(57)【要約】【課題】搬送ベルト上のトナーを効率的にクリーニングする。【解決手段】転写ローラ４、転感光ドラム６、及び搬送ベルト１２の動作を制御する制御手段を有している。制御手段により制御される電界であって、搬送ベルト１２上のトナーを複数の感光ドラム６に転写する時に、感光ドラム６と転写ローラ４との間のニップ部において形成される前記電界は、搬送ベルト１２から感光ドラム６に向かう第１の方向と、感光ドラム６から搬送ベルト１２に向かう第２の方向とに、所定の周期で方向が逆転すると共に、前記電界は第１の方向又は第２の方向の少なくともいずれか一方の方向を向いている時、放電発生電界強度を越えている。【選択図】図１
2010128178.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の像担持体と、
記録媒体を担持する移動可能な記録媒体担持体と、
前記複数の像担持体に対向する位置に、前記像担持体上のトナー画像を前記記録媒体に転写するための転写手段と、
前記像担持体、前記記録媒体担持体及び前記転写手段の動作を制御する制御手段とを有し、
前記記録媒体担持体に担持された記録媒体に、前記複数の像担持体上のトナー像を、順次電気的に転写して重ね合わせる画像形成装置において、
前記制御手段により制御される電界であって、前記記録媒体担持体上のトナーを前記複数の像担持体に転写する時に、前記像担持体と前記転写手段との間の転写部において形成される前記電界は、
前記記録媒体担持体から前記像担持体に向かう第１の方向と前記像担持体から前記記録媒体担持体に向かう第２の方向とに所定の周期で方向が逆転すると共に、前記電界は前記第１の方向又は前記第２の方向の少なくともいずれか一方の方向を向いている時、放電発生電界強度を越えていることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記記録媒体担持体上の前記トナーを前記複数の像担持体に転写する時、前記像担持体と前記転写手段との間に形成される前記電界は、前記複数の像担持体の前記転写部において全て前記第１の方向を向いているか、又は全て前記第２の方向を向いているかのいずれか一方であ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】
前記記録媒体担持体上の前記トナーを前記複数の像担持体に転写する時、前記像担持体と前記転写手段との間に形成される前記電界の向きが、前記第１の方向と前記第２の方向とに逆転する前記周期は、前記記録媒体担持体が隣あう前記像担持体の間を走行する時間の０．５倍〜１．５倍の間であることを特徴とする請求項１又は２記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記記録媒体担持体上の前記トナーを前記複数の像担持体に転写する時、前記像担持体と前記転写手段との間に形成される前記電界の向きが、前記第１の方向と前記第２の方向とに逆転する前記周期は、前記記録媒体担持体が隣あう前記像担持体の間を走行する時間と略同一であり、且つ前記記録媒体担持体の長さは前記記録媒体担持体が隣り合う前記像担持体の間の距離の（整数倍＋０．１倍〜０．９倍）であることを特徴とする請求項１又は２記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記画像形成装置は、電子写真方式の画像形成装置であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記像担持体は、感光ドラムであり、
前記記録媒体担持体は、搬送ベルトであり、
前記転写手段は、転写ローラであることを特徴とする請求項５記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、像担持体上に形成されたトナー画像を記録媒体に転写することにより画像を形成する電子写真方式の電子写真プリンタ、複写機等の画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、カラー電子写真プリンタ等のカラー画像形成装置では、記録媒体を搬送するための搬送ベルト上のトナーをクリーニングする場合、例えば、下記の特許文献１に記載されているように、搬送ベルトにクリーニングブレードを押し当て、搬送ベルト上のトナーをクリーニングしている。
【０００３】
【特許文献１】特開平８−１９４４２１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１等に記載された従来の画像形成装置では、搬送ベルトにクリーニングブレードを押し当てて搬送ベルト上のトナーをクリーニングしているために、搬送ベルトに機械的なダメージが蓄積しやすい。又、クリーニングブレードの磨耗等によって、十分なクリーニング性を長期に亘って維持できない場合があった。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の画像形成装置は、複数の像担持体と、記録媒体を担持する移動可能な記録媒体担持体と、前記複数の像担持対に対向する位置に、前記像担持体上のトナー画像を前記記録媒体に転写するための転写手段と、前記像担持体、前記記録媒体担持体及び前記転写手段の動作を制御する制御手段とを有し、前記記録媒体担持体に担持された記録媒体に、前記複数の像担持体上のトナー像を、順次電気的に転写して重ね合わせる装置である。
【０００６】
