発明の実
施の形態について説明する。

【００２７】なお、以下の説明において、第２のニップ
部（２次転写位置）を転写されないで通過する中間転写
体上のトナーを「通過トナー」といい、通過トナーに
は、後述の２次転写残トナー、２次未転写トナー、２次
転写手段から中間転写体に転移したトナー、中間転写体
に付着した浮遊トナー等が含まれる。ただし、これらの
トナーを含み、トナーについて特に区別する必要がない
場合には、単に「トナー」というものとする。〈実施の形態１〉図１は、電子写真プロセスを利用した
複写機、レーザビームプリンタ等の４色フルカラーの画
像形成装置の概略構成を示す縦断面図である。同図の画
像形成装置は、後に詳述するように、中間転写体（第２
の像担持体）５として中抵抗の弾性ローラを、また、２
次接触転写手段（２次転写手段）として転写ベルト６を
使用している。

【００２８】同図に示す画像形成装置は、第１の像担持
体として、ドラム型の電子写真感光体（以下「感光体ド
ラム」という）を備えている。感光体ドラム１は、画像
形成装置本体（不図示、以下適宜「装置本体」という）
によって回転自在に支持されており、駆動手段（不図
示）によって矢印Ｒ１方向に所定のプロセススピードで
回転駆動される。

【００２９】感光体ドラム１は回転過程で、１次帯電ロ
ーラ２によって所定の極性、所定の電位に一様に帯電処
理され、次いで、不図示の画像露光手段（カラー原稿画
像の色分解・結像露光光学系、画像情報の時系列電気デ
ジタル画素信号に対応して変調されたレーザビームを出
力するレーザスキャナによる走査露光系等）による画像
露光３を受けることにより目的のカラー画像の第１の色
成分像（例えばイエロー成分像）に対応した静電潜像が
形成される。

【００３０】次いで、その静電潜像は、現像装置４の第
１の現像器４１（イエロー現像器）により、第１色であ
るイエロートナーＹが付着されてトナー像として現像さ
れる。各色（イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック）
の現像器４１、４２、４３、４４は、回転体４ａに搭載
されており、この回転体４ａが回転駆動装置（不図示）
によって矢印Ｒ４方向に回転することにより、現像に供
される現像器が現像過程で感光体ドラム１と対向する現
像位置に配設される。

【００３１】第２の像担持体としての中間転写体５は、
感光体ドラム１に接触配置されて感光体ドラム１表面と
の間に第１のニップ部（１次転写位置）Ｎ１を形成する
とともに、矢印Ｒ５方向に感光体ドラム１と同じ周速度
をもって回転駆動されている。

【００３２】感光体ドラム１上に形成担持された上述の
第１色のイエロートナー像は、第１のニップ部Ｎ１を通
過する過程で、中間転写体５に印加される１次転写バイ
アス２９により形成される電界と、圧力とにより、中間
転写体５の外周面（表面）に転写（以下、感光体ドラム
１から中間転写体５へのトナー像の転写を「１次転写」
という）されていく。１次転写によって、感光体ドラム
１から中間転写体５に転写されずに感光体ドラム１上に
残った１次転写残トナーは、クリーニング装置１３によ
って除去される。

【００３３】以下、同様に、第２色のマゼンタトナー
像、第３色のシアントナー像、第４色のブラックトナー
像が順次に中間転写体５上に重なるようにして重畳転写
され、目的のカラー画像に対応した４色フルカラーの合
成カラートナー像が形成される。

【００３４】中間転写体５の下方には、転写ベルト６が
配置されている。転写ベルト６は、中間転写体５の軸に
対して平行に配置された２本のローラ、すなわちバイア
スローラ６２とテンションローラ６１に掛け渡されてお
り、駆動手段（不図示）によって矢印Ｒ６方向に駆動さ
れる。転写ベルト６は、テンションローラ６１側を中心
にしてバイアスローラ６２側が矢印方向に移動可能に構
成されていることにより、中間転写体５に対して下方か
ら矢印方向に接離することができる。バイアスローラ６
２には、２次転写バイアス源２８によって所望の２次転
写バイアスが印加されており、一方、テンションローラ
６１は接地されている。

【００３５】同図中における中間転写体５の左方には、
中間転写体クリーニングローラ８が配置されている。中
間転写体クリーニングローラ８は、中間転写体５に対し
て、接離可能に配置されている。なお、中間転写体クリ
ーニングローラ８については後に詳述する。

【００３６】感光体ドラム１から中間転写体５への第１
〜第４のトナー像の順次の１次転写のための１次転写バ
イアスは、トナーとは逆極性（＋）でバイアス電源２９
から印加される。このとき、転写ベルト６及び中間転写
体クリーニングローラ８は中間転写体５に対して所定の
タイミング（後述）で接離される。中間転写体５上に重
畳するようにして１次転写された合成カラートナー像の
転写材Ｐへの転写は、転写ベルト６が中間転写体５に当
接されるとともに、給紙カセット（不図示）からレジス
トローラ１１、転写前ガイド１０を通過して中間転写体
５と転写ベルト６とが当接する第２のニップ部（２次転
写位置）Ｎ２に所定のタイミングで転写材Ｐが給送さ
れ、同時に２次転写バイアスがバイアス電源２８からバ
イアスローラ６２に印加される。この２次転写バイアス
により中間転写体５から転写材Ｐへ合成カラートナー像
が２次転写される。

【００３７】トナー像の転写を受けた転写材Ｐは、矢印
Ｋ方向に搬送され、定着器１５へ導入されてここで加熱
加圧され、表面の合成カラートナー像が定着される。

【００３８】転写材Ｐへの画像転写終了後、中間転写体
５上の２次転写残トナーは中間転写体クリーナローラ８
が当接されクリーニングされる。

【００３９】次に、本発明の特徴である中間転写体クリ
ーニング手段について説明する。

【００４０】本実施例における中間転写体クリーニング
手段は、感光体ドラム１から中間転写体５への１次転写
と同時に、中間転写体上の２次転写残トナーを、感光体
ドラム１に転移させて戻すことが可能なのが特徴であ
る。これは第２のクリーニング形態である。

【００４１】そのメカニズムを説明する。２次転写残ト
ナーは、中間転写体５から転写ベルト６によってトナー
が転写材Ｐに転写される際に、トナーとは逆極性の電荷
を受けて、正規の帯電極性（本実施の形態では負極性）
とは逆極性（正）に帯電されて中間転写体５上に残って
いるトナーが多い。しかし、すべての２次転写残トナー
が正極性に反転しているわけではなく、部分的には中和
され電荷を持たないトナーや、負極性を維持しているト
ナーも存在している。

【００４２】そこで、部分的には中和され電荷を持たな
いトナーや、負極性と維持しているトナーをも、逆極性
に反転させる帯電手段を、２次転写後に設けることにし
た。

【００４３】その結果、２次転写残トナーのすべてを感
光体ドラム１に戻すことが可能となることを確認した。

【００４４】また、中間転写体２上で逆帯電されたトナ
ーと、１次転写される正規帯電トナーとは、１次転写バ
イアスが低い場合に、感光体ドラム１と中間転写体５と
の間の第１のニップ部Ｎ１において、電気的に中和、相
殺することなく、逆帯電されたトナーは感光体ドラム１
へ、正規帯電しているトナーは中間転写体５へそれぞれ
転移され、転写される。その理由としては、トナーが絶
縁性であるため、逆極性のトナー相互では、短時間で電
荷を相殺して中和もしくは極性が反転することは無いか
らである。ただし、このとき１次転写バイアスを低くす
ることによって、第１のニップ部Ｎ１での感光体ドラム
１と中間転写体５のと間にかかる電界を弱くし、第１の
ニップ部Ｎ１でのパッシェン則（Ｐａｓｃｈｅｎ則）に
従う放電によるトナーの帯電を無くすることが前提であ
る。上述のように、中間転写体５上の正極性に帯電され
た２次転写残トナーは、感光体ドラム１へ転写され、感
光体ドラム１上の負極性に帯電されたトナー像は中間転
写体５上へ転写されるといったそれぞれ独立した挙動を
とることができるので、感光体ドラム１から中間転写体
５へのトナー像の１次転写と同時に、中間転写体５から
感光体ドラム１への２次転写残トナーの転移が可能とな
る。

