(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の張架ローラによって張架され、表面にトナー像を担持して無端移動するトナー像担持ベルトと、
導電性部材からなる芯金上にスポンジ層を有し、上記複数の張架ローラのうちの一つと上記トナー像担持ベルトを挟んで対向し、上記トナー像担持ベルト上のトナー像をシート状部材に転写するための転写ニップを形成するニップ形成部材と、
上記ニップ形成部材と上記トナー像担持ベルトを挟んで対向する張架ローラである対向ローラに転写バイアスを印加するバイアス印加手段とを備えた画像形成装置において、
所定時間、上記対向ローラに転写バイアスと逆極性の第１バイアスＶ１を印加した後、上記転写バイアスと同極性で、上記第１バイアスＶ１の絶対値よりも絶対値が小さい第２バイアスＶ２を印加して、上記ニップ形成部材に付着した転写バイアスの極性と逆極性に帯電したトナーを上記ニップ形成部材から除去する転写クリーニングモードを有し、
上記転写バイアスの絶対値を、上記第２バイアスＶ２の絶対値以下にし、かつ、上記転写クリーニングモードの実行時間である上記第１バイアスＶ１を印加する時間と、上記第２バイアスＶ２を印加する時間の和が、上記ニップ形成部材が一回転する時間としたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
請求項１の画像形成装置において、
上記転写クリーニングモードは、画像形成開始から上記トナー像担持ベルト上のトナー像をシート状部材に転写するまでに少なくとも１回以上行われるものであり、
上記転写クリーニングモードの回数が、上記画像形成開始から上記像担持体ベルト上のトナー像をシート状部材に転写するまでの時間を、上記転写クリーニングモードの実行時間で割った値を超えないことを特徴とする画像形成装置。
【請求項３】
請求項１の画像形成装置において、
上記転写クリーニングモードは、上記像担持体ベルト上のトナー像をシート状部材に転写後に実行することを特徴とする画像形成装置。
【請求項４】
請求項１乃至３いずれかの画像形成装置において、
上記転写クリーニングモードは、画像形成動作回数が、閾値を超えた場合に実行することを特徴とする画像形成装置。
【請求項５】
請求項１乃至４いずれかの画像形成装置において、
上記対向ローラと上記ニップ形成部材との間に流れる電流を検知する電流検知手段と、
上記電流検知手段で、上記第１バイアスＶ１を印加したときの電流値を検知し、その検知結果に基づいて、次回の転写クリーニングモードのときの上記第１バイアスＶ１を決定し、
上記電流検知手段で、上記第２バイアスＶ２を印加したときの電流値を検知し、その検知結果に基づいて、次回の転写クリーニングモードのときの上記第２バイアスＶ２を決定することを特徴とする画像形成装置。
【請求項６】
請求項１乃至５いずれかの画像形成装置において、
上記像担持体ベルトが、感光体ベルトであることを特徴とする画像形成装置。
【請求項７】
請求項１乃至５いずれかの画像形成装置において、
上記像担持体ベルトが、中間転写ベルトであることを特徴とする画像形成装置。
【請求項８】
請求項７の画像形成装置において、
上記中間転写ベルト上にトナー像を形成するトナー像形成手段を複数備えたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項９】
請求項１乃至８いずれかの画像形成装置において、
上記ニップ形成部材が、ローラ部材であることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１０】
複数の張架ローラによって張架され、表面にトナー像を担持して無端移動するトナー像担持ベルトと、上記複数の張架ローラのうちの一つと上記トナー像担持ベルトを挟んで対向し、上記トナー像担持ベルト上のトナー像をシート状部材に転写するための転写ニップを形成するニップ形成部材と、上記ニップ形成部材と上記トナー像担持ベルトを挟んで対向する張架ローラである対向ローラに転写バイアスを印加するバイアス印加手段とを備えた画像形成装置において、
上記ニップ形成部材が、複数の張架ローラに張架され少なくとも表層がスポンジ層のベルト部材であり、
所定時間、上記対向ローラに転写バイアスと逆極性の第１バイアスＶ１を印加した後、上記転写バイアスと同極性で、上記第１バイアスＶ１の絶対値よりも絶対値が小さい第２バイアスＶ２を印加して、上記ニップ形成部材に付着した転写バイアスの極性と逆極性に帯電したトナーを上記ニップ形成部材から除去する転写クリーニングモードを有し、
上記転写バイアスの絶対値を、上記第２バイアスＶ２の絶対値以下にし、かつ、上記転写クリーニングモードの実行時間である上記第１バイアスＶ１を印加する時間と、上記第２バイアスＶ２を印加する時間の和が、上記ニップ形成部材が一回転する時間とし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、転写ローラ等のニップ形成部材と、トナー像を担持する像担持ベルトとの当接によって形成した転写ニップに挟み込んだシート材に対して、像担持ベルト上のトナー像を転写する画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
この種の画像形成装置では、ニップ形成部材たる転写ローラとして、金属からなる芯金上に、スポンジ層を形成したスポンジローラを用いるものが知られている（例えば、特許文献１）。
【０００３】
また、転写ローラに転写バイアスを印加した場合、シート材を通じて定着ローラに転写電流がリークすることがある。そのため、転写ローラの芯金部を接地し、転写ローラと像担持体ベルトを介して対向する対向ローラに転写バイアスを印加する画像形成装置も知られている（例えば、特許文献２）。この画像装置においては、像担持体ベルト上のトナーの正規帯電極性である負極性に帯電した負極性トナーを、シート材に転写するため、負極性の転写バイアスを対向ローラに印加する。これにより、像担持体ベルト上の負極性トナーには、斥力が働きシート材に転写される。
【０００４】
また、この種の画像形成装置では、転写ニップ内で転写紙等のシート材の裏面にトナーを付着させることによる裏汚れを引き起こすことがある。この裏汚れは次のようにして引き起こされる。即ち、まず、シート材を挟み込んでいないときの転写ニップにおいて、像担持ベルトの表面に付着しているトナーが転写ローラに機械的に転移する。このとき、転写ローラには、負極性トナーの他に、正極性トナーが付着する。次いで、転写ニップに挟み込まれてきたシート材に像担持ベルト上のトナーを転写するとき、対向ローラに印加される負極性の転写バイアスにより、転写ローラ上の転写バイアスと逆極性の正極性トナーがシート材の裏面に静電的に移動するのである。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
このような裏汚れを抑制するために、非転写時に対向ローラに転写バイアスと同極性の負極性のバイアスを印加し、転写ローラに付着した転写バイアスと逆極性である正極性トナーを像担持ベルト表面に静電的に移動させて除去することが考えられる。しかしながら、後述するように、本出願人が実験したところ、ただ単に対向ローラに負極性のバイアスを印加しても、転写ローラから正極性トナーをほとんど除去することができないことが判明した。この理由については、定かではないが、本出願人は、次のように考えている。すなわち、対向ローラに負極性のバイアスを印加すると、アースに落とした転写ローラの芯金と、対向ローラとの間の電界の影響により、転写ローラのスポンジ層の表面付近が負極性に帯電する。その結果、スポンジ層表面付近の正極性トナーは、スポンジ層のセル側に引き込まれ、セルに静電吸着する。このように、除去対象の正極性トナーがセルに引き込まれて静電吸着するため、転写ニップにおいて像担持ベルトにセル内部の正極性トナーが像担持ベルトへ移動しなかったためと考えられる。
【０００６】
本発明は以上の課題に鑑みなされたものであり、その目的は、裏汚れを抑制することができる画像形成装置を提供することである。
