JPH11184265A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 中間転写ベルトにおいて、良好なクリーニン
グと、色重ね文字のトナー飛び散り防止とを図る。 【解決手段】 中間転写ベルト５ｄにクリーニングロー
ラ５ｇを接触させ、クリーニング電源５ｈ、クリーニン
グ制御装置５ｊを接続して、クリーニング手段５ｉを構
成する。中間転写ベルト５ｄ上の二次転写残トナーに対
し、クリーニング手段５ｉによって、直流成分と、ピー
ク間電圧Ｖ_PPの交流成分とを重畳したクリーニングバイ
アスを印加して帯電させ、一次転写ニップ部Ｎ₁ を介し
て中間転写ベルト５ｄから感光ドラム１上に逆転写させ
る。例えば、高温高湿時にはＶ_PPを小さく、また、中間
転写ベルト５ｄの耐久初期にはＶ_PPを大きくして、良好
なクリーニング性と、トナー飛び散り防止とを両立させ
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、中間転写体を有す
る電子写真方式の複写機、レーザー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】電子写真方式の画像形成装置（例えば、
複写機、レーザービームプリンタ等）において、中間転
写ベルトを使用した４色フルカラーのものが知られてい
る。このものは、第１の像担持体としての感光ドラム上
に形成したトナー像を、第２の像担持体としての中間転
写ベルトに一次転写する工程を４色（イエロー、マゼン
タ、シアン、ブラック）のトナーについて４回繰り返
し、その後、感光ドラム上の４色のトナー像を紙等の転
写材に一括して転写するものである。

【０００３】このような画像形成装置においては、中間
転写ベルト上に転写残トナー、すなわち二次転写時に転
写材に転写されないで中間転写ベルト上に残ったトナー
が発生する。この二次転写残トナーは、そのままにして
おくと次の転写材に転写されてこれを汚してしまうた
め、除去することが必要となる。

【０００４】二次転写残トナーの除去の方法として、二
次転写残トナーを正規トナーとは逆の極性に帯電させる
方法が知られている。

【０００５】すなわち、二次転写残トナーは、中間転写
ベルトからトナーが転写材に転写される際にトナーとは
逆極性の強い電界を受けて、正規の帯電極性（例えば負
極性）とは逆極性（例えば正極性）に帯電されて中間転
写ベルト上に残っているトナーが多い。しかし、すべて
のトナーが正極性に反転しているわけではなく、部分的
には中和されて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。

【０００６】そこで、帯電装置を設けて二次転写後に、
クリーニングバイアスとして直流成分にピーク間電圧Ｖ
_PPの交流成分を重畳したバイアスを印加する。交流成分
により二次転写残トナーは往復運動を繰り返し、より均
一に正極性に帯電される。

【０００７】正極性に帯電された二次転写残トナーは感
光ドラムと中間転写ベルトとの間の一次転写ニップ部
（第１の転写部位）を介して感光ドラム上へ逆転写さ
れ、これにより、中間転写ベルトはクリーニングされ
る。

【０００８】連続プリント時においても、中間転写ベル
ト上の逆帯電された二次転写残トナーと、感光ドラム上
の一次転写される正規トナーとのそれぞれの電荷は、短
時間の接触では相殺されないため、一次転写ニップ部に
おいては、逆帯電された二次転写残トナーは感光ドラム
へ、正規帯電している感光ドラム上のトナーは中間転写
ベルトへそれぞれ転写することが可能となり、二次転写
残トナーが次のプリント時に転写材上に転写されること
なく、適正な画像が出力される。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】中間転写ベルトのクリ
ーニングを行う際、可能な限り中間転写ベルト上の二次
転写残トナーは少なく、また、既に正極性になっている
ことが望ましい。これは、負極性のままの二次転写残ト
ナーの量が多い場合には、二次転写残トナーを均一に正
極性に帯電して感光ドラムに戻すために帯電装置に強い
クリーニングバイアスを印加することが必要となるから
である。

【００１０】ところが、実際には、転写材、環境条件、
耐久条件等により二次転写残トナーが多い場合が生じて
しまう。また、フルカラーの画像形成装置の場合には単
色のハーフトーン画像をはじめとして４色重ねの画像ま
でのすべてについて、異常放電等による画像不良を発生
させることなく画像上のすべての部分を均一に二次転写
させることは困難であり、どうしても同一画像で負極性
のままの二次転写残トナーが多い部分が生じてしまう。

【００１１】このような状況において、上述の従来例で
は、負極性のままの二次転写残トナーを均一に正極性に
帯電させるために交流電圧のピーク間電圧Ｖ_PPをある程
度大きくしておき、トナーを激しく往復運動させてやる
ことによりどのような二次転写残トナーに対しても対応
できるようにしていた。

【００１２】ところが、交流電圧のＶ_PPを大きくしたと
ころ、放電による中間転写ベルトへのダメージが大きく
なり、中間転写ベルトの抵抗値が低くなったり、中間転
写ベルト表面にひび割れが生じたりする等、耐久劣化が
促進される結果となってしまった。また、感光ドラムの
帯電方式として、感光ドラム表面に接触配置した帯電ロ
ーラを使用する場合、コロナ放電による帯電の場合とは
異なり、オゾン発生量自体は低く抑えることができるも
のの、帯電ローラの接触部近傍において発生するオゾン
の濃度自体は低くはならない。このオゾンは、窒素と反
応して窒素酸化物（ＮＯｘ）となり、空気中の水分と反
応して硝酸（ＨＮＯ₃ ）が発生する。そして、帯電ロー
ラのニップ部近傍で発生した硝酸が中間転写ベルト表面
に付着すると中間転写ベルトの抵抗を下げてしまう。中
間転写ベルトの抵抗が低くなると、中間転写ベルト上に
形成された複数色重ねの文字や線画が中間転写ベルトの
回転中に飛び散り易くなるという問題が生じる。