【００４５】次に、本実施の形態における、２次転写残
トナー帯電のための帯電手段（トナー帯電手段）につい
て説明する。本実施の形態では、中間転写体５上の２次
転写残トナーの帯電手段として、接触型の帯電部材、具
体的には複数層を有する弾性ローラを中間転写体クリー
ニングローラ８として用いた。

【００４６】図２は、本実施の形態における、中間転写
体クリーニングローラ８の概略構成を示す縦断面図であ
る。同図に示す中間転写体クリーニングローラ８は、導
電性支持体８３上に、少なくとも、ゴム、エラストマ
ー、樹脂等による弾性層８２を有するローラ形状、さら
にはその弾性層８２の上層に一層以上の被覆層８１を有
するローラ形状のものである。

【００４７】中間転写体クリーニングローラ８の具体的
に構成は、導電性支持体（以下適宜「芯金」という）８
３としての外径１４ｍｍのステンレス製芯金上に、弾性
体８２として厚さｔ＝３ｍｍのＮＢＲ、体積抵抗率１０
⁹ Ω・cm（１ｋＶ印加時）を構成し、被覆層８１として
その厚さが３０μｍ、表面抵抗値が１０¹³Ωのフッ素樹
脂をディッピング法で形成し、ローラ全体として外径は
約２０ｍｍとした。

【００４８】上述構成の中間転写体クリーニングローラ
８の実使用抵抗を図３に示す方法で測定した。ここでい
う実使用抵抗とは、弾性層８２、被覆層８１を含め、中
間転写体クリーニングローラ８全体としての抵抗のこと
である。

【００４９】図３において、回転駆動体（不図示）によ
ってアルミシリンダ７１が矢印Ｒ７１方向に回転し、そ
れに伴って、中間転写体クリーニングローラ８が矢印Ｒ
８方向に従動回転する。その当接圧は、実機使用状態と
同等としており、総圧１ｋｇｆである。中間転写体クリ
ーニングローラ８の芯金８３には、高圧電源７３から一
定の直流電圧Ｖ_dcが印加される。中間転写体クリーニン
グローラ８の弾性層８２、被覆層８１を通過して流れる
電流は、アルミシリンダ７１に流入し、標準抵抗７２を
介して接地される。標準抵抗７２の両端の電圧をＶ_r Ｖ
とすると、中間転写体クリーニングローラ８の抵抗値は
Ｒ_c は次式によって与えられる。

【００５０】Ｒ_c ＝１０⁶ ／Ｖ_r その結果、中間転写体クリーニングローラ８の実使用抵
抗Ｒ_c は、４×１０⁹Ωであった。

【００５１】次に、図４を参照して、本実施の形態に用
いた中間転写体５について説明する。なお、図４は、中
間転写体５の概略構成を示す縦断面図である。

【００５２】図４に示す中間転写体５も、中間転写体ク
リーニングローラ８とほぼ同様、例えば円筒状の導電性
支持体上に、少なくともゴム、エラストマー、樹脂から
なる弾性層を有するローラ形状、さらにはその弾性層の
上層に一層以上の被覆層を有するローラ形状のものであ
る。

【００５３】図４中、５３は剛体である円筒状の導電性
支持体、５２は弾性層、５１は表層である。本実施の形
態では、弾性層５２の肉厚を５ｍｍ、表層５１の膜厚を
２０μｍとし、トータルの外径を１８０ｍｍとした。

【００５４】また、弾性層５２は抵抗値のみを重視しア
クリロニトリルーブタジエンゴム（ＮＢＲ）に導電材と
してケッチンブラックを分散させて体積抵抗率を１０⁵
〜１０⁸ Ω・cm（１ｋＶ印加時）に制御したものを用い
た。本実施の形態においては５×１０⁵ Ω・cm（１ｋＶ
印加時）の弾性層５２を用いた。

【００５５】中間転写体５の表層５１は２次転写残トナ
ーのクリーニング性に大きく影響するために重要であ
る。表層５１にはウレタン樹脂をバインダーとし、これ
に離型性向上を目的としてＰＴＦＥパウダー４００部を
分散させたものを用いた。

【００５６】この表層５１の抵抗を、前述の中間転写体
クリーニングローラ８の体積低効率を測定したときの測
定方法と同様の測定方法で測定したところ、１×１０¹²
Ω（１ｋＶ印加時）であった。さらに検討したところ、
表層５１は、その抵抗が１０¹⁴Ω（１ｋＶ印加時）以下
であれば、転写効率、画質及びクリーニング性が良いこ
とがわかった。

【００５７】表層５１の抵抗がこれ以上高い場合には、
中間転写体５上の電荷がディケーし難く、中間転写体ク
リーニングローラ８によって中間転写体５自体が帯電さ
れ、第１のニップ部Ｎ１での電界が強くなり放電が生じ
てトナー極性が反転し、中間転写体５上のトナーが感光
体ドラム１に転移し難くなるためである。その結果とし
て中間転写体５上には常にトナーが付着した状態になっ
てしまう。

【００５８】また、表層５１の抵抗の下限は、クリーニ
ング性ではなく２次転写効率、飛び散り等の画像性が決
まるので、ここでの詳細な説明は省くが、検討した結果
によると、１×１０¹⁰Ω（１ｋＶ印加時）以上あれば、
２次転写効率、画質ともに１×１０¹⁴Ω（１ｋＶ印加
時）の場合と同様なレベルになった。

【００５９】弾性層５２、表層５１を含む実使用抵抗は
１×１０⁶ Ω（１ｋＶ印加時）であった。中間転写体５
の実使用抵抗の測定方法も、前述の中間転写体クリーニ
ングローラ８と同様、図３に示す測定と同様の手法で行
った。

【００６０】次に、本実施の形態で用いたトナーについ
て説明する。

【００６１】本実施の形態で用いたトナーは、スチレン
系樹脂バインダから粉砕法により製造された形状係数Ｓ
Ｆ１が１４５〜１５５、形状係数ＳＦ２が１４０〜１５
０の、平均粒径７μｍの不定形非磁性トナーであり、外
添剤として粒径０．１〜１．０μｍのシリカを外添して
いる。

【００６２】なお、ここでいう形状係数ＳＦ１とは、図
５に示すように、球状物質の形状の丸さの割合を示す数
値であり、球状物質を２次元平面上に投影してできる楕
円状図形の最大長ＭＸＬＮＧの２乗を図形面積ＡＲＥＡ
で割って、１００π／４を乗じたときの値で表される。
つまり、形状係数ＳＦ１は次式、ＳＦ１＝｛（ＭＸＬＮＧ）² ／ＡＲＥＡ｝×（１００π
／４）で定義されるものである。