ここで、前記制御手段により制御される電界であって、前記記録媒体担持体上のトナーを前記複数の像担持体に転写する時に、前記像担持体と前記転写手段との間の転写部において形成される前記電界は、前記記録媒体担持体から前記像担持体に向かう第１の方向と前記像担持体から前記記録媒体担持体に向かう第２の方向とに所定の周期で方向が逆転すると共に、前記電界は前記第１の方向又は前記第２の方向の少なくともいずれか一方の方向を向いている時、放電発生電界強度を越えていることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、記録媒体担持体上のトナーを逆転写によって効率的にクリーニングすることができ、しかも、記録媒体担持体上のトナーがいかなる極性に帯電していても、確実なクリーニングが可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
本発明を実施するための最良の形態は、以下の好ましい実施例の説明を添付図面と照らし合わせて読むと、明らかになるであろう。但し、図面はもっぱら解説のためのものであって、本発明の範囲を限定するものではない。
【実施例１】
【０００９】
（実施例１の構成）
図１は、本発明の実施例１における画像形成装置（例えば、カラー画像形成装置）の構成例を示すブロック図である。図２は、図１のカラー画像形成装置における制御回路の構成を示すブロック図である。
【００１０】
図１に示すカラー画像形成装置１は、例えば、直接転写方式であるタンデム方式の電子写真プリンタであり、感光体、帯電手段、露光手段、及び現像手段等からなる４つの独立したイメージドラムユニットである印刷機構２（＝２Ｋ，２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ）を備え、それぞれイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各画像形成手段として、搬送ベルト上に静電吸着されて搬送されてきた記録媒体Ｓ（例えば、用紙）上にトナー画像を重ね合わせながら転写することでフルカラー画像を形成する装置である。
【００１１】
ここで、４つの印刷機構２（＝２Ｋ，２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ）は、ブラックＫ、イエローＹ、マゼンタＭ、シアンＣの画像を記録するための電子写真式の発光ダイオード（以下「ＬＥＤ」という。）プリント機構であり、記録媒体Ｓの挿入側から排出側へ向かう搬送路に沿って配置されている。
【００１２】
いずれの印刷機構２（＝２Ｋ〜２Ｃ）２も、静電潜像を形成するＬＥＤヘッド３（＝３Ｋ，３Ｙ，３Ｍ，３Ｃ）、帯電ローラ５（＝５Ｋ，５Ｙ，５Ｍ，５Ｃ）、この帯電ローラ５により表面が一様に帯電される像担持体（例えば、感光ドラム）６（＝６Ｋ，６Ｙ，６Ｍ，６Ｃ）、及びトナー画像を形成するための現像部を構成する現像ローラ７（＝７Ｋ，７Ｙ，７Ｍ，７Ｃ）、現像ブレード８（＝８Ｋ，８Ｙ，８Ｍ，８Ｃ）、スポンジローラ９（＝９Ｋ，９Ｙ，９Ｍ，９Ｃ）、トナーカートリッジ１０（＝１０Ｋ，１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ）、及び感光ドラムクリーニングブレード３６（＝３６Ｋ，３６Ｙ，３６Ｍ，３６Ｃ）等を含んで構成されている。
【００１３】
イエローＹ、マゼンタＭ、シアンＣの各印刷機構２（＝２Ｙ〜２Ｃ）は、いずれもブラックの印刷機構２Ｋと同様な構成であって、感光ドラム６（＝６Ｙ〜６Ｃ）と転写手段（例えば、転写ローラ）４（＝４Ｙ〜４Ｃ）の間に記録媒体担持体（例えば、搬送ベルト）１２が移動可能に配置されている。そして、各印刷機構２（＝２Ｋ〜２Ｃ）の各トナーカートリッジ１０（＝１０Ｋ〜１０Ｃ）には、各色のトナーが収容されている。
【００１４】
搬送ベルト１２は、例えば、上面部１２ａ及び下面部１２ｂを有する継目無しのエンドレス状に形成されている高抵抗の半導電性プラスチックフイルムからなり、駆動ローラ１３，１４は図２に示されるベルトモータ部５６に接続され、このベルトモータ部５６により駆動ローラ１３を図１中の矢印方向ｅに回転する。搬送ベルト１２の上面部１２ａは、各印刷機構２の各感光ドラム６と各転写ローラ４（＝４Ｋ〜４Ｃ）との間に掛け渡されている。
【００１５】
カラー画像形成装置１の右下側には、搬送路に記録媒体Ｓを供給するための給紙機構が設けられている。この給紙機構は、ホッピングローラ１６とレジストローラ１７及びピンチローラ１８と記録媒体収容カセット１９とからなる。記録媒体収容カセット１９に収容されている記録媒体Ｓは、図示しない弁別手段により１枚ずつ選択され、ホッピングローラ１６により取り出され、ガイド２０に案内されてレジストローラ１７及びピンチローラ１８に達する。その後、記録媒体Ｓは、レジストローラ１７から吸着ローラ１５と搬送ベルト１２との間に導かれる。
【００１６】
レジストローラ１７及びピンチローラ１８の前後には、記録媒体Ｓを検出するためのセンサ２１，２２が配置されている。駆動ローラ１３側の搬送ベルト１２の左方には、搬送ベルト１２からの分離に失敗した記録媒体Ｓをチェックし、あるいは記録媒体Ｓの後端位置を検出するためのセンサ２３が設けられている。
【００１７】
搬送ベルト１２から分離された記録媒体Ｓは、ヒートローラ２５とこのヒートローラ２５と一体になって記録媒体Ｓを加圧する加圧ローラ２６とから構成される定着機構に導かれる。ヒートローラ２５は、図２に示すヒータモータ部５７によって駆動され、加圧ローラ２６はヒートローラ２５につれまわりしている。この定着機構は、搬送ベルト１２の駆動ローラ１３側に設けられたセンサ２３の更に左方に配置され、記録媒体Ｓ上のトナーを加熱、溶融し、記録媒体Ｓにトナー画像を定着させるためのものである。ヒートローラ２５の表面近くには、サーミスタ２８が配置され、ヒートローラ２５の温度を監視している。ヒートローラ２５の左方には、排出センサ２７が設けられており、定着機構におけるジャムや記録媒体Ｓのヒートローラ２５への巻き付きを監視している。この排出センサ２７の左方には、記録媒体Ｓをカラー画像形成装置１の筐体上部のスタッカ３０へと搬送するガイド２９が設けられ、印刷済みの記録媒体Ｓはスタッカ３０に排出される。