【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、複数の張架ローラによって張架され、表面にトナー像を担持して無端移動するトナー像担持ベルトと、導電性部材からなる芯金上にスポンジ層を有し、上記複数の張架ローラのうちの一つと上記トナー像担持ベルトを挟んで対向し、上記トナー像担持ベルト上のトナー像をシート状部材に転写するための転写ニップを形成するニップ形成部材と、上記ニップ形成部材と上記トナー像担持ベルトを挟んで対向する張架ローラである対向ローラに転写バイアスを印加するバイアス印加手段とを備えた画像形成装置において、所定時間、上記対向ローラに転写バイアスと逆極性の第１バイアスＶ１を印加した後、上記転写バイアスと同極性で、上記第１バイアスＶ１の絶対値よりも絶対値が小さい第２バイアスＶ２を印加して、上記ニップ形成部材に付着した転写バイアスの極性と逆極性に帯電したトナーを上記ニップ形成部材から除去する転写クリーニングモードを有し、上記転写バイアスの絶対値を、上記第２バイアスＶ２の絶対値以下にし、かつ、上記転写クリーニングモードの実行時間である上記第１バイアスＶ１を印加する時間と、上記第２バイアスＶ２を印加する時間の和が、上記ニップ形成部材が一回転する時間とし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の画像形成装置において、上記転写クリーニングモードは、画像形成開始から上記トナー像担持ベルト上のトナー像をシート状部材に転写するまでに少なくとも１回以上行われるものであり、上記転写クリーニングモードの回数が、上記画像形成開始から上記像担持体ベルト上のトナー像をシート状部材に転写するまでの時間を、上記転写クリーニングモードの実行時間で割った値を超えないことを特徴とするものである。
また、請求項３の発明は、請求項１の画像形成装置において、上記転写クリーニングモードは、上記像担持体ベルト上のトナー像をシート状部材に転写後に実行することを特徴とするものである。
また、請求項４の発明は、請求項１乃至３いずれかの画像形成装置において、上記転写クリーニングモードは、画像形成動作回数が、閾値を超えた場合に実行する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１乃至４いずれかの画像形成装置において、上記対向ローラと上記ニップ形成部材との間に流れる電流を検知する電流検知手段と、上記電流検知手段で、上記第１バイアスＶ１を印加したときの電流値を検知し、その検知結果に基づいて、次回の転写クリーニングモードのときの上記第１バイアスＶ１を決定し、上記電流検知手段で、上記第２バイアスＶ２を印加したときの電流値を検知し、その検知結果に基づいて、次回の転写クリーニングモードのときの上記第２バイアスＶ２を決定する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１乃至５いずれかの画像形成装置において、上記像担持体ベルトが、感光体ベルトである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１乃至５いずれかの画像形成装置において、上記像担持体ベルトが、中間転写ベルトであることを特徴とするものである。
また、請求項８の発明は、請求項７の画像形成装置において、上記中間転写ベルト上にトナー像を形成するトナー像形成手段を複数備えたことを特徴とするものである。
また、請求項９の発明は、請求項１乃至８いずれかの画像形成装置において、上記ニップ形成部材が、ローラ部材であることを特徴とするものである。
また、請求項１０の発明は、複数の張架ローラによって張架され、表面にトナー像を担持して無端移動するトナー像担持ベルトと、上記複数の張架ローラのうちの一つと上記トナー像担持ベルトを挟んで対向し、上記トナー像担持ベルト上のトナー像をシート状部材に転写するための転写ニップを形成するニップ形成部材と、上記ニップ形成部材と上記トナー像担持ベルトを挟んで対向する張架ローラである対向ローラに転写バイアスを印加するバイアス印加手段とを備えた画像形成装置において、上記ニップ形成部材が、複数の張架ローラに張架され少なくとも表層がスポンジ層のベルト部材であり、所定時間、上記対向ローラに転写バイアスと逆極性の第１バイアスＶ１を印加した後、上記転写バイアスと同極性で、上記第１バイアスＶ１の絶対値よりも絶対値が小さい第２バイアスＶ２を印加して、上記ニップ形成部材に付着した転写バイアスの極性と逆極性に帯電したトナーを上記ニップ形成部材から除去する転写クリーニングモードを有し、上記転写バイアスの絶対値を、上記第２バイアスＶ２の絶対値以下にし、かつ、上記転写クリーニングモードの実行時間である上記第１バイアスＶ１を印加する時間と、上記第２バイアスＶ２を印加する時間の和が、上記ニップ形成部材が一回転する時間としたことを特徴とするものである。
【０００８】
本出願人は、後述する実験により、次のように対向ローラに印加するバイアスを制御することにより、ニップ形成部材に付着した転写バイアスと逆極性のトナーを良好に除去できることが判明した。すなわち、まず、対向ローラに転写バイアスと逆極性の第１バイアスＶ１を印加する。その後、対向ローラに転写バイアスと同極性で、かつ、上記第１バイアスＶ１よりも絶対値の小さい第２バイアスＶ２を印加するのである。対向ローラに印加するバイアスをこのように制御することで、ニップ形成部材に付着した転写バイアスと逆極性のトナーを良好に除去できる理由については、定かではないが、本出願人は、次のような理由によるものと考えている。すなわち、まず、対向ローラに転写バイアスと逆極性の第１バイアスＶ１を印加することにより、上述と同様な理由により、ニップ形成部材のスポンジ層の表面付近が、転写バイアスと逆極性に帯電する。すると、ニップ形成部材の表面付近に付着しているトナーのうち、ニップ形成部材の転写バイアスと逆極性のトナーには斥力が働く。その結果、ニップ形成部材のスポンジ層のセルに付着していた上記逆極性のトナーがセル内部から表面側へ移動する。次に、対向ローラに転写バイアスと同極性の第２バイアスを印加すると、ニップ形成部材のスポンジ層の表面付近が、転写バイアスと同極性に帯電する。しかし、このときの第２バイアスＶ２の絶対値は、Ｖ１よりも小さいため、ニップ形成部材のスポンジ層の表面付近には、表面側に移動した上記逆極性のトナーをセル側へ引き込むほどには、帯電しない。その結果、上記逆極性のトナーは表面に留まり、転写ニップで像担持ベルト側へ静電的に移動して、ニップ形成部材から良好に除去することができたと考えられる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、対向ローラに転写バイアスと逆極性の第１バイアスＶ１を印加した後、対向ローラに転写バイアスと同極性で、かつ、上記第１バイアスＶ１よりも絶対値の小さい第２バイアスＶ２を印加することにより、ニップ形成部材の転写バイアスと逆極性トナーを良好に除去することができる。このように、転写バイアスと逆極性のトナーをニップ形成部材から良好に除去することができるので、像担持ベルト上のトナー像をシート状部材に転写するとき、ニップ形成部材の転写バイアスと逆極性のトナーが、シート状部材の裏面に付着するのを抑制することができ、裏汚れを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明を適用した画像形成装置の概略構成を示す模式図。
【図２】同画像形成装置における転写クリーニングモード時の印加バイアスのシーケンス図。
【図３】プレクリーニングバイアスＶ１の依存性を調査した結果を示すグラフ。
【図４】プレクリーニングバイアスＶ１の依存性を調査したときの印加バイアスのシーケンス図。
【図５】プレクリーニングバイアスＶ１印加前後の２次転写ローラ上のトナーの平均帯電量の変化を調べた結果を示すグラフ。
【図６】本実施形態の対向ローラへの印加バイアスのシーケンス図。
【図７】電流検知によるプレクリーニングバイアスＶ１およびクリーニングバイアスＶ２を変更する制御フロー図。
