(57)【要約】【課題】静電的にトナーを回収することできるとともに、被清掃部材と回収ローラとの間に移動速度差を設けることで回収効率を上げ、印加するＡＣバイアスの波高値を小さく抑え、電源コストの低減を図ることができる画像形成装置を提供すること。【解決手段】トナーが表面に付着し得る被清掃体と、前記被清掃体の表面に当接して該表面に付着したトナーを回収する回収部材と、前記回収部材にバイアスを印加するバイアス印加手段とを有する画像形成装置において、前記トナー回収部材を複数有し、前記バイアス印加手段によって、複数ある前記トナー回収部材に対して、ＡＣバイアスを重畳したＤＣバイアスをそれぞれ異なる条件で印加する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
トナーが表面に付着し得る被清掃体と、前記被清掃体の表面に当接して該表面に付着したトナーを回収する回収部材と、前記回収部材にバイアスを印加するバイアス印加手段とを有する画像形成装置において、
前記トナー回収部材を複数有し、前記バイアス印加手段によって、複数ある前記トナー回収部材に対して、ＡＣバイアスを重畳したＤＣバイアスをそれぞれ異なる条件で印加することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記バイアス印加手段によって、複数ある前記トナー回収部材に対して、ＡＣバイアスを重畳したＤＣバイアスをそれぞれ異なる条件で印加する際、それぞれ異なる条件がＤＣバイアス値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】
前記バイアス印加手段によって、複数ある前記トナー回収部材に対して、ＡＣバイアスを重畳したＤＣバイアスをそれぞれ異なる条件で印加する際、それぞれ異なる条件がＡＣバイアスのデューティー比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】
前記被清掃体の表層がゴムであることを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記被清掃体の表層のゴムが発泡ゴムであ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】
前記トナー回収部材が導電性ローラであることを特徴とする請求項１〜５の何れかに記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記導電性ローラが金属ローラであることを特徴とする請求項６記載の画像形成装置。
【請求項８】
前記トナー回収部材の表層がトナー離型性を有する樹脂層であることを特徴とする請求項６又は７記載の画像形成装置。
【請求項９】
前記トナー回収部材表層の樹脂が、ウレタン樹脂、フッ素樹脂、ナイロン系樹脂又はポリイミド系樹脂であることを特徴とする請求項８記載の画像形成装置。
【請求項１０】
前記被清掃体と前記トナー回収部材が当接する面において前記被清掃体と前記トナー回収部材が速度差を持って移動していることを特徴とする請求項１〜９の何れかに画像形成装置。
【請求項１１】
前記被清掃体と前記トナー回収部材が当接する面において前記被清掃体と前記トナー回収部材が持っている移動速度差が複数設定されていることを特徴とする請求項１０記載の画像形成装置。
【請求項１２】
像担持体に複数色のトナー像を形成する手段を有する画像形成装置において、前記像担持体上に複数色のトナー像を形成するフルカラーモードと、前記像担持体上に１色のトナー像のみを形成するモノモードで、前記被清掃体と前記トナー回収部材が持っている移動速度差の複数設定が変更されることを特徴とする請求項１１記載の画像形成装置。
【請求項１３】
像担持体上に形成されるトナー像の幅又は長さの少なくとも一方が前記記録材の幅又は長さより長くなるモードと短くなるモードを有する画像形成装置において、長くなるモードと短くなるモードで前記被清掃体と前記トナー回収部材が持っている移動速度差の複数設定が変更されることを特徴とする請求項１１又は１２記載の画像形成装置。
【請求項１４】
前記像担持体上に形成されるトナー像の幅又は長さの少なくとも一方が前記記録材の幅又は長さより長くなるモードの時、前記記録部材の幅又は長さより長い部分のトナー像によって前記被清掃体と前記トナー回収部材が持っている移動速度差の複数設定が変更されることを特徴とする請求項１３記載の画像形成装置。
【請求項１５】
トナー像が形成された像担持体と、前記像担持体上のトナー像を記録材に転写する転写部材とを有する画像形成装置で、前記転写部材が前記被清掃体であることを特徴とする請求項１〜１４の何れかに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、プリンタや複写機やファクシミリ等の電子写真方式を用いた画像形成装置に関するものであり、特に縁無し印字機能を有する画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、インクジェット方式や電子写真方式の画像形成装置では、記録用紙の周縁部に余白マージンを取って画像を記録していた。
