(57)【要約】【課題】中間転写ベルト６１を振動させてクリーニング性を向上させながら、作像手段を振動させてしまうことによる画像の乱れを抑える。【解決手段】中間転写ベルト６１の表面に当接しながら、その表面に付着しているトナーを除去するクリーニングブラシローラ７４を有するベルトクリーニング装置７３において、中間転写ベルト６１を介してクリーングブラシローラ７４に対向する位置、あるいは同位置よりもベルト移動方向の上流側の位置で、中間転写ベルト６１に向けて発した超音波によって中間転写ベルト６１に対して振動を直接付与する超音波発振器８０を設けた。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面に担持したトナー像、あるいは表面に保持した記録シート、を搬送するベルト部材の該表面に当接しながら、該表面に付着しているトナーを除去する除去部材を有するベルトクリーニング装置において、
上記ベルト部材を介して上記除去部材に対向する位置、あるいは該位置よりもベルト移動方向の上流側の位置で、該ベルト部材に向けて発した超音波によって該ベルト部材に対して振動を直接付与する超音波発振手段を設けたことを特徴とするベルトクリーニング装置。
【請求項２】
請求項１のベルトクリーニング装置において、
上記除去部材として、支持体の表面に立設せしめられた、電気抵抗値が１０２〜１０９［Ω・ｃｍ］である複数の導電性繊維を具備する除去ブラシを用いたことを特徴とするベルトクリーニング装置。
【請求項３】
ベルト状の像担持ベルトと、該像担持ベルトの表面にトナー像を形成する作像手段と、該表面上のトナー像を記録部材に転写する転写手段と、該転写手段を経由した後の該像担持ベルトの表面に付着しているトナーを除去するベルトクリーニング手段とを備える画像形成装置において、
上記ベルトクリーニング手段として、請求項１又は２のベルトクリーニング装置を用いたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項４】
像担持体と、該像担持体の表面にトナー像を形成する作像手段と、該表面上のトナー像を記録シートに転写する転写手段と、トナー像が転写された該記録シートを自らの表面に保持して搬送するベルト状のシート搬送ベルトと、該記録シートを次工程に受け渡した後の該シート搬送ベルトの表面に付着しているトナーを除去するベルトクリーニング手段とを備える画像形成装置において、
上記ベルトクリーニング手段として、請求項１又は２のベルトクリーニング装置を用いたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項５】
請求項３又は４の画像形成装置において、
上記超音波発振手段からの超音波の発振強度を制御する制御手段を設け、該制御手段による制御により、上記作像手段の作像動作中と、非作像動作中とで超音波の発振強度を異ならせるようにしたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項６】
請求項３又は４の画像形成装置において、
環境を検知する環境検知手段と、該環境検知手段による検知結果に基づいて、上記超音波発振手段からの超音波の発振強度を制御する制御手段とを設けたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項７】
請求項３又は４の画像形成装置において、
上記像担持ベルト又はシート搬送ベルトに対するトナー付着量を把握する付着量把握手段と、該付着量把握手段による把握結果に基づいて、上記超音波発振手段からの超音波の発振強度を制御する制御手段とを設けたことを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、表面に担持したトナー像、あるいは表面に保持した記録シート、を搬送するベルト部材の表面に付着しているトナーを除去するベルトクリーニング装置、及びこれを備える画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年の画像形成装置に用いられるトナーは、高画質化の観点から、重合法によって小粒径且つ球形に近い形状で形成された球形トナーが主流になりつつある。
【０００３】
一方、従来より、転写工程を経由した後の像担持ベルトに付着している転写残トナーや、記録シートを搬送するシート搬送ベルトに付着しているトナー汚れを、ベルトクリーニング装置によって除去することが一般的に行われている。かかる構成において、上述の球形トナーを用いると、ベルトクリーニング装置におけるクリーニングブレードなどの除去部材による球形トナーの除去が困難になるという問題があった。除去部材に接触せしめられたトナーがベルト表面から速やかに離脱せずに、ベルト表面上で転がりながら、除去部材とベルト表面との間の微妙な隙間をすり抜けてしまうからである。
【０００４】
そこで、特許文献１や特許文献２に記載の画像形成装置においては、次のような構成を採用することで、クリーニング性の向上を図っている。即ち、像担持ベルトたる中間転写ベルトを自らの周面に部分的に掛け回して張架している張架ローラに対して加振手段によって振動を付与することで、張架ローラを介して中間転写ベルトを振動させ、トナーとベルト表面との付着力を弱める構成である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、加振手段を支持する支持手段から、画像形成装置本体の側板などを介して作像装置に振動を伝搬させ、画像を乱してしまうおそれがある。また、加振手段によって振動を与えた張架ローラから、軸受けや装置側板などを介して作像装置に振動を伝搬させて、画像を乱してしまうおそれもある。
【０００６】