【００１３】この問題が発生しないようにするにはＶ_PP
を下げればよいわけだが、Ｖ_PPを下げるとクリーニング
不良が生じやすくなるという問題がある。

【００１４】そこで、本発明は、中間転写ベルトのクリ
ーニング性を保ちつつ、中間転写ベルト上で発生する文
字及び線画のトナーの飛び散りを防止して、高品質な画
像を形成す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。

【００１５】

【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
めの、請求項１に係る画像形成装置は、第１の像担持体
上に形成されたトナー像を第１の転写手段により第１の
転写部位を介して第２の像担持体上に一次転写する工程
を複数色のトナー像について繰り返すことで、前記第２
の像担持体上に複数色のトナー像を形成し、これら複数
色のトナー像を第２の転写手段により第２の転写部位を
介して転写材上に一括して二次転写する画像形成装置に
おいて、前記転写材に転写されないで前記第２の像担持
体上に残った二次転写残トナーを帯電させるクリーニン
グ部材と、該クリーニング部材に直流成分とピーク間電
圧Ｖ_PPの交流成分とを重畳したクリーニングバイアスを
印加するクリーニング電源と、該クリーニング電源を制
御するクリーニング制御装置とを有し、前記クリーニン
グ部材によって帯電した二次転写残トナーを、前記第２
の像担持体から前記第１の転写部位を介して前記第１の
像担持体に逆転写させるクリーニング手段を備え、前記
クリーニング制御装置は、前記交流成分のピーク間電圧
Ｖ_PPを第２の像担持体の耐久状態に応じて制御する、こ
とを特徴とする。

【００１６】請求項２に係る画像形成装置は、第１の像
担持体上に形成されたトナー像を第１の転写手段により
第１の転写部位を介して第２の像担持体上に一次転写す
る工程を複数色のトナー像について繰り返すことで、前
記第２の像担持体上に複数色のトナー像を形成し、これ
ら複数色のトナー像を第２の転写手段により第２の転写
部位を介して転写材上に一括して二次転写する画像形成
装置において、前記転写材に転写されないで前記第２の
像担持体上に残った二次転写残トナーを帯電させるクリ
ーニング部材と、該クリーニング部材に直流成分とピー
ク間電圧Ｖ_PPの交流成分とを重畳したクリーニングバイ
アスを印加するクリーニング電源と、該クリーニング電
源を制御するクリーニング制御装置とを有し、前記クリ
ーニング部材によって帯電した二次転写残トナーを、前
記第２の像担持体から前記第１の転写部位を介して前記
第１の像担持体に逆転写させるクリーニング手段を備
え、前記クリーニング制御装置は、前記交流成分のピー
ク間電圧Ｖ_PPを雰囲気の温湿度に応じて制御する、こと
を特徴とする。

【００１７】請求項３に係る画像形成装置は、雰囲気の
温湿度を検知してその結果を前記クリーニング制御装置
に出力する温湿度センサを有する、ことを特徴とする。

【００１８】請求項４に係る画像形成装置は、雰囲気の
温湿度を検知してその結果を前記クリーニング制御装置
に出力する転写バイアス制御手段を有する、ことを特徴
とする。

【００１９】請求項５に係る画像形成装置は、雰囲気の
温湿度を検知する手段が、前記クリーニング制御装置で
ある、ことを特徴とする。

【００２０】請求項６に係る画像形成装置は、前記二次
転写残トナーの逆転写を、前記一次転写と並行して行う
場合の前記クリーニングバイアスのピーク間電圧を
Ｖ_PP、前記一次転写と並行して行わない場合の前記クリ
ーニングバイアスのピーク間電圧をＶ_d としたときに、
これらＶ_PPとＶ_d とを異なる値に設定する、ことを特徴
とする。

【００２１】請求項７に係る画像形成装置は、前記ピー
ク間電圧Ｖ_d を前記ピーク間電圧Ｖ_PPよりも小さく設定
する、ことを特徴とする。

【００２２】請求項８に係る画像形成装置は、複数色の
トナー像を形成した際の前記クリーニングバイアスのピ
ーク間電圧をＶ_PP、単色のトナー像を形成した際の前記
クリーニングバイアスのピーク間電圧をＶ_monoとしたと
きに、これらＶ_PPとＶ_monoとを異なる値に設定する、こ
とを特徴とする。

【００２３】請求項９に係る画像形成装置は、前記ピー
ク間電圧Ｖ_monoを前記ピーク間電圧Ｖ_PPよりも小さく設
定する、ことを特徴とする。

【００２４】請求項１０に係る画像形成装置は、前記二
次転写残トナーの逆転写を、前記一次転写と並行して行
う場合の前記クリーニングバイアスのピーク間電圧をＶ
_PP、前記一次転写に先立って前記第２の像担持体表面を
除電する場合のピーク間電圧をＶ_P としたときに、これ
らＶ_PPとＶ_P とを異なる値に設定する、ことを特徴とす
る。