【０００３】
しかしながら、画像形成装置のカラー化に伴い、銀塩写真のプリントと同様に記録用紙の全域に余白なく画像を記録できる、所謂縁無し印字への要求が高まっている。インクジェット方式の画像形成装置においては、縁無し印字可能な商品が既に市場に投入されており、電子写真方式の画像形成装置においても特許文献１のような提案がなされている。
【０００４】
中間転写体方式を採用した電子写真方式のカラー画像形成装置の場合、中間転写体上に形成されたトナー画像が転写装置によって記録用紙へと転写される。よって、中間転写体方式のカラー画像形成装置において縁無し印字を行う場合には中間転写体上に記録用紙と同一サイズのトナー画像を形成すれば良い。
【０００５】
ところが、トナー画像のサイズと記録用紙のサイズが同一な場合、記録用紙の給紙タイミングが若干でも早いと記録用紙の上端部に余白が生じ、若干でも遅いと下端部に余白が生じてしまう。記録用紙上に余白なくトナー画像を転写させるには、完璧な給紙精度が要求されるが、記録用紙の材質や吸湿状態、雰囲気の環境等の変化に対応して、完璧に給紙することは困難である。
【０００６】
そこで、縁無し印字を行う場合には記録用紙よりも若干大きなトナー画像を中間転写体上に形成し、記録用紙が前後左右に少々ずれて給紙されても、記録用紙上のトナー画像が縁無し画像となるようにしている。
【０００７】
【特許文献１】特開２００４−００５５５９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
中間転写体上から記録用紙上へとトナーを転写させる際、安定した用紙搬送を行ないつつ、安定した転写電界形成を行うために、ゴムローラを用いたローラ転写方式を採用するのが一般的である。
【０００９】
しかしながら、縁無し印字を行うと、トナー画像のサイズが記録用紙のサイズより大きいために、二次転写時に記録用紙上へ転写されないトナーがゴムローラ上に大量付着してしまう。そして、トナーが付着したゴムローラは紙裏汚れを引き起こす。そのため、ゴムローラのクリーニング手段が必要となるが、一般的なブレードやブラシ等でゴムローラ上に付着したトナーを物理的に掻き取るという方式でゴム上に付着したトナーをクリーニングするのは困難である。クリーニングし易くするためには、ゴム表面に樹脂層等を設けてトナー離型性を向上させれば良いが、トナー離型性を向上させると記録用紙と転写ローラとの摩擦力が減少して用紙安定性が失われてしまう。
【００１０】
又、ブレードやブラシ等でトナーを物理的に掻き取るという方式では、表面を摺擦し続けるために表面削れという不具合が発生してしまう。
【００１１】
本発明は上記問題に鑑みてなされたもので、その目的とする処は、静電的にトナーを回収することできるとともに、被清掃部材と回収ローラとの間に移動速度差を設けることで回収効率を上げ、印加するＡＣバイアスの波高値を小さく抑え、電源コストの低減を図ることができる画像形成装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記目的を達成するため、請求項１記載の発明は、トナーが表面に付着し得る被清掃体と、前記被清掃体の表面に当接して該表面に付着したトナーを回収する回収部材と、前記回収部材にバイアスを印加するバイアス印加手段とを有する画像形成装置において、前記トナー回収部材を複数有し、前記バイアス印加手段によって、複数ある前記トナー回収部材に対して、ＡＣバイアスを重畳したＤＣバイアスをそれぞれ異なる条件で印加することを特徴とする。
【００１３】
請求項２記載の発明は、前記バイアス印加手段によって、複数ある前記トナー回収部材に対して、ＡＣバイアスを重畳したＤＣバイアスをそれぞれ異なる条件で印加する際、それぞれ異なる条件がＤＣバイアス値であることを特徴とする。
【００１４】
請求項３記載の発明は、前記バイアス印加手段によって、複数ある前記トナー回収部材に対して、ＡＣバイアスを重畳したＤＣバイアスをそれぞれ異なる条件で印加する際、それぞれ異なる条件がＡＣバイアスのデューティー比であることを特徴とする。
【００１５】
請求項３記載の発明は、前記バイアス印加手段によって印加されるＡＣバイアスのデューティー比が異なることを特徴とする。
【００１６】
請求項４記載の発明は、前記被清掃体の表層がゴムであることを特徴とする。
【００１７】
請求項５記載の発明は、前記被清掃体の表層のゴムが発泡ゴムであることを特徴とする。
【００１８】
請求項６記載の発明は、前記トナー回収部材が導電性ローラであることを特徴とする。
【００１９】
請求項７記載の発明は、前記導電性ローラが金属ローラであることを特徴とする。
【００２０】
請求項８記載の発明は、前記トナー回収部材の表層がトナー離型性を有する樹脂層であることを特徴とする。
【００２１】
請求項９記載の発明は、前記トナー回収部材表層の樹脂が、ウレタン樹脂、フッ素樹脂、ナイロン系樹脂又はポリイミド系樹脂であることを特徴とする。
【００２２】
請求項１０記載の発明は、前記被清掃体と前記トナー回収部材が当接する面において前記被清掃体と前記トナー回収部材が速度差を持って移動していることを特徴とする。
【００２３】