【００１８】
搬送ベルト１２の下面部１２ｂには、色ずれ検出センサ２４及び濃度検出センサ３５が、搬送ベルト１２に対抗する位置に配置されている。色ずれ検出センサ２４は、搬送ベルト１２上に各印刷機構２によって形成される濃度検出用パターンの読み取り、濃度を検出して濃度補正制御にフィードバックするものである。
【００１９】
図２に示す制御回路は、ホストインタフェース部５０を有している。ホストインタフェース部５０は、図示しないホストコンピュータ（以下単に「ホスト」という。）との物理的階層のインタフェースを担う部分であり、コネクタ及び通信用の集積回路チップで構成され、この出力側に、コマンド／画像処理部５１が接続されている。コマンド／画像処理部５１は、ホスト側からのコマンド及び画像データを解釈あるいはビットマップに展開し、カラー画像形成装置１の全体を制御する部分であり、例えば、マイクロプロセッサ（以下「ＭＰＵ」という。）、メモリ（例えば、随時読み書き可能なメモリ（以下「ＲＡＭ」という。））、及び展開のための特別なハードウェア等からなり、この出力側に、ＬＥＤヘッドインタフェース部５２及び機構制御部５３が接続されている。
【００２０】
ＬＥＤヘッドインタフェース部５２は、例えば、セミカスタムの大規模集積回路（以下「ＬＳＩ」という。）及びメモリ（例えば、ＲＡＭ）等から構成され、コマンド／画像処理部５１からのビットマップに展開された画像データをＬＥＤヘッド３（＝３Ｋ，３Ｙ，３Ｍ，３Ｃ）のインタフェースに合わせてデータを加工するものであり、これには機構制御部５３が接続されている。機構制御部５３には、複数のセンサ２１，２２，２３，２７、色ずれ検出センサ２４、サーミスタ２８、温度検出センサ３５、ホッピングモータ部５４、レジストモータ部５５、ベルトモータ部５６、ヒータモータ部５７、各色Ｋ，Ｙ，Ｍ，Ｃのドラムモータ部５８、ヒータ５９、制御手段（例えば、高圧制御部）６０、及び記憶手段（例えば、プログラマブル読み出し専用メモリ（以下「ＰＲＯＭ」という。）８０等が接続されている。
【００２１】
機構制御部５３は、コマンド／画像処理部５１からの指令に従い、各種のセンサ２１，２２，２３，２４，２７，３４，３５からの入力を見つつ、各モ一タ部５４〜５８を駆動し、ヒータ５９を制御し、印刷系の機構部の制御と高圧の制御を行っている。モータ部５４〜５８は各印刷機構部、ヒートローラ２５等を動かすための各種モータ及びそれを駆動するドライバから構成される。ヒータ５９は、図１のヒートローラ２５の中に配置されるハロゲンランプ等により構成されている。ヒートローラ２５上にはサーミスタ２８が配置され、これにより温度制御を行っている。
【００２２】
高圧制御部６０には、チャージ電圧（ＣＨ）発生部６１と、現像バイアス（ＤＢ）発生部６２と、プラス側チャージ（ＴＲ＋）スイッチ７０及びＴＲ＋発生部６３と、マイナス側チャージ（ＴＲ−）スイッチ７１及びＴＲ−発生部６４とが接続され、これらのＣＨ発生部６１、ＤＢ発生部６２、ＴＲ＋発生部６３、及びＴＲ−発生部６４の出力側に、各印刷機構２（＝２Ｋ〜２Ｃ）が接続されている。
【００２３】
高圧制御部６０は、例えば、ＭＰＵあるいはカスタムＬＳＩ等により構成され、各印刷機構２に対するチャージ電圧（ＣＨ）、現像バイアス（ＤＢ）、転写バイアス（ＴＲ＋，ＴＲ−）等の生成を司っている。ＣＨ発生部６１は、各印刷機構部２へのチャージ電圧ＣＨの生成を行い、ＤＢ発生部６２は、各印刷機構２への現像バイアスＤＢの供給を行っている。ＴＲ＋発生部６３は、各転写ローラ４に対し、各感光ドラム６上のトナー画像を搬送ベルト１２あるいはこの搬送ベルト１２上に吸着された記録媒体Ｓに転写するバイアスＤＢの供給を行っている。ＴＲ＋発生部６３は、各転写ローラ４に対して正極性のバイアスＴＲ＋の供給を行っている。ＴＲ−発生部７１は、各転写ローラ４に対し、ＴＩＲ＋発生部６３とは逆極性の負極性のバイアスＴＲ−の供給を行っている。又、これらのＴＲ＋発生部６３及びＴＲ−発生部６４は、電流／電圧検出回路を有し、この回路により定電流あるいは定電圧の制御を行っている。
【００２４】
図３は、図２中の転写バイアス制御回路における構成例を示すブロック図である。
この図３には、転写正バイアス印加と逆バイアス印加の切り替えを説明する構成が示されている。
【００２５】
高圧制御部６０は、各ＴＲ＋発生部６３及び各ＴＲ−発生部６４が発生する電圧値を制御する機能と、各ＴＲ＋発生部６３が発生するバイアスＴＲ＋の各転写ローラ４への供給を制御する各ＴＲ＋供給スイッチ７０、及び各ＴＲ−発生部６４が発生するバイアスＴＲ−の各転写ローラ４への供給を制御する各ＴＲ＋供給スイッチ７１を制御し、各転写ローラ４へのバイアスＴＲ＋，ＴＲ−の供給を制御する機能とを有している。
【００２６】
（本実施例１の通常の印刷動作）
図１及び図２を参照しつつ、本実施例１のカラー画像形成装置１における通常の印刷動作を説明する。
【００２７】
先ず、カラー画像形成装置１は、外部装置であるホストから送られてきた画像データをホストインタフェース部５０を介して受信すると、コマンド／画像処理部５１は、機構制御部５３に指示を出す。この指示により、機構制御部５３はヒータ５９を温めに行く。この時、機構制御部５３は、環境温度センサ３４を参照に行き、記憶手段８０に記憶されている最適な定着温度を読み出す。そして、サーミスタ２８の出力を参照しながら、最適な定着温度を維持できるよう、ヒータ５０をオン／オフ制御する。コマンド／画像処理部５１内のメモリに、記録媒体Ｓ上に印刷される１ページ分の各色の画像データが記憶され、且つ定着温度が最適温度に到達すると印刷動作に入る。
