(57)【要約】【課題】中間転写体方式を用いた場合において、使用初期から長期にわたって、中間転写体に付着した紙粉や残留トナーを効率良くクリーニング装置で除去することができる画像形成装置を提供することを目的とする。【解決手段】画像形成装置１に、中間転写ベルト７の一次転写バイアスローラ８に印加される一次転写バイアスを変化させる制御手段を設けた。とくに、画像形成中に装置が停止しその後のリカバリー時に像担持体ベルト２上のトナーが一次転写部を通過する際には、前記中間転写ベルト７の一次転写バイアスを通常作像時の一次転写バイアスと逆極性に制御する制御手段を設け、像担持体ベルト２上のトナーが中間転写ベルト７へ転写される量を制御することができるようにした。【選択図】図５
2006258886.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像形成装置は、像担持体と、前記像担持体上にトナー像を形成する画像形成手段と、前記像担持体上に形成したトナー像を中間転写体上に一次転写する一次転写手段と、前記中間転写体上のトナー像を記録媒体に二次転写する二次転写手段と、前記中間転写体上に残留したトナーを除去するクリーニング手段とを備える画像形成装置において、一次転写手段に印加される一次転写バイアスを変化させる制御手段を有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記画像形成装置は、前記像担持体上のトナーが前記中間転写体上へ静電気力によって転写される一次転写部において、画像形成中に装置が停止しその後のリカバリー時に前記像担持体上のトナーが前述の一次転写部を通過する際には、前記中間転写体の一次転写バイアスを通常作像時の一次転写バイアスと逆極性に制御する制御手段を設けたことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記画像形成装置は、前記像担持体上のトナーが前記中間転写体上へ静電気力によって転写する一次転写部において、画像形成中に装置が停止しその後のリカバリー時に前記潜像担持体上のトナーが前述の一次転写部を通過する際には、前記中間転写体の一次転写バイアスを通常作像時の極性である正極性とこれと逆である逆極性とに交互に切り換えることができる制御手段を設けたことを特徴とする請求項１又は２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記画像形成装置は、前記中間転写体のクリーニング手段が、一次転写している間は前記中間転写体表面と非接触の状態で待機し、二次転写した後に前記中間転写体表面と接触してクリーニング動作を行う画像形成装置において、前記中間転写体のクリーニング手段が、前記中間転写体の表面に接触してトナーを除去するクリーニングブレード、静電気力によってトナーを除去するクリーニングブラシ、及び前記クリーニングブラシからバイアスローラに移動したトナーを除去するクリーニングブレードを有することを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記画像形成装置は、前記中間転写体のクリーニング手段が、画像形成動作以外のシステム動作時にも動作可能としたことを特徴とする請求項１ないし４のいず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、複写機、プリンタ及びファクシミリ等の画像形成装置において、中間転写体のクリーニング手段に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、中間転写体方式は、画像形成装置の小型化や高画質化に優れ、カラー画像形成装置に実用化されている。中間転写方式においては、中間転写体上にトナー画像を形成するため、用紙に転写した後、中間転写体上に残った残留トナーをクリーニングするクリーニング手段が必要となる。一般にトナーのクリーニングには、クリーニングブレード方式、クリーニングブラシ方式が用いられており、クリーニングブレード方式は、ゴムブレードのような弾性体ブレードを中間転写体に押し付け機械的にトナーをかき落とすものである。また、クリーニングブラシ方式は表面に毛ブラシを貼り付けた円筒形基材を回転させながら中間転写体上のトナーに接触させ、同時にブラシにバイアス電圧を印加して、機械的及び電気的にトナーをクリーニングするものである。
しかしながら、従来のクリーニングブラシのみでのクリーニング方式では、中間転写体方式用いた場合、中間転写ベルトに付着した紙粉により中間転写ベルトや像担持体が傷つき、早期に像担持体のクリーニング装置にクリーニング不良が発生し、画像上に地汚れが生じることがあった。とくに、中間転写体のクリーニング装置として、トナーに対してブラシにバイアスを印加してトナーの帯電極性を同一化した後、下流に位置する像担持体のクリーニング装置でトナーを除去する構成においては、上述の像担持体の傷など劣化による画像不良が顕著に発生した。その対策として、従来は、像担持体表面と中間転写ベルト表面に離ケイ剤等を塗布し、ベルト表面の摩擦係数を下げ、紙粉付着量を低減させることとしていた。しかしながら、その対策では早期の摩擦係数の均一化が困難であり、また、使用するにつれ摩擦係数に変化が生じることから紙粉付着を十分に低減することはできず、像担持体や中間転写ベルトを早期に交換して対応する必要があった。