【００２５】請求項１１に係る画像形成装置は、前記ピ
ーク間電圧Ｖ_P を前記ピーク間電圧Ｖ_PPよりも小さく設
定する、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】〈実施の形態１〉図１は、本発明に係る画
像形成装置の概略構成を示す縦断面図である。なお、同
図に示す画像形成装置は、第２の像担持体として中間転
写ベルト（中間転写体）を使用した電子写真方式の４色
フルカラーのレーザービームプリンタ（以下「画像形成
装置」という）である。

【００２８】まず、同図を参照して画像形成装置の概略
構成を説明する。

【００２９】画像形成装置は、第１の像担持体として、
矢印Ｒ１方向に回転自在に支持されたドラム型の電子写
真感光体（以下「感光ドラム」という。）１を備えてお
り、感光ドラム１の周囲には、その回転方向（矢印Ｒ１
方向）に沿ってほぼ順に、感光ドラム１表面を一様に帯
電する帯電ローラ（帯電装置）２、帯電後の感光ドラム
１表面を画像情報に基づいて露光し静電潜像を形成する
露光装置３、静電潜像にトナーを付着させてトナー像と
して現像する現像装置４、感光ドラム１上のトナー像を
紙等の転写材Ｐに転写する転写装置５、トナー像転写後
に転写されないで感光ドラム１表面に残ったトナー（以
下「転写残トナー」という。なお、転写残トナーには、
後述のように一次転写残トナーと二次転写残トナーとが
ある。）を除去するクリーニング装置６が配設されてい
る。さらに、転写材Ｐの搬送方向（矢印Ｋ_P 方向）につ
いての転写装置５の下流側には、転写材Ｐに転写された
トナー像を定着させるための定着装置７が配設されてい
る。以下、感光ドラム１から順に詳述する。

【００３０】感光ドラム１は、円筒状のアルミニウムシ
リンダの外周面に感光層として、ＯＰＣ（有機光半導
体）、ａ−Ｓｉ（アモルファスシリコン）、ＣｄＳ（硫
化カドミウム）、Ｓｅ（セレン）等の光導電体を塗布し
て構成されている。感光ドラム１は、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。

【００３１】帯電ローラ２は、芯金の周囲を弾性部材で
囲繞してローラ状に形成された部材であり、感光ドラム
１表面に対して接触配置されている。帯電ローラ２に
は、帯電バイアス電源（不図示）によって直流電圧に交
流電圧が重畳された帯電バイアスが印加され、これによ
り、感光ドラム１表面を所定の極性、所定の電位に均一
に帯電する。

【００３２】露光装置３は、画像情報に基づいた信号が
レーザドライバ（不図示）に入力されるとそれに応じて
レーザー光を発信する発振器３ａ、ポリゴンミラー（不
図示）、反射ミラー３ｂ等を有しており、帯電後の感光
ドラム１表面をレーザー光によって照射し、照射部分の
電荷を除去することで、感光ドラム１表面に静電潜像を
形成する。

【００３３】現像装置４は、回転自在に支持されたロー
タリ４Ａと、このロータリ４Ａに搭載された４個の現像
器、すなわち、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シア
ン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）のトナーをそれぞれ収納した
Ｙ現像器４ａ、Ｍ現像器４ｂ、Ｃ現像器４ｃ、Ｋ現像器
４ｄを備えており、ロータリ４Ａは、各現像器の現像用
開口面が常に径方向外側を向くようにして回転駆動され
る。これら現像器は、感光ドラム１上の静電潜像の現像
に供される現像器（同図では、Ｙ現像器）が、ロータリ
４Ａの回転によって感光ドラム１表面に対向する現像位
置に配置される。

【００３４】第１の転写手段としての転写装置５は、従
動ローラ５ａと、二次転写対向ローラ５ｂと、駆動ロー
ラ５ｃと、これらのローラに掛け渡された中間転写ベル
ト（中間転写体）５ｄとを備えている。中間転写ベルト
５ｄは、ゴムベルトを無端状に構成したものであり、具
体的な材質としては、アクリロニトリルブタジエンゴム
（ＮＢＲ）、スチレンブタジエンゴム、ブタジエンゴ
ム、エチレンプロピレンゴム、クロロプレンゴム、クロ
ロスルホン化ポリエチレン、塩素化ポリエチレン、アク
リルゴム、フッ素ゴム、ウレタンゴム等が使用される。

【００３５】中間転写ベルト５ｄの内側には、従動ロー
ラ５ａと駆動ローラ５ｃとの間に、中間転写ベルト５ｄ
を裏面側から感光ドラム１に押し付ける一次転写ローラ
５ｅが配置されており、中間転写ベルト５ｄと感光ドラ
ム１との間に一次転写ニップ部（第１の転写部位）Ｎ₁
を構成している。また、中間転写ベルト５ｄの外側に
は、二次転写対向ローラ５ｂとの間で中間転写ベルト５
ｄを挟持する二次転写ローラ（第２の転写手段）５ｆが
配置されており、中間転写ベルト５ｄとの間に二次転写
ニップ部（第２の転写部位）Ｎ₂ を構成している。さら
に、二次転写対向ローラ５ｂと従動ローラ５ａとの間に
おける中間転写ベルト５ｄの外側には、クリーニング電
源５ｈと、これに接続された中間転写ベルトクリーニン
グローラ（クリーニング部材）５ｇと、クリーニング電
源５ｈを制御するクリーニング制御装置５ｊとを有する
クリーニング手段（帯電装置）５ｉが配設されている。
上述の一次転写ローラ５ｅには、一次転写バイアスを印
加する一次転写バイアス電源（不図示）が、また二次転
写ローラ５ｆには、二次転写バイアスを印加する二次転
写バイアス電源（不図示）が接続されている。なお、ク
リーニング手段５ｉについては後に詳述する。