【００２８】
この状態から、給紙機構１９に収納されている記録媒体Ｓに画像データを印刷する動作について簡単に説明する。
【００２９】
印刷可能条件が揃った場合、コマンド／画像処理部５１から機構制御部５３に対し、印刷開始の指令を出す。
【００３０】
機構制御部５３は、ベルトモータ部５６及びドラムモータ部５８を起動して、ベルト駆動ローラ１３及び搬送ベルト１２を駆動し、各印刷機構２を駆動する。この時、各印刷機構２内のトナーは、各スポンジローラ９と各現像ローラ７に強く擦られて摩擦帯電する。本実施例１においては、トナーは各スポンジローラ９と各現像ローラ７の摩擦帯電によって、大部分がマイナス極性に帯電する特性を持っていることとし、以下の説明を行う。
【００３１】
なお、実際には、帯電極性がプラスであるトナーを用いても、以下に説明におけるバイアス電圧の極性を逆転させれば、同様の効果を得る構成が可能であるが、便宜上、トナーの極性はマイナスであるとする。
【００３２】
その後、機構制御部５３は、ホツビングモータ部５４を駆動し、給紙ローラ１６を回転させ、記録媒体収容カセット１９の記録媒体Ｓを１枚だけガイド２０へ送る。記録媒体Ｓの先端がレジストローラ１７とピンチローラ１８の間に到達すると、ホッピイングモータ部５４が停止する。
【００３３】
次に、ベルトドライブローラ１３、レジストローラ１７及びヒートローラ２５をそれぞれ回転させる。記録媒体Ｓはレジストローラ１７によって搬送され、感光ドラム６Ｋと搬送ベルト１２との間に達する。更に、レジストローラ１７が回転すると、記録媒体Ｓは感光ドラム６Ｋと搬送ベル１２に狭持されながら図１中の矢印ｅ方向に搬送される。
【００３４】
さて、記録動作の説明に戻って、各印刷機構２の帯電ローラ５（＝５Ｋ〜５Ｃ）、各現像ローラ７（＝７Ｋ〜７Ｃ）及び各スポンジローラ９（＝９Ｋ〜９Ｃ）に電圧を供給するために、機構制御部５３は高圧制御部５６に指令を出し、帯電用電源、ＤＢバイアス電源及びスポンジバイアス電源をオンする。ここで、例えば、帯電用電源は各帯電ローラ５に−１２００Ｖの電圧を供給し、各印刷機構部２における感光ドラム６の表面は−６００Ｖに均一に帯電される。ＤＢバイアス電源は、各現像ローラ７に−２００Ｖの電圧を供給する。更に、スポンジバイアス電源は、各スポンジローラ９に−２５０Ｖの電圧を供給する。
【００３５】
又、各現像ローラ７と各スポンジローラ９に擦られてマイナス極性に帯電しているトナーは、各現像ローラ７と各スポンジローラ９の間に形成される、各現像ローラ７から各スポンジローラ９（＝９Ｋ〜９Ｃ）に向かう方向を向いた電界から受けるクーロン力によって、各現像ローラ７上に付着する。付着したトナーは、各現像ローラ７の回転に伴って各現像ローラ７と各現像ブレード８の接触部に運ばれ、各現像ブレード８によって均一な厚さにならされて付着する。
【００３６】
次に、コマンド／画像処理部５１は、録媒体Ｓが所定の位置に到達したことを機構制御部５３より通達され、ブラックの画像データが記憶された内部のメモリから、１ライン分のブラックの画像データをＬＥＤヘッドインタフェース部５２へ送信する。ＬＥＤヘッドインタフェース部５２は、受信したデータをＬＥＤヘッド３Ｋへ送付できる形に変えて、このＬＥＤヘッド３Ｋへ送信する。ＬＥＤヘッド３Ｋは、送られてきた画像データに対応するＬＥＤを点灯させ、帯電した感光ドラム６Ｋの表面に画像デ一タに応じた１ライン分の画像を露光する。感光ドラム６Ｋは、露光された部分のみ−６００Ｖから−５０Ｖに除電され、１ライン分の静電潜像が形成される。
【００３７】
このようにして、１ライン毎にコマンド／画像処理部５１内のメモリから送られてくるブラックの画像データは、１ページの長さ分次々に感光ドラム６Ｋの表面に静電潜像化される。感光ドラム６Ｋの表面の静電潜像が形成された部分は、−５０Ｖなので、感光ドラム６Ｋから−２００Ｖに帯電した現像ローラ７Ｋに向かう方向の電界が形成されるので、マイナスに帯電したブラックトナーはクーロン力によって感光ドラム６Ｋ側に移動して現像される。感光ドラム６Ｋの回転により、静電潜像は次々にブラックのトナーにより現像される。
【００３８】
記録媒体Ｓの先端が、感光ドラム６Ｋと転写ローラ４Ｙの間の到達した時点で  機構制御部５３は高圧制御部５６に指令を出し、ブラックの転写用電源であるＴＲ＋発生部６３をオンする。転写ローラ４Ｋには、＋１５００Ｖの転写バイアスが印加され、記録媒体Ｓから感光ドラム６Ｋに向かう電界が、記録媒体Ｓと感光ドラム６Ｋの間に形成される。これにより、感光ドラム６Ｋの表面におけるトナー画像は、転写ローラ４Ｋにより電気的に記録媒体Ｓ上に転写される。感光ドラム６Ｋの回転により、トナー画像は次々に記録媒体Ｓ上に転写され、１ページ分のブラック画像が記録媒体Ｓに転写される。以上により、印刷機構部２Ｋによる記録媒体Ｓへのブラックのトナー画像の転写が終了する。
【００３９】
搬送ベルト１２は引続き移動しており、記録媒体Ｓは印刷機構部２Ｋから印刷機構部２Ｙへ移り、次に印刷機構部２Ｙによるイエローのトナー画像の転写が行われる。イエローの画像形成動作は、ブラックの画像形成動作と同様である。以下、マゼンタ、シアンと連続して同様に画像が転写される。
【００４０】