また、例えば、転写紙の紙詰まりが発生しリカバリー後再起動する際には、像担持体に未転写トナーが残留し、従来の装置ではこの未転写トナ−が中間転写ベルトへ転写され、中間転写体のクリーニング装置に入力されることになり、早期にクリーニング不良が発生し、この場合においても画像不良を発生させていた。
【０００３】
上記クリーニング不良を防ぐために提案されている従来技術としては、二次転写外ローラの付着トナー量は、二次転写を行う転写材の枚数の増加とともに増加するため、クリーニングバイアスの印加量も大きくすることとし、前記バイアスは、逆バイアス積算電流量の絶対値が、正規バイアス積算電流量の絶対値０．２％以上２５％未満の範囲となるように制御するとしたものがある（例えば、特許文献１参照。）。また、クリーニング体間の電位勾配を制御する制御手段により、前記クリーニング体の電圧が、記録媒体の種類に応じて選択するとしたものがある（例えば、特許文献２参照。）。
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−１４５２９７号公報
【特許文献２】特開２００５−０３７６６５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、中間転写体方式を用いた場合においてさらに改良を加え、使用初期から長期にわたって、中間転写体に付着した紙粉や残留トナーを効率良くクリーニング装置で除去することができる画像形成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するため、本発明は、以下の特徴を有している。
本発明は、画像形成装置が、像担持体と、前記像担持体上にトナー像を形成する画像形成手段と、前記像担持体上に形成したトナー像を中間転写体上に一次転写する一次転写手段と、前記中間転写体上のトナー像を記録媒体に二次転写する二次転写手段と、前記中間転写体上に残留したトナーを除去するクリーニング手段を備える画像形成装置において、一次転写手段に印加される一次転写バイアスを変化させる制御手段を有することを特徴とする。
一次転写バイアスを制御することによって、像担持体上のトナーが中間転写体へ転写される量を制御することが可能となる。中間転写体のクリーニング装置へ大量の未転写トナーが入力されないようにすることで、クリーニング不良が発生しないようにし、画像欠陥の発生を防止することができる。
【０００７】
本発明は、前記画像形成装置が、前記像担持体上のトナーが前記中間転写体上へ静電気力によって転写される一次転写部において、画像形成中に装置が停止しその後のリカバリー時に前記像担持体上のトナーが前述の一次転写部を通過する際には、前記中間転写体の一次転写バイアスを通常作像時の一次転写バイアスと逆極性に制御する制御手段を設けたことを特徴とする。
例えば、転写紙の紙詰まりが発生しリカバリー後再起動する際には、像担持体に未転写トナーが残留し、従来の装置ではこの未転写トナ−が中間転写ベルトへ転写され、中間転写体のクリーニング装置に入力されることになり、早期にクリーニング不良が発生し、この場合においても画像不良を発生させていた。この時、大量のトナーが前記中間転写体クリーニング装置に入力されることになるため、前記中間転写体のクリーニング装置内に設けたクリーニングブレードと中間転写ベルトとの間のスペースにトナーが堆積し、前記クリーニング装置が待機状態にある時にこの堆積したトナーが前記中間転写体のクリーニング装置の下方にある中間転写ベルト上に落下して画像欠陥が生じることがある。
このような不具合を防止するために、一次転写部で、通常作像時に印加するバイアス電圧の極性と該バイアス印加電圧と異なる逆バイアス極性とを設けることで、像担持体上のトナーは、中間転写ベルトへは転写されずにそのまま通過し、像担持体のクリーニング装置によって除去される。このため、前記中間転写体のクリーニング装置へ大量の未転写トナーが入力されないようにし、画像欠陥の発生を防止することができる。
【０００８】
本発明は、前記画像形成装置が、前記像担持体上のトナーが前記中間転写体上へ静電気力によって転写する一次転写部において、画像形成中に装置が停止しその後のリカバリー時に前記潜像担持体上のトナーが前述の一次転写部を通過する際には、前記中間転写体の一次転写バイアスを通常作像時の極性である正極性とこれと逆である逆極性とに交互に切り換えることができる制御手段を設けたことを特徴とする。