請求項１１記載の発明は、前記被清掃体と前記トナー回収部材が当接する面において前記被清掃体と前記トナー回収部材が持っている移動速度差が複数設定されていることを特徴とする。
【００２４】
請求項１２記載の発明は、像担持体に複数色のトナー像を形成する手段を有する画像形成装置において、前記像担持体上に複数色のトナー像を形成するフルカラーモードと、前記像担持体上に１色のトナー像のみを形成するモノモードで、前記被清掃体と前記トナー回収部材が持っている移動速度差の複数設定が変更されることを特徴とする。
【００２５】
請求項１３記載の発明は、像担持体上に形成されるトナー像の幅又は長さの少なくとも一方が前記記録材の幅又は長さより長くなるモードと短くなるモードを有する画像形成装置において、長くなるモードと短くなるモードで前記被清掃体と前記トナー回収部材が持っている移動速度差の複数設定が変更されることを特徴とする。
【００２６】
請求項１４記載の発明は、前記像担持体上に形成されるトナー像の幅又は長さの少なくとも一方が前記記録材の幅または長さより長くなるモードの時、前記記録部材の幅又は長さより長い部分のトナー像によって前記被清掃体と前記トナー回収部材が持っている移動速度差の複数設定が変更されることを特徴とする。
【００２７】
請求項１５記載の発明は、トナー像が形成された像担持体と、前記像担持体上のトナー像を記録材に転写する転写部材とを有する画像形成装置で、前記転写部材が前記被清掃体であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２８】
本発明によれば、被清掃部材の表面にトナーが付着した際、被清掃部材表面に２本のトナー回収ローラを当接させて、各回収ローラにＡＣバイアスを重畳させたＤＣバイアスをそれぞれ異なる条件で印加することで、静電的にトナーを回収することが可能となる。又、被清掃部材と回収ローラとの間に移動速度差を設けることで回収効率を上げ、印加するＡＣバイアスの波高値を小さく抑え、電源コストの低減を図ることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
以下に本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
【００３０】
＜実施の形態１＞
図１に示すフルカラーの電子写真画像形成装置の概略断面図を用いて、本実施の形態の画像形成装置の構成を説明する。ここでは、第１の像担持体として、第１色目：イエロー、第２色目：マゼンタ、第３色目：シアン、第４色目：ブラックの、それぞれの色トナーに対応した複数の感光体ドラム１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄと、第２の像担持体として、各感光体ドラム１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄにそれぞれの一次転写部で接触している中間転写ベルト１とを有する。
【００３１】
各感光体ドラムは、中間転写ベルト１の移動方向に沿って、最上流に位置する第１色目（イエロー）の感光体ドラム１１ａ、感光体ドラム１１ａの下流側の最近傍に位置する第２色目（マゼンタ）の感光体ドラム１１ｂ、感光体ドラム１１ｂの下流側の最近傍に位置する第３色目（シアン）の感光体ドラム１１ｃ、感光体ドラム１１ｃの下流側の最近傍に位置する第４色目（ブラック）の感光体ドラム１１ｄの順番で配置されている。
【００３２】
本実施の形態における感光体ドラム１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄは、外径３０．０ｍｍであり、アルミシリンダ上に感光材料を塗布した層を有している。
【００３３】
中間転写ベルト１には、ウレタン系樹脂、フッ素系樹脂、ナイロン系樹脂、ポリイミド樹脂などの樹脂フィルムや、これらの樹脂にカーボンや導電粉体を分散させ抵抗調整を行った樹脂フィルム、又はウレタンゴム、ＮＢＲ等の基層シートのトナー担持体面側に、離型層としてウレタン系樹脂、フッ素系樹脂、ナイロン系樹脂、ポリイミド樹脂等の樹脂層を形成した複数層構造を有するエラストマシート等も用いることができる。
【００３４】
本実施の形態で使用されている中間転写体ベルト１は、ポリイミドにカーボンを分散して表面抵抗率ρｓ＝１×１０12  Ωの中抵抗に調整することで、転写工程等にてベルト１に付加された電荷を、特別な除電機構を設けずに減衰させることができる。又、この中間転写ベルト１は周長１０００ｍｍ、厚み１００μｍの単層無端状ベルトである。
【００３５】
表面抵抗率測定は、ＪＩＳ−Ｋ６９１１に準拠し、導電性ゴムを電極とすることで電極とベルト表面の良好な接触性を得た上で、超高抵抗抵抗計（アドバンテスト社製Ｒ８３４０）を用いて測定した。測定条件は、印加電圧＝１００Ｖ、電圧印加時間＝３０ｓとした。
【００３６】
中間転写ベルト１は図１に示すように、中間転写ベルト１に内包される駆動ローラ１ａ、支持ローラ１ｂ、分離ローラ１ｃの３本のローラに懸架されている。尚、駆動ローラ１ａ、支持ローラ１ｂ、分離ローラ１ｃは、電気的に接地されている。
【００３７】