以上のように、各色のトナー画像が記録媒体Ｓ上に重ねて転写される。その後、記録媒体Ｓは、搬送ベルト１２によりヒートローラ２５へ案内される。記録媒体Ｓがヒートローラ２５に到達すると、ヒータ５９より既に定着可能な温度に達しているヒートローラ２５と、これに圧接する加圧ローラ２６により、トナー画像が記録媒体Ｓに定着される。定着が終了すると、記録媒体Ｓは排出スタッカ３０へ排出される。この排出は、センサ２７が記録媒体Ｓの後端を検出することにより、機構制御部５３は知ることができる。
【００４１】
排出が終了すると、機構制御部５３はモータ部５４〜５８の全てを停止する。なお、各印刷機構２でトナーの転写が終了した時点で転写用電源がオフにされ、帯電用電源、ＤＢバイアス電源はドラムの回転停止時にオフになる。
【００４２】
以上のようにして、給紙機構１９から繰り出された記録媒体Ｓに、カラー画像を記録することができる。
【００４３】
（本実施例１の搬送ベルトクリーニングの制御動作）
図３〜図８を参照しつつ、本実施例１での逆転写による搬送ベルトクリーニングの制御動作について説明する。
【００４４】
図３には、転写バイアス印加と逆バイアス印加の切り替えを説明する図が示されている。図４は、本実施例１のクリーニング動作を説明するタイムチャート、図５は、本実施例１の転写ベルト位置とバイアス印加の関係を説明する図、図６は、本実施例１のトナーが逆転写される仕組みを説明する図、図７は、本実施例１のトナーの帯電分布を説明する図、及び、図８は、本実施例１の放電を説明する模式図である。
【００４５】
機構制御部５３は、搬送ベルトクリーニング動作の起動を判断すると、通常の印刷動作時と同様に、ベルトモータ部５６及びドラムモータ部５８を駆動し、搬送ベルト１２及び各印刷機構２を駆動する。続いて、機構制御部５３は、高圧制御部６０に指令を出し、バイアスＴＲ＋とバイアスＴＲ−を交互に各転写ローラ４に印加する。
【００４６】
バイアスＴＲ＋とバイアスＴＲ−の印加制御方法について、図３及び図４を用いて説明する。
【００４７】
図３に示すように、高圧制御部６０は、各ＴＲ＋供給スイッチ７０を同時にオン又はオフすることが可能であり、同様に、各ＴＲ−供給スイッチ７１を同時にオン又はオフすることも可能である。
【００４８】
図４を参照して、高圧制御部６０がバイアスＴＲ＋とバイアスＴＲ−を制御するタイミングについて説明する。
【００４９】
高圧制御部６０は、先ず、ＴＲ＋スイッチ７０及びＴＲ−スイッチ７１により、バイアスＴＲ−をオン、バイアスＴＲ＋をオフする。供給されるバイアスＴＲ−は、本実施例１では各転写ローラ４に対して−２０００Ｖであり、各感光ドラム６と搬送ベルト１２との転写部であるニップ部に、感光ドラム６から搬送ベルト１２に向かう第２の方向に電界を形成する。
【００５０】
ここで形成される電界の強度は、パッシェンの放電開始電圧に達しないため、各感光ドラム６と搬送ベルト１２の間で放電は発生せず、搬送ベルト１２上のトナーは元々の帯電極性と帯電量がほぼ維持される。従って、元々マイナス極性に帯電している搬送ベルト１２上のトナーは、各感光ドラム６と搬送ベルト１２とのニップ部においても帯電極性が反転しない。
【００５１】
前記の転写電界によって、搬送ベルト１２上のトナーは搬送ベルト１２から感光ドラム６（＝６Ｋ〜６Ｃ）に向かう第１の方向にクーロン力Ｆｃを受ける。その大きさは、前記ニップ部における転写電界強度をＥ、トナーの帯電量をＱとすると、次式（１）のように表される。
Ｆｃ＝Ｑ・Ｅ      （１）
【００５２】
ところで、図６に示すように、搬送ベルト１２上に付着しているトナーは、搬送ベルト１２との間、又は他のトナーとの間に、ファンデルワールス力等に起因する付着力Ｆｖ１が働いている。又、搬送ベルト１２の移動に伴って搬送ベルト１２上のトナーが前記ニップ部に到達して感光ドラム６（＝６Ｋ〜６Ｃ）に接触すると、今度はトナーと感光ドラム６（＝６Ｋ〜６Ｃ）との間にも、ファンデルワールス力等に起因する付着力Ｆｖ２が働く。従って、トナーに働く感光ドラム６（＝６Ｋ〜６Ｃ）方向に向く力が搬送ベルト１２方向を向く力を上回れば、感光ドラム６（＝６Ｋ〜６Ｃ）にトナーが移動する。即ち、
Ｆｃ＋Ｒｖ２−Ｆｖ１＞０      （２）
となれば、搬送ベルト１２上のトナーは感光ドラム６（＝６Ｋ〜６Ｃ）に転写され、搬送ベルト１２がクリーニングされることになる。バイアスＴＲ−として印加される−２０００Ｖは、式（２）を満たし、搬送ベルト１２上のマイナス帯電のトナーが効率よく回収されるように、実験的に求めた値である。
【００５３】
以上のようにバイアスＴＲ−として−２０００Ｖが各転写ローラ４が印加された状態で搬送ベルト１２は移動をつづけ、隣り合う感光ドラム６間の距離Ｌを走行すると、図５に示すように、バイアスＴＲ−を印加し始めた時に丁度感光ドラム６Ｋの位置にあった搬送ベルト１２上の点Ｐｋが、搬送ベルト１２が時間Ｔ１移動し、感光ドラム６Ｙの位置に到達し、点Ｐｋからその上流方向長さＬ分の搬送ベルト１２上のマイナス帯電トナーが感光ドラム６Ｋに転写される。同様に、感光ドラム６Ｙ〜６Ｃに対しても、バイアスＴＲ−の印加開始時に各感光ドラム６Ｙ〜６Ｃのニップ位置にあった搬送ベルト１２上の点Ｐｙ〜Ｐｃから上流方向長さＬ分の搬送ベルト１２上のマイナス帯電トナーが感光ドラム６Ｙ〜６Ｃに転写される。このようにして、先ず初めにバイアスＴＲ−を印加した状態で長さＬだけ搬送ベルト１２を走行され、点Ｐｋから見て上流側長さＬの区間のマイナス帯電トナーが感光ドラム６Ｋに転写されてクリーニングされる。
【００５４】
ところで、搬送ベルト１２上に転写されているトナーは、図７に示すような帯電分布を有しており、ある割合でプラス帯電、あるいはほとんど帯電していないトナーを含む。この特性のために、搬送ベルト１２をバイアスＴＲ−印加開始から長さＬ走行されている間に、全てのトナーをクリーニングできるわけではない。