前記リカバリー時に、一次転写部で、一次転写バイアスを通常作像時の一次転写バイアスである正極性とこれと逆である逆極性とに交互に切り換えることにより、前記中間転写体のクリーニング装置へ大量の未転写トナーが入力されないようにし、画像欠陥の発生を防止することができる。
【０００９】
本発明は、前記中間転写体のクリーニング手段が、一次転写している間は前記中間転写体表面と非接触の状態で待機し、二次転写した後に前記中間転写体表面と接触してクリーニング動作を行う画像形成装置において、前記中間転写体のクリーニング手段が、前記中間転写体の表面に接触してトナーを除去するクリーニングブレード、静電気力によってトナーを除去するクリーニングブラシ、及び前記クリーニングブラシからバイアスローラに移動したトナーを除去するクリーニングブレードを有することを特徴とする。
前記中間転写体に付着したトナーや紙粉等を、効率良くクリーニング装置で除去することができるため、前記中間転写体や前記像担持体の早期劣化を防止し、寿命を長くすることができる。
【００１０】
本発明は、前記画像形成装置が、前記中間転写体のクリーニング手段が、画像形成動作以外のシステム動作時にも動作可能としたことを特徴とする。
中間転写体のクリーニング装置の上流に設置したクリーニングブレードは、カラー画像作像中には中間転写体から離間し待機しているが、クリーニングブレードに一定のトナーが付着した場合、付着したトナーが作像中に中間転写体上に落下し、画像領域内にトナー落ちによる異常画像を引き起すことがある。
このような不具合を防止するために、作像動作以外で、かつ、システムが動作している時に、カラー作像時に行う前記中間転写体のクリーニング装置を接触、離す動作を数回実施することにより、前記中間転写体のクリーニング装置内に設けられているクリーニングブレードに付着・堆積したトナーを中間転写体上の非画像部へ落下させることによって突発的な画像領域内へのトナー落下を防止することができ、高品位な画像を維持することができる。
【発明の効果】
【００１１】
上記課題を解決するための手段により、本発明は、像担持体上のトナーが中間転写体へ転写される量を制御することができるようにし、中間転写体のクリーニング装置へ大量の未転写トナーが入力されないようにすることで、クリーニング不良の発生を防ぎ、高品位な画像を維持することが出来る。た。また、使用初期から長期にわたって、中間転写体に付着した紙粉や残留トナーを効率良くクリーニング装置で除去することができるため、前記中間転写体や前記像担持体の早期劣化を防止し、寿命を長くすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下に、本発明を実施するための最良の形態を、図１から図５にもとづいて説明する。ただし、これらは一実施形態にすぎず本発明の特許請求の範囲を限定するものではない。
【００１３】
図１は、像担持体及び中間転写体にベルト方式を用いた画像形成装置である。
画像形成装置１には、像担持体としての像担持体ベルト２が図中矢印の方向に回転し、像担持体駆動ローラ１４と像担持体従動ローラ１５、１６によって架け渡され、像担持体ベルト２の回りには像担持体クリーニング装置１２、帯電装置１０、露光装置１３が配置されている。帯電装置１０によって帯電された像担持体ベルト２に静電潜像が形成されると、現像装置３０の各色の現像器３１Ｙイエロー、３１Ｍマゼンタ、３１Ｃシアン、３１Ｋブラックの順でトナーを像担持体ベルト２上に現像し、可視像を形成する。次に、像担持体ベルト２上に形成された各色のトナー像は、静電電界により中間転写ベルト７へ順次重ねられ、一次転写される。その後、一括して記録紙等の転写材に二次転写ユニット５０にて転写され、フルカラー画像が形成される。
像担持体クリーニング装置１２は、像担持体ベルト２上においてトナー像が中間転写ベルト７へ転写された後に残留したトナーを像担持体ベルト２上で除去する。中間転写体クリーニング装置２０は、中間転写ベルト７上の転写後に残留したトナーを中間転写ベルト７上で除去する。
【００１４】
図２は、中間転写体クリーニング装置のクリーニング時の状態図である。
金属のバイアスローラ２４に外部より直流電圧を印加することによって、バイアスローラ２４と接触しているクリーニングブラシ２３にも直流電圧が印加される。これにより、中間転写ベルト７上の転写後に残ったトナーは、クリーニングブラシ２３の上流に設けられたクリーニングブレード２６をすり抜けた後、クリーニングブラシ２３によって静電的にかき取られる。これは、クリーニングブレード２６が取り付けられていると、中間転写ベルト７に付着している紙粉等と中間転写ベルト７との付着力が弱められ、その紙粉等をクリーニングブラシ２３でかき取ることが容易となることによる。そして、そのかき取られたトナーは、バイアスローラ２４上に移動し、さらにクリーニングブレード２５によって前記バイアスローラ２４上からかき取られた後、下部に落下し搬送スクリュー２９で所定の方向に搬送され、図示しないトナー収納部に収納される。