本発明は以上の問題点に鑑みなされたものであり、その目的とするところは、次のようなクリーニング装置や画像形成装置を提供することである。即ち、像担持ベルトやシート搬送ベルトなどのベルト部材を振動させてクリーニング性を向上させながら、作像手段を振動させてしまうことによる画像の乱れを抑えることができるクリーニング装置等である。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、請求項１の発明は、表面に担持したトナー像、あるいは表面に保持した記録シート、を搬送するベルト部材の該表面に当接しながら、該表面に付着しているトナーを除去する除去部材を有するベルトクリーニング装置において、上記ベルト部材を介して上記除去部材に対向する位置、あるいは該位置よりもベルト移動方向の上流側の位置で、該ベルト部材に向けて発した超音波によって該ベルト部材に対して振動を直接付与する超音波発振手段を設けたことを特徴とするものである。
また、請求項２の発明は、請求項１のベルトクリーニング装置において、上記除去部材として、支持体の表面に立設せしめられた、電気抵抗値が１０２〜１０９［Ω・ｃｍ］である複数の導電性繊維を具備する除去ブラシを用いたことを特徴とするものである。
また、請求項３の発明は、ベルト状の像担持ベルトと、該像担持ベルトの表面にトナー像を形成する作像手段と、該表面上のトナー像を記録部材に転写する転写手段と、該転写手段を経由した後の該像担持ベルトの表面に付着しているトナーを除去するベルトクリーニング手段とを備える画像形成装置において、上記ベルトクリーニング手段として、請求項１又は２のベルトクリーニング装置を用いたことを特徴とするものである。
また、請求項４の発明は、像担持体と、該像担持体の表面にトナー像を形成する作像手段と、該表面上のトナー像を記録シートに転写する転写手段と、トナー像が転写された該記録シートを自らの表面に保持して搬送するベルト状のシート搬送ベルトと、該記録シートを次工程に受け渡した後の該シート搬送ベルトの表面に付着しているトナーを除去するベルトクリーニング手段とを備える画像形成装置において、上記ベルトクリーニング手段として、請求項１又は２のベルトクリーニング装置を用いたことを特徴とするものである。
また、請求項５の発明は、請求項３又は４の画像形成装置において、上記超音波発振手段からの超音波の発振強度を制御する制御手段を設け、該制御手段による制御により、上記作像手段の作像動作中と、非作像動作中とで超音波の発振強度を異ならせるようにしたことを特徴とするものである。
また、請求項６の発明は、請求項３又は４の画像形成装置において、環境を検知する環境検知手段と、該環境検知手段による検知結果に基づいて、上記超音波発振手段からの超音波の発振強度を制御する制御手段とを設けたことを特徴とするものである。
また、請求項７の発明は、請求項３又は４の画像形成装置において、上記像担持ベルト又はシート搬送ベルトに対するトナー付着量を把握する付着量把握手段と、該付着量把握手段による把握結果に基づいて、上記超音波発振手段からの超音波の発振強度を制御する制御手段とを設けたことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００８】
これらの発明においては、超音波発振手段から発した超音波によってベルト部材を振動させることで、ベルト部材とトナーとの付着力を弱めて、クリーニング性を向上させることができる。
また、超音波発振手段は周知のように、バイブレーション装置などの加振手段とは異なり、それ自体が大きく振動することはないので、支持手段を介して作像装置に振動を伝搬してしまうことがない。更には、ベルト部材に対して、張架ローラを介して振動を与えるのではなく、自らが発した超音波によってベルト部材に直接的に振動を与えるので、張架ローラから作像装置に振動を伝搬させてしまうこともない。よって、作像装置を振動させてしまうことによる画像の乱れを抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】実施形態に係る複写機を示す概略構成図。
【図２】同複写機におけるプリンタ部の内部構成の一部を拡大して示す部分拡大構成図。
【図３】同プリンタ部のＹ用のプロセスユニットを示す拡大構成図。
【図４】同プリンタ部における２次転写ニップの周囲構成を示す拡大構成図。
【図５】同プリンタ部の超音波発振器を示す拡大構成図。
【図６】変形例の複写機における２次転写ニップの周囲構成を示す拡大構成図。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明を適用した画像形成装置として、電子写真方式によって画像を形成する複写機の実施形態について説明する。
まず、本実施形態に係る複写機の基本的な構成について説明する。図１は、本実施形態に係る複写機を示す概略構成図である。この複写機は、プリンタ部１と、白紙供給装置１００と、原稿搬送読取ユニット１５０とを備えている。原稿搬送読取ユニット１５０は、プリンタ部１の上に固定された原稿読取装置たるスキャナ１６０と、これに支持される原稿搬送装置たるＡＤＦ１７０とを有している。
【００１１】
白紙供給装置１００は、ペーパーバンク１０１内に多段に配設された２つの給紙カセット１０２，１０３、２組の分離ローラ対１０４，１０５、給紙路１０６、複数の搬送ローラ対１０７等を有している。２つの給紙カセット１０２，１０３は、それぞれ、図示しない記録シートを複数枚重ねた紙束の状態で内部に収容している。そして、プリンタ部１からの制御信号に基づいて、送出ローラ１０２ａ，１０３ａを回転駆動させて、紙束における一番上の記録シートを給紙路１０６に向けて送り出す。送り出された記録シートは、分離ローラ対１０４，１０５によって１枚に分離されてから、給紙路１０６内に至る。そして、給紙路１０６内に設けられた複数の搬送ローラ対１０７の搬送ニップを経由して、プリンタ部１の第１受入分岐路３０に送られる。
【００１２】
プリンタ部１は、イエロー（Ｙ），マゼンタ（Ｍ），シアン（Ｃ），ブラック（Ｋ）のトナー像を形成するための４つのプロセスユニット２Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋを備えている。また、第１受入分岐路３０、受入搬送ローラ対３１、手差しトレイ３２、ピックアップローラ３３、第２受入分岐路３４、分離ローラ３５、転写前搬送路３６、レジストローラ対３７、搬送ベルトユニット３９、定着ユニット４３、スイッチバック装置４６、排紙ローラ対４７、排紙トレイ４８、切換爪４９、光書込ユニット５０、転写ユニット６０等も備えている。なお、プロセスユニット２Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋは、潜像担持体たるドラム状の感光体３Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋを有している。