【図８】直接転写方式の画像形成装置の概略構成を示す模式図。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下に、本発明にかかる画像形成装置の実施の形態を、添付図面を参照しながら説明する。
図１は、本発明を適用した画像形成装置の概略構成を示す模式図である。図１に示す画像形成装置１００は、カラー画像を形成可能であるカラーレーザプリンタであるが、他のタイプのプリンタ、ファクシミリ、複写機、複写機とプリンタとの複合機等、他の画像形成装置にも本発明を適用することができる。
【００１２】
画像形成装置１００は、外部から受信した画像情報に対応する画像信号に基づき画像形成処理を行う。画像形成装置１００は、一般にコピー等に用いられる普通紙の他、ＯＨＰシートや、カード、ハガキ等の厚紙や、封筒等の何れをもシート状の記録媒体として画像形成を行うことが可能である。
【００１３】
画像形成装置１００は、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色に色分解された色にそれぞれ対応する像としての画像を形成可能な像担持体としての感光体ドラム２０Ｙ、２０Ｃ、２０Ｍ、２０ＢＫを並設したタンデム構造、言い換えるとタンデム方式を採用している。各符号の数字の後に付されたＹ、Ｃ、Ｍ、ＢＫは、イエロー、シアン、マゼンタ、黒用の部材であることを示している。感光体ドラム２０Ｙ、２０Ｃ、２０Ｍ、２０ＢＫは、画像形成装置１００の本体９９の内部のほぼ中央部に配設された像担持ベルトである中間転写ベルト１１の外周面側すなわち作像面側に位置している。
【００１４】
中間転写ベルト１１は、各感光体ドラム２０Ｙ、２０Ｃ、２０Ｍ、２０ＢＫに対峙しながら矢印Ａ１方向に移動可能となっている。各感光体ドラム感光体ドラム２０Ｙ、２０Ｃ、２０Ｍ、２０ＢＫは、Ａ１方向の上流側からこの順で並んでいる。各感光体ドラム２０Ｙ、２０Ｃ、２０Ｍ、２０ＢＫに形成された可視像すなわちトナー像は、矢印Ａ１方向に移動する中間転写ベルト１１に対しそれぞれ重畳転写され、その後、シート状部材である転写紙Ｓに一括転写されるようになっている。よって、画像形成装置１００は中間転写方式の画像形成装置となっている。
【００１５】
中間転写ベルト１１は、その下側の部分が各感光体ドラム２０Ｙ、２０Ｃ、２０Ｍ、２０ＢＫに対向しており、この対向した部分が、各感光体ドラム２０Ｙ、２０Ｃ、２０Ｍ、２０ＢＫ上のトナー像を中間転写ベルト１１に転写する１次転写部９８を形成している。中間転写ベルト１１に対する重畳転写は、中間転写ベルト１１がＡ１方向に移動する過程において、各感光体ドラム２０Ｙ、２０Ｃ、２０Ｍ、２０ＢＫに形成されたトナー像が、中間転写ベルト１１の同じ位置に重ねて転写されるよう、中間転写ベルト１１を挟んで各感光体ドラム２０Ｙ、２０Ｃ、２０Ｍ、２０ＢＫに対向する位置に配設された１次転写ローラ１２Ｙ、１２Ｃ、１２Ｍ、１２ＢＫによる電圧印加によって、Ａ１方向上流側から下流側に向けてタイミングをずらして行われる。
【００１６】
中間転写ベルト１１は、ベース層を伸びの少ない材質で構成し、ベース層の表面を平滑性の良い材質によって覆ったコート層とし、ベース層にコート層を重ねて形成した多層構造となっている。ベース層の材質としては、たとえばフッ素樹脂、ＰＶＤシート、ポリイミド系樹脂が挙げられる。コート層の材質としては、たとえばフッ素系樹脂等が挙げられる。
【００１７】
また、中間転写ベルト１１は、その縁部にそれぞれ、寄り止め部材としての図示しない寄り止めガイドを有している。寄り止めガイドは、中間転写ベルト１１がＡ１方向に回転するときに、図１における紙面と垂直な何れかの方向に偏倚することを防止するために配設されている。寄り止めガイドは、ウレタンゴム製であるが、その他、シリコンゴムなど各種ゴム材料により構成することができる。
【００１８】
各感光体ドラム２０Ｙ、２０Ｃ、２０Ｍ、２０ＢＫはそれぞれ、イエロー、シアン、マゼンタ、ブラックの画像を形成するための、画像形成部としてのトナー像形成手段たる画像形成ユニット６０Ｙ、６０Ｃ、６０Ｍ、６０ＢＫに備えられている。
【００１９】
画像形成ユニット６０Ｙ、６０Ｃ、６０Ｍ、６０ＢＫについて、そのうちの一つの、感光体ドラム２０Ｙを備えた画像形成ユニット６０Ｙの構成を代表して構成を説明する。なお、他の画像形成ユニット６０Ｃ、６０Ｍ、６０ＢＫの構成に関しても実質的に同一であるので、以下の説明においては、便宜上、画像形成ユニット６０Ｙの構成に付した符号に対応する符号を、他の画像形成ユニット６０Ｃ、６０Ｍ、６０ＢＫの構成に付し、詳細な説明については適宜省略することとする。
詳細な図示は省略するが、感光体ドラム２０Ｙを備えた画像形成ユニット６０Ｙは、感光体ドラム２０Ｙの周囲に、図中時計方向であるその回転方向に沿って、１次転写ローラ１２Ｙと、クリーニング手段としてのクリーニング装置と、帯電手段である帯電装置としての帯電装置と、現像手段としての現像ユニットである現像装置５０Ｙとを有している。
【００２０】
帯電装置は、感光体ドラム２０Ｙの表面に当接して従動回転する帯電ローラと、帯電ローラに当接し従動回転するクリーニングローラとを有している。帯電ローラには、直流に交流成分のバイアスを重畳印加する図示しない電圧印加手段が接続されており、感光体ドラム２０Ｙと対向する帯電領域において、感光体ドラム２０Ｙの表面を除電すると同時に、所定の極性に帯電するようになっている。
クリーニングローラは帯電ローラに従動回転することで帯電ローラをクリーニングするようになっている。本実施形態では、接触ローラを用いた帯電システムを採用しているが、帯電システムは、近接ローラを用いたものであっても良いし、コロトロン方式を採用したものであってもよい。
【００２１】
現像装置５０Ｙは、感光体ドラム２０Ｙに近接対向して配設された現像ローラを有し、現像ローラと感光体ドラム２０Ｙとの間の現像領域において、イエロートナーが感光体ドラム２０Ｙの表面に形成された静電潜像に静電的に移行して、静電潜像をイエロートナー像として可視像化するものである。
【００２２】
１次転写ローラ１２Ｙには、制御手段９１による制御に基づき、不図示の１次転写バイアス電源から１次転写に適した所定の電圧が印加されるようになっている。
【００２３】
クリーニング装置は、感光体ドラム２０Ｙに対向する部分に開口部を有するクリーニングケースと、感光体ドラム２０Ｙに当接し感光体ドラム２０Ｙ上の残留トナー、キャリア、紙粉等の不要物を掻き取ってクリーニングするクリーニングブラシと、感光体ドラム２０Ｙの回転方向において、クリーニングブラシよりも下流側の位置で感光体ドラム２０Ｙに当接し感光体ドラム２０Ｙ上の不要物を掻き取ってクリーニングするためのブレードとしてのクリーニングブレードとを有している。また、クリーニング装置は、クリーニングケースに回転自在に支持され、クリーニングブラシ、クリーニングブレードによって掻き取られ、また除去されることによって生じた廃トナー等の不要物を廃トナータンクに向けて搬送するための廃トナー経路の一部を構成する排出スクリュー等を有している。
【００２４】
画像形成ユニット６０Ｙを構成するもののうち、１次転写ローラ１２Ｙを除く、すなわち感光体ドラム２０Ｙと、クリーニング装置と、帯電装置と、現像装置５０Ｙとは、ユニットとしてのプロセスユニットであるプロセスカートリッジ９５Ｙを構成している。プロセスカートリッジ９５Ｙは、画像形成装置１００本体に対し着脱自在に構成されている。具体的には、図１における紙面手前側から、プロセスカートリッジ９５Ｙは、画像形成装置１００本体に対して着脱される。
【００２５】
また、感光体ドラム２０Ｙは、単独でも、画像形成装置１００本体に対し、図１における紙面手前側から着脱自在となっている。また、現像装置５０Ｙも、現像剤の交換作業等のため、単独でも、画像形成装置１００本体に対し、図１における紙面手前側から着脱自在となっている。また、プロセスカートリッジ９５Ｙは、感光体ドラムや現像装置を本体に残した状態で、装置本体に対し図１における紙面手前側に離脱自在に構成されている。
【００２６】