【００５５】
バイアスＴＲ−印加開始から、搬送ベルト１２が時間Ｔ１搬送し、長さＬ走行して点Ｐｋから見て上流側長さＬの区間のマイナス帯電トナーがクリーニングされ、点Ｐｋが感光ドラム６Ｙのニップ位置に到達すると、高圧制御部６０は、ＴＲ＋スイッチ７０及びＴＲ−スイッチ７１を制御してバイアスＴＲ−をオフ、バイアスＴＲ＋をオンする。供給されるバイアスＴＲ＋は、本実施例１では各転写ローラ４に対して＋３０００Ｖであり、各感光ドラム６と搬送ベルト１２とのニップ部に、搬送ベルト１２から各感光ドラム６に向かう方向に電界を形成する。
【００５６】
ここで形成される電界の強度は、バイアスＴＲ−印加時とは異なって、パッシェンの放電開始電圧に達するため、感光ドラム６Ｙと搬送ベルト１２の間で放電が発生する。図８に示すように、この放電によってプラスの電荷が感光ドラム６Ｙ側に、マイナスの電荷が搬送ベルト１２側に移動する。従って、この放電により感光ドラム６Ｋ位置においてバイアスＴＲ−印加ではクリーニングされなかったプラス帯電トナーあるいは無帯電トナーにマイナス電荷が供給されて、前記クリーニングされなかった残留トナーはマイナス帯電へと極性を変化させる。
【００５７】
バイアスＴＲ＋の供給が開始されてから搬送ベルト１２が時間Ｔ１搬送し、長さＬ走行すると、今度は再び各転写ローラ４には−２０００ＶのバイアスＴＲ−が供給される。クリーニング動作開始時に感光ドラム６Ｋのニップ位置にあった搬送ベルト１２上の点Ｐｋは、この時点で感光ドラム６Ｍのニップ位置に到達している。点Ｐｋ付近のトナーは、前記の通り、感光ドラム６Ｙのニップ位置においてバイアスＴＲ＋が印加されて、プラス帯電、あるいは殆ど帯電していないトナーに、マイナスの電荷が放電によって供給されてマイナス極性に帯電している。従って、感光ドラム６Ｍのニップ位置において供給されるバイアスＴＲ−によって、感光ドラム６Ｋのニップ位置と同様な作用によって、マイナス帯電したトナーが感光ドラム６Ｍに転写される。
【００５８】
点Ｐｋ付近のトナーは、感光ドラム６Ｍ位置でのバイアスＴＲ−による転写によって、プラス帯電、あるいは殆ど帯電していないトナーについてもクリーニングされているが、搬送ベルト１２上のトナー量や付着力の強さによっては感光ドラム６Ｍ位置での転写に、以降もまだ搬送ベルト１２上にトナーが残留している可能性がある。このようなトナーは、帯電極性がプラスである場合が多い。
【００５９】
そこで、点Ｐｋが２度目のバイアスＴＲ−の供給が開始されてから更に搬送ベルトｌ２が時間Ｔ１搬送し、長さＬ走行して感光ドラム６Ｃのニップ位置に到達すると、再び各転写ローラ４には＋３０００ＶのバイアスＴＲ＋が供給される。すると、１回目のバイアスＴＲ＋の印加の時と同様、点Ｐｋ位置付近のトナーには感光ドラム６Ｃのニップ位置での放電現象によってマイナス電荷が供給されて、マイナス極性に帯電する。
【００６０】
点Ｐｋが感光ドラム６Ｃ位置を通過してから更に搬送ベルト１２が時間Ｔ１搬送し、長さＬ走行すると、再び各転写ローラ４にはバイアスＴＲ−として一２０００Ｖが供給され、以降、バイアスＴＲ−とバイアスＴＲ＋が交互に印加される動作が、クリーニングシーケンス終了まで継続される。
【００６１】
ところで、例えば点Ｐｋよりも長さＬだけ搬送方向上流の点Ｐａに対しては、点Ｐｋとは丁度反対のパターンでバイアスＴＲ−とＴＲ＋が印加される。即ち、感光ドラム６Ｋ位置において先ずバイアスＴＲ＋が印加されてトナーにマイナス電荷が供給され、続いて感光ドラム６Ｙ位置においてバイアスＴＲ−が印加されてマイナス帯電トナーがクリーニングされる。更に搬送ベルト１２の搬送に伴って、感光ドラム６Ｍ位置で再びバイアスＴＲ＋印加によってマイナス電荷がトナーに供給されて、感光ドラム６Ｃ位置でバイアスＴＲ−印加によってマイナス帯電トナーがクリーニングされる。
【００６２】
搬送ベルト１２上の全ての位置は、前記点Ｐｋのパターンか又は点Ｐａのパターンかのいずれかのパターンでクリーニングが行われ、例えば、搬送ベルト１２全体が２周することでほぼ完全にクリーニングが完了する。
【００６３】
（実施例１の変形例）
本実施例１は、例えば、次の（ａ）〜（ｃ）のように変形しても良い。
【００６４】
（ａ）  クリーニング動作において、動作開始持に始めに印加されるバイアスがＴＲ−である必要はなく、ＴＲ＋から印加しても良い。
【００６５】
（ｂ）  本実施例１では、例としてマイナス帯電のトナーを扱ったが、プラス帯電トナーであっても、同様な方法でトナーのクリーニングが可能である。即ち、バイアスＴＲ−を放電開始電界を越える電界を発生させるバイアス値とし、トナーにプラス電荷を供給して、バイアスＴＲ＋を放電開始しない電界とし、プラス帯電トナーを感光ドラム６に転写すれば良い。
【００６６】
（ｃ）  本実施例１では、マイナス帯電トナーをマイナスの転写バイアスＴＲ−にて感光ドラム６に転写していたが、これに限るものではない。即ち、バイアスＴＲ−を放電開始電界を越える電界を発生させるバイアス値とし、トナーにプラス電荷を供給して帯電極性を反転させ、バイアスＴＲ＋を放電開始しない電界とし、プラスに帯電が反転したトナーを感光ドラム６に転写すれば良い。
【００６７】
（実施例１の効果）
本実施例１によれば、正転写バイアスＴＲ＋と逆転写バイアスＴＲ−を、全ての転写ローラ４に対して同じ極性で且つ隣り合う感光ドラム６の間隔を搬送ベルト１２が通過するのに必要な時間周期で印加することにより、搬送ベルト１２上のトナーを逆転写によって効率的にクリーニングすることができる。しかも、搬送ベルト１２上のトナーがいかなる極性に帯電していても、確実なクリーニングが可能である。
【００６８】
（比較例）