【００１３】
後述する２次転写ニップの直前で記録シートを搬送するための転写前搬送路３６は、紙搬送方向の上流側で第１受入分岐路３０と第２受入分岐路３４とに分岐している。白紙供給装置１００の給紙路１０６から送り出された記録シートは、第１受入分岐路３０に受け入れられた後、第１受入分岐路３０内に配設された受入搬送ローラ対３１の搬送ニップを経由して転写前搬送路３６に送られる。
【００１４】
プリンタ部１の筺体における側面には、手差しトレイ３２が筺体に対して開閉可能に配設されており、筺体に対して開いた状態でトレイ上面に紙束が手差しされる。手差しされた紙束における一番上側の記録シートは、ピックアップローラ３３によってピックアップされた後、分離ローラ３５によって一枚ずつ分離されて第２受入分岐路３４に送られる。その後、レジストローラ対３７のレジストニップを経由して、転写前搬送路３６に送られる。
【００１５】
光書込ユニット５０は、図示しないレーザーダイオード、ポリゴンミラー、各種レンズなどを有しており、後述するスキャナ１６０によって読み取られた画像情報や、外部のパーソナルコンピュータから送られている画像情報に基づいて、レーザーダイオードを駆動する。そして、プロセスユニット２Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋの感光体３Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋを光走査する。具体的には、プロセスユニット２Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋの感光体３Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋは、図示しない駆動手段によってそれぞれ図中反時計回り方向に回転駆動せしめられる。光書込ユニット５０は、駆動中の感光体３Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋに対して、レーザー光（後述する図２のＬ）をそれぞれ回転軸線方向に偏向せしめながら照射することで、光走査処理を行う。これにより、感光体３Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋには、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ画像情報に基づいた静電潜像が形成される。
【００１６】
図２は、プリンタ部１の内部構成の一部を拡大して示す部分拡大構成図である。各色のプロセスユニット２Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋは、それぞれ、潜像担持体たる感光体と、その周囲に配設される各種装置とを１つのユニットとして共通の支持体に支持するものであり、プリンタ部本体に対して着脱可能になっている。そして、互いに使用するトナーの色が異なる点の他が同様の構成になっている。Ｙ用のプロセスユニット２Ｙを例にすると、これは、感光体３Ｙの他、これの表面に形成された静電潜像をＹトナー像に現像するための現像装置４Ｙを有している。本複写機では、４つのプロセスユニット２Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋを、後述する中間転写ベルト６１に対してその無端移動方向に沿って並べたいわゆるタンデム型の構成になっている。
【００１７】
図３は、Ｙ用のプロセスユニット２Ｙを示す拡大構成図である。同図に示すように、プロセスユニット２Ｙは、感光体３Ｙの周りに、現像装置４Ｙ、ドラムクリーニング装置１８Ｙ、除電ランプ１７Ｙ、帯電ローラ１６Ｙ等を有している。
【００１８】
感光体３Ｙとしては、アルミニウム等の素管に、感光性を有する有機感光材の塗布による感光層を形成したドラム状のものを用いている。但し、無端ベルト状のものを用いても良い。
【００１９】
現像装置４Ｙは、図示しない磁性キャリアと非磁性のＹトナーとを含有する二成分現像剤（以下、単に現像剤という）を用いて潜像を現像するようになっている。そして、内部に収容している現像剤を攪拌しながら搬送する攪拌部５Ｙと、感光体３Ｙ上の静電潜像を現像する現像部９Ｙとを有している。なお、現像装置４Ｙとして、二成分現像剤の代わりに、磁性キャリアを含まない一成分現像剤によって現像を行うタイプのものを使用してもよい。
【００２０】
攪拌部５Ｙは、現像部９Ｙよりも低い位置に設けられており、互いに平行配設された第１搬送スクリュウ６Ｙ及び第２搬送スクリュウ７Ｙ、これらスクリュウの間に設けられた仕切り板、ケーシングの底面に設けられたトナー濃度センサ８Ｙなどを有している。
【００２１】
現像部９Ｙは、ケーシングの開口を通して感光体３Ｙに対向する現像ロール１０Ｙ、これに対して自らの先端を近接させるドクターブレード１３Ｙなどを備えている。そして、現像ロール１０Ｙは、非磁性材料からなる筒状の現像スリーブ１１Ｙと、これの内部に回転不能に設けられたマグネットローラ１２Ｙとを有している。このマグネットローラ１２Ｙは、周方向に並ぶ複数の磁極を有している。これら磁極は、それぞれスリーブ上の現像剤に対して回転方向の所定位置で磁力を作用させる。これにより、攪拌部５Ｙから送られてくる現像剤を現像スリーブ１１Ｙ表面に引き寄せて担持させるとともに、磁力線に沿った磁気ブラシをスリーブ表面上に形成する。
【００２２】