各感光体ドラム２０Ｙ、２０Ｃ、２０Ｍ、２０ＢＫの上方には、中間転写ベルト１１を備えたユニットとしての転写ベルトユニット１０が対向配置されている。
転写ベルトユニット１０は、中間転写ベルト１１の他に、中間転写ベルト１１を巻き掛けられた、駆動部材である駆動ローラ７２と、転写入口ローラ７３と、クリーニング対向ローラ７４と、クリーニング対向ローラ７４を中間転写ベルト１１の張力を増加する方向に付勢する付勢手段としてのばね７５とを有している。また、転写ベルトユニット１０は、画像形成ユニット６０Ｙを構成する１次転写ローラ１２Ｙ、駆動ローラ７２、転写入口ローラ７３、クリーニング対向ローラ７４、ばね７５を、筐体をなす中間転写ベルトケース１４に保持し、本体９９に対し着脱自在に支持されている。
また、中間転写ベルトケース１４には、中間転写ベルト１１に対向して配設され中間転写ベルト１１上をクリーニングするベルトクリーニング装置１３も保持されている。また、転写ベルトユニット１０は、駆動ローラ７２を回転駆動する図示しない駆動系と、１次転写ローラ１２Ｙ、１２Ｃ、１２Ｍ、１２ＢＫに１次転写バイアスを印加する不図示の１次バイアス電源と、対向ローラ（駆動ローラ）７２に２次転写バイアスを印加する不図示の２次バイアス電源とを有している。
【００２７】
転写入口ローラ７３、クリーニング対向ローラ７４は、駆動ローラ７２によって回転駆動される中間転写ベルト１１に連れ回りする従動ローラとなっている。１次転写ローラ１２Ｙ、１２Ｃ、１２Ｍ、１２ＢＫは、中間転写ベルト１１をその裏面から感光体ドラム２０Ｙ、２０Ｃ、２０Ｍ、２０ＢＫに向けて押圧してそれぞれ１次転写ニップを形成する。この１次転写ニップは、中間転写ベルト１１の、転写入口ローラ７３、クリーニング対向ローラ７４の間に張り渡した部分において形成されている。転写入口ローラ７３、クリーニング対向ローラ７４は、１次転写ニップを安定化する機能を有する。
【００２８】
各１次転写ニップには、１次転写バイアスの作用により、感光体ドラム２０Ｙ、２０Ｃ、２０Ｍ、２０ＢＫと１次転写ローラ１２Ｙ、１２Ｃ、１２Ｍ、１２ＢＫとの間に１次転写電界が形成される。感光体ドラム２０Ｙ、２０Ｃ、２０Ｍ、２０ＢＫ上に形成された各色のトナー像は、この１次転写電界やニップ圧の影響によって中間転写ベルト１１上に１次転写される。
駆動ローラ７２は、中間転写ベルト１１を介して２次転写ローラ５を当接されており、２次転写ニップ９０を形成している。
クリーニング対向ローラ７４は、ばね７５の作用により、中間転写ベルト１１に、転写に適した所定の張力を与える加圧部材としてのテンションローラたる機能を有している。
【００２９】
ベルトクリーニング装置１３は、図１におけるクリーニング対向ローラ７４の左方の位置において、中間転写ベルト１１に対向するように配設されている。ベルトクリーニング装置１３は、詳細な図示を省略するが、中間転写ベルト１１に対向、当接するように配設されたクリーニングブラシとクリーニングブレードとを有しており、中間転写ベルト１１上の残留トナー等の異物をクリーニングブラシとクリーニングブレードとにより掻き取り、除去して、中間転写ベルト１１をクリーニングするようになっている。このクリーニングにより生じた廃トナー等の不要物は、図示しない廃トナー経路を経て廃トナータンク８３に収納されるようになっている。
【００３０】
ベルトクリーニング装置１３、クリーニング対向ローラ７４は、黒色画像形成時には、１次転写ローラ１２Ｙ、１２Ｃ、１２Ｍとともに下方に移動し、中間転写ベルト１１を、感光体ドラム２０Ｙ、２０Ｃ、２０Ｍから離間するように構成されている。
【００３１】
画像形成ユニット６０Ｙ、６０Ｃ、６０Ｍ、６０ＢＫの下方には、書込ユニットとしての光走査装置８が対向配置されている。
光走査装置８は、各感光体ドラム２０Ｙ、２０Ｃ、２０Ｍ、２０ＢＫにおける帯電領域と現像領域との間の領域に、光変調されたレーザー光を照射して帯電ローラにより帯電された後の各感光体ドラム２０Ｙ、２０Ｃ、２０Ｍ、２０ＢＫの表面を露光し、露光部分の電位を低下させて感光体ドラム２０Ｙ、２０Ｃ、２０Ｍ、２０ＢＫの表面上に静電的な電位差を設け、静電潜像を形成する。
【００３２】
光走査装置８の下方には、シート給送装置６１が配設されている。シート給送装置６１は、転写紙Ｓを複数枚重ねた転写紙束の状態で収容する給紙カセット６１ａと、最上位の転写紙Ｓの上面に当接する給紙ローラとしての給送ローラ３とを有している。給送ローラ３が反時計回り方向に回転駆動されることにより、最上位の転写紙Ｓをレジストローラ対４に向けて給送するようになっている。
レジストローラ対４は、作像速度、言い換えると中間転写ベルト１１の移動速度と、給紙の速度とを合わせるために、外径を精密に加工されている。その精度は外径で０．０３ｍｍ以内である。
【００３３】
対向ローラとしての駆動ローラ７２に中間転写ベルトを介して対向配設され、中間転写ベルト１１と当接して２次転写ニップ９０を形成するニップ形成部材としての２次転写ローラ５は、中間転写ベルト１１に従動し、連れ回りする。２次転写ローラ５、金属製の芯金の表面にスポンジ層が形成されている。２次転写ニップ９０には、２次転写バイアスの作用により、駆動ローラ７２及び中間転写ベルト１１と、２次転写ローラ５との間に２次転写電界が形成される。中間転写ベルト１１上に形成されたトナー像は、この２次転写電界やニップ圧の影響によって転写紙Ｓ上に２次転写される。駆動ローラ７２は対向ローラを兼ねている。２次転写バイアスは、駆動ローラ７２に印加する斥力バイアス方式と、２次転写ローラ５に印加する引力バイアス方式とがある。本実施形態の画像形成装置１００では、前者の斥力バイアス方式をとっている。また、２次転写バイアスは、制御手段９１の制御に基づいて、不図示の２次転写バイアス電源によって、２次転写に適した所定の電圧が印加されるようになっている。すなわち、制御手段９１と不図示の２次転写バイアス電源とによってバイアス印加手段が構成されている。
【００３４】
２次転写ニップ９０よりもシート搬送方向下流側には、トナー像を転写された転写紙Ｓに同トナー像を定着させるためのローラ定着方式の定着ユニットとしての定着装置６が配設されている。
定着装置６は、熱源を内部に有する定着ローラ６２と、定着ローラ６２に圧接された加圧ローラ６３とを有しており、トナー像を担持した転写紙Ｓを定着ローラ６２と加圧ローラ６３との圧接部である定着部に通すことで、熱と圧力との作用により、担持したトナー像を転写紙Ｓの表面に定着するようになっている。
【００３５】
また、画像形成装置１００は、転写ベルトユニット１０の上方に配設され、イエロー、シアン、マゼンタ、ブラックの各色のトナーを充填された、トナー補給部材としてのトナーボトル９Ｙ、９Ｃ、９Ｍ、９ＢＫが配設されている。トナーボトル９Ｙ、９Ｃ、９Ｍ、９ＢＫは、本体９９に対して着脱自在に設けられている。トナーボトル９Ｙ、９Ｃ、９Ｍ、９ＢＫ内のイエロー、シアン、マゼンタ、ブラックの各色のトナーは、図示しないトナー供給機構により、所定の補給量だけ、画像形成ユニット６０Ｙ、６０Ｃ、６０Ｍ、６０ＢＫにそれぞれ備えられた現像装置５０Ｙ、５０Ｃ、５０Ｍ、５０ＢＫに補給される。トナーボトル９Ｙ、９Ｃ、９Ｍ、９ＢＫは、内部のトナーがなくなると交換される消耗品であり、トナーがなくなったとき等に本体９９に脱着され、交換される。
【００３６】
また、画像形成装置１００は、画像形成装置１００に対する各種設定を行うための入力手段としての図示しない操作パネル、画像形成装置１００全体の動作を制御する、図示しないＣＰＵ、メモリ等を備えた制御手段９１などを有している。
操作パネルによって入力された各種の情報は、制御手段９１によって認識され、それぞれ識別される。操作パネルは、制御手段９１による制御によって所定の表示を行う出力手段としての表示部を有している。また、制御手段９１は、１次転写ローラに一次転写バイアスを印加する一次バイアス電源を制御する。さらに、対向ローラ７２に２次転写バイアスを印加する２次バイアス電源を制御する。すなわち、制御手段９１と２次バイアス電源とで、バイアス印加手段としての２次転写バイアス印加手段として構成している。
【００３７】