【００６３】一方、形状係数ＳＦ２は、図６に示すよう
に、物質の形状の凹凸の割合を示す数値であり、物質２
を次元平面上に投影してできる図形の周長ＰＥＲＩの２
乗を図形面積ＡＲＥＡで割って、１００π／４を乗じた
ときの値で表される。つまり形状係数ＳＦ２は次式、ＳＦ２＝｛（ＲＥＲＩ）² ／ＡＲＥＡ｝×（１００π／
４）で定義されるものである。

【００６４】本実施の形態では、日立製作所製ＦＥ−Ｓ
ＥＭ（Ｓ−８００）を用い、トナー像を１００回無作為
にサンプリングし、その画像情報は、インターフェース
を介して、ニコレ社製画像解析装置（ＬＵＳＥＸ３）に
導入して解析を行い、上式から算出したものである。

【００６５】本実施の形態では２次転写手段として転写
ベルト６を用いている。転写ベルト６を支持しているバ
イアスローラ６２とテンションローラ６１とは、同じ材
質で構成しても、他の材質で構成してもよい。本実施の
形態では体積低効率５×１０⁶ Ω・cm（１ｋＶ印加時）
のＮＢＲを用いた。製品硬度はＡＳＫＥＲＣで５２〜
５６度である。両ローラ６２、６１は直径１４ｍｍのＳ
ＵＳ（ステンレス）芯金上に外径２０ｍｍになるように
構成した。両ローラ６２、６１の材質としては、体積低
効率が１×１０⁶ 〜１×１０¹⁰Ω・cm（１ｋＶ印加時）
で制御され、電圧依存性（高電圧を印加すると抵抗が下
がる）が著しく悪いものでなければ良い。他に挙げられ
る材質としては、ＥＰＤＭ、ウレタンゴム、ＣＲ等適当
な導電剤が分散可能なものであればよい。

【００６６】次に、転写ベルト６であるが、本実施の形
態では、熱硬化性ウレタンエラストマにカーボンを分散
させ厚さ約３００μｍ、体積低効率１０⁸ 〜１０¹²Ω・
cm（１ｋＶ印加時）に制御した上に、フッ素ゴム２０μ
ｍ、体積低効率１０¹⁵Ω・cm（１ｋＶ印加時）に制御し
たゴムベルトを用いた。その外径寸法は周長８０×幅３
００ｍｍのチューブ形状である。

【００６７】上述の転写ベルト６は、前述のバイアスロ
ーラ６２とテンションローラ６１によって約５％延ばす
張力印加がなされている。

【００６８】その他の条件は、中間転写体５の感光体ドラム１に対する当接圧：２ｋｇ
ｆ中間転写体クリーニングローラ８の中間転写体５に対す
る当接圧：１ｋｇｆ転写ベルト６の中間転写体５に対する当接圧：５ｋｇｆである。また、他の部材の条件は、感光体ドラム上暗電位（１次帯電による非画像部電位）：Ｖ_d ＝６００Ｖ明電位（レーザ露光による画像部電位）：Ｖ_l ＝−１５０Ｖ現像方法：非磁性１成分ジャンピング現像現像バイアス：Ｖ_dc＝−４００ＶＶ_ac＝１６００Ｖ_pp 周波数＝１８００Ｈｚプロセススピード：１２０ｍｍ／sec である。

【００６９】以上詳述した条件の各部材を、図１に示す
構成のレーザプリンタ（画像形成装置）に組み込み、中
間転写体クリーニングの効果を確認した。

【００７０】本実施の形態で述べた中間転写体クリーニ
ングローラ８を用い、この中間転写体クリーニングロー
ラ８に反転したトナーと同極性のバイアスを印加するこ
とによって、感光体ドラム１上のトナー像を中間転写体
５上に１次転写しながら、中間転写体５上の２次転写残
トナーを感光体ドラム１に転移させ、中間転写体５上を
清浄化することが可能となった。

【００７１】しかしながら、２次転写されず、トナート
リボの極性が反転していない状態では、中間転写体クリ
ーニングローラ８によってトナー極性を反転させること
は不可能で、トナーは中間転写体クリーニングローラ８
に付着し、付着できなかったトナーはそのまま中間転写
体５上に残ってしまうことになる。

【００７２】本出願人らの検討によると、中間転写体ク
リーニングローラ８を用いず、中間転写体５に印加する
バイアスの極性を正逆交互に印加することによって中間
転写体５のクリーニングが実現されることがわかった。

【００７３】以下に説明する内容は、給紙遅延、ジャム
等で中間転写体５上に、転写材Ｐに転写されずに、クリ
ーニングしなければならないトナーがある場合の、中間
転写体クリーニング手段についてである。

【００７４】２次転写されず中間転写体５上に残ってい
るトナー（本来転写材に転写されるべきトナーである
が、ジャム等によって転写が行われなかったトナー。以
下「２次未転写トナーという）は、正規の極性、本実施
の形態の場合は負極性を有している。したがって中間転
写体５に、上述の２次未転写トナーと同極性のバイアス
を印加すると、２次未転写トナーは中間転写体５と感光
体ドラム１の間にかかる電界で感光体ドラム１に転移す
る。しかし、バイアスを印加しても、中間転写体５上の
２次未転写トナーすべてが感光体ドラム１上に転移する
わけでなく、中間転写体５上に２次未転写トナーは残っ
てしまう。

【００７５】これは中間転写体５上のトナートリボのす
べてが負極性に揃っているわけではないためで、２次未
転写トナー中の正極性の部分が感光体ドラム１に転移で
きないからである。

【００７６】したがって、ある一定時間、中間転写体５
には負極性のバイアスを印加し、次には反転して正極性
に帯電した２次未転写トナーを再び感光体ドラム１に転
移させるため、中間転写体５に正極性のバイアスを印加
する。その結果、再び２次未転写トナーは中間転写体５
上から感光体ドラム１に転移する。

【００７７】しかしこの工程で２次未転写トナーの中に
はトリボを失うものも発生し、完全には感光体ドラム１
上に転移せず、中間転写体５上に残存してしまうという
状態になる。

【００７８】そこで本出願人らは、前述の中間転写体ク
リーニングローラ８を用い、より短い時間で完全に中間
転写体５上の清浄化を行うことができるように検討し実
現した。以下にその手法を述べる。

【００７９】図７では、中間転写体５上のある部分が感
光体ドラム１と接触して第１のニップ部Ｎ１を形成して
いるときに、それぞれの電位関係がどのような状態であ
るかを示している。中間転写体５上に存在する、ジャム
などによって転写材Ｐに転写されずに残っている２次未
転写トナーを、電界によって感光体ドラム１に戻すため
には、第１のニップ部Ｎ１での電位関係を適当に制御す
る必要がある。

【００８０】図７の中間転写体クリーニングローラバイ
アスがオンとなっている状態は、中間転写体５上のトナ
ー像に、バイアスの印加された中間転写体クリーニング
ローラ８が当接した領域が第１のニップ部Ｎ１に到達し
たことを意味している。

【００８１】図７において、中間転写体５上には正規の
トナー極性（本実施の形態ではほとんど負極性）の２次
未転写トナーがあるので、中間転写体５には負極性のバ
イアスを印加し、感光体ドラム１上の電位は、より電位
差を大きくするため未帯電、若しくは低い帯電状態にし
てあることを示している。

【００８２】この状態で中間転写体５を２回転している
のは、多色画像では中間転写体５上の２次未転写トナー
量が多いため、１周程度で感光体ドラム１に転移する２
次未転写トナー量が少ないために、２回転させている。