磁気ブラシは、現像スリーブ１１Ｙの回転に伴ってドクターブレード１３Ｙとの対向位置を通過する際に適正な層厚に規制されてから、感光体３Ｙに対向する現像領域に搬送される。そして、現像スリーブ１１Ｙに印加される現像バイアスと、感光体３Ｙの静電潜像との電位差によってＹトナーを静電潜像上に転移させて現像に寄与する。更に、現像スリーブ１１Ｙの回転に伴って再び現像部９Ｙ内に戻り、マグネットローラ１２Ｙの磁極間に形成される反発磁界の影響によってスリーブ表面から離脱した後、攪拌部５Ｙ内に戻される。攪拌部５Ｙ内には、トナー濃度センサ８Ｙによる検知結果に基づいて、現像剤に適量のトナーが補給される。
【００２３】
ドラムクリーニング装置１８Ｙとしては、ポリウレタンゴム製のクリーニングブレード２０Ｙを感光体３Ｙに押し当てる方式のものを用いているが、他の方式のものを用いてもよい。クリーニング性を高める目的で、本複写機では、外周面を感光体３Ｙに接触させるファーブラシ１９Ｙを、図中矢印方向に回転自在に有する方式のものを採用している。このファーブラシ１９Ｙは、図示しない固形潤滑剤から潤滑剤を掻き取って微粉末にしながら感光体３Ｙ表面に塗布する役割も兼ねている。
【００２４】
ファーブラシ１９Ｙに付着したトナーは、ファーブラシ１９Ｙに対してカウンタ方向に接触して回転しながらバイアスが印加される電界ローラ２１Ｙに転位する。そして、スクレーパ２２Ｙによって電界ローラ２１Ｙから掻き取られた後、回収スクリュウ２３Ｙ上に落下する。
【００２５】
回収スクリュウ２３Ｙは、回収トナーをドラムクリーニング装置１８Ｙにおける図紙面と直交する方向の端部に向けて搬送して、外部のリサイクル搬送装置に受け渡す。図示しないリサイクル搬送装置は、受け渡されたトナーを現像装置４Ｙに送ってリサイクルする。
【００２６】
除電ランプ１７Ｙは、光照射によって感光体３Ｙを除電する。除電された感光体３Ｙの表面は、帯電ローラ１６Ｙによって一様に帯電せしめられた後、上述した光書込ユニットによる光走査が施される。なお、帯電ローラ１６Ｙは、図示しない電源から帯電バイアスの供給を受けながら回転駆動するものである。かかる帯電ローラ１６Ｙを用いる帯電方式に代えて、感光体３Ｙに対して非接触で帯電処理を行うスコロトロンチャージャ方式を採用してもよい。
【００２７】
先に示した図２において、４つのプロセスユニット２Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋの感光体３Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋの表面には、これまで説明してきたプロセスによってＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋトナー像が形成される。
【００２８】
４つのプロセスユニット２Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋの下方には、転写ユニット６０が配設されている。この転写ユニット６０は、複数のローラによって張架した像担持体たる中間転写ベルトを、感光体３Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋに当接させながら、駆動ローラ６７の回転駆動によって図中時計回り方向に無端移動させる。これにより、感光体３Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋと中間転写ベルト６１とが当接するＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋ用の１次転写ニップが形成されている。
【００２９】
Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ用の１次転写ニップの近傍では、ベルトループ内側に配設された１次転写ローラ６２Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋによって中間転写ベルト６１を感光体３ＹＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋに向けて押圧している。これら１次転写ローラ６２Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋには、それぞれ図示しない電源によって１次転写バイアスが印加されている。これにより、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ用の１次転写ニップには、感光体３Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ上のトナー像を中間転写ベルト６１に向けて静電移動させる１次転写電界が形成されている。
【００３０】
図中時計回り方向の無端移動に伴ってＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋ用の１次転写ニップを順次通過していく中間転写ベルト６１のおもて面には、各１次転写ニップでトナー像が順次重ね合わせて１次転写される。この重ね合わせの１次転写により、中間転写ベルト６１のおもて面には４色重ね合わせトナー像（以下、４色トナー像という）が形成される。
【００３１】
中間転写ベルト６１の図中下方には、回転体たる２次転写ローラ７２が配設されており、これは中間転写ベルト６１における転写対向ローラ６８に対する掛け回し箇所にベルトおもて面から当接して２次転写ニップを形成している。これにより、中間転写ベルト６１のおもて面と、２次転写ローラ７２とが当接する２次転写ニップが形成されている。
【００３２】
ベルトループ内の転写対向ローラ６８と、ベルトループ外の２次転写ローラ７２とのうち、何れか一方には図示しない電源によって２次転写バイアスが印加されている。また、もう一方は、電気的に接地されている。これにより、２次転写ニップ内に２次転写電界が形成されている。
【００３３】
２次転写ニップの図中右側方には、図示しない上述のレジストローラ対３７が配設されており、ローラ間に挟み込んだ記録シートを中間転写ベルト６１上の４色トナー像に同期させ得るタイミングで２次転写ニップに送り出す。２次転写ニップ内では、中間転写ベルト６１上の４色トナー像が２次転写電界やニップ圧の影響によって記録シートに一括２次転写され、記録シートの白色と相まってフルカラー画像となる。