かかる構成の画像形成装置１００において、カラー画像を形成すべき旨の信号が入力されると、駆動ローラ７２が駆動され、中間転写ベルト１１、転写入口ローラ７３、クリーニング対向ローラ７４が従動回転するとともに、感光体ドラム２０Ｙ、２０Ｃ、２０Ｍ、２０ＢＫが回転駆動される。
【００３８】
感光体ドラム２０Ｙは、回転に伴い帯電ローラにより表面を一様に帯電され、光走査装置８からのレーザー光の露光走査によりイエロー色に対応した静電潜像を形成され、この静電潜像を現像装置５０Ｙによりイエロー色のトナーにより現像され、現像により得られたイエロー色の単色画像であるトナー像を１次転写ローラ１２ＹによりＡ１方向に移動する中間転写ベルト１１に１次転写され、転写後に残留したトナーを含む不要物をクリーニング装置により良好に除去されて帯電ローラによる次の除電、帯電に供される。
【００３９】
他の感光体ドラム２０Ｃ、２０Ｍ、２０ＢＫにおいても同様に各色のトナー像が形成等され、形成された各色の単色画像であるトナー像は、１次転写ローラ１２Ｃ、１２Ｍ、１２ＢＫにより、Ａ１方向に移動する中間転写ベルト１１上の同じ位置に順次１次転写される。中間転写ベルト１１上に重ね合わされたトナー像は、中間転写ベルト１１のＡ１方向の回転に伴い、２次転写ローラ５との対向位置である２次転写ニップ９０まで移動し、２次転写ニップ９０において転写紙Ｓに２次転写される。
【００４０】
中間転写ベルト１１と２次転写ローラ５との間に搬送されてきた転写紙Ｓは、シート給送装置６１から給送ローラ３によって繰り出されてフィードされ、レジストローラ対４によって、センサによる検出信号に基づいて、中間転写ベルト１１上のトナー像の先端部が２次転写ローラ５に対向するタイミングで送り出されたものである。
【００４１】
転写紙Ｓは、すべての色のトナー像を転写され、担持すると、定着装置６に進入し、定着ローラ６２と加圧ローラ６３との間の定着部を通過する際、熱と圧力との作用により、担持したトナー像を定着され、転写紙Ｓ上に合成カラー画像であるカラー画像を定着される。定着装置６を通過した定着済みの転写紙Ｓは、排紙路４１と反転前搬送路４２との分岐点にさしかかる。この分岐点には、不図示の切替爪が揺動可能に配設されており、その揺動によって転写紙Ｓの進路を切り替える。具体的には、爪の先端を反転前搬送路４２に近づける方向に動くことにより、転写紙Ｓの進路を排紙路４１に向かう方向にする。また、爪の先端を反転前搬送路４２から遠ざける方向に動くことにより、転写紙Ｓの進路を反転前搬送路４２に向かう方向にする。
【００４２】
不図示の切替爪によって排紙路４１に向かう進路が選択されている場合には、転写紙Ｓは、排紙路４１から排紙ローラ対７のニップを経由した後、本体９９の上部の排紙トレイ１７上にスタックされる。これに対し、不図示の切替爪によって反転前搬送路４２に向かう進路が選択されている場合には、転写紙Ｓは反転前搬送路４２を経て、反転ローラ対４３のニップに進入する。反転ローラ対４３は、ローラ間に挟み込んだ転写紙Ｓを排紙トレイ１７に向けて搬送するが、転写紙Ｓの後端をニップに進入させる直前で、ローラを逆回転させる。この逆転により、転写紙Ｓがそれまでとは逆方向に搬送されるようになり、転写紙Ｓの後端がすぐに分岐路にさしかかる。
【００４３】
この分岐路には、不図示の第２切替爪が揺動可能に配設されている。反転前搬送路４２内で定着装置６側から反転ローラ対４３側に向けて送られているときには、不図示の第２切替爪がその爪の先端を後述の反転搬送路４４に近づけるような揺動位置で停止している。不図示の第２切替爪がこのような揺動位置で停止していることにより、反転前搬送路４２内の転写紙Ｓが反転ローラ対４３に向けて搬送される。
【００４４】
一方、反転ローラ対４３の逆転によって転写紙Ｓがその後端側を先頭にして逆方向に搬送されるようになるのとほぼ同時に、不図示の第２切替爪がその爪の先端を反転前搬送路４２に近づけるように揺動する。これにより、逆方向に搬送されるようになった転写紙Ｓの後端側が反転搬送路４４に向けて導かれる。
【００４５】
反転搬送路４４は、鉛直方向上側から下側に向けて搬送路を大きく湾曲させる形状になっており、路内に第１反転搬送ローラ対４５、第２反転搬送ローラ対４６、第３反転搬送ローラ対４７を有している。転写紙Ｓは、これらローラ対のニップを順次通過しながら、搬送されることで、その上下を反転させる。上下反転後の転写紙Ｓは、再び２次転写ニップ９０に至る。そして、今度は、転写紙の裏面を中間転写ベルト１１に密着させながら２次転写ニップに進入して、その裏面に中間転写ベルト１１の第２の４色トナー像が一括２次転写される。この後、定着装置６、排紙路４１、排紙ローラ対７を経由して、排紙トレイ１７上にスタックされる。このような反転搬送により、転写紙Ｓの両面にフルカラー画像が形成される。
【００４６】
一方、２次転写を終えた中間転写ベルト１１は、ベルトクリーニング装置１３に備えられたクリーニングブラシ及びクリーニングブレードによってクリーニングされる。
【００４７】
このような画像形成工程において、イエロー、シアン、マゼンタ、ブラックの各色のトナーは、現像装置５０Ｙ、５０Ｃ、５０Ｍ、５０ＢＫにおいてそれぞれ消費されるため、消費に応じて、図示しないトナー供給機構が、トナーボトル９Ｙ、９Ｃ、９Ｍ、９ＢＫ内のイエロー、シアン、マゼンタ、ブラックの各色のトナーを、所定の補給量だけ、それぞれ現像装置５０Ｙ、５０Ｃ、５０Ｍ、５０ＢＫに供給するようになっている。
【００４８】
近年、環境保護の観点から、本実施形態の画像形成装置１００のように、転写紙Ｓの裏面にも画像形成を行うことが主流である。このように転写紙Ｓの裏面にも画像形成を行う場合には、転写紙Ｓの裏汚れ（裏面の汚れ）は、重大な問題の一つとなっている。この転写紙Ｓの裏汚れを防ぐには、２次転写ローラ５に付着したトナーを除去することが重要となる。
【００４９】
２次転写ローラ５に付着したトナーをクリーニングするために、従来は２次転写ローラ５にブレードやファーブラシからなるクリーニング部材を当接させることで転写ローラ５をクリーニングするようにした転写クリーニング装置が用いられている。上述した２次転写ローラ５にブレードやファーブラシを当接させる転写クリーニング装置では、次のような問題が発生する。まず、２次転写ローラ５にブレードを常時当接させることによりブレードのエッジ部の摩耗が激しい。そのため、クリーニング性を維持するためには、ブレード単体の定期的な交換が必要となり、場合によってはブレード及びその周辺部材の定期的な交換が必要となる。さらに、２次転写ローラ５にブレードを常時当接させているので、２次転写ローラ５の回転トルクの増加や２次転写ローラの表面から掻き落としたトナーを溜める廃トナー容器が必要となる。その結果、画像形成装置の小型化が困難になる。また、廃トナー容器の交換が必要となる。然るに、画像形成装置１００の小型化、およびメンテナンス性、２次転写ローラ５の高寿命化、を考えた場合、上述の転写クリーニング装置は望ましく無い。
【００５０】
さらに、本実施形態のように、２次転写ローラ５を、金属製の芯金上にスポンジ層を設けた構成した場合、上述の転写クリーニング装置では、転写ローラ５に付着したトナーを除去することができない。
【００５１】
そこで、非転写時に対向ローラ７２に印加する２次転写バイアスと同極性のクリーニングバイアスを印加して、転写ローラ５上のトナーを除去する方法がある。転写時に転写紙に付着するのは、ほとんどが２次転写バイアスの極性と逆極性の正極性トナーである。よって、対向ローラ７２に２次転写バイアスと同極性のクリーニングバイアスを印加して、２次転写ローラ上の正極性トナーを中間転写１１に静電的に移動させて除去することで、２次転写ローラ５から正極性トナーを除去できると考えられる。しかしながら、ただ単に対向ローラ７２に２次転写バイアスと同極性のクリーニングバイアスを印加しても、正極性トナーが、ほとんど中間転写ベルト１１へ移動せず、転写ローラ上の正極性トナーをほとんど除去することができないことがわかった。そこで、本実施形態においては、次のように、対向ローラへの印加バイアスを制御することによって、２次転写ローラ５の正極性トナーを良好に除去することができる。
【００５２】