【００８３】このときの感光体ドラム１上の電位は０〜
−１５０Ｖ程度、つまりレーザ露光電位程度が望ましい
が、中間転写体５に印加するバイアスとの電位差を一定
以上に確保するなら、暗電位（−６００Ｖ）に設定して
もよい。本実施の形態ではほぼ−１００Ｖにしている。

【００８４】中間転写体５に印加するバイアスは、感光
体ドラム１上との電位差から負極性の２次未転写トナー
が移動する電界が得られる電圧であることはいうまでも
ない。本実施の形態では−１．１ｋＶ印加した。感光体
ドラム１上の電位がほぼ−１００Ｖである場合、−１５
０Ｖ以上の印加電圧で２次未転写トナーは感光体ドラム
１上に転移はするが、転移量が少ない。これは２次未転
写トナー自身の持つ電荷によって中間転写体５に対する
鏡映力が働くためで、これを打ち消すためにはトナート
リボとトナー量にも左右されるが、おおよそ４００Ｖ程
度の電位差があるのが望ましい。

【００８５】さらに感光体ドラム１表面電位と中間転写
体５表面電位が３００Ｖを超えるとパッシェン則に従う
放電が生じ、トナー極性の反転が起こる。すなわち、２
次未転写トナーはある程度感光体ドラム１に転移する
が、中間転写体５上に残る２次未転写トナーは正極性に
反転したものも生じている。

【００８６】本実施の形態で中間転写体５に印加したバ
イアスは−１．１ｋＶであるが、この値は、正極性に２
次未転写トナーを反転させるのが主目的である。しかし
本実施の形態で用いた中間転写体５はその構成上感光体
ドラム１に対する帯電ローラ２と同等なので、高いバイ
アスを印加すると感光体ドラム１を帯電してしまう。感
光体ドラム１表層材質との関係で、ＤＣ帯電の放電閾値
（放電の始まる電圧）が約−５００Ｖとなるので、本実
施の形態での１次帯電電位（暗電位）−６００Ｖになる
ように−１．１ｋＶとしている。

【００８７】次いで、感光体ドラム１上の電位を暗電位
（−６００Ｖ）とし、中間転写体５のバイアスを正バイ
アスとして、中間転写体５上の正極性に帯電した２次未
転写トナーを再度感光体ドラム１に転移させる。このと
きはトナー量が少ないために低い電位でも２次未転写ト
ナーは移動するが、完全には戻らない。

【００８８】このときのバイアスは＋１００〜２００Ｖ
程度が望ましく、本実施の形態では＋１００Ｖとしてい
る。

【００８９】そこで４週目に、中間転写体クリーニング
ローラ８によって中間転写体５上の２次未転写トナーを
正極性に強く揃えて帯電し感光体ドラム１上に転移させ
る。

【００９０】このときの中間転写体クリーニングローラ
８に印加するバイアスは、３０μＡ定電流制御し、発生
電圧は約１．８ｋＶであった。

【００９１】本出願人らの検討によれば、このバイアス
値はマージンが広く、定電流値１０〜１００μＡ（発生
電圧８００Ｖ〜２．５ｋＶ）程度で良好なクリーニング
性が確保でき、中間転写体５上の清浄化が実現される。

【００９２】図８は、図７の電位関係を具体的なシーケ
ンスに置き換えたものである。

【００９３】帯電ローラ２、感光体ドラム１と中間転写
体５の第１のニップ部Ｎ１及び中間転写体クリーニング
ローラ８の位置関係が図１に示すように離れているの
で、トナー像に対応する部分が第１のニップ部Ｎ１に到
達する時間、中間転写体クリーニングローラ８に到達す
る時間などのタイミングがずれて示されることとなる。

【００９４】以上述べたように、ジャム処理後など、中
間転写体５上に残存する、転写されないトナーいわゆる
２次未転写トナーの除去手段として、簡易で低コストの
中間転写体クリーニングローラ８を用いることによっ
て、短時間で中間転写体クリーニングが実現できるよう
になった。これは第１のクリーニング形態である。〈実
施の形態２〉本発明の実施の形態２は、ほぼ球形トナー
を用いたことに特徴がある。

【００９５】今回検討に用いたトナーは、例えば懸濁重
合法で製造された低軟化物質を５〜３０重量％含み、形
状係数ＳＦ１（図５参照）が１００〜１２０、形状係数
ＳＦ２（図６参照）が１００〜１２０、粒径が５〜７μ
ｍの実質的球形である非磁性一成分微粒径重合トナーで
ある。

【００９６】トナーの形状が球形に限りなく近づくと、
帯電効率が高くなり電界の影響を受けやすくなると考え
られる。

【００９７】図９に、上述の重合トナー９の概略構成を
示す。同図の重合トナー９は、その製造法上球形とな
る。本実施の形態ではコア９３にエステル系ワックスを
内包し、樹脂層９２にスチレン−ブチルアクリレート、
表層９１にスチレン−ポリエステルという構成の重合ト
ナーを用いた。その比重は約１．０５である。３層構成
となっている理由は、コアにワックスを内包すること
で、定着工程でのオフセット防止効果が得られ、また、
表層９１に樹脂層を設けることによって帯電効率の向上
を図っているためで、また実際に使用時には、トリボ安
定化のためにシリカを外添している。

【００９８】本実施の形態で使用した、上述のトナー９
のトリボ（Ｑ／Ｍ：単位質量当たりの電荷量）はおよそ
−２０μＣ／ｇである。

【００９９】次に、本実施の形態で使用した感光体ドラ
ム１は、外径が６０ｍｍのＯＰＣ（有機光半導体）で、
電荷発生層（Carrier Generation Layer、以下「ＣＧ
層」という）として、０．２〜０．３μｍのフタロシア
ニン化合物を用い、その上層の電荷輸送層（Carrier Tr
ansfer Layer、以下「ＣＴ層」という）には、バインダ
ーのポリカーボネート（以下「ＰＣ」層という）中にヒ
ドラゾン化合物を分散させて、厚さ３０μｍとしたもの
を用いた。

【０１００】上述の球形トナーは電界の影響で極性が反
転しやすいことが本出願人らの検討で明らかになってい
る。したがって、中間転写体５上の転写されない転写残
トナーのクリーニングも従来の粉砕トナーよりも短時間
で行うことができるのが特徴である。

【０１０１】図１０に、実施の形態１と同様、中間転写
体５上のある部分が感光体ドラム１と接触して第１のニ
ップ部Ｎ１を形成しているときに、それぞれの電位関係
がどのような状態にあるかを示している。なお、バイア
ス設定は実施の形態１と同様にしている。

【０１０２】図７に示す実施の形態１では、中間転写体
５を４回転させていたのに対して、中間転写体５に正バ
イアスを印加する時間を半分（１回転分）にし、そこに
中間転写体クリーニングローラ８によってトナーを一気
に逆極性に反転させ、感光体ドラム１に回収させてい
る。

【０１０３】これは、球形トナーの帯電効率が高いため
に、中間転写体５の回転数を減らしても、十分な中間転
写体クリーニングが実現できることを示している。

【０１０４】本実施の形態では重合法で作製された非磁
性球形トナーについて述べたが、従来の粉砕法によるト
ナーを後処理によってほぼ球形化した非磁性、又は磁性
トナーにおいてもその効果に変わりはない。〈実施の形
態３〉本発明の実施の形態３は、中間転写体クリーニン
グローラ８に印加するバイアスＤＣ成分にＡＣ成分を重
畳し、トナー極性を反転させる帯電能力を上げ、より短
時間で中間転写体クリーニングを実現しようとしたもの
である。