従来、カラー電子写真プリンタ等のカラー画像形成装置においては、フルカラー画像の画質を維持するために、トナー画像濃度やトナー画像の重ね合わせずれを補正するための検出用トナーパターンを搬送ベルト上に形成して、光学センサ等の検出手段によって検出している。又、印刷機構内のカラートナーは、通常同一の極性に帯電されて現像手段によって感光ドラム上に現像されるが、逆極性に帯電されるトナーも少量存在するため、意図せず搬送ベルト上にトナーが転写される場合もある。このような理由から、搬送ベルトにトナーが転写されることがあるため、搬送ベルト上のトナーをクリーニングする機構が必要となる。
【００６９】
そこで、従来のカラー画像形成装置では、搬送ベルトにクリーニングブレードを押し当て、搬送ベルト上のトナーをクリーニングしている。又、逆極性に帯電されたトナーが搬送ベルト上に転写されることを防止するために、記録媒体への転写が行われない動作状態においては、転写手段に通常の転写時とは逆極性の転写電圧を印加している。しかし、搬送ベルトにクリーニングブレードを押し当てて搬送ベルト上のトナーをクリーニングする構成では、搬送ベルトに機械的なダメージが蓄積しやすく、又、クリーニングブレードの磨耗等によって、十分なクリーニング性を長期に亘って維持できない場合がある。又、単に、転写手段に逆極性の転写電圧を印加して、逆極性に帯電されたトナーが搬送ベルト上に転写されることを防止する構成では、トナーの帯電極性によってはクリーニングが不十分になるおそれがある。
【００７０】
これに対し、本実施例１では、正転写バイアスＴＲ＋と逆転写バイアスＴＲ−を、全ての転写ローラ４に対して同じ極性で且つ隣り合う感光ドラム６の間隔を搬送ベルト１２が通過するのに必要な時間周期で印加する構成にしているので、搬送ベルト１２上のトナーがいかなる極性に帯電していても、確実なクリーニングが可能である。
【実施例２】
【００７１】
（実施例２の構成）
本発明の実施例２のカラー画像形成装置における通常の構成は、実施例１と同様である。以下、本実施例２の特有の構成について説明する。
【００７２】
実施例１では、転写ローラ４に印加するバイアスＴＲ＋とＴＲ−の供給切り替えを、感光ドラム６のピッチの長さＬにて行っている。しかし、バイアスＴＲ＋とＴＲ−の供給切り替えを感光ドラムピッチの長さＬで行うと、丁度、バイアスＴＲ＋とＴＲ−の供給切り替え時に、感光ドラム６Ｋのニップ位置であった部分が、感光ドラム６Ｙのニップ位置に来た時に再びバイアスＴＲ＋とＴＲ−の供給切り替えタイミングとなる。以下同様に、感光ドラム６Ｍ，６ＣにおいてもバイアスＴＲ＋とＴＲ−の供給切り替えタイミングが重なり、いつも同じ位置でバイアスＴＲ＋とＴＲ−の供給切り替えが発生してしまう。このような場合、丁度、バイアスＴＲ＋とＴＲ−の供給切り替えタイミングに重なった部分はクリーニング能力が落ちる可能性があり、搬送ベルト１２上に縞模様にトナーが残る可能性がある、といった不都合が生じる。
【００７３】
そこで、本実施例２では、搬送ベルト１２の長さを以下のように設定し、前記実施例１の不都合を解消することを特徴とする。
【００７４】
搬送ベルト１２の長さＬｂは、感光ドラムピッチの長さＬに対して次式（３）のように設定される。
Ｌｂ＝ｋ・Ｌ＋α・Ｌ      （３）
但し、ｋ；正の整数
α；０．１以上０．９以下の任意の数
本実施例２では、一例としてｋ＝８、α＝０．５である搬送ベルト１２を使用している。
【００７５】
（実施例２の動作）
図９は、本発明の実施例２の動作を説明する図である。
【００７６】
通常の印刷動作は、実施例１と同様であるので説明を省略し、以下、本実施例２に特有の動作について図９等を参照しつつ説明する。
【００７７】
図２の機構制御部５３は、搬送ベルトクリーニング動作の起動を判断すると、実施例１と同様な動作でクリーニング動作を起動する。搬送ベルト１２上の点Ｐｋが感光ドラム４Ｃ位置に到達した後もクリーニング動作は継続し、引き続き感光ドラムピッチの長さＬにてバイアスＴＲ＋とＴＲ−が交互に転写ローラ４に印加される。本実施例２では、搬送ベルト１２の長さが感光ドラムピッチの長さＬに対して８．５・Ｌであるため、点Ｐｋが感光ドラム４Ｃ位置通過後もクリーニング動作を続けていると、点Ｐｋが感光ドラム４Ｃ通過から長さ４・Ｌ進んだ時点で、感光ドラム６Ｋの１／２Ｌ転送方向上流側に到達し、同時に転写バイアス極性はバイアスＴＲ＋からＴＲ−に切り替わる。転写バイアスＴＲ＋，ＴＲ−の極性は、搬送ベルト１２が長さ（距離）Ｌ走行して切り替わるので、点ＰｋはバイアスＴＲ−が印加され続けている状態で感光ドラム６Ｋ位置を通過する。
【００７８】
そのため、もしクリーニング動作搬送ベルト１周目において、転写バイアス極性切り替えタイミングと点Ｐｋの感光ドラムニップ位置通過のタイミングとが一致することによるクリーニング不良が発生しても、２周目においてはかならず点Ｐｋと転写バイアス極性切り替えタイミングとが一致しないので、クリーニング動作を搬送ベルト２周に渡って行うことで、確実にむらの無いクリーニングが可能である。
【００７９】
以下、点Ｐｋは各感光ドラム６Ｙ〜６Ｃ位置においても、転写バイアスＴＲ＋，ＴＲ−の切り替えタイミングに一致せずにクリーニング動作が継続する。
【００８０】
なお、前記説明は点Ｐｋに限ったことではなく、搬送ベルト１２上の全ての点についても、もしクリーニング動作開始から搬送ベルト１周目の間に、転写バイアスＴＲ＋，ＴＲ−の切り替えと感光ドラムニップ位置の通過とが一致してしまっても、２周目には転写バイアスＴＲ＋，ＴＲ−の切り替えと感光ドラムニップ位置の通過との一致が発生せずに、クリーニングすることが可能である。
【００８１】