図２は、本実施形態の２次転写ローラ５の正極性トナーを除去するときの対向ローラ７２に印加するバイアス制御のシーケンス図である。
例えば、画像形成動作が開始された画像形成開始から中間転写ベルトのトナー像を転写紙Ｓに２次転写するまでの間や、中間転写ベルト１１のトナー像を転写紙Ｓに２次転写した後に、転写クリーニングモードが実行される。転写クリーニングモードが実行されると、図に示すように、本実施形態においては、２次転写バイアスと同極性の負極性のクリーニングバイアスＶ２を印加する前に、２次転写バイアスと逆極性の正極性で、絶対値がクリーニングバイアスＶ２の絶対値よりも大きいプレクリーニングバイアスＶ１をＴ１時間印加するのである。また、本実施形態においては、クリーニングバイアスＶ２の絶対値を、２次転写バイアスＶ３よりも大きくなるように設定し、２次転写ローラが１回転したら、転写クリーニングモードを終了するようにした。
【００５３】
本実施形態においては、上記のように正極性で、クリーニングバイアスＶ２よりも絶対値の大きなプレクリーニングバイアスＶ１を印加することにより、２次転写ローラ上の正極性トナーを良好に除去できる。また、クリーニングバイアスＶ２の絶対値を転写バイアスＶ３の絶対値以下とすることにより、２次転写ローラ１回転で、クリーニングモードを終了しても、裏汚れが生じることがない。以下に、具体的に説明する。
【００５４】
図３は、プレクリーニングバイアスＶ１の依存性を調査した結果である。
この調査は、まず、２次転写ローラ５をトナーで汚した後、図４に示すバイアス制御のシーケンスの動作を一回実施した直後、作像動作を強制的に停止させる。次に、中間転写ベルト１１上において、シーケンスの動作位置に相当する部分のトナー汚れの最大濃度を測定する。次に、中間転写ベルト１１上においてトナー汚れの無い部分の濃度を測定し、夫々の濃度の差分をとって、その値をクリーニング能力として評価した（図３の縦軸）。つまり、転写クリーニングを実施した位置に相当する位置での中間転写ベルト１１上のトナー汚れは、転写クリーニングにより２次転写ローラ５上のトナーが中間転写ベルト１１に転移したものと考えられる。すなわち、中間転写ベルト１１上のトナー汚れが多ければ、転写クリーニングのクリーニング能力が高いといえる。
【００５５】
中間転写ベルト１１の電気抵抗・２次転写ローラ５の電気抵抗の異なる２個の画像形成装置を用いて調査を行った。クリーニングバイアスＶ２は、中間転写ベルト１１の電気抵抗・２次転写ローラ５の電気抵抗などに基づき求めたものである。
【００５６】
図３に示すように、プレクリーニングバイアスＶ１を印加しなかった（Ｖ１＝０Ｖ）場合、ほとんど正極性トナーを除去できていないことがわかる。すなわち、ただ単に負極性バイアスを印加しても、２次転写ローラ上の正極性トナーを除去できないのである。また、クリーニングバイアスＶ２を５００Ｖに設定した装置においては、プレクリーニングバイアスＶ１が５００Ｖ未満の場合、中間転写ベルト１１上にトナー汚れはほとんどなく、２次転写ローラ５上の正極性トナーが、ほとんど除去されていない。そして、プレクリーニングバイアスＶ１が５００Ｖを越えると、プレクリーニングバイアスＶ１の値に比例してクリーニング能力は高くなっていることがわかる。また、クリーニングバイアスＶ２を１０００Ｖに設定した装置においても、プレクリーニングバイアスＶ１が１０００Ｖ未満では、２次転写ローラ５上の正極性トナーが、ほとんど除去されず、プレクリーニングバイアスＶ１が１０００Ｖを越えると、プレクリーニングバイアスＶ１の値に比例してクリーニング能力が高くることがわかる。このことから、２次転写バイアスと逆極性の正極性で、絶対値がクリーニングバイアスＶ２の絶対値よりも大きいプレクリーニングバイアスＶ１を印加することにより、２次転写ローラ５の正極性トナーを良好に除去することができることがわかる。また、図３からプレクリーニングバイアスＶ１の絶対値を大きくすればするほど、クリーニング能力が高まるが、プレクリーニングバイアスＶ１を大きくしすぎると、中間転写ベルト１１や２次転写ローラ５が絶縁破壊する恐れがある。また、中間転写ベルト１１へメモリ効果を発生させ、次以降の画像に対し残像として表れてしまう。よってこれらを考慮して、プレクリーニングバイアスＶ１を設定するのが望ましい。
【００５７】
２次転写バイアスと逆極性の正極性で、絶対値がクリーニングバイアスＶ２の絶対値よりも大きいプレクリーニングバイアスＶ１を印加すると、２次転写ローラ５の正極性トナーを良好に除去できる理由は、次の２つが考えられる。ひとつは、正極性のプレクリーニングバイアスＶ１を印加することに、２次転写ローラ５上のトナー電荷が正極性側に増加するという仮説である。つまり、２次転写ローラ５上に付着したトナーの帯電量は分布を持っており、正極性のトナーもあれば負極性のトナーも存在する。プレクリーニングバイアスＶ１印加時に２次転写ローラ５上のトナーにプラス電荷が注入され正極性トナーが増加するのではないかという仮説である。２つめは、２次転写ローラ５のスポンジ層のセル内部に入り込んだ正極性トナーが、クリーニングし易い表面に移動したという仮説である。つまり、プレクリーニングバイアスＶ１印加時にスポンジ層の表面付近が正極性に帯電し、斥力により２次転写ローラ５のスポンジ層のセル内に入り込んだ正極性トナーが、表面に移動したのではないかという仮説である。
【００５８】
上記１番目の仮説（２次転写ローラ５上の正極性トナーが増加するという仮説）を検証するために、次のような検証実験を行った。
検証実験は、まず、２次転写ローラ５をトナーで汚す。その後、２次転写ローラ５上のトナーの平均帯電量を測定する。次いで、プレクリーニングバイアスＶ１を任意に設定し、Ｔ１時間印加したあとの２次転写ローラ５上のトナー平均帯電量を測定し、プレクリーニングバイアスＶ１印加前後の２次転写ローラ上のトナー帯電量変化を測定した。トナーの平均帯電量の測定は、チャージスペクトル法を利用した方法や、レーザードップラー速度計を使用した方法など公知の方法で測定することができる。ここでは、レーザードップラー速度計を使用したトナー粒子帯電量分布測定装置（Ｅスパートアナライザー；ホソカワミクロン株式会社製）を用いて測定した。
図５は、その検証結果を示す図である。図５の横軸はＶ１の値を表しており、図中左の縦軸は、２次転写ローラのトナー帯電量を示し、図中右の縦軸は、Ｖ１印加前後における２次転写ローラ上のトナー帯電量の変化量を表している。
【００５９】
図５に示すように、Ｖ１印加前後で２次転写ローラ５上のトナー帯電量変化は、ほとんどないことが確認された。このことから、プレクリーニングバイアスＶ１の印加により２次転写ローラ上の正極性トナーが増加するのではないことが確認された。よって、上述の２番目の仮説（２次転写ローラ５に存在する正極性トナーが、クリーニングし易い表面に移動したという仮説）により、正極性のプレクリーニングバイアスＶ１を印加することで、正極性トナーを良好にクリーニングできたと考えられる。すなわち、正極性のプレクリーニングバイアスＶ１を印加することで、接地された２次転写ローラの芯金と、正極性のバイアスを印加された対向ローラとの間にあるスポンジ層の表面付近が、正極性に帯電する。その結果、２次転写ローラのセル内に入り込んでいた正極性トナーが、斥力により表面側へ移動する。プレクリーニングバイアスＶ１の値が高いほど、スポンジ層の表面付近の正極性の帯電量が増加し、正極性トナーが表面側へ移動しやすくなる。その結果、２次転写ローラの表面の正極性トナーが多くなり、クリーニング量が増加したと考えられる。また、上記仮説からすると、負極性のクリーニングバイアスＶ２を印加すると、スポンジ層の表面付近が負極性に帯電する。しかし、クリーニングバイアスＶ２の絶対値は、プレクリーニングバイアスＶ１の絶対値よりも小さくしているので、表面に移動した正極性トナーをセル側へ静電的に引きもむほどの静電力が生じない。その結果、クリーニングバイアスＶ２の印加により、２次転写ローラ５表面の正極性トナーのクリーニング量が増加したと考えられる。
【００６０】