駆動ローラ１ａ及び分離ローラ１ｃは、直径２４．０ｍｍのアルミ製芯金と層厚２．９ｍｍのヒドリンゴム層とで構成される外径２９．８ｍｍのローラであり、ヒドリンゴムを抵抗調整することでローラ抵抗値を１×１０6 Ωとしている。
【００３８】
支持ローラ１ｂは、直径２９．８ｍｍのアルミローラである。
【００３９】
ローラ抵抗値は、測定対象のローラを直径３０ｍｍのアルミ製シリンダーに当接させてアルミ製シリンダーに対して従動回転させながら、超高抵抗抵抗計（アドバンテスト社製Ｒ８３４０）を用いて測定した。測定条件は、印加電圧＝１００Ｖ、電圧印加時間＝３０ｓ、当接力＝９．８Ｎ、回転周速＝１１７ｍｍ／ｓとした。
【００４０】
中間転写ベルト１は、矢印方向に不図示の駆動装置により、所定のプロセススピード（本実施形態では１１７．０ｍｍ／ｓ）で回転している。又、各感光体ドラム１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄは、中間転写ベルト１の移動方向と同じ方向に、中間転写ベルト１の移動速度の９９．０％（本実施の形態では１１５．８ｍｍ／ｓ）で不図示の駆動装置により回転している。各感光ドラム１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄと中間転写ベルト１の移動速度に速度差ΔＶａをつけることで、一次転写効率を改善している。但し、各感光ドラム１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄと中間転写ベルト１の移動速度の速度差ΔＶａが大きいほど、中間転写ベルト１との摺擦に起因して各感光ドラム１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄの磨耗や傷の発生が促進される。そこで、本実施の形態では、一次転写効率と感光ドラムの磨耗や傷の程度の両立から、速度差ΔＶａをプロセススピードの１．５％（本実施の形態では１．８ｍｍ／ｓ）に設定した。
【００４１】
各感光体ドラム１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄは、各接触帯電ローラ１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄにより一様に帯電され、露光情報信号により変調された各スキャナー１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄからのレーザー光で静電潜像を作成される。
【００４２】
ホストコンピュータから送られた画像情報信号は、コントローラにより所望の画像サイズが得られるように処理される。縁無し印字を行う場合、中間転写ベルト２上のトナー画像が記録材より大きくなるような露光情報信号に変換される。縁有り印字を行う場合、中間転写ベルト２上のトナー画像が記録材より小さくなるような露光情報信号に変換されるレーザー光の強度及び照射スポット径は画像形成装置の解像度及び所望の画像濃度によって適正に設定されており、各感光体ドラム１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄ上の静電潜像はレーザー光が照射された部分は明部電位ＶＬ（約−１５０Ｖ）に、そうでない部分は一次帯電器である各接触帯電ローラ１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄで帯電された暗部電位ＶＤ（約−６５０Ｖ）に保持されることによって形成される。
【００４３】
静電潜像は、各感光体ドラム１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄの回転により、各々の現像器１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄとの対向部に達し、感光体ドラム表面と同一極性（本例ではマイナス極性）に帯電された現像剤（トナー）が供給されて顕像化され、現像剤像（トナー像）が形成される。
【００４４】
本件における現像器１４は、二成分現像方式を採用した現像装置である。又、本件における現像バイアスは、波形：矩形波、オフセットＤＣ値：−４００Ｖ、波高値：１．５ｋＶ、周波数：３ｋＨｚ、のＡＣバイアスを重畳したＤＣバイアスである。
【００４５】
各感光体ドラム１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄ上に形成されたトナー像は、中間転写ベルト１と感光体ドラム１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄとの近接又は当接部分である各々の一次転写ニップにおいて、中間転写ベルト１の背面に接している一次転写ローラ１５ａ，１５ｂ，１５ｃ，１５ｄに一次転写バイアス源１６ａ，１６ｂ，１６ｃ，１６ｄから印加される一次転写バイアス（本実施形態では、＋４００Ｖの定電圧制御）により、中間転写ベルト１上に転写される。中間転写ベルト１が感光体ドラム１１ｄとの一次転写ニップを通過した段階で、中間転写ベルト１上への４色画像の形成は終わり、一次転写行程は完了する。