【００３６】クリーニング装置６は、弾性体からなるク
リーニングブレード６ａを有し、このクリーニングブレ
ード６ａを感光ドラム１表面に当接させることで感光ド
ラム１上の転写残トナー（一次転写トナー及び二次転写
残トナー）を払拭するようにして除去する。

【００３７】上述構成の画像形成装置の動作は次のとお
りである。

【００３８】矢印Ｒ１方向に回転駆動された感光ドラム
１は、帯電ローラ２に帯電バイアスを印加することによ
って、所定の極性、所定の電位に均一に帯電される。

【００３９】帯電後の感光ドラム１表面は、露光装置３
によって、イエロー（Ｙ）に対応した静電潜像が形成さ
れ、この静電潜像はＹ現像器４ａによってＹトナーが付
着され、トナー像として現像（可視化）される。

【００４０】感光ドラム１上のトナー像は、一次転写バ
イアス電源によって一次転写ローラ５ｅに印加された一
次転写バイアスによって中間転写ベルト５ｄ上に一次転
写される。この際、中間転写ベルト５ｄに転写されない
で感光ドラム１上に残ったトナー（以下「一次転写残ト
ナー」という）は、クリーニング装置６によってクリー
ニング（除去）される。

【００４１】以上の帯電、露光、現像、一次転写、クリ
ーニングの工程を、Ｙ以外の他の３色、すなわちＭ、
Ｃ、Ｋの各色についても繰り返し行い、中間転写ベルト
５ｄ上で４色のトナー像を重ねる。この４色のトナー像
は、二次転写バイアス電源によって二次転写ローラ５ｆ
に二次転写バイアスを印加することにより、転写材Ｐ上
に一括して二次転写される。二次転写時に転写材Ｐ上に
転写されないで中間転写ベルト５ｄ上に残ったトナー
（以下「二次転写残トナー」という）は、中間転写ベル
トクリーニングローラ５ｇにクリーニング電源５ｈから
クリーニングバイアスを印加することで、逆極性に帯電
され、中間転写ベルト５ｄの回転によって搬送され、一
次転写ニップ部Ｎ₁ を介して感光ドラム１上に逆転写さ
れ、その後、クリーニング装置６によって一次転写残ト
ナーとともにクリーニングされる。

【００４２】ここで、中間転写ベルト５ｄのクリーニン
グについて詳述する。

【００４３】上述の二次転写残トナーは、中間転写ベル
ト５ｄ上のトナーが転写材Ｐに二次転写される際にトナ
ーとは逆極性の強い電界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（正極性）に帯電され
て中間転写ベルト５ｄ上に残っているトナーが多い。し
かし、すべてのすべての二次転写残トナーが正極性に反
転され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。

【００４４】そこで、中間転写ベルト５ｄの回転方向
（矢印Ｒ５方向）についての二次転写ニップ部Ｎ₂ の下
流側に中間転写ベルトクリーニングローラ８を設け、こ
れにクリーニング電源５ｈによって、クリーニングバイ
アスとして、直流成分にピーク間電圧Ｖ_PPの交流成分を
重畳した重畳電圧を印加する。二次転写残トナーは交流
成分によって往復運動を繰り返し、より均一に正極性に
帯電される。

【００４５】正極性に帯電された二次転写残トナーは、
一次転写ニップ部Ｎ₁ を介して中間転写ベルト５ｄ上か
ら感光ドラム１上へ逆転写され、中間転写ベルト５はク
リーニングされる。

【００４６】連続プリント時においても、中間転写ベル
ト５ｄ上の逆帯電された二次転写残トナーと、感光ドラ
ム１上の一次転写される正規トナーとのそれぞれの電荷
は、短時間の接触では相殺されないため、一次転写ニッ
プ部Ｎ₁ を介して、逆帯電されている二次転写残トナー
は感光ドラム１上へ、一方、正規帯電されている感光ド
ラム１上のトナーは中間転写ベルト５ｄ上へそれぞれ転
写されることになる。この感光ドラム１上の二次転写残
トナーは、上述のようにクリーニング装置６によって除
去されるため、次ぎのプリント時に転写材Ｐ上に転写さ
れることなく、適正な画像が出力される。

【００４７】４色のトナー像が二次転写された転写材
は、定着ローラ７ａとこれに圧接された加圧ローラ７ｂ
とを有する定着装置７に搬送され、ここで加熱、加熱さ
れて表面に４色のトナー像が定着される。以上で、画像
形成が完了する。

【００４８】次に、上述の中間転写ベルト５ｄ上におけ
る色重ねの文字や線画の飛び散りのメカニズムについ
て、赤色の文字（以下「Ｒ文字」という）の場合を例に
説明する。

【００４９】Ｒ文字は、まず、感光ドラム１上のＹ文字
が中間転写ベルト５ｄ上に一次転写され、その上に重ね
るようにしてＭ文字が一次転写されることで形成され
る。このとき、図２（ａ）に示すように感光ドラム１か
ら中間転写ベルト５ｄ上に転移したマイナス電荷により
電位障壁が形成される。中間転写ベルト５ｄの抵抗値が
ある程度高くて電位保持時間τがある程度長い場合、こ
の電位の壁が二次転写時まで保持され、中間転写ベルト
５ｄ上に形成されたＲ文字は飛び散ることなく転写材Ｐ
上に二次転写される。