【００３４】
レジストローラ対３７については、一般的には接地して使用することが多いが、記録シートから転移した紙粉を除去する狙いから、バイアスを印加することも可能である。例えば、レジストローラ対３７の各ローラとして導電性ゴムローラを用い、それぞれにバイアスを印加する。導電性ゴムローラとしては、例えば次のようなものを例示することが可能である。即ち、直径が１８［ｍｍ］程度のローラ部の表面を、体積抵抗１０Ｅ９［Ω・ｃｍ］程度の導電性ＮＢＲゴムで１［ｍｍ］程度の厚みで被覆したものである。バイアスとしては、記録シートのトナー転写面側に接触する方のローラには−８００Ｖ程度のものを印加し、もう一方のローラには＋２００Ｖ程度のものを印加するとよい。一般に、中間転写方式は紙粉が感光体にまで移動しづらいため、このようなバイアスお印加によって紙粉を除去しないでもよいことがある。この場合、２つのローラをそれぞれアースに接続しても良い。また、バイアスとして、ＤＣバイアスの代わりに、ＤＣ、ＡＣ重畳バイアスを用いてもよい。この場合、記録シートをより均一に帯電させることが可能になる。バイアスを印加したレジストローラ対３７を通過した記録シートは、若干マイナス側に帯電する。よって、中間転写ベルト６１から記録シートにトナー像を２次転写する方式では、レジストローラ対３７にバイアスを印加すると、印加しない場合に比べて、転写条件が変わり易くなる。
【００３５】
２次転写ニップを通過した中間転写ベルト６１のおもて面には、２次転写ニップで記録シートに転写されなかった転写残トナーが付着している。この転写残トナーは、中間転写ベルト６１に当接するベルトクリーニング装置７３によってクリーニングされる。
【００３６】
先に示した図１において、２次転写ニップを通過した記録シートは、中間転写ベルト６１から離間して、搬送ベルトユニット３９に受け渡される。この搬送ベルトユニット３９は、無端状の搬送ベルト４０を駆動ローラ４１と従動ローラ４２とによって張架しながら、駆動ローラ４１の回転駆動によって図中反時計回り方向に無端移動せしめる。そして、２次転写ニップから受け渡された記録シートをベルト上部張架面に保持しながら、ベルトの無端移動に伴って搬送して定着ユニット４３に受け渡す。
【００３７】
定着ユニット４３は、駆動ローラと、発熱源を内包する加熱ローラとによって張架した定着ベルトを駆動ローラの回転駆動に伴って図中時計回り方向に無端移動せしめている。そして、定着ベルトの下方に配設された加圧ローラ４５を定着ベルトの下部張架面に当接させて定着ニップを形成している。定着ユニット４３に受け入れられた記録シートは、この定着ニップ内で加圧されたり加熱されたりすることで、表面上のフルカラー画像が定着せしめられる。そして、定着ユニット４３内から切換爪４９に向けて送り出される。
【００３８】
切換爪４９は、図示しないソレノイドによって揺動するようになっており、その揺動に伴って、記録シートの搬送路を排紙路と反転路とで切り換える。切換爪４９によって排紙路が選択されていると、定着ユニット４３内から送り出された記録シートは、排紙路と排紙ローラ対４７とを経由した後、機外に排出されて排紙トレイ４８上にスタックされる。
【００３９】
定着ユニット４３や搬送ベルトユニット３９の下方には、スイッチバック装置４６が配設されている。切換爪４９によってスイッチバック路が選択されていると、定着ユニット４３内から送り出された記録シートは、反転路を経由して上下反転せしめられた後、スイッチバック装置４６に送られる。そして、再び２次転写ニップに進入して、もう片面にも画像の２次転写処理と定着処理とが施される。
【００４０】
プリンタ部１の上に固定されたスキャナ１６０は、図示しない原稿の画像を読み取るための読取手段として、固定読取部１６１と、移動読取部１６２とを有している。光源、反射ミラー、ＣＣＤ等の画像読取センサなどを有する固定読取部１６１は、原稿に接触するようにスキャナ１６０のケーシング上壁に固定された図示しない第１コンタクトガラスの直下に配設されている。そして、ＡＤＦ１７０によって搬送される原稿が第１コンタクトガラス上を通過する際に、光源から発した光を原稿面で順次反射させながら、複数の反射ミラーを経由させて画像読取センサで受光する。これにより、光源や反射ミラー等からなる光学系を移動させることなく、原稿を走査する。
【００４１】
一方、移動読取部１６２は、原稿に接触するようにスキャナ１６０のケーシング上壁に固定された図示しない第２コンタクトガラスの直下に配設されており、光源や、反射ミラーなどからなる光学系を図中左右方向に移動させることができる。そして、光学系を図中左側から右側に移動させていく過程で、光源から発した光を第２コンタクトガラス上に載置された図示しない原稿で反射させた後、複数の反射ミラーを経由させて、スキャナ本体に固定された画像読取センサで受光する。これにより、光学系を移動させながら、原稿を走査する。
【００４２】
本複写機は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＲＯＭ（Read Only Memory）などからなる制御部により、全体の機器の制御を行っている。この制御部は、光書込ユニット５０や各色のプロセスユニット（２Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）などからなる作像装置の作像条件を調整するための作像条件調整処理を、所定時間経過毎などの所定のタイミングで実施するようになっている。そして、この作像条件調整処理において、後述するプロセスコントロール処理と、位置ずれ補正処理とを行う。これらの処理では、画像濃度検知用の階調パターン像や、色ずれ検知用の複数のトナー像からなるパッチパターン像を像担持ベルトとしての中間転写ベルト６１の表面に形成する。
【００４３】