【００４６】
一方、トナー像の一次転写を終えた各感光体ドラム１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄの表面は、ウレタンゴムブレードから成るドラムクリーニング装置１７ａ，１７ｂ，１７ｃ，１７ｄにより一次転写残トナー等を除去して清浄化され、次回の画像形成工程に備える。
【００４７】
次に、記録用紙カセット５から給紙手段６により記録用紙Ｐが１枚取り出され、中間転写ベルト１を挟持して分離ローラ１ｃと転写部材としての二次転写ローラ２との間の部分である二次転写ニップ部に挿通される。
【００４８】
このとき、二次転写ローラ２にはトナーと逆極性であり、温湿度センサによって検知された画像形成装置内の温湿度に従って決定する最適なバイアス（本実施の形態では１５℃／１０％Ｒ．Ｈ．時に＋２０μＡ、２３℃／５０％Ｒ．Ｈ．時に＋３０μＡ、３０℃／８０％Ｒ．Ｈ．時に＋３５μＡの定電流制御）が二次転写バイアス源２１により印加され、トナー像は中間転写ベルト１から記録用紙Ｐへと二次転写される。
【００４９】
本実施の形態における二次転写ローラ２は、直径１４．０ｍｍのアルミ製芯金と層厚４ｍｍの発泡ヒドリンゴム層とで構成される外径２２．０ｍｍのスポンジローラであり、ヒドリンゴムを抵抗調整することでローラ抵抗値を１×１０8 Ωとしている。又、二次転写ローラ２の硬度は３５°（ＡＳＫＥＲ−Ｃ）である。
【００５０】
二次転写ローラ２を矢印方向に不図示の駆動装置により中間転写ベルト１と略等速で回転することで、中間転写ベルト１上のトナー量によらず記録用紙Ｐを所定のプロセススピード（本実施の形態では、１１７．０ｍｍ／ｓ）で安定して搬送し、画像パターンによらずに中間転写ベルト１上に形成された画像寸法と等しい記録用紙上画像寸法を得ることを実現している。
【００５１】
二次転写ローラ２上に付着したトナーは、二次転写ローラクリーニング用に設置された２本の回収ローラ２２，２３によりクリーニングされ、記録用紙Ｐの裏面にトナーが付着することを防止する。
【００５２】
二次転写ニップ部を通過した未定着トナー像を載せた記録用紙Ｐは、定着装置３に到達し、加熱・加圧されて永久定着像が得られる。定着装置３から排出された記録用紙Ｐは、搬送手段７により装置外の排紙トレイ８に搬送される。
【００５３】
トナー像を記録用紙Ｐに転写し終えた中間転写ベルト１の表面は、ウレタンゴムで作成されたクリーニングブレードを有する中間転写体クリーナ４によって二次転写残トナーがクリーニングされる。
【００５４】
又、記録用紙Ｐの両面に画像形成をする場合は、１回目の画像形成工程を経て定着装置３から排出された記録用紙Ｐは、搬送手段７により再び給紙手段６に搬送されて、２回目の画像形成工程を経て定着装置３から排出された後、搬送手段７により装置外の排紙トレイ８に搬送される。
【００５５】
次に、二次転写ローラ２のクリーニングについて詳しく述べる。
【００５６】
本発明の特徴は、二次転写ローラ２に当接するクリーニング用の回収ローラ２２，２３を２本設け、各回収ローラ２２，２３にＡＣバイアスを印加して二次転写ローラ２を静電クリーニングする点にある。
【００５７】
二次転写ローラ２の表面に接触して二次転写ローラ２上に付着したトナーを静電的に回収する回収ローラ２２，２３と、回収したトナーを回収ローラ２２，２３上から掻き取るウレタンゴム製のクリーニングブレード２２１，２３１と、掻き取られたトナーを収容する廃トナー容器２２２，２３２と、回収ローラ２２，２３にクリーニングバイアスを印加するクリーニングバイアス電源２２３，２３２とを備えて構成される。本実施の形態では、回収ローラ２２，２３として直径１０ｍｍのＳＵＳローラを用いた。
【００５８】
上記構成において、回収ローラ２２，２３に印加するバイアスと縁無し印字を実施した際の紙裏汚れの関係を調べた。縁無し印字時の画像としてはマゼンタのベタ黒画像とした。試験環境は温度２３℃、湿度６０％とした。各表において、○は紙裏汚れ発生無し、△は軽微に発生有り、×は発生有り、××は紙裏汚れが連続発生、×××はレベル悪な紙裏汚れが連続発生を表す。
【００５９】
先ず、各ローラへＤＣバイアスのみを印加する場合を調べることにした。中間転写ベルト１上のトナーはマイナスに帯電しており、二次転写ローラ２上へ付着するトナーもほとんどマイナス帯電している。そこで、上流位置に配置されている回収ローラ２２にはプラスバイアスを印加すれば良いと考えた。そして、回収ローラ２２で回収できないトナーはプラス帯電しているトナーであると考えられる。そこで、下流位置に配置されている回収ローラ２３にマイナスバイアスを印加すれば良いと考えた。表１にその結果を示す。
【００６０】
【表１】
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表１に示したように、ＤＣバイアス印加の場合、紙裏汚れが連続発生してクリーニング性が悪いことが分かった。但し、回収ローラ２２への印加バイアスはプラスバイアスが大きいほどクリーニング性が良化する傾向にあり、回収ローラ２３への印加バイアスは−５００V 付近が最適であることが分かった。
【００６１】