【００５０】しかしながら、中間転写ベルト５ｄの抵抗
が低くて電位保持時間τが短い場合、図２（ｂ）に示す
ように一次転写ニップ部Ｎ₁ で形成された電位障壁が二
次転写する前に小さくなってしまう。すると、中間転写
ベルト５ｄにおける、従動ローラ５ａ、駆動ローラ５
ｂ、二次転写対向ローラ５ｃに掛け渡されている部分の
屈曲や、一次転写ニップ部Ｎ₁ に位置する部分での変形
等の外乱でトナＭトナーが飛び散ってしまうわけであ
る。

【００５１】上述のように、τの長い中間転写ベルト５
ｄは、トナーの飛び散りについては有利であるが、二次
転写性がやや悪化するという側面があり、クリーニング
性を保つためにはクリーニングバイアスのＶ_PPを大きく
しなくてはならない。特にイニシャル状態の中間転写ベ
ルト５ｄはクリーニングバイアスによってダメージをま
ったく受けていないので、τが十分長く、二次転写性も
やや悪い。

【００５２】そこで、本実施の形態は、クリーニング手
段５ｉにおいて、中間転写ベルトクリーニングローラ５
ｇに対してクリーニング電源５ｈが印加するクリーニン
グバイアスについて、耐久状態によってクリーニングバ
イアスのピーク間電圧Ｖ_PPを制御することで、クリーニ
ングバイアスによる中間転写ベルト５ｄへのダメージを
最小限に抑え、中間転写ベルト５ｄの抵抗ダウンによる
色重ねの文字や線画の飛び取り防止をしつつ、クリーニ
ング性も維持させるというものである。

【００５３】本実施の形態においては、以下のようにピ
ーク間電圧Ｖ_PPを制御した。

【００５４】すなわち、ｎを耐久枚数としたときに、 ｎ＜１００の場合、３．０ｋＶ ……（１） １００≦ｎ≦１０００の場合、 ｛（２．２−３．０）／（１０００−１００）｝×ｎ＋（２７．８）／９ ……（２） １０００＜ｎの場合、２．２ｋＶ ……（３） となるように制御する。

【００５５】本実施の形態のように、中間転写ベルト５
ｄの耐久状態に応じて、中間転写ベルトクリーニングロ
ーラ５ｇに印加するクリーニングバイアスのピーク間電
圧Ｖ_PPを制御すれば、クリーニング不良を防ぎつつ、色
重ね文字の飛び散りの発生も減少させることができる。

【００５６】なお、Ｖ_PPと耐久状態の関係は、耐久にお
ける初期に大きなピーク間電圧を用いてクリーニングを
行い（上述では(1) に相当）、使用に伴って徐々に小さ
くして（上述では(2) に相当）、最後はある一定の値
（上述では(3) に相当）でクリーニングを行うというも
のなら、どのような関係でも効果がある。例えば、(2)
に相当する部分を一次関数ではなく、指数関数等のよう
に、より高次な関数となるようにしてもよい。また、上
述では、ピーク間電圧の下げはじめの時点を１００枚、
下げ終わりの時点を１０００枚に設定しているが、これ
らは他の枚数に設定してもよいのはもちろんである。

【００５７】以上の説明では、中間転写体として中間転
写ベルト５ｄを使用した例を説明したが、中間転写体と
して、ドラム状の中間転写ドラムを使用した場合も、ほ
ぼ同様の効果を上げることが可能である。

【００５８】〈実施の形態２〉図３に、実施の形態２の
画像形成装置の断面図を示す。なお、前述の実施の形態
１と同様の構成、作用の部材等については、同じ符号を
付して、その説明は適宜省略するものとする。

【００５９】ＮＯｘの発生量は、帯電ローラ２と感光ド
ラム１との接触部（帯電ニップ部）近傍で発生するオゾ
ンによって決定される。そして、ＮＯｘから発生する硝
酸は雰囲気中の水分量が多い場合に多く発生する。すな
わち、ＮＯｘによる中間転写ベルト５ｄの抵抗ダウンは
雰囲気中の水分量が多い場合に発生するわけである。一
方、二次転写を行う際に発生する異常放電は雰囲気中の
水分量が少ない場合に発生しやすくなる。そのため水分
量が少ない場合には、二次転写バイアスを大きくするこ
とができず、二次転写残トナーがどうしても多くなり、
中間転写ベルト５ｄのクリーニングを行う際のＶ_PPを大
きくせざるを得ない。

【００６０】本実施の形態の特徴は、温湿度センサ８を
用いて雰囲気中の絶対水分量を測定し、その結果から中
間転写ベルト５ｄをクリーニングするクリーニング手段
５ｉである帯電装置に印加するクリーニングバイアスの
ピーク間電圧Ｖ_PPを制御する点にある。

【００６１】図４は、温湿度センサ８から求めた雰囲気
中の絶対水分量とピーク間電圧Ｖ_PPの制御例との関係を
示す図である。図４に示すように雰囲気中の絶対水分量
が多い場合にＣＰＵ（クリーニング制御装置）９によっ
てＶ_PPを小さくし、オゾンから生成される硝酸の発生を
極力少なくし、中間転写ベルト５ｄの抵抗ダウンによる
飛び散り画像を防ぐことができる。そして、雰囲気中の
絶対水分量が少ない場合にはＶ_PPを大きくし、二次転写
残トナーの増加によるクリーニング不良を防ぐことがで
きる。