より詳しくは、作像条件調整処理におけるプロセスコントロール処理では、中間転写ベルト６１に画像濃度検知用の階調パターン像として、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ用のものを互いに重ねないように形成する。Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ用の階調パターン像は、予め定められた画素パターンからなる複数のＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋ基準トナー像からなっている。そして、それぞれ複数のＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋ基準トナー像は、互いに異なるトナー付着量（画像濃度）になるように形成される。
【００４４】
例えば、Ｋ階調パターン像ＳＫを例にすると、これは、段階的にトナー付着量が徐々に増えていくＹ基準トナー像ＳＫ１、ＳＫ２、ＳＫ３・・・という複数個のＫ基準トナー像から構成されている。これらＫ基準トナー像は、中間転写ベルト６１の進行方向に所定の間隔をおいて並ぶように形成される。そして、これらＫ基準トナー像に対する単位面積あたりのトナー付着量が、中間転写ベルト６１に対して所定の距離をおいて対向する図示しない像検知手段としての反射型フォトセンサによって検知される。この検知結果は、制御部に送られる。同様にして、中間転写ベルト６１上に形成されたＹ，Ｍ，Ｃ階調パターン像における個々のＹ，Ｍ，Ｃ基準トナー像に対するトナー付着量が検知される。
【００４５】
制御部は、ＲＡＭに記憶した反射型フォトセンサからの出力値と、ＲＯＭ２０２内に格納しているデータテーブルとに基づいて、それぞれの出力値を単位面積当りのトナー付着量に換算し、トナー付着量データとしてＲＡＭに格納する。そして、ＲＡＭ内に記憶しているセンサ出力値とトナー付着量データとの組合せのうち、各色毎に、電位データとトナー付着量データとの関係（現像特性）が直線となる領域のものを選択し、これらのデータの平滑化処理を行う。そして、その平滑化処理後の電位データ及びトナー付着量データに対して最小自乗法を適用することによって現像特性の直線近似を各色毎に行う。更に、各現像装置の現像特性の直線方程式ｙ＝ａｘ＋ｂを各色毎に求めた後、この直線方程式における傾きａに基づいて各色の作像条件を調整する。作像条件を調整する方法としては、特開平９−２１１９１１号公報に記載されているように、感光体一様帯電電位や現像バイアスを調整する方法が挙げられる。また、２成分現像方式を採用した場合には、２成分現像剤のトナー濃度の制御目標値を調整してもよい。
【００４６】
また、作像条件調整処理における位置ずれ補正処理では、中間転写ベルト６１における幅方向の両端付近に、それぞれ位置ずれ検知用のパッチパターンを形成する。両端付近にそれぞれ形成されるパッチパターンは、それぞれベルト進行方向に所定の間隔で並ぶ４つのＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋ基準トナー像Ｓｙ、Ｓｍ、Ｓｃ、Ｓｋからなり、同色の基準トナー像がそれぞれベルト幅方向に並ぶように形成される。制御部は、これらＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋ基準トナー像Ｓｙ、Ｓｍ、Ｓｃ、Ｓｋを反射型フォトセンサで検知するタイミングに基づいて、各感光体に対する光書込開始タイミングや光学系を調整して、各色トナー像の相対的な位置ずれを抑える。
【００４７】
以上のような作像条件調整処理により、複数のトナー像を中間転写ベルト６１上に形成することになるが、これらは中間転写ベルト６１の無端移動に伴って、上述した反射型フォトセンサによる検知位置を通過した後、２次転写ニップに進入する。このとき、２次転写ローラ７２には、トナーとは逆極性の２次転写バイアスが印加される代わりに、トナーと同極性の転写阻止バイアスが印加される。このため、中間転写ベルト６１上の階調パターン像やパッチパターン像は、２次転写ローラ７２の表面に転移してしまうことなく、２次転写ニップを通過する。そして、ベルトクリーニング装置７３によってベルト表面から除去される。
【００４８】
図４は、本複写機における２次転写ニップの周囲構成を示す拡大構成図である。中間転写ベルト６１における転写対向ローラ６８に対する掛け回し箇所と、２次転写ローラ７２との当接による２次転写ニップにおける図中左側方には、ベルトクリーニング装置７３が配設されている。このベルトクリーニング装置７３は、既に述べたように、２次転写ニップを通過した直後の中間転写ベルト６１に付着している転写残トナーをベルト表面から除去するものであり、クリーニングブラシローラ７４、回収ローラ７５、回収ブレード７６などを有している。
【００４９】
除去ブラシとしてのクリーニングブラシローラ７４は、図示しない軸受けによって回転自在に支持される金属製の回転軸部材７４ａと、ブラシローラ部７４ｂとを具備している。そして、ブラシローラ部７４ｂは、支持体としての回転軸部材７４ａの周面に立設せしめられた複数の導電性繊維からなっている。それら導電性繊維としては、電気抵抗値が１０２〜１０９［Ω・ｃｍ］であるものが用いられている。
【００５０】
クリーニングブラシローラ７４の回転軸部材７４ａには、図示しない電源により、トナーの正規帯電極性とは逆極性のクリーニングバイアスが印加されている。そして、クリーニングブラシローラ７４は、複数の導電性繊維からなるブラシローラ部７４ｂにおける毛先を中間転写ベルト６１に当接させながら、図示しない駆動手段によって回転駆動される。これにより、２次転写ニップを通過した直後の中間転写ベルト６１に付着している転写残トナーがベルト表面から掻き取られて、ブラシローラ部７４ｂ内に捕捉される。
【００５１】
回収ローラ７５は、図示しない軸受けによって回転自在に支持される金属製の回転軸部材と、これの周面に設けられたローラ部とを有している。そして、そのローラ部は、前述の回転軸部材の周面に被覆された導電性弾性材料からなる肉厚な導電弾性層と、これの表面に被覆されたフッ素樹脂等の絶縁性材料からなる表面層とを具備している。回収ローラ７５の金属製の回転軸部材には、図示しない電源により、トナーの帯電極性とは逆極性であり、且つ、上述のクリーニングバイアスよりも値の大きな回収バイアスが印加されている。そして、回収ローラ７５は、クリーニングブラシローラ７４のブラシローラ部７４ａにおける中間転写ベルト６１との接触位置を通過した直後の箇所に当接しながら回転している。回収ローラ７５とブラシローラ部７４ｂとの当接位置では、クリーニングバイアスと回収バイアスとの電位差により、トナーをブラシ側からローラ側に静電移動させる電界が形成される。ブラシローラ７４ｂ内に捕捉されたトナーは、その電界の作用により、ブラシ内から回収ローラ７５表面に静電転移して回収される。