そこで、回収ローラ２３には−５００ＶのＤＣバイアスを印加し、回収ローラ２２にはＡＣバイアスを印加する場合の紙裏汚れレベルを調べた。
【００６２】
先ず、周波数依存性を調べた。回収ローラ２２に印加するＡＣバイアスとしては、波形：矩形波、波高値：３ｋＶ、オフセットＤＣ値：１．５ｋＶ、デューティー比：＋５０％を共通条件とし、周波数のみを可変させた。結果を表２に示す。
【００６３】
【表２】
2006154058.tif 000004
表１から分かるように、紙裏汚れはＮＧであったが、周波数は１．０ｋＨｚ〜２．０ｋＨｚで良化するという結果となった。
【００６４】
次に、オフセットＤＣ値依存性を調べた。回収ローラ２２に印加するバイアスとしては、波形：矩形波、周波数：１．５ｋＨｚ、波高値：３ｋＶ、デューティー比：＋５０％を共通条件とし、オフセットＤＣ値のみを可変させた。結果を表３に示す。
【００６５】
【表３】
2006154058.tif 000005
表３から分かるように、オフセットＤＣ値を大きく取ることで紙裏汚れのレベルが良化するという結果となった。
【００６６】
次に、波高値依存性を調べた。回収ローラ２２に印加するバイアスとしては、波形：矩形波、周波数：１．５ｋＨｚ、オフセットＤＣ値：１．５ｋＶ、デューティー比：＋５０％を共通条件とし、波高値のみを可変させた。結果を表４に示す。
【００６７】
【表４】
2006154058.tif 000006
表４から分かるように、波高値を大きくとることで紙裏汚れのレベルが良化するという結果となった。
【００６８】
次に、デューティー比依存性を調べた。回収ローラ２２に印加するバイアスとしては、波形：矩形波、オフセットＤＣ値：１．５ｋＶ、周波数：１．５ｋＨｚ、波高値：３ｋＶを共通条件とし、デューティー比のみを可変させた。結果を表５に示す。
【００６９】
【表５】
2006154058.tif 000007
表５から分かるように、プラス側のデューティー比を大きく取ることで紙裏汚れのレベルが良化するという結果であった。
【００７０】
上記に示したように、回収ローラ２２に印加するＡＣバイアス条件を変えることで、紙裏汚れのレベルを良化することはできたものの、完全にＯＫというレベルには到達できなかった。
【００７１】
そこで次に、回収ローラ２２には＋２０００ＶのＤＣバイアスを印加し、回収ローラ２３にはＡＣバイアスを印加する場合の紙裏汚れレベルを調べた。
【００７２】
先ず、周波数依存性を調べた。回収ローラ２３に印加するバイアスとしては、波形：矩形波、波高値：３ｋＶ、オフセットＤＣ値：−０．５ｋＶ、デューティー比：＋５０％を共通条件とし、周波数のみを可変させた。結果を表６に示す。
【００７３】
【表６】
2006154058.tif 000008
表６から分かるように、周波数は１．０ｋＨｚ〜２．０ｋＨｚで良化するという結果となった。
【００７４】
次に、波高値依存性を調べた。回収ローラ２３に印加するバイアスとしては、波形：矩形波、周波数：１．５ｋＨｚ、オフセットＤＣ値：―０．５ｋＶ、デューティー比：＋５０％を共通条件とし、波高値のみを可変させた。結果を表７に示す。
【００７５】
【表７】
2006154058.tif 000009
表７から分かるように、波高値を大きく取ることで紙裏汚れのレベルが良化するという結果となった。
【００７６】
次に、デューティー比依存性を調べた。回収ローラ２３に印加するバイアスとしては、波形：矩形波、オフセットＤＣ値：−０．５ｋＶ、周波数：１．５ｋＨｚ、波高値：３ｋＶを共通条件とし、デューティー比のみを可変させた。結果を表８に示す。
【００７７】
【表８】
2006154058.tif 000010
表８から分かるように、プラス側のデューティー比を小さくすることで紙裏汚れのレベルが良化するという結果となった。
【００７８】
次に、オフセットＤＣ値依存性を調べた。回収ローラ２３に印加するバイアスとしては、波形：矩形波、デューティー比：＋３０％、周波数：１．５ｋＨｚ、波高値：３ｋＶを共通条件とし、オフセットＤＣ値のみを可変させた。結果を表９に示す。
【００７９】
【表９】
2006154058.tif 000011
表９から分かるように、−５００Ｖ前後のオフセットＤＣ値で紙裏汚れのレベルが良化するという結果となった。
【００８０】
上記の結果より、回収ローラ２２，２３のどちらかにＡＣバイアスを印加することでクリーニング性が良化することが確認できたものの、完全に紙裏汚れを消すレベルにはならないことが分かった。
【００８１】
そこで、今度は回収ローラ２２，２３の両方にＡＣバイアスを印加する場合を調べた。回収ローラ２２に印加したバイアスの条件は、上記検討結果から最適と考えられる、波形：矩形波、周波数：１．５ｋＨｚ、波高値：３ｋＶ、オフセット電圧：＋１．５ｋＶ、デューティー比：＋７０％とした。回収ローラ２３に印加したバイアスの条件は、上記検討結果から最適と考えられる、波形：矩形波、周波数：１．５ｋＨｚ、波高値：３ｋＶ、オフセット電圧：−０．５ｋＶ、デューティー比：＋３０％とした。
【００８２】
上記バイアス条件では、マゼンタベタ黒画像を出力しても紙裏汚れは発生しなかった。又、画像としてマゼンタとイエローの２色重ねベタ画像を出力しても紙裏汚れが発生しなかった。