【００６２】本実施の形態２では、雰囲気中の絶対水分
量とピーク間Ｖ_PPとの関係を一次関数としたが、雰囲気
中の水分量が多い場合にＶ_PPを小さくし、少ない場合に
Ｖ_PPを大きくするのであれば、一次関数に限らず、他の
関係としてもよい。また、本実施の形態では中間転写ベ
ルト５ｄを用いた場合を説明したが、中間転写ドラムを
用いた場合においても同様な効果が得られるのはいうま
でもない。

【００６３】〈実施の形態３〉図５に、実施の形態３の
画像形成装置の断面図を示す。なお、前述の図１に示す
画像形成装置と同様の構成、作用の部材等については同
じ符号を付して、その説明は適宜省略するものとする。

【００６４】一次転写バイアス電源１０には、転写時の
電流を適正に制御するために電流検出回路１１が設けら
れており、電流検出回路１１からの信号はＣＰＵ（転写
バイアス制御手段）１２に送られ、ＣＰＵ１２によって
一次転写バイアス電源１０が制御され、これにより、一
次転写バイアス電源１０から一次転写ローラ１０に印加
される一次転写バイアスが適正となるように制御されて
いる。本実施の形態では、一次転写電流検出回路１１に
よって電流を検知することで、中間転写ベルト５ｄの抵
抗値を測し、これにより、雰囲気中の温湿度を推定し、
クリーニング電源５ｈが中間転写ベルトクリーニングロ
ーラ５ｇに印加するクリーニングバイアスのＶ_PPを制御
する。この結果、硝酸が発生しやすい環境においてはＶ
_PPを小さくする一方、二次転写残トナーが多いような環
境においてはＶ_PPを大きくすることが可能となり、クリ
ーニング性を保ちつつ中間転写ベルト５ｄ上での飛び散
りを防ぐことができる。

【００６５】本実施の形態では一次転写バイアスを定電
圧制御した場合の方法を説明したが、中間転写ベルト５
ｄの抵抗値が測定できればよく、定電流制御で電圧をモ
ニタしてもよい。また、対向電極として、感光ドラム１
を使用する例を示したが、これに限らず、対向電極とし
て、二次転写ローラ５ｆや中間転写ベルトクリーニング
ローラ５ｇを使用してもよい。さらに、中間転写ベルト
５ｄの抵抗測定は印字シーケンス中（画像形成動作中）
でなければいつでもよい。

【００６６】なお、本実施の形態では、中間転写体とし
て中間転写ベルト５ｄを用いた場合を説明したが、これ
に代えて中間転写ドラムを使用した場合においても同様
な効果を得ることができる。

【００６７】〈実施の形態４〉中間転写ベルト５ｄを用
いた４色フルカラーの画像形成装置は、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｂ
ｋの各色のトナー像を感光ドラム１から中間転写ベルト
５ｄ上に一旦、一次転写した後、一括して転写材へ二次
転写される。そのとき、トナー量が少ない単色のハーフ
トーン部分からトナー量が多い４色重ねの部分まで存在
するため、異常放電等による画像不良を発生せずにすべ
ての部分を均一に二次転写させることは困難である。こ
のため、二次転写残トナーが多くなりがちで、中間転写
ベルト５ｄのクリーニングバイアスのピーク間電圧Ｖ_PP
を小さく抑えることは困難であった。しかしながら、フ
ルカラーの画像形成装置は常にＹ、Ｍ、Ｃ、Ｂｋのトナ
ーを使用したフルカラーモードで使用をされるわけでは
なく、単色のみのモノカラーモードもある。このモノカ
ラーモードの場合、中間転写ドラム５ｄ上に存在しうる
トナー量の最大値はフルカラーモードの１／４であり、
二次転写残トナーを少なく抑えることが可能となる。

【００６８】本実施の形態の特徴は、二次転写残トナー
が少ないモノカラーモードにおけるＶ_PPを下げることに
ある。図６は、単色画像、二色重ね画像、４色重ね画像
のそれぞれの二次転写バイアスと転写効率との関係を示
す図である。同図から分かるように、それぞれ転写効率
のピークが異なり、二次転写バイアスを一定とした場合
には、どのような二次転写バイアスに設定しても二次転
写残トナーが多くなってしまう。そこで、フルカラーモ
ードでは二次転写バイアスをＶ_fullに設定し、すべての
画像に対して適度な転写効率が得られるようにして、ク
リーニングバイアスのＶ_PPをやや大きめに設定する。単
色画像のみを出力するモノカラーモードにおいては、モ
ノカラーモード用のバイアス設定Ｖ_monoに設定すること
で二次転写残トナーを少なくする。その際、クリーニン
グバイアスのＶ_PPは小さく抑える。この結果、クリーニ
ング性を保ちつつ、モノカラーモードにおける中間転写
ベルト５ｄへのダメージが減少し、色重ね文字の飛び散
りの発生も減少させることができる。なお、本実施の形
態では中間転写体として中間転写ベルトを用いた場合を
説明したが、これに代えて中間転写ドラムを用いた場合
においても同様な効果が得られるのはいうまでもない。