【００１５】
図３は、中間転写体クリーニング装置の待機時の状態図である。
フルカラー作像時には、中間転写体クリーニング装置２０は中間転写ベルト７から離した待機位置にある。この待機時に、クリーニングブレード２６の先端に溜まったトナーが落下することがある。前記クリーニングブレード２６の先端には、とくに、画像面積がある一定の値を超えた場合、転写紙の紙詰まりが発生した場合、画像形成装置本体の電源投入時又は電源投入以外の必要と判断された時に行われる各色の画像濃度調整時に、トナーが溜まりやすくなる。トナーが画像部に落下すると、トナー落ちによる地汚れから異常画像となり、画像品質を低下させることになる。
この対策として、上述のクリーニングブレード２６の先端にトナーが溜まったときに行うリカバリー動作の最後に、フルカラー作像時に中間転写体クリーニング装置２０を中間転写ベルト７から接触させ、離す動作（以下、「接触・非接触動作」という。）を、強制的に作動させることで、前記クリーニングブレード２６の先端に付着しているトナーを接触・非接触動作の振動や衝撃により落下させることが可能となるため、前記クリーニングブレード２６の先端部にはトナーが付着することがなくなる。
また、前記中間転写体クリーニング装置２０をフルカラー画像形成時に中間転写ベルト７に対し接触・非接触の状態を切り換える手段としては、図示しないカムを回転・静止によるすることによって前記中間転写体クリーニング装置２０は支点２２を中心として回転して周期的に運動し、前記中間転写体クリーニング装置２０内のクリーニングブラシ２３及びクリーニングブレード２６が中間転写ベルト７と接触・非接触を繰り返すことができるようになっている。
【００１６】
図４は、従来の転写紙の紙詰まり発生後のリカバリー時の状態図である。
紙詰まり発生時に残留した像担持体ベルト２上のトナーは、像担持体ベルト２の回転移動に伴い中間転写ベルト７との接触部である一次転写部に進入し、前記残留トナーと逆極性のバイアスを一次転写バイアスローラ８に印加することによって静電的に中間転写ベルト７上へ転写された後、中間転写体クリーニング装置２０へ入力される。この時、現像装置３０からの大量の未転写トナーが中間転写体クリーニング装置２０へ入力されるため、図２に示すクリーニングブレード２６と中間転写ベルト７との間のスペースにトナーが堆積し、図３のように前記中間転写体クリーニング装置２０が待機状態にある時にこの堆積したトナーが前記中間転写体クリーニング装置２０の下方にある中間転写ベルト７上に落下してしまい画像欠陥となってしまうことがある  
【００１７】
図５は、本発明の従来の転写紙の紙詰まり発生後のリカバリー時の状態図である。
紙詰まり発生時に残留した像担持体ベルト２上のトナーは像担持体ベルト２の回転移動に伴い中間転写ベルト７との接触部である一次転写部に進入するが、前記残留トナーと同極性のバイアスを一次転写バイアスローラ８に印加することによって、中間転写ベルト７上へ転写されずに像担持体ベルト２上に付着したまま像担持体クリーニングブレード３まで進行しクリーニングされる。このため、紙詰まり発生時に残留した像担持体ベルト２上のトナーは中間転写体クリーニング装置２０へは入力されないこととなり、画像欠陥の発生を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】像担持体及び中間転写体にベルト方式を用いた画像形成装置である。
【図２】中間転写体クリーニング装置のクリーニング時の状態図である。
【図３】中間転写体クリーニング装置の待機時の状態図である。
【図４】従来の転写紙の紙詰まり発生後のリカバリー時の状態図である。
【図５】本発明の従来の転写紙の紙詰まり発生後のリカバリー時の状態図である。
【符号の説明】
【００１９】
１  画像形成装置
２  像担持体ベルト
３  像担持体クリーニングブレード
７  中間転写ベルト
８  一次転写バイアスローラ
１０  帯電装置
１２  像担持体クリーニング装置
１３  露光装置
１４  像担持体駆動ローラ
１５、１６  像担持体従動ローラ
２０  中間転写体クリーニング装置
２２  支点
２３  中間転写体クリーニングブラシ
２４  中間転写体バイアスローラ
２５、２６  中間転写体クリーニングブレード
２９  搬送スクリュー
３０  現像装置
３１Ｙ、３１Ｍ、３１Ｃ、３１Ｋ  現像器
４４  中間転写体駆動ローラ
４６、４７  中間転写体従動ローラ
４９  中間転写体ベルト位置検出マーク
５０  二次転写ユニット
５１  二次転写バイアスローラ
６０  定着装置
７０  両面搬送装置
８０  給紙装置
８３  手差しトレイ
９０  転写材
【図１】
2006258886.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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