【００８３】
ここで、ＡＣバイアスの波形を矩形波ではなく三角波やＳＩＮ波としても、マゼンタとイエローの２色重ねベタ画像を出力しても紙裏汚れが発生しなかった。
【００８４】
以上の結果より、二次転写ローラ２に当接するクリーニング用の安価な金属ローラを２本設け、各ローラにＡＣ電圧を印加して二次転写ローラ２を静電クリーニングすることで、紙裏汚れを防止できるようになった。
【００８５】
尚、本実施の形態では、回収ローラ２２，２３表面に付着したトナーをブレードクリーニング方式でクリーニングする場合で説明したが、これに限るものではなく、ウエブ等でクリーニングしても良い。
【００８６】
又、本実施の形態では、回収ローラ２２，２３としてＳＵＳを材料とする金属ローラを使用したが、材料としてＳＵＳに限るものではなく、金属でなくても導電性を有するローラであればどのようなローラでも良い。又、ウレタン系樹脂、フッ素系樹脂、ナイロン系樹脂、ポリイミド系樹脂等を回収ローラ２２，２３の上にコートしたり、チューブで被う等、トナーとの離型性を確保する表層を設けると回収ローラ２２，２３上のクリーニングが容易となる。
【００８７】
＜実施の形態２＞
次に、本発明の実施の形態２について説明する。
【００８８】
図２は実施の形態１における電子写真画像形成装置の概略断面図である。実施の形態１と同様な構成については、同符号を付与してその説明を省略する。
【００８９】
本実施の形態の特徴は、回収ローラ２２，２３によって二次転写ローラ２をクリーニングする際、回収ローラ２２，２３の周速と二次転写ローラ２の周速との間に差を設けるようにした点にある。
【００９０】
回収ローラ２２に印加したバイアスの条件は、矩形波、周波数：１．５ｋＨｚ、波高値：２ｋＶ、オフセット電圧：＋１．５ｋＶ、デューティー比：＋５０％とした。回収ローラ２３１に印加したバイアスの条件は、矩形波、周波数：１．５ｋＨｚ、波高値：２ｋＶ、オフセット電圧：−０．５ｋＶ、デューティー比：＋５０％とした。
【００９１】
縁無し印字時の画像としては、マゼンタとイエローの２色重ねベタ画像で評価した。試験環境は温度２３℃、湿度６０％とした。上記条件で、回収ローラ２２，２３と二次転写ローラ２との間に設ける周速差を可変して紙裏汚れのレベルを調べた結果を表１０に示す。各表において、○は紙裏汚れ発生無し、△は軽微に発生有り、×は発生有りを表す。
【００９２】
【表１０】
2006154058.tif 000012
表１０から分かるように、回収ローラ２２，２３に印加したＡＣバイアスの波高値を２ｋＶとしているため、周速差が無い場合には紙裏汚れが発生しているが、周速差を設けることで紙裏汚れが良化し、６０％以上の周速差では紙裏汚れが発生しなくなった。
【００９３】
よって、本実施の形態では、回収ローラ２２，２３によって二次転写ローラ２をクリーニングする際、回収ローラ２２，２３の周速と二次転写ローラ２の周速との間に差を設けるようにすることで、波高値を小さく抑えることでクリーニングバイアス電源２２３、２３３のコストを下げつつ、紙裏汚れの発生を抑えることができた。
【００９４】
＜実施の形態３＞
次に、本発明の実施の形態３について説明する。
【００９５】
図３は実施の形態３における電子写真画像形成装置の概略断面図である。実施の形態１，２と同様な構成については、同符号を付与してその説明を省略する。
【００９６】
実施の形態２において、回収ローラ２２，２３の周速と二次転写ローラ２の周速との間に差を設けることで、よりクリーニング性が良化することを示した。
【００９７】
ところが、周速差を±７０％以上設けて通紙し続けていると、摺擦により二次転写ローラ２の表面が削れるという現象が発生した。回収ローラ２２，２３に印加するＡＣバイアスの波高値を小さくし、クリーニングバイアス電源２２３，２３３のコストを低く抑えるためには周速差を大きくした方が良いが、二次転写ローラ２が削れて、本体耐久寿命内で画像不良が発生する恐れがある。
【００９８】
そこで、本実施の形態では、回収ローラ２２，２３が二次転写ローラ２から離間する機構を設け、縁無し印字を行う場合には回収ローラ２２、２３が当接して二次転写ローラクリーニングが実施され、通常の縁有り印字を行う場合には回収ローラ２２、２３が二次転写ローラ２から離間するようにした。
【００９９】
そうすることで、回収ローラ２２、２３と二次転写ローラ２との間に大きく周速差を設けても二次転写ローラ２の削れを少なく抑えることが可能となった。
【０１００】
＜実施の形態４＞
次に、本発明の実施の形態４について説明する。実施の形態１〜３と同様な構成については、同符号を付与してその説明を省略する。
【０１０１】
実施の形態３において、回収ローラ２２，２３と二次転写ローラ２との間に離間機構を設け、通常の縁有り印字を行う場合には回収ローラ２２，２３を二次転写ローラ２から離間させ、縁無し印字を行う場合には回収ローラ２２，２３を二次転写ローラ２に当接させ、二次転写ローラ２の削れを少なく抑えられることを示した。
【０１０２】
しかしながら、縁無し印字のみを行うユーザも存在し、その場合には二次転写ローラ２の削れ量が多くなり、画像不良が発生してしまう恐れがある。