【００６９】〈実施の形態５〉中間転写ベルト５ｄ上の
二次転写残トナーは、クリーニング手段５ｉによって正
極性に帯電され、一次転写ニップ部Ｎ₁ において中間転
写ベルト５ｄから感光ドラム１上へ逆転写され、中間転
写ベルト５ｄはクリーニングされるが、連続プリント時
（連続画像形成時）においては、感光ドラム１上に静電
潜像が描かれているので、感光ドラム１上の電位は一定
ではない。また、感光ドラム１上に存在する正規トナー
を一次転写する必要があるから、一次転写ニップ部Ｎ₁
に印加される電圧値も、中間転写ベルト５ｄのクリーニ
ングと一次転写とを両立させる値に設定しなくてはなら
ず、クリーニング性とうい観点からいうと最適値とはい
えない。一方、感光ドラム１へ逆転写される二次転写残
トナーに対しては最適なトリボ値が存在し、低すぎたり
高すぎたりすると逆転写されにくくなる。つまり、連続
プリント時における一次転写同時中間転写ベルトべクリ
ーニングのために、一次転写ニップ部Ｎ₁ に印加される
電圧値が限定されるため、より均一に二次転写残トナー
のトリボ値を制御する必要が生じ、ピーク間電圧Ｖ_PPを
下げることは困難であったわけである。しかし、連続プ
リント時の最終枚目は当然のことながらクリーニングの
みが行われ、一次転写のことを考慮せずに一次転写バイ
アスを設定できる。また、感光ドラム１表面も一定の電
位であり、二次転写残トナーを逆転写させる条件が緩や
かになる。そこで、本実施の形態では転写同時クリーニ
ングを行わない最終枚目や間欠プリントモードの場合、
Ｖ_PPを下げる。この結果、クリーニング性を保ちつつ、
中間転写ベルト５ｄへのダメージが減少し、色重ね文字
の飛び散りの発生も減少させることができる。

【００７０】なお、本実施の形態では中間転写体として
中間転写ベルトを用いた場合を説明したが、これに代え
て、中間転写ドラムを用いた場合においても同様な効果
が得られる。

【００７１】〈実施の形態６〉二次転写残トナーを、ク
リーニング手段５ｉを用いて逆極性に帯電させ、感光ド
ラム１上に逆転写させることにより中間転写ベルト５ｄ
上をクリーニングする場合、このクリーニング手段５ｉ
によって中間転写ベルト５ｄ表面が帯電され、連続プリ
ント時においては中間転写ベルト５ｄの表面電位が十分
減衰しないうちに一次転写されることが起こりうる。す
ると、画像形成の前に十分除電時間をおいた場合と連続
プリント時とでは画像濃度が変わってしまう。これを防
ぐために、常に一次転写が実行される前に中間転写ベル
ト５ｄをクリーニング手段５ｉによって均一に帯電させ
る方法が実施されている。この場合、中間転写ベルト５
ｄをクリーニングするのではなく中間転写ベルト５ｄ表
面をある一定の値に帯電させることが目的であり、クリ
ーニング性をまったく考慮する必要がない。すなわち、
中間転写ベルト５ｄのクリーニングバイアスのピーク間
電圧Ｖ_PPの値は、中間転写ベルト５ｄ表面がある一定値
に均一に帯電されることができる値を取ればよいわけで
ある。

【００７２】そこで、本実施の形態では一次転写前に中
間転写ベルト５ｄの帯電を実行する際には、通常の中間
転写ベルト５ｄのクリーニングを行う場合よりもＶ_PPを
下げることにする。

【００７３】この結果、クリーニング性を保ちつつ中間
転写ベルト５ｄのダメージが減少し、色重ね文字の飛び
散りの発生も減少させることができる。

【００７４】なお、本実施の形態では、中間転写体とし
て中間転写ベルトを用いた場合を説明したが、これに代
えて中間転写ドラムを用いた場合においても同様な効果
を得ることができる。

【００７５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によると、
環境条件、耐久条件に応じて、第２の像担持体のクリー
ニング手段に印加する交流電圧のピーク間電圧Ｖ_PPを変
更することにより、良好なクリーニング性を保ちつつ、
第２の像担持体上で発生するトナーの飛び散りを有効に
防止することができる。

【００７６】また、モノカラーモードとフルカラーモー
ドとでピーク間電圧Ｖ_PPを変更することにより、良好な
クリーニング性を保ちつつ、中間転写体上で発生するト
ナーの飛び散りを防ぐことができる。

【００７７】さらに、間欠プリントモード、最終プリン
ト時等の、一次転写同時クリーニングを実施しないモー
ドにおけるＶ_PPを変更することにより、クリーニング性
を保ちつつ、中間転写体上で発生するトナーの飛び散り
を防ぐことができる。

【００７８】加えて、中間転写体クリーニング装置を用
いて転写前帯電を行う際のピーク間電圧を変更すること
により、クリーニング性を保ちつつ、中間転写体上で発
生するトナーの飛び散りを防ぐことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施の形態１の画像形成装置の概略構成を示す
縦断面図。

【図２】（ａ）はτが長い場合の中間転写ベルト上の状
態を示す模式図。（ｂ）はτが短い場合の中間転写ベル
ト上の状態を示す模式図。

【図３】実施の形態２の画像形成装置の概略構成を示す
縦断面図。

【図４】雰囲気中の絶対水分量と、中間転写ベルトのク
リーニングバイアスのピーク間電圧との関係を示す図。

【図５】実施の形態３の画像形成装置の概略構成を示す
縦断面図。

【図６】単色画像、二色重ね画像、四色重ね画像につい
ての、二次転写バイアスと、転写効率との関係を示す
図。

【符号の説明】

１ 第１の像担持体（感光ドラム） ２ 帯電ローラ ３ 露光手段 ４ 現像装置 ５ 第１の転写手段（転写装置） ５ｄ 第２の像担持体（中間転写ベルト） ５ｆ 第２の転写手段（二次転写ローラ） ５ｇ クリーニング部材（中間転写ベルトクリー
ニングローラ） ５ｈ クリーニング電源 ５ｉ クリーニング手段 ５ｊ、９ クリーニング制御装置（ＣＰＵ） ８ 温湿度センサ １２ 転写バイアス制御手段 Ｎ₁ 第１の転写部位（第１の転写ニップ部） Ｎ₂ 第２の転写部位（第２の転写ニップ部） Ｐ 転写材