【０１０５】本実施の形態で使用する画像形成装置の構
成は、実施の形態１と同様とし、トナーは実施の形態２
中で述べた、帯電効率の高い非磁性重合球形トナーを用
いた。

【０１０６】図１１は、実施の形態１と同様、中間転写
体５上のある部分が感光体ドラム１と接触して第１のニ
ップＮ１を形成しているときに、それぞれの電位関係が
どのような状態にあるかを示している。バイアス設定は
中間転写体クリーニングローラ８に印加するバイアスを
除き、実施の形態１と同様にしている。

【０１０７】本実施の形態では中間転写体クリーニング
ローラ８に印加するバイアスを、従来のＤＣ定電流から
（ＤＣ＋ＡＣ）成分重畳の電流とした。

【０１０８】ＡＣ成分を重畳することによって、中間転
写体５と中間転写体クリーニングローラ８との間で２次
転写残トナーのジャンピングが生じ、均し効果でトナー
トリボがＤＣ成分の値に比例した形で揃うことが確認さ
れた。したがって、中間転写体５上に多少負極性の２次
転写残トナーが存在していても、上述の効果で正極性に
容易に反転させることが可能となる。

【０１０９】図１１に示すように、実施の形態２では中
間転写体５が３回転であったのに対し、中間転写体５に
負極性バイアスを印加する時間を半分（１回転分）に
し、負極性バイアス１周し、その後、正極性バイアス１
周し、このときに中間転写体クリーニングローラ８にＤ
Ｃ＋ＡＣバイアスを印加することによって２次転写残ト
ナーを一気に逆極性に反転させ、感光体ドラム１に回収
させている。

【０１１０】本出願人らの検討によれば、中間転写体ク
リーニングローラ８に印加するバイアスはＤＣ成分が＋
８００〜＋２．５ｋＶ、ＡＣ成分が矩形波、３ｋＶ_pp、
周波数１ｋＨｚ程度が適当な値である。波形はＳＩＮ
波、電圧は３〜５ｋＶ_pp、周波数は１〜２ｋＨｚでも同
様な効果があることが確認されている。

【０１１１】以上述べたように、トナーとして帯電効率
が高い球形トナーを用い、中間転写体クリーニングロー
ラ８のＡＣ重畳による均し効果を用いると、より短時間
で、十分な中間転写体クリーニングが実現できる。

【０１１２】中間転写体クリーニングローラ８へのＡＣ
重畳効果は、従来の粉砕トナーでも効果があることはい
うまでもない。〈実施の形態４〉本発明の実施の形態４は、転写ベルト
６の静電クリーニングである。これは第４のクリーニン
グの形態である。

【０１１３】例えばレーザプリンタの場合、マルチトレ
イからの給紙で転写材Ｐのサイズとコントローラからの
画像データサイズとが異なっていて、後者が大きい場合
は転写ベルト６上にトナーが転写付着し、次プリント紙
の裏面を汚すという問題が生じてしまう。

【０１１４】このような場合転写ベルト６のクリーニン
グが必要となるが、通常は転写ベルト６上をブレード等
の機械的な手段を用いて清浄化するが、本発明の中間転
写体クリーニングローラ８を用いると、静電的にしかも
短時間で転写ベルト６のクリーニングが実現でき、装置
の簡略化と低コスト化が図られる。

【０１１５】図１２に転写ベルト６にトナーが転写さ
れ、汚れた場合の転写ベルト６及び中間転写体５のクリ
ーニング時の中間転写体５の任意の部分に対するそれぞ
れの工程での電位関係を示す。

【０１１６】本実施の形態も、実施の形態２、３中で述
べた、球形トナーと中間転写体クリーニングバイアスと
してのＡＣ成分重畳、の系である。

【０１１７】図１２においてまず、中間転写体５上のク
リーニングが実施される。電位関係は実施の形態３と同
様で、図１の１及び２の部分に示す。中間転写体５の回
転が２周で中間転写体５上のクリーニングは実現され
る。

【０１１８】次いで、図１２の３の部分から転写ベルト
６のクリーニングに入る。転写ベルト６は中間転写体５
の任意の部分に当接させている。当接させる領域は任意
に選べるが、本実施の形態では画像先端部相当位置から
当接させた。

【０１１９】中間転写体５の当接後、転写ベルト６の１
周分の時間、逆バイアスを印加し、次の１周分は正バイ
アスを印加している。

【０１２０】転写ベルト６を何周分相当、中間転写体５
に当接させるかは任意に設定できるが、当接時間が中間
転写体５の１周時間よりも長くなると、クリーニング時
間が長くなるので好ましくない。本出願人らの検討によ
れば、印加するバイアスにも依存するが、およそ片側の
バイアスで２周以下、系４周以下が望ましい。

【０１２１】本実施の形態では、逆バイアス−２０μ
Ａ、正バイアス２０μＡを交互に１周ずつ印加した。印
加バイアスの最適値は使用する転写ベルト６の材質にも
依存するが、おおむね２次転写バイアス同等の正負のバ
イアスが望ましい。

【０１２２】図１２の３の部分において、転写ベルト６
に逆バイアスを印加しているときは、中間転写体５には
正バイアス１００Ｖを印加しており、転写ベルト６に正
バイアスを印加しているときは中間転写体５には負バイ
アス−１．１ｋＶを印加している。

【０１２３】中間転写体５上には上述のシーケンスによ
って転写ベルト６上のトナーが転移し、負極性及び正極
性のトナーが存在する。

【０１２４】図１２の４の部分では、中間転写体５に負
バイアスを印加し負極性のトナーを感光体ドラム１上に
転移させる動作を行う。この時点で中間転写体５上の残
留トナーは、ほとんどが正極性のトナーとなるので、次
の、図１２の５の部分で中間転写体クリーニングローラ
８に前述の実施の形態と同様（ＤＣ＋ＡＣ）バイアスを
印加し、感光体ドラム１上に再度トナーを転移させる。

【０１２５】図１３に、図１２の関係をタイミングチャ
ートに変換した図を示す。

【０１２６】感光体ドラム１上の帯電電位、中間転写体
５の電位と画像位置、転写ベルト６位置及び中間転写体
クリーニングローラ８位置が、図１に示したようにずれ
ているため、中間転写体５上の画像先端相当位置が転写
ベルト６当接位置、中間転写体クリーニングローラ８当
接位置に到達するまでに時間がかかる。

【０１２７】例えば、図１３中ｄの中間転写体５上の画
像先端相当位置の部分から後に、転写ベルト６上のトナ
ーを負バイアスを印加して転移させるためには、図７中
ｄ１のタイミングで負バイアスをオンすることになる。

【０１２８】同様に中間転写体クリーニングローラ８が
中間転写体５に当接するタイミングも、図１３に示すよ
うに、中間転写体５上のｂ、ｆがそれぞれ中間転写体ク
リーニングローラ８のｂ’、ｆ’のタイミングにシフト
している。

【０１２９】しかもそのときの中間転写体５の印加バイ
アスは、当接する転写ベルト６、中間転写体クリーニン
グローラ８に印加されているバイアスとは逆極性になっ
ていなければ効果が少ない。

【０１３０】この関係は、感光体ドラム１と中間転写体
５のバイアス関係も同様で、感光体ドラム１上の帯電は
図１に示したように帯電ローラ２で行っているため、帯
電された部分が中間転写体５との第１のニップ部Ｎ１ま
で到達するには時間がかかる。その時間を見込んでシー
ケンスを組むのはいうまでもない。