【０１０３】
そこで、本実施の形態では、回収ローラ２２，２３と二次転写ローラ２との間に設けた周速差を可変させる。そして、縁無し印字を行う場合において、縁部分のトナー使用量が少ないことが前もって分かる場合、回収ローラ２２１，２３１と二次転写ローラ２との間に設ける周速差を小さくする。
【０１０４】
縁無し印字を行う場合において、縁部分のトナー使用量が少ないことが前もって分かる場合の一例としては、モノカラー印字モードが挙げられる。モノカラー印字の場合、トナー１色しか使用しないため、最大トナー使用量はフルカラー印字モードより少ない。そこで、モノカラー印字モードの場合の紙裏汚れを調べた。
【０１０５】
回収ローラ２２に印加したバイアスの条件は、矩形波、周波数：１．５ｋＨｚ、波高値：２ｋＶｐｐ、オフセット電圧：＋１．５ｋＶｄｃ、デューティー比：＋５０％とした。回収ローラ２３に印加したバイアスの条件は、矩形波、周波数：１．５ｋＨｚ、波高値：２ｋＶｐｐ、オフセット電圧：−０．５ｋＶｄｃ、デューティー比：＋５０％とした。縁無し印字時の画像としては、ブラックのベタ画像で評価した。試験環境は温度２３℃、湿度６０％とした。上記条件で、回収ローラ２２，２３と二次転写ローラ２との間に設ける周速差を可変して紙裏汚れのレベルを調べた結果を表１１に示す。
【０１０６】
各表において、○は紙裏汚れ発生無し、△は軽微に発生有り、×は発生有りを表す。
【０１０７】
【表１１】
2006154058.tif 000013
表から分かるように、周速差が４０％程度でも紙裏汚れは発生しなかった。
【０１０８】
又、フルカラー印字で縁無し印字を行う場合でも、縁部分におけるトナー使用量が少ない画像も存在する。縁部分におけるトナー使用量が１００％以下の場合、周速差を５０％に小さく抑えてみたところ、紙裏汚れは発生しなかった。
【０１０９】
即ち、縁無し印字を行う場合、ホストコンピュータから画像情報信号が送られた際にコントローラは記録用紙よりやや大きなトナー画像が中間転写ベルト２上に形成するように処理するが、その際に縁部分の画像をチェックし、縁部分の画像のＭａｘトナー量によって周速差を可変させれば良い。
【０１１０】
図４のフローチャートで本実施の形態を説明する。
【０１１１】
ホストコンピュータからコントローラへ画像情報信号が転送され、印字が開始される。その際、縁無し印字を行うか縁有り印字を行うかを指示する情報信号も送られる。縁無し印字を行う場合、コントローラは中間転写ベルト２上トナー像が記録用紙より大きくなるように画像情報信号を露光情報信号に変換する。縁有り印字を行う場合、コントローラは中間転写ベルト２上トナー像が記録用紙より小さくなるように画像情報信号を露光情報信号に変換する。
【０１１２】
縁有り印字の場合、二次転写ローラクリーニングは不必要であるから、回収ローラ２２、２３と二次転写ローラ２との間に設ける周速差は±０％に設定される。縁無し印字の場合は二次転写ローラクリーニングが必要となるため、周速差を設けるよう設定されるが、画像縁部分のトナー量を転送された画像から推測し、トナー量に応じて設ける周速差を可変する。本実施の形態では、トナー量が１００％以下では周速差が４０％となり、トナー量が１００％〜１５０％では周速差が６０％となり、トナー量が１５０％以上では周速差が８０％となるように制御する。
【０１１３】
以上のように周速差を制御した上で、中間転写ベルト２上に形成されたトナー像は記録用紙上へと二次転写される。そして、二次転写ローラ２上に付着したトナーは回収ローラ２２，２３によって回収される。
【０１１４】
以上説明したように、回収ローラ２２，２３に印加するＡＣバイアスの波高値は小さく抑えることでクリーニングバイアス電源２２３，２３３のコストを抑えつつ、縁無し印字を行なっても紙裏汚れを発生させることなく、二次転写ローラ２の削れを更に小さく抑えることが可能となった。
【０１１５】
以上、中間転写ベルト方式を採用したカラー画像形成装置の場合で説明を行ったが、中間転写ドラム方式でも同様である。又、本発明はスポンジローラというクリーニング性が著しく困難な部材のクリーニングに関する発明であったが、クリーニング性が要求されるもののクリーニングが困難な部材に対して特に有効なクリーニング方式であると考えられ、ゴム製の中間転写体表面や転写搬送ベルトのクリーニングにも適用可能であると考えられる。
【図面の簡単な説明】
【０１１６】
【図１】本発明の実施の形態１に係る画像形成装置を説明する図である。
【図２】本発明の実施の形態２に係る画像形成装置を説明する図である。
【図３】本発明の実施の形態３に係る画像形成装置を説明する図である。
【図４】本発明の実施の形態３を説明する図である。
【符号の説明】
【０１１７】
１    中間転写ベルト
２    二次転写ローラ
５    記録用紙カセット
６    給紙装置
７    搬送装置
８    排紙トレイ
２２  回収ローラ
２３  回収ローラ
Ｐ    記録用紙
【図１】
2006154058.tif 000014
【図２】
2006154058.tif 000015
【図３】
2006154058.tif 000016
【図４】
2006154058.tif 000017