【００５２】
回収ローラ７５の下方には、回収ブレード７６が配設されている。図示しないホルダーによって片持ち支持される回収ブレード７６は、その自由端を、回収ローラ７５の周面のうち、ブラシローラ部７４ｂとの接触位置を通過した直後の領域に当接させている。そして、回収ローラ７５の表面に付着しているトナーをローラ表面から掻き落とす。このようにして掻き落とされたトナーは、図示しないスクリュウ部材の回転駆動によってベルトクリーニング装置７３の筺体外に排出される。
【００５３】
画像形成に使用するトナーとしては、近年の急速なカラー化とそれに伴う高画像品質化に対応する目的から、重合トナーによる小径で、狭粒径分布化や球形化（真球化）に優れた球形トナーが主流になりつつある。トナーの小径、狭粒径分布化は高解像度現像に有利となり、また球形化（真球化）により転写効率に有利となるので、トナー画像のシャープネスといった画像品位は格段に向上する。しかし、トナーの小粒径化は比表面積の拡大につながり、単位重量当たりのトナーの被クリーニング体との付着力が大きくなるので、被クリーニング体からのクリーニング性が劣る。また、トナーの小粒径化はトナーの流動性悪化につながり、より多量の添加剤を必要とし、これにより、クリーニングブレードなどの除去部材の欠けや磨耗、像担持体表面の局所的なスジ傷等を発生させ易くなることが知られている。また、トナーの真球度が上がると、被クリーニング体と除去部材との当接部をトナーがすり抜け易くなることから、球形トナーを用いた場合、除去部材をかなりの圧力で被クリーニング体に当接させる必要が生じ、除去部材の摩耗によって寿命を大きく低下させてしまう。
【００５４】
次に、本複写機の特徴的な構成について説明する。中間転写ベルト６１のループ内側には、超音波発振器８０が配設されている。この超音波発振器８０は、中間転写ベルト６１の裏面（ループ内周面）における全領域のうち、次の領域に向けて超音波を発振するように配設されている。即ち、２次転写ニップを通過した後、クリーニングブラシローラ７４とクリーニング対向ローラ６９との間に挟まれる位置（以下、クリーニング位置という）に進入する前の領域である。以下、ベルトおもて面、裏面にかかわらず、ベルト周方向における同様の領域を転写後クリーニング前領域という。
【００５５】
中間転写ベルト６１における転写後クリーニング前領域は、超音波発振手段によって発振される超音波を受けて、高周波振動する。すると、転写後クリーニング前領域と、そこに付着しているトナーとの付着力が、その高周波振動によって弱められる。本複写機においては、このようにしてベルト表面との付着力を弱めた直後のトナーを、クリーニングブラシローラ７４によってベルト表面から除去することで、クリーニング性を向上させることができる。
【００５６】
また、超音波発振器８０は、バイブレーション装置などの加振手段とは異なり、それ自体が大きく振動することはないので、それを支持するブラケット等の図示しない支持手段を介してプロセスユニット等からなる作像装置に振動を伝搬してしまうことがない。更には、中間転写ベルト６１に対して、クリーニング対向ローラ６９等の張架ローラを介して振動を与えるのではなく、超音波発振器８０から発した超音波によって中間転写ベルト６１に直接的に振動を与えるので、張架ローラから作像装置に振動を伝搬させてしまうこともない。以上の結果、作像装置を振動させてしまうことによる画像の乱れを抑えることができる。
【００５７】
図５は、超音波発振器８０を示す拡大構成図である。同図において、超音波発振器８０は、ボルト締めランジュバン型振動素子と、振動増幅器であるイクスポーネンシャル型ホーンとを有している。
【００５８】
ランジュバン型振動素子は、２枚の同一厚みのピエゾ薄板８０ｂ，８０ｃを電歪方向が逆向きになるように重ねた薄板対を、振動伝達性の優れたアルミやチタン等の金属からなる振動伝達部材８０ａ，８０ｄで両側からサンドイッチして、全体を図示しないボルトで固定したものである。超音波のλ／２（半波長）の長さに共振させることで振動を増幅することが可能である。図示の例では、後述するイクスポーネンシャル型ホーン８０ｅを同様に共振させることで更なる増幅を図っている。
【００５９】
イクスポーネンシャル型ホーン８０ｅは、図紙面と直交する方向の長さが、中間転写ベルト６１の幅と同程度の寸法になっている。同方向の振動の干渉を抑えてベルト全幅に渡って均一な超音波振動を与える狙いから、同方向に並ぶ図示しない複数のスリットを有している。振動伝達部材８０ａ，８０ｂと、イクスポーネンシャル型ホーン８０ｅとは、図示しないボルトを介して電気的に導通している。振動子として機能する２枚のピエゾ薄板８０ｂ，８０ｃの間には電極が設けられ、電極〜振動伝達部材間に正弦波交流電圧が印加されることで電歪による超音波振動が生ずる。この超音波振動は、イクスポーネンシャル型ホーン８０ｅによって増幅された後、ホーン先端８０ｆから中間転写ベルト６１の裏面に向けて発射される。そして、中間転写ベルト６１に至ると、ベルトに対してベルト進行方向に垂直する方向の超音波振動を与える。この超音波の周波数は２０〜１００［ＫＨｚ］程度、振幅は０．１〜１０［μｍ（ｐ−ｐ）］程度が好ましい。共振部材であるイクスポーネンシャル型ホーン８０ｅの長さについては、超音波の周波数に応じて設定する必要がある。周波数が高くなるほど、ホーン長が短くなるので、周波数を高くするほど小型化が有利になる。しかし、周波数を高くしすぎると、トナーが振動に追従できずクリーニング性改善効果が減少するので、プリンタ部の大きさを考慮し最適な周波数に設定する必要がある。
【００６０】