本実施形態においては、転写クリーニングモードを２次転写ローラ一回転で終了するよう構成している。この場合、プレクリーニングバイアスＶ１印加時に転写ニップを通過する２次転写ローラの部分においては、正極性トナーが除去されない。そのため、Ｖ２印加後に２次転写バイアスＶ３を印加して、転写紙Ｓに中間転写ベルト１１上のトナー像を２次転写するとき、プレクリーニングバイアスＶ１印加時に転写ニップを通過する２次転写ローラ５の領域が転写紙Ｓの裏面と当接すると、上記転写クリーニングモードで除去されなかった正極性トナーが転写紙Ｓの裏面に付着するおそれがある。しかし、２次転写バイアスＶ３の絶対値をクリーニングバイアスＶ２の絶対値以下とすることで、裏汚れすることがないことがわかった。
【００６１】
下記表１は、クリーニングバイアスＶ２と２次転写バイアスＶ３との関係と、裏汚れとの関係とを調べた結果である。
【表１】
0005626635.tif 000002
【００６２】
上記表１に示すように、２次転写バイアスＶ３の絶対値をクリーニングバイアスＶ２よりも大きくすると、プレクリーニングバイアスＶ１印加時に転写ニップを通過する２次転写ローラ５の領域の正極性トナーが転写紙Ｓに付着して、裏汚れが生じてしまった。しかし、表１に示すように、２次転写バイアスＶ３の絶対値をクリーニングバイアスＶ２以下にすると、プレクリーニングバイアスＶ１印加時に転写ニップを通過する２次転写ローラ５の領域で裏汚れが発生しなかった。この理由については、定かではないが、次の理由が考えられる。２次転写ニップにある程度の電気抵抗を有する転写紙Ｓが搬送されるため、Ｖ２≧Ｖ３のときは、２次転写ローラ側に対向ローラのバイアスが十分に作用せず、２次転写ローラ５上の正極性トナーは、移動しなかったと考えられる。一方、Ｖ２＜Ｖ３のときは、対向ローラに印加したバイアスの影響によりプレクリーニングバイアスＶ１印加時に転写ニップを通過する２次転写ローラ５の領域の正極性トナーが転写紙Ｓに付着して、裏汚れが生じてしまったと考えられる。
【００６３】
このように、本実施形態においては、２次転写バイアスＶ３の絶対値を、クリーニングバイアスのＶ２の絶対値以下とすることにより、転写クリーニングモードを２次転写ローラの一回転にしても、裏汚れが生じることがない。これにより、転写クリーニング時間を短縮することができ、装置のダウンタイムを短くすることができる。ところで、本実施形態においては、２次転写ローラ上の負極性トナーを除去しない。これは、２次転写バイアスが、負極性であるため、２次転写ローラ上の負極性トナーは、２次転写時に転写紙Ｓの裏面に静電的に移動することがない。また、プレクリーニングバイアスを印加して、スポンジ層の表面付近を正極性に帯電させるので、２次転写ローラ表面に付着した負極性トナーが、セル内部へ引き込まれ、静電吸着する。よって、２次転写ローラ上の負極性トナーを除去しなくても、負極性トナーが転写紙Ｓの裏面に付着することがほとんどない。従って、本実施形態においては、２次転写ローラの負極性トナーを除去しないのである。２次転写ローラの負極性トナーを除去しないので、転写クリーニングモードの時間を短縮することができ、装置のダウンタイムを短くできる。なお、２次転写ローラ５の負極性トナーを除去する場合は、上述とは逆に、プレクリーニングバイアスＶ１の極性を負極性にし、クリーニングバイアスＶ２の極性を正極性にする。これにより、上述と同様な理由により、負極性トナーを２次転写ローラから良好にクリーニングすることができる。
【００６４】
図６は、本実施形態の対向ローラ７２への印加バイアスのシーケンス図である。
図に示すように、画像形成動作が開始されると、感光体ドラム・中間転写ベルト１１などの駆動が開始される。これにより、２次転写ローラ５が中間転写ベルト１１と供回りする。また、画像形成動作開始と同時に転写クリーニングモードが実行され、対向ローラ７２にプレクリーニングバイアスＶ１が印加される。Ｔ１［ｍｓｅｃ］プレクリーニングバイアスＶ１を印加したら、制御手段９１は、不図示の２次バイアス電源を制御して、クリーニングバイアスＶ２に変更する。次にＴ２［ｍｓｅｃ］間クリーニングバイアスＶ２を印加し、プレクリーニングバイアスＶ１の印加開始し時点から２次転写ローラ５が一回転した時点で、２次転写バイアスＶ３に変更し、転写クリーニングモードを終了する。そして、転写バイアスＶ３印加してからＴ４［ｍｓｅｃ］後、中間転写ベルト上のトナー像が２次転写ニップへ搬送され、それと同時に転写紙Ｓが２次転写ニップに突入して、転写紙Ｓのおもて面にトナー像が２次転写される。このように、画像形成開始から２次転写が行われるまでの時間Ｔ５［ｍｓｅｃ］が、転写クリーニングモードの時間Ｔ３［ｍｓｅｃ］よりも長い場合は、画像形成開始時に転写クリーニングモードを実行することができる。これにより、転写クリーニングモードにより、ファーストプリントタイムが長くなることがない。また、図６では、転写クリーニングモードを１回行っているが、画像形成開始から２次転写開始まで間に、２次転写ローラが複数回回転する場合は、転写クリーニングモードを複数回実施してもよい。具体的には、転写クリーニングモードの繰り返し回数は、画像形成開始から２次転写するまでの時間Ｔ５［ｍｓｅｃ］を、上記転写クリーニングモードの実行時間Ｔ３［ｍｓｅｃ］で割った値以下に設定する。これにより、転写クリーニングモードの実行によって、ファーストプリントタイムが延びることがない。
【００６５】
また、転写クリーニングモードを２次転写終了後に行ってもよい。転写クリーニングモードを２次転写終了後に行うことで、２次転写ローラ５が紙間で汚れてしまうのを防止でき、裏汚れの防止が可能となる。
【００６６】
また、画像形成開始から２次転写までの時間Ｔ５や、２次転写終了後、次の画像が２次転写されるまでの時間が、転写クリーニング実行時間よりも短い装置においては、画像形成回数をカウントし、画像形成回数が閾値に達したら、転写クリーニングモードを実行するようにしてもよい。具体的には、制御手段９１は、画像形成回数を図示されないメモリに記憶する。また、不図示のメモリには、予め実験的に定めた所定の閾値も記憶している。そして、画像形成回数が不図示のメモリに記憶されている閾値を越えたら、制御手段９１は、転写クリーニングモードを実行する。転写クリーニングモードは、２次転写終了直後行ってもよいし、次の画像形成動作の開始と同時に行ってもよい。転写クリーニングモードが終了したら、制御手段９１は、メモリに記憶されている画像形成回数を０にリセットする。このように、転写クリーニング動作の実施の有無を判定するようにすることで、転写クリーニングモード実行完了待ちによるダウンタイムが、作像毎に生じることがない。
【００６７】
また、上述では、プレクリーニングバイアスＶ１およびクリーニングバイアスＶ２は、予め実験などにより決められた値を使用しているが、環境、中間転写ベルトや２次転写ローラなどの経時劣化などによって、最適な値が変化する場合がある。そこで、２次転写ニップに流れる電流を検知して、その検知結果に基づいて、次回の転写クリーニングモードのときのプレクリーニングバイアスＶ１、クリーニングバイアスＶ２を決定してもよい。
図７は、電流検知によるプレクリーニングバイアスＶ１およびクリーニングバイアスＶ２を変更する制御フロー図である。
図に示すように、転写クリーニングモードが実行されて、プレクリーニングバイアスＶ１が印加されたら、電流を検知する（Ｓ１〜Ｓ２）。検知した電流値が、第１閾値Ａ１以下の場合（Ｓ３のＹＥＳ）は、２次転写ローラの表面の正極性の帯電量が十分でなく、セル内部の正極性トナーが、表面へ移動してこないおそれがある。よって、この場合は、不図示のメモリに記憶されているプレクリーニングバイアスＶ１を所定値上げて、この値を新たなプレクリーニングバイアスとしてメモリに記憶する（Ｓ４）。これにより、次回のクリーニングモードの実行時には、新たなプレクリーニングバイアスＶ１が、対向ローラ７２に印加されることになる。
一方、検知した閾値が第２閾値Ａ２以上の場合（Ｓ５のＹＥＳ）は、中間転写ベルト１１や２次転写ローラ５が絶縁破壊する恐れや、次以降の画像に対し残像として現れるおそれがある。よって、この場合は、不図示のメモリに記憶されているプレクリーニングバイアスＶ１を所定値下げて、この値を新たなプレクリーニングバイアスとしてメモリに記憶する（Ｓ６）。