（実施例２の効果）
本実施例２によれば、実施例１に示した構成に加えて、搬送ベルト１２を特定の長さとしたので、転写バイアス極性が入れ替わるタイミングで感光ドラム６Ｋ〜６Ｃのニップ位置に到達した部分に発生するクリーニング不良を、搬送ベルト１周全域に亘って防止でき、確実なべルトクリーニングが可能である。
【実施例３】
【００８２】
（実施例３の構成）
本発明の実施例３のカラー画像形成装置における通常の構成は、実施例１と同様である。以下、本実施例３の特有の構成について説明する。
【００８３】
実施例２で説明したように、実施例１には、搬送ベルト１２上に縞模様にトナーが残るといった不都合が生じる。そこで、本実施例３では、実施例２の構成に代えて、バイアスＴＲ＋とＴＲ−の供給切り替え周期を以下のように設定し、前記実施例１の不都合を解消することを特徴とする。
【００８４】
バイアスＴＲ＋とＴＲ−の供給切り替え周期Ｔは、感光ドラムピッチの長さＬを搬送ベルト１２が進むのに必要な時間Ｔｌに対して次式（４）のように設定される。
Ｔ＝Ｔｌ±α・Ｔｌ      （４）
但し、α；０．５未満の任意の数
【００８５】
なお、αは望ましくは０．１以上０．３以下である。本実施例３では、一例として周期Ｔを次式（５）のように設定している。
Ｔ＝Ｔ１−０．２・Ｔ１＝０．８・Ｔ１      （５）
【００８６】
（実施例３の動作）
図１０は、本発明の実施例３のクリーニング動作を説明するタイムチャートである。
【００８７】
通常の印刷動作は、実施例１と同様であるので説明を省略し、以下、本実施例３に特有の動作について図１０等を参照しつつ説明する。
【００８８】
図２の機構制御部５３は、搬送ベルトクリーニング動作の起動を判断すると、実施例１と同様な動作でクリーニング動作を起動する。搬送ベルト１２上の点Ｐｋが感光ドラム６Ｋ位置にある時にクリーニング動作が起動すると、本実施例３では、バイアスＴＲ＋とＴＲ−の切り替え周期が０．８・Ｔ１であるため、点Ｐｋは感光ドラム６Ｙのニップ位置に到達する０．２・Ｌ手前で、転写ローラ４Ｙに印加される転写バイアスはＴＲ−からＴＲ＋に変化する。引き続きクリーニング動作が継続すると、点Ｐｋは感光ドラム６Ｍのニップ位置手前０．４・Ｌの地点で再びバイアスＴＲ＋とＴＲ−の切り替えが発生し、感光ドラム６Ｃのニップ位置手前０．６・Ｌの地点で再びバイアスＴＲ＋とＴＲ−の切り替えが発生する。
【００８９】
同様に、搬送ベルト１２上のどの点をとっても、バイアスＴＲ＋とＴＲ−の切り替えが感光ドラム６Ｋ〜６Ｃの複数ニップ位置において発生することがなく、搬送ベルト１２上の特定位置にてクリーニング不良が発生することがない。
【００９０】
（効果）
本実施例３によれば、実施例１に示した構成に加えて、転写バイアスＴＲ＋，ＴＲ−の極性切り替え周期Ｔを特定の周期としたので、転写バイアス極性が入れ替わるタイミングで感光ドラム６Ｋ〜６Ｃのニップ立置に到達した部分に発生するクリーニング不良を、搬送ベルト１周全域に亘って防止でき、確実なべルトクリーニングが可能である。
【００９１】
（実施例の他の変形例）
本発明は、上記実施例や変形例に限定されず、種々の利用形態や変形が可能である。この利用形態や変形例としては、例えば、次の（ｉ）、（ｉｉ）のようなものがある。
【００９２】
（ｉ）  図１のカラー画像形成装置１及び図２の制御回路は、図示以外の他の構成に変更しても良い。
【００９３】
（ｉｉ）  実施例１〜３とも、直接転写方式の電子写真プリンタを例に説明したが、中間転写方式の電子写真プリンタであっても、中間転写ベルトあるいは中間転写体のクリーニング方式として本発明を適用可能である。又、本発明の適用範囲はプリンタに限らず、同様の電子写真画像形成プロセスをもつ複写機等への適用も可能である
【図面の簡単な説明】
【００９４】
【図１】本発明の実施例１における画像形成装置（例えば、カラー画像形成装置）の構成例を示すブロック図である。
【図２】図１のカラー画像形成装置における制御回路の構成を示すブロック図である。
【図３】図２中の転写バイアス制御回路における構成例を示すブロック図である。
【図４】本実施例１のクリーニング動作を説明するタイムチャートである。
【図５】本実施例１の転写ベルト位置とバイアス印加の関係を説明する図である。
【図６】本実施例１のトナーが逆転写される仕組みを説明する図である。
【図７】本実施例１のトナーの帯電分布を説明する図である。
【図８】本実施例１の放電を説明する模式図である。
【図９】本発明の実施例２の動作を説明する図である。
【図１０】本発明の実施例３のクリーニング動作を説明するタイムチャートである。
【符号の説明】
【００９５】
１      カラー画像形成装置
２（２Ｋ〜２Ｃ）      印刷機構
４（４Ｋ〜４Ｃ）      転写ローラ
６（６Ｋ〜６Ｃ）      感光ドラム
１２      転送ベルト
５３      機構制御部
６０      高圧制御部
６３      ＴＲ＋発生部
６４      ＴＲ−発生部
７０      ＴＲ＋スイッチ
７１      ＴＲ−スイッチ
【図１】
2010128178.tif 000003
【図２】
2010128178.tif 000004
【図３】
2010128178.tif 000005
【図４】
2010128178.tif 000006
【図５】
2010128178.tif 000007
【図６】
2010128178.tif 000008
【図７】
2010128178.tif 000009
【図８】
2010128178.tif 000010
【図９】
2010128178.tif 000011
【図１０】
2010128178.tif 000012