図６は、実施形態に係る複写機の変形例における２次転写ニップの周囲構成を示す拡大構成図である。変形例に係る複写機においては、図示のように、クリーニングブラシローラ７４を、中間転写ベルト６１の周方向における全領域のうち、転写対向ローラ６８と従動ローラ７０との間の展張領域に接触させて、その展張領域から転写残トナーを掻き取っている。超音波発振器８０は、クリーニングブラシ７４と中間転写ベルト６１のおもて面とが当接するクリーニング位置の裏側で、ベルトの裏面に対して超音波振動を与えるように配設されている。
【００６１】
かかる構成では、中間転写ベルト６１の周方向における全領域のうち、クリーニングブラシ７４によってクリーニング処理を施している最中の領域を超音波振動させる。これにより、超音波振動によってベルトとの付着力を弱めている最中のトナーをクリーニングブラシ７４によってベルト表面から掻き取って、クリーニング性を更に向上させることができる。
【００６２】
なお、２枚のピエゾ薄板（８０ｂ，８０ｃ）の間の電極に対しては、図示しない超音波電源から出力された正弦波交流電圧が印加される。そして、この超音波電源は、上述の制御手段から送られてくる制御信号に基づいて、正弦波交流電圧の振幅を変化させる。この振幅の変化により、超音波発振器８０からの超音波の発振強度が変化する。つまり、本複写機においては、制御部や超音波電源により、超音波発振器８０からの超音波の発振強度を制御する制御手段が構成されている。
【００６３】
次に、実施形態に係る複写機に、より特徴的な構成を付加した各実施例に係る複写機について説明する。なお、以下に特筆しない限り、各実施例に係る複写機の構成は、実施形態と同様である。
［第１実施例］
第１実施例に係る複写機において、上述した制御部は、作像手段の作像動作中と、非作像動作中とで超音波の発振強度を異ならせる制御を実施するようになっている。作像動作中とは、光書込ユニット５０による光書込処理を開始した時点から、全てのトナー像についての中間転写ベルト６１から記録シートへの２次転写処理を終了した時点までに行われる各種機器の動作のことである。プリントジョブ中では、作像動作の前後で、各機器を空運転する空運転動作を設けるが、被作像動作中である空運転動作中と、作像動作中とで、超音波の発振強度を異ならせるのである。より詳しくは、空運転動作中には、作像動作中よりも超音波の発振強度を強くする。これにより、空運転動作中でクリーニング性をより向上させながら、作像動作中で発振強度をかなり強くすることによる画像の乱れの発生を回避することができる。
【００６４】
［第２実施例］
高温高湿の環境下においては、低温低湿の環境下に比べて、クリーニングブラシローラ７４の導電性繊維の抵抗値が低くなって、ベルト表面からブラシ内にトナーを引き寄せる能力が減衰する。これにより、クリーニング性が低下してしまう。そこで、第２実施例に係る複写機においては、環境検知手段としての温湿度センサを設けている。そして、それによる検知結果に基づいて、環境が高温高湿化するほど、超音波発振器８０からの超音波の発振強度を強くする処理を実施するように、上述の制御部を構成している。かかる構成では、環境にかかわらず、比較的強い発振強度に一律設定してしまうことによる無駄なエネルギー消費の発生を回避しつつ、クリーニングブラシ７４のクリーニング性能に見合った強度で中間転写ベルト６１を超音波振動させて、超音波の発振強度不足によるクリーニング不良の発生を抑えることができる。
【００６５】
［第３実施例］
上述したように、作像条件調整処理では、中間転写ベルト６１上に形成した階調パターン像やパッチパターン像をベルトクリーニング装置７３によって除去するが、このときは、通常運転時に比べて多量のトナーをクリーニングブラシローラ７４で掻き落とすことになる。よって、通常運転時に比べて、よりクリーニング性を向上させないと、クリーニング不良を引き起こすおそれがある。
【００６６】
そこで、第３実施例に係る複写機においては、付着量把握手段としての制御部が、階調パッチパターン像やパッチパターン像をクリーニング位置に進入させるタイミングにおけるベルト上のトナー付着量を、他のタイミングにおけるトナー付着量よりも多いと把握する。そして、そのタイミングでは、プリントジョブ中における他のタイミングや空運転動作中に比べて、超音波発振器８０からの超音波の発振強度を強くする処理を行うようになっている。かかる構成では、ベルト上のトナー付着量にかかわらず、比較的強い発振強度に一律設定してしまうことによる無駄なエネルギー消費の発生を回避しつつ、ベルト上トナー付着量に見合った強度で中間転写ベルト６１を超音波振動させて、トナー付着量が比較的多くなるタイミングでのクリーニング不良の発生を抑えることができる。
【００６７】
これまで、ベルト部材としての中間転写ベルト６１からトナーを除去するベルトクリーニング装置について説明したが、記録シートを搬送するシート搬送ベルトをクリーニングするベルトクリーニング装置にも、本発明の適用が可能である。また、電子写真方式によらず、トナープロジェクションと呼ばれる技術により、ベルト部材にトナー像を直接記録する方式におけるベルト部材をクリーニングするベルトクリーニング装置にも、本発明の適用が可能である。
【符号の説明】
【００６８】
２Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ：プロセスユニット（作像手段の一部）
５０：光書込ユニット（作像手段の一部）
６０：転写ユニット（転写手段、作像手段の一部）
６１：中間転写ベルト（像担持ベルト）
７３：ベルトクリーニング装置
７４：クリーニングブラシローラ（除去部材）
Ｐ：記録シート
【先行技術文献】
【特許文献】
【００６９】
【特許文献１】特開２００７−４７５８７号公報
【特許文献２】特開２００７−２４８６３１号公報
【図１】
2010217653.tif 000003
【図２】
2010217653.tif 000004
【図３】
2010217653.tif 000005
【図４】
2010217653.tif 000006
【図５】
2010217653.tif 000007
【図６】
2010217653.tif 000008