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 鈴木 健彦 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キヤ ノン株式会社内 (72)発明者 小林 達也 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キヤ ノン株式会社内

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 第１の像担持体上に形成されたトナー像
   を第１の転写手段により第１の転写部位を介して第２の
   像担持体上に一次転写する工程を複数色のトナー像につ
   いて繰り返すことで、前記第２の像担持体上に複数色の
   トナー像を形成し、これら複数色のトナー像を第２の転
   写手段により第２の転写部位を介して転写材上に一括し
   て二次転写する画像形成装置において、 前記転写材に転写されないで前記第２の像担持体上に残
   った二次転写残トナーを帯電させるクリーニング部材
   と、 該クリーニング部材に直流成分とピーク間電圧Ｖ_PPの交
   流成分とを重畳したクリーニングバイアスを印加するク
   リーニング電源と、 該クリーニング電源を制御するクリーニング制御装置と
   を有し、 前記クリーニング部材によって帯電した二次転写残トナ
   ーを、前記第２の像担持体から前記第１の転写部位を介
   して前記第１の像担持体に逆転写させるクリーニング手
   段を備え、 前記クリーニング制御装置は、前記交流成分のピーク間
   電圧Ｖ_PPを第２の像担持体の耐久状態に応じて制御す
   る、 ことを特徴とする画像形成装置。
2. 【請求項２】 第１の像担持体上に形成されたトナー像
   を第１の転写手段により第１の転写部位を介して第２の
   像担持体上に一次転写する工程を複数色のトナー像につ
   いて繰り返すことで、前記第２の像担持体上に複数色の
   トナー像を形成し、これら複数色のトナー像を第２の転
   写手段により第２の転写部位を介して転写材上に一括し
   て二次転写する画像形成装置において、 前記転写材に転写されないで前記第２の像担持体上に残
   った二次転写残トナーを帯電させるクリーニング部材
   と、 該クリーニング部材に直流成分とピーク間電圧Ｖ_PPの交
   流成分とを重畳したクリーニングバイアスを印加するク
   リーニング電源と、 該クリーニング電源を制御するクリーニング制御装置と
   を有し、 前記クリーニング部材によって帯電した二次転写残トナ
   ーを、前記第２の像担持体から前記第１の転写部位を介
   して前記第１の像担持体に逆転写させるクリーニング手
   段を備え、 前記クリーニング制御装置は、前記交流成分のピーク間
   電圧Ｖ_PPを雰囲気の温湿度に応じて制御する、 ことを特徴とする画像形成装置。
3. 【請求項３】 雰囲気の温湿度を検知してその結果を前
   記クリーニング制御装置に出力する温湿度センサを有す
   る、 ことを特徴とする請求項２記載の画像形成装置。
4. 【請求項４】 雰囲気の温湿度を検知してその結果を前
   記クリーニング制御装置に出力する転写バイアス制御手
   段を有する、 ことを特徴とする請求項２記載の画像形成装置。
5. 【請求項５】 雰囲気の温湿度を検知する手段が、前記
   クリーニング制御装置である、 ことを特徴とする請求項２記載の画像形成装置。
6. 【請求項６】 前記二次転写残トナーの逆転写を、前記
   一次転写と並行して行う場合の前記クリーニングバイア
   スのピーク間電圧をＶ_PP、前記一次転写と並行して行わ
   ない場合の前記クリーニングバイアスのピーク間電圧を
   Ｖ_d としたときに、これらＶ_PPとＶ_d とを異なる値に設
   定する、 ことを特徴とする請求項１、２、３、４、又は５記載の
   画像形成装置。
7. 【請求項７】 前記ピーク間電圧Ｖ_d を前記ピーク間電
   圧Ｖ_PPよりも小さく設定する、 ことを特徴とする請求項６記載の画像形成装置。
8. 【請求項８】 複数色のトナー像を形成した際の前記ク
   リーニングバイアスのピーク間電圧をＶ_PP、単色のトナ
   ー像を形成した際の前記クリーニングバイアスのピーク
   間電圧をＶ_monoとしたときに、これらＶ_PPとＶ_monoとを
   異なる値に設定する、 ことを特徴とする請求項１、２、３、４、又は５記載の
   画像形成装置。
9. 【請求項９】 前記ピーク間電圧Ｖ_monoを前記ピーク間
   電圧Ｖ_PPよりも小さく設定する、 ことを特徴とする請求項８記載の画像形成装置。
10. 【請求項１０】 前記二次転写残トナーの逆転写を、前
    記一次転写と並行して行う場合の前記クリーニングバイ
    アスのピーク間電圧をＶ_PP、前記一次転写に先立って前
    記第２の像担持体表面を除電する場合のピーク間電圧を
    Ｖ_P としたときに、これらＶ_PPとＶ_P とを異なる値に設
    定する、 ことを特徴とする請求項１、２、３、４、又は５記載の
    画像形成装置。
11. 【請求項１１】 前記ピーク間電圧Ｖ_P を前記ピーク間
    電圧Ｖ_PPよりも小さく設定する、 ことを特徴とする請求項１０記載の画像形成装置。