一方、検知した電流値Ｉが、Ａ１＜Ｉ＜Ａ２の場合（Ｓ３のＮＯ、Ｓ５のＮＯ）は、２次転写ローラ表面をセル内部の正極性トナーを表面側へ移動でき、絶縁破壊なども起こるおそれがないので、不図示のメモリ内に記憶されているプレクリーニングバイアスＶ１の値を変えない。
【００６８】
次に、クリーニングバイアスＶ２が印加されたときの電流値を検知し、検知した値が第３閾値Ｂ１以下か否かチェックする（Ｓ７〜Ｓ９）。検知した値が第３閾値Ｂ１以下の場合（Ｓ９のＹＥＳ）は、２次転写ローラ上の正極性トナーを中間転写ベルト１１へ静電的に移動させることができないおそれがある。よって、この場合は、不図示のメモリに記憶されているクリーニングバイアスＶ２を所定値上げて、この値を新たなクリーニングバイアスＶ２としてメモリに記憶する（Ｓ１０）。
一方、検知した値が第４閾値Ｂ２以上の場合（Ｓ１１のＹＥＳ）は、２次転写ローラの表面付近の負極性の帯電量が大きくなりすぎ、表面側へ移動した正極性トナーが、セル内部へ引き込まれて、良好なクリーニング性が得られなくなる可能性がある。よって、この場合は、不図示のメモリに記憶されているクリーニングバイアスＶ２を所定値下げて、この値を新たなクリーニングバイアスＶ２としてメモリに記憶する（Ｓ１２）。
一方、検知した電流値Ｉが、Ｂ１＜Ｉ＜Ｂ２の場合（Ｓ９のＮＯ、Ｓ１１のＮＯ）は、２次転写ローラの正極性トナーを、良好に除去できるので、不図示のメモリ内に記憶されているクリーニングバイアスＶ２の値を変えない。
【００６９】
このように、プレクリーニングバイアスＶ１やクリーニングバイアスＶ２の値を変更することで、最適なバイアスで転写クリーニングモードを実行することができ、良好なクリーニング性を維持することができる。
【００７０】
また、上述では、ニップ形成部材としての２次転写部材をローラ形状にしているが、例えば、複数の張架ローラに張架され、少なくとも表層が、スポンジ層のベルト部材であってもよい。
【００７１】
また、上述では、中間転写方式の画像形成装置に本発明を適用した例について説明したが、図８に示すように、直接転写方式の画像形成装置２００に本発明を適用することができる。図８に示す画像形成装置２００は、像担持ベルトとしての感光体ベルト２０１に形成されたトナー像を、芯金とスポンジ層とからなる転写ローラ１５０と感光体ベルト２０１を介して対向する対向ローラ１７２に転写バイアスを印加して、感光体ベルト２０１のトナー像を転写紙Ｓに直接転写するものである。このような装置においても、本発明を適用することにより、転写ローラ１５０上の正極性トナーを感光体ベルトに良好に静電移動させることができ、転写紙Ｓの裏汚れを抑制することができる。
【００７２】
以上、本実施形態の画像形成装置によれば、複数の張架ローラによって張架され、表面にトナー像を担持して無端移動するトナー像担持ベルトたる中間転写ベルト１１と、導電性部材からなる芯金上にスポンジ層を有し、対向ローラ７２と中間転写ベルト１１を挟んで対向し、中間転写ベルト１１のトナー像をシート材部材たる転写紙Ｓに転写するための２次転写ニップを形成するニップ形成部材たる２次転写ローラ５と、対向ローラ７２に転写バイアスを印加するバイアス印加手段（２次転写バイアス電源と、制御手段９１とで構成）とを備えている。本実施形態の画像形成装置は、２次転写ローラ５に付着した転写バイアスの極性と逆極性に帯電したトナーである正極性トナーを２次転写ローラから除去する転写クリーニングモードを有している。そして、上記転写クリーニングモードのとき、所定時間（Ｔ１［ｍｓｅｃ］）対向ローラ７２に正極性の第１バイアスであるプレクリーニングバイアスＶ１を印加した後、上記転写バイアスと同極性の負極性で、プレクリーニングバイアスＶ１の絶対値よりも絶対値が小さい第２バイアスであるクリーニングバイアスＶ２を印加する。これにより、上述したように、２次転写ローラ５として表層がスポンジ層で、対向ローラ７２にバイアスを印加する装置において、２次転写ローラ５に付着した正極性トナーを良好に中間転写ベルト１１に静電的に移動させることができ、２次転写ローラ５から正極性トナーを良好に除去することができる。その結果、２次転写時に転写紙の裏面に２次転写ローラ５に付着した正極性トナーが静電的に移動して、裏汚れが発生するのを抑制することができる。
【００７３】
また、本実施形態の画像形成装置においては、転写バイアスＶ３の絶対値を、クリーニングバイアスＶ２の絶対値以下に、かつ、転写クリーニングの実行時間を２次転写ローラ５が一回転する時間とした。２次転写ローラ５のプレクリーニングバイアスＶ１印加時に転写ニップを通過する領域には、正極性トナーが付着しているが、上記したように、転写バイアスＶ３の絶対値を、クリーニングバイアスＶ２の絶対値以下にすることで、裏汚れが発生することはい。また、転写クリーニングの実行時間を２次転写ローラ５が一回転する時間にすることができるので、転写クリーニング時間を短くでき、装置のダウンタイムが生じるのを抑制することができる。
【００７４】
また、転写クリーニングモードは、画像形成開始から２次転写までに少なくとも１回以上行われるものであり、転写クリーニングモードの回数が、画像形成開始から２次転写するまでの時間Ｔ５［ｍｓｅｃ］を、転写クリーニングモードの実行時間Ｔ３［ｍｓｅｃ］で割った値を超えないようにした。これにより、転写クリーニングモードを実行することにより、ファーストプリントタイムが長くなることがない。
【００７５】
また、転写クリーニングモードを２次転写後に実行するようにしてもよい。転写クリーニングモードを２次転写終了後に行うことで、２次転写ローラ５が紙間で汚れてしまうのを抑制できる。
【００７６】
また、転写クリーニングモードを、画像形成動作回数が、閾値を超えた場合に実行するようにしてもよい。これにより、転写クリーニングモード実行完了待ちによるダウンタイムが、作像毎に生じることがない。
【００７７】
また、プレクリーニングバイアスＶ１を印加したときの電流値を検知し、その検知結果に基づいて、次回の転写クリーニングモードのときのプレクリーニングバイアスＶ１を決定する。また、クリーニングバイアスＶ２を印加したときの電流値を検知し、その検知結果に基づいて、次回の転写クリーニングモードのときのクリーニングバイアスＶ２を決定する。最適なバイアスで転写クリーニングモードを実行することができ、良好なクリーニング性を維持することができる。
【００７８】
また、上述では、像担持体ベルトが感光体ベルトであり、感光体ベルト当接して転写ニップを作る一時転写ローラの正極性トナーの除去にも本発明を適用することができる。また、転写ニップを形成するニップ形成部材は、ローラ部材でも、ベルト部材でもよい。
【符号の説明】
【００７９】
５：２次転写ローラ
１１：中間転写ベルト
７２：対向ローラ
９１：制御手段
９０：２次転写ニップ
１５０：転写ローラ
１７２：対向ローラ
２０１：感光体ベルト
Ｖ１：プレクリーニングバイアス
Ｖ２：クリーニングバイアス
Ｖ３：２次転写バイアス
【先行技術文献】
【特許文献】
【００８０】
【特許文献１】特開２００８−２０６３８号公報
【特許文献２】特開２００８−４６２２７号公報
【特許文献３】特開平５−２７６０５号公報
【図１】
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【図２】
0005626635.tif 000004
【図３】
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【図４】
0005626635.tif 000006
【図５】
0005626635.tif 000007
【図６】
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【図７】
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【図８】
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