【０１３１】以上、中間転写体クリーニングローラ８を
用いた中間転写体５及び転写ベルト６のクリーニングシ
ーケンスについて述べたが、本シーケンスによってジャ
ム等で汚れた中間転写体５及び転写ベルト６のクリーナ
レスを短時間で終了することが可能となった。〈実施の形態５〉本発明の実施の形態５は、中間転写体
５、転写ベルト６及び中間転写体クリーニングローラ８
のクリーニング方法である。中間転写体クリーニングロ
ーラ８のクリーニング方法は、第３のクリーニング形態
である。

【０１３２】図１４に、転写ベルト６及び中間転写体ク
リーニングローラ８にトナーが転写付着し、汚れた場合
の中間転写体５、転写ベルト６、中間転写体クリーニン
グローラ８のクリーニング時の、中間転写体５の任意の
部分に対するそれぞれの工程での電位関係を示す。

【０１３３】図１５は、図１４の関係をタイミングチャ
ートに変換した図である。

【０１３４】本実施の形態は、実施の形態４において転
写ベルト６のクリーニングについて述べたが、転写ベル
ト６が中間転写体５への当接の終了した残りの中間転写
体５の領域に、中間転写体クリーニングローラ８を当接
させてバイアスクリーニングを行う。

【０１３５】図１６に、中間転写体５の展開図と転写ベ
ルト６の当接領域、中間転写体クリーニングローラ８の
当接領域を示す。

【０１３６】転写ベルト６、中間転写体クリーニングロ
ーラ８、それぞれのタイミングで中間転写体５の図１６
に示す位置に当接し、転写ベルト６は正極性、負極性そ
れぞれのトナーを、また中間転写体クリーニングローラ
８は負極性のトナーを中間転写体５上に転移させる。

【０１３７】中間転写体クリーニングローラ８のクリー
ニングバイアスの値は、およそクリーニングバイアスの
ＤＣ成分程度の反対極性が望ましく、本実施の形態では
−１．５ｋＶ印加している。ＡＣ成分は重畳していな
い。またこのときの中間転写体５のバイアスは正バイア
ス＋１００Ｖである。

【０１３８】クリーニングバイアスは高すぎると、トナ
ー極性が反転して中間転写体５に転移し難くなり、低く
ても転移しない。本出願人らの検討では、中間転写体５
に流れる電流値で−５〜−１００μＡ程度、本発明で使
用した中間転写体５及び中間転写体クリーニングローラ
８の抵抗値での発生電圧は−２００Ｖ〜−２．５ｋＶが
良い。

【０１３９】印加時間は中間転写体クリーニングローラ
８のほぼ３周分に相当する時間とした。１周でもほとん
どのトナーは中間転写体５に転移する。当接時間は、図
１６に示す転写ベルト６の当接領域外、中間転写体５の
１周時間内であれば自由に設定できる。

【０１４０】本発明の中間転写体５、転写ベルト６及び
中間転写体クリーニングローラ８の周長関係では、中間
転写体クリーニングローラ８の最大ほぼ３周当接可能と
である。また当接時間に相当する当接領域長さ、中間転
写体クリーニングローラ８の周長の整数倍である必要は
ない。

【０１４１】その前後のシーケンス、図１４における
１、２、４、５の関係は、実施の形態４と同様なのでこ
こでの説明は省略する。

【０１４２】以上、中間転写体クリーニングローラ８を
用いた中間転写体５、転写ベルト６及び中間転写体クリ
ーニングローラ８のクリーニングシーケンスについて述
べたが、本シーケンスによって、ジャム等で汚れた上述
の構成部品のクリーニングを短時間で終了することが可
能となった。〈実施の形態６〉本発明の実施の形態６は、プリント後
回転で行う中間転写体クリーニングローラ８のクリーニ
ングである。

【０１４３】中間転写体クリーニングローラ８はその本
来のクリーニング動作として、プリント中または後回転
時に２次転写残トナーの存在する中間転写体５上に当接
する。２次転写残トナーは、転写ベルト６と中間転写体
５との双方に印加されるバイアスで、そのほとんどトナ
ーが正極性に反転されている。しかし、中間転写体５を
利用した一括転写方式では、中間転写体５上に形成され
るトナーの量が多くかつ厚くなるため、２次転写トナー
の量も多くなり、部分的に負極性のままのトナー等が存
在するため中間転写体クリーニングローラ８にそのトナ
ーが付着してしまうおそれがある。

【０１４４】中間転写体クリーニングローラ８が汚れる
と２次転写残トナーへの帯電付与能力が落ち、結果的に
中間転写体クリーニング不良を引き起こしてしまう。し
たがって中間転写体クリーニングローラ８も適当なタイ
ミングでクリーニングする必要がある。

【０１４５】本実施の形態では、通常のプリント工程の
後に行われる感光体ドラム１のクリーニング、電位均し
工程等、いわゆる後回転と称される工程で中間転写体ク
リーニングローラ８のクリーニングを実施することとし
た。

【０１４６】図１７に、後回転中での中間転写体クリー
ニングローラ８のクリーニングシーケンスを示す。

【０１４７】通常のプリント工程において、中間転写体
５は中間転写体クリーニングローラ８にクリーニングさ
れる。より具体的には、中間転写体５上の２次転写残ト
ナーを、中間転写体クリーニングローラ８にバイアスを
印加することによって感光体ドラム１上の電位と反対極
性に帯電し、感光体ドラム１上に静電的に転移させる。

【０１４８】中間転写体クリーニングローラ８が当接す
る時間は最低、画像サイズあれば十分である。例えばＡ
４サイズ横送りでは、２１０ｍｍ、Ａ３でも４２０ｍｍ
であるので、中間転写体５の周長１８０×π＝５６５．
５ｍｍと較べ、画像が形成されない領域も存在するのは
いうまでもない。

【０１４９】本実施の形態では、中間転写体クリーニン
グローラ８が中間転写体５上の２次転写残トナーの存在
する領域全面に当接した後の余白部分に、中間転写体ク
リーニングローラ８に付着したトナーを再転移させるシ
ーケンスを実行している。

【０１５０】図１７において、２次転写され、中間転写
体５上に転写残トナーがある状態のａの部分において、
ａ１の部分が中間転写体５上の２次転写残トナークリー
ニングの部分で、ａ２の部分が中間転写体クリーニング
ローラ８に付着した負極性のトナーを、中間転写体５上
に吐き出している部分である。

【０１５１】このとき中間転写体クリーニングローラ８
のクリーニングバイアスの値は、おおむねクリーニング
バイアスのＤＣ成分程度の反対極性が望ましく、本実施
の形態では、−１．５ｋＶ印加している。ＡＣ成分は重
畳していない。またこのときの中間転写体５のバイアス
は正バイアス＋１００Ｖとした。

【０１５２】中間転写体クリーニングローラ８は３周回
転している。

【０１５３】その後の中間転写体５上に転移したトナー
を感光体ドラム１上への転移させる工程は前述の実施の
形態と同様であるので、ここでの説明は省略する。

【０１５４】以上述べたように、後回転中で中間転写体
クリーニングローラ８のクリーニングを行うことによっ
て、常に中間転写体クリーニングローラ８の表面状態
が、トナーの付着していない清浄化された状態になるの
で、十分なクリーニング性能が維持できるようになっ
た。〈実施の形態７〉本発明の実施の形態７は、多色画像の
連続プリント中の中間転写体クリーニングローラ８のク
リーニングシーケンスにある。これも第３のクリーニン
グ形態である。

【０１５５】前述の実施の形態で後回転中で中間転写体
クリーニングローラ８のクリーニングシーケンスについ
て述べたが、連続プリント時は後回転に入らないので中
間転写体クリーニングローラ８のクリーニングは行われ
ない。

【０１５６】このような場合、負極性のトナーが中間転
写体クリーニングローラ８に付着している状態で、中間
転写体５上の２次転写残トナーの存在する部分に中間転
写体クリーニングローラ８が（ＤＣ正バイアス＋ＡＣ重
畳）で当接する。プリントが進むうちに中間転写体クリ
ーニングローラ８に付着していたトナーが極性を失い、
そのトナーが中間転写体５に転移し、感光体ドラム１に
回収されずに、次プリント画像にクリーニング不良とい
う形で現われてしまう。

【０１５７】そこで、中間転写体クリーニングローラ８
のクリーニングを連続印字中に行う必要がある。

【０１５８】本実施の形態では画像形成に使用しない中
間転写体５上の任意の部分に、１時的に中間転写体クリ
ーニングローラ８に付着しているトナーを吐き出し、清
浄化することとした。

【０１５９】図１８に示すが、中間転写体５上にトナー
を吐き出す領域として最適なのは、（中間転写体周長）
−（最大紙サイズ）の領域、いわゆる非画像領域であ
る。この非画像領域は画像形成に使用されない領域なの
で、プリントアウトされる画像が汚されることはない。

【０１６０】本発明に使用したカラーレーザプリンタの
最大紙サイズはブリードサイズ（１８．５インチ×１２
インチ）であるため、非画像領域は約９５ｍｍある。

【０１６１】中間転写体クリーニングローラ８の外径は
２０ｍｍであるので、１周は回転可能である。

【０１６２】本出願人らは連続プリント何枚目から画像
上にクリーニング不良が現われるかを確認した。中間転
写体クリーニングローラ８を用いた中間転写体５のクリ
ーニングは、２次転写残トナーの残る中間転写体５上の
領域に対して中間転写体クリーニングローラ８を当接さ
せ、中間転写体５のバイアス＋１００Ｖ、中間転写体ク
リーニングローラ８に印加するバイアスとしてＤＣ１ｋ
Ｖ＋ＡＣ３ｋＶ_pp、２ｋＨｚで行った。プリントが画像
パターンは画像領域に対し印字比率５０％、最大トナー
比率３００％（３色重ね部分）のある、２次転写残トナ
ーが残りやすくクリーニングにとって厳しいパターン
（条件）で行ったその結果、１０回繰り返し試験したと
ころ、多色フルカラープリント６０〜８０枚目程度から
中間転写体クリーニングローラ８から吐き出されたトナ
ーによってクリーニング不良が発生した。

【０１６３】そこで本出願人らは中間転写体クリーニン
グローラ８が、５０枚目のプリント時の図１８に示すよ
うに中間転写体５の非画像領域に達したタイミングで、
中間転写体クリーニングローラ８に負バイアスを印加
し、中間転写体クリーニングローラ８に付着したトナー
を中間転写体５上に吐き出させるようにした。

【０１６４】その結果、非画像領域はトナーが付着した
状態となったが、次の１００枚目プリント終了まではク
リーニング不良の発生を防ぐことができた。

【０１６５】本シーケンスで５００枚連続プリントを行
ったが、画像上にクリーニング不良は発生せず、前述の
実施の形態６で述べた後回転シーケンスで、中間転写体
クリーニングローラ８はクリーニングされてプリント動
作は終了する。

【０１６６】本実施の形態では、プリント途中に中間転
写体クリーニングローラ８に負バイアスを印加して中間
転写体クリーニングローラ８のクリーニングを行ってい
るが、５０枚毎に後回転シーケンスに入るように設定す
れば同様の効果が得られることはいうまでもない。

【０１６７】また、単色連続プリント時の場合は中間転
写体クリーニングローラ８の汚れはほとんどないので、
上述のシーケンスを組み込まなくても問題はない。しか
し、より安定的な中間転写体クリーニングを実現するた
めに組み込むことはなんら問題はない。〈実施の形態８〉本発明の実施の形態８は、中間転写体
５上の任意の濃度パターンを濃度測定し、最適現像バイ
アスを求める画像濃度制御（以下「パッチ検」という）
を行った際のクリーニングシーケンスである。

【０１６８】本実施の形態で用いたレーザプリンタのパ
ッチ検は、最適現像バイアスを求めめ通称Ｄ_max 制御
と、現像のガンマ特性を補正する通称Ｄ_half制御とに分
かれている。

【０１６９】図１において、中間転写体５の右方には、
濃度センサ（濃度検出手段）７が配置されており、濃度
センサ７は、中間転写体５上に形成されたパッチの反射
濃度を測定し、その濃度に対応した電圧値をコントロー
ラに返す機能を有している。

【０１７０】なお、ここでいうＤ_max 制御とは、中間転
写体５上に所定のパッチパターンを現像バイアス可変で
形成し、パッチパターンの濃度が所望の値となる現像バ
イアスを求めるものである。また、Ｄ_half制御とは、上
述のＤ_max 制御で得られた現像バイアス一定で、パッチ
パターンの面積比を変化させたハーフトーンパターンを
中間転写体５上に形成する。このパッチパターンを濃度
センサで読取り、γ補正する、といったものである。

【０１７１】ここではＤ_max 制御の後、Ｄ_half制御に変
わる際及びＤ_half終了時の中間転写体クリーニングにつ
いて述べる。

【０１７２】通常パッチ検は感光体ドラム１上で行うの
で、短時間で済むので望ましい。しかし、スペース的制
約から感光体ドラム１上でパッチ検を実施できない場
合、中間転写体５上で実施せざるを得ない。しかも一連
の濃度制御は短時間で終了しなければならない。

【０１７３】本発明の特徴は、このような状況下で短時
間で中間転写体５上のクリーニングが実現できることで
ある。

【０１７４】まずＤ_max 制御の後、Ｄ_half制御に変わる
際の中間転写体クリーニングについては前述の実施の形
態３で述べたシーケンスを用いる。

【０１７５】次に、Ｄ_half制御の後の後回転中のクリー
ニングは、実施の形態６で述べた後回転シーケンスを用
いる。

【０１７６】上述の２つのシーケンスをそれぞれのタイ
ミングで、パッチ検を中間転写体５上で実施したとして
も短時間で終了することができ、その分、プリンタによ
る画像形成を早めに開始することができる。

【０１７７】なお、本発明は、上述の実施の形態に限定
されるものではなく、画像形成装置としては、複写機、
ファックス等に適用することができる。

【０１７８】また、第１の像担持体としては、上述の電
子写真感光体に代えて、静電記録誘電体や、時期記録磁
性体等を使用することもできる。ただし、これらを使用
した場合には、これに伴って一部の構成が変更される
が、基本的な構成についてはほとんどそのまま流用する
ことが可能である。

【０１７９】さらに、第２の像担持体としては、中間転
写体５の他に、ローラ形状体（ドラム形状体）、ベルト
形状体などの使用が可能である。

【０１８０】そして、転写材としては、記録紙、印刷
紙、カード、封筒、葉書、ＯＨＰシート等を使用するこ
とができる。

【０１８１】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によると、
転写材に転写されないで第２の像担持体上に残った通過
トナーを、トナー帯電手段によって所定の極性の帯電さ
せ、さらに、電界形成手段が第１の像担持体と第２の像
担持体との間に形成する電界によって、第２の像担持体
から第１の像担持体へ転移させることができるので、第
２の像担持体を清浄化することができる。

【０１８２】また、トナー帯電手段、２次転写手段上
に、どのような極性のトナーが付着していようと、この
トナーを一旦第２の像担持体上に転移させるだけで、１
次転写と同時に、第２の像担持体上のトナーを第１の像
担持体上に転移させることができ、個々に特別なクリー
ニング装置を設ける必要がなく、大幅なコストダウンと
装置の小型化が実現されるようになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施の形態１における画像形成装置の概略構成
を示す縦断面図。

【図２】実施の形態１における中間転写体クリーニング
ローラの概略構成を示す縦断面図。

【図３】本発明で使用した中間転写体クリーニングロー
ラ及び中間転写体の実使用抵抗測定器の概略構成を示す
図。

【図４】実施の形態１における中間転写体の構成を示す
縦断面図。

【図５】トナーの形状係数ＳＦ１を説明する図。

【図６】トナーの形状係数ＳＦ２を説明する図。

【図７】実施の形態１における中間転写体上の任意の部
分の電位関係を示す図。

【図８】実施の形態１のタイミングチャート。

【図９】実施の形態２の重合トナーの概略構成を示す縦
断面図。

【図１０】実施の形態２における中間転写体上の任意の
部分の電位関係を示す図。

【図１１】実施の形態３における中間転写体上の任意の
部分の電位関係を示す図。

【図１２】実施の形態４における中間転写体上の任意の
部分の電位関係を示す図。

【図１３】実施の形態４のタイミングチャート。

【図１４】実施の形態５における中間転写体上の任意の
部分の電位関係を示す図。

【図１５】実施の形態５のタイミングチャート。

【図１６】中間転写体の展開図と転写ベルト、クリーニ
ングローラの当接領域を示す図。。

【図１７】実施の形態６のタイミングチャート。

【図１８】中間転写体の展開図とクリーニングローラの
当接有効領域を示す図。

【符号の説明】

１第１の像担持体（感光体ドラム）２帯電ローラ３レーザ光４現像装置４１、４２、４３、４４現像器５第２の像担持体（中間転写体）６２次転写手段（転写ベルト）７濃度検出手段（濃度センサ）８トナー帯電手段（中間転写体クリーニング
ローラ）９トナー２８帯電手段（バイアス電源）２９電界形成手段（バイアス電源）Ｐ転写材

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】第１の像担持体上に形成したトナー像を
第１の転写位置で第２の像担持体に１次転写し、この第
２の像担持体に１次転写したトナー像を第２の転写位置
で転写材に２次転写する画像形成装置において、前記第１、第２の像担持体間に形成した電界と、トナー
帯電手段により付与する第２の像担持体上のトナーヘの
帯電により、２次転写位置を転写されずに通過する第２
の像担持体上の通過トナーを、前記第１の像担持体に転
移させることで前記第２の像担持体から除去する、ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】前記第１の像担持体に形成した色の異な
るトナー像を順次に前記第２の像担持体に１次転写し
て、前記第２の像担持体に所定のトナー像を形成した
後、該所定のトナー像を一括して転写材に２次転写す
る、ことを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【請求項３】前記通過トナーは、始めに前記第１、第
２の像担持体間に形成した電界により前記第１の像担持
体に転移させ、その後、前記第２の像担持体に残留する
トナーを前記トナー帯電手段により帯電することで前記
第１の像担持体に転移させる、ことを特徴とする請求項１又は請求項２記載の画像形成
装置。
【請求項４】第１のクリーニング形態として、前記第
１、第２の像担持体間に形成した電界と、前記第２の像
担持体上のトナーに対して前記トナー帯電手段により付
与する帯電とにより、前記通過トナーを前記第１の像担
持体に転移させることで前記第２の像担持体から除去す
る形態と、第２のクリーニング形態として、前記２次転写位置で転
写工程を経て通過した第２の像担持体上の２次転写残ト
ナーを、該２次転写残トナーの現像時の極性とは逆極性
に前記トナー帯電手段により帯電し、前記１次転写と同
時に前記２次転写残トナーを前記第１の像担持体に転移
させる形態と、を有する、ことを特徴とする請求項３記載の画像形成装置。
【請求項５】第３のクリーニング形態として、前記ト
ナー帯電手段と前記第２の像担持体との間に、前記トナ
ー帯電手段から前記第２の像担持体へ向う電界を形成
し、前記トナー帯電手段に付着したトナーを除去する形
態を有する、ことを特徴とする請求項４記載の画像形成装置。
【請求項６】前記第２の像担持体上のトナー像を前記
第２の転写位置で前記転写材に２次転写する２次転写手
段を有し、第４のクリーニング形態として、前記２次転写手段から
前記第２の像担持体に転移されたトナーを、前記第１の
像担持体に転移させることで前記第２の像担持体から除
去する形態を有する、ことを特徴とする請求項４又は請求項５記載の画像形成
装置。
【請求項７】前記トナー帯電手段が、前記第２の像担
持体上のトナーに接触する帯電電極である、ことを特徴とする請求項１ないし請求項６のいずれか１
項記載の画像形成装置。
【請求項８】前記通過トナーが、前記２次転写手段か
ら前記第２の像担持体に転移されたトナーである、ことを特徴とする請求項６又は請求項７記載の画像形成
装置。
【請求項９】前記通過トナーが、ジャム時に発生する
前記第２の像担持体上の２次未転写トナーである、ことを特徴とする請求項１ないし請求項７のいずれか１
項記載の画像形成装置。
【請求項１０】前記通過トナーは、装置本体が停止中
に前記第２の像担持体上に付着した前記装置本体内の浮
遊トナーである、ことを特徴とする請求項１ないし請求項７のいずれか１
項記載の画像形成装置。
【請求項１１】前記トナーは、形状係数ＳＦ１が１０
０〜１２０、かつ形状係数ＳＦ２が１００〜１２０の実
質的球形である、ことを特徴とする請求項１ないし請求項１０のいずれか
１項記載の画像形成装置。
【請求項１２】前記トナー帯電手段に印加するバイア
スが、ＡＣ電圧とＤＣ電圧とを重畳した重畳電圧であ
る、ことを特徴とする請求項１ないし請求項１１のいずれか
１項記載の画像形成装置。
【請求項１３】前記第２の像担持体上に形成した濃度
パターンの濃度を検知する濃度検出手段を有し、前記濃度パターンが前記通過トナーとして処理される、ことを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか記
載の画像形成装置。
【請求項１４】前記第２の像担持体から前記第１の像
担持体にトナーを転移させる際に、前記第２の像担持体
の電位を変位させる、ことを特徴とする請求項１ないし請求項１３のいずれか
１項記載の画像形成装置。
【請求項１５】前記２次未転写トナーの前記第２の像
担持体から前記第１の像担持体への転移は、画像形成工
程の前に行う、ことを特徴とする請求項４ないし請求項１４のいずれか
１項記載の画像形成装置。
【請求項１６】前記２次未転写トナーの前記第２の像
担持体から前記第１の像担持体への転移は、画像形成工
程の後に行う、ことを特徴とする請求項４ないし請求項１４のいずれか
１項記載の画像形成装置。
【請求項１７】前記トナー帯電手段のトナーを前記第
２の像担持体に転移する際に、現像時のトナーの極性と
同極性を印加する、ことを特徴とする請求項５記載の画像形成装置。