(57)【要約】【課題】ベルト内部に感光体表面のトナーを中間転写ベルト表面に転写するためにバイアスローラを配置している画像形成装置では、バイアスローラの表面がトナーで汚れることによって、バイアスが実効的に掛からなくなり、画質が低下するという問題が発生することがあるので、中間転写ベルト内側に配置する転写部材の表面に付着した異物やトナーを除去するクリーニング手段を設けて従来の問題を解決する。【解決手段】転写手段に逆バイアスを加えてトナーを中間転写ベルト１に移行させ、中間転写ベルト１の裏面を清掃する方法として弾性ブレードを用いる。中間転写ベルト１裏面でクリーニング対向ローラ２０と１次転写ローラ８Ｋの間に中間転写ベルト裏面クリーナ２６を配置し、中間転写ベルト裏面クリーナ２６の重力方向直下に配置した回収部２７で中間転写ベルト裏面クリーナ２６で除去したトナーを回収する。【選択図】図７
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部空間を有する無端状ベルトと、該無端状ベルトの外周面に設けられ所定の極性に帯電した現像剤を担持する像担持体と、前記無端状ベルトの内部空間に配置され、現像剤を該無端状ベルトまたは該無端状ベルト上に担持された記録媒体に転写する転写部材とを有する転写装置において、
前記転写部材の表面に付着した異物や現像剤を除去するクリーニング手段を設けたことを特徴とする転写装置。
【請求項２】
請求項１の転写装置において、前記クリーニング手段は、前記転写部材に前記所定の極性と同極性のバイアスを印加して、前記転写部材の表面に付着した異物や現像剤を前記無端状ベルトの裏面へ移動させることによってクリーニングするものであることを特徴とする転写装置。
【請求項３】
請求項２の転写装置において、前記無端状ベルトの裏面に付着した異物や現像剤をクリーニングするクリーニング手段を備えたことを特徴とする転写装置。
【請求項４】
請求項１の転写装置において、前記無端状ベルトを少なくとも複数本のローラに張架するとともに、前記複数本のローラの少なくとも１本に、該ローラの表面の汚れを除去するローラ清掃手段を設けたことを特徴とする転写装置。
【請求項５】
請求項２の画像形成装置において、前記無端状ベルト裏面を清掃する清掃手段が、ローラ形状であり、トナーや異物が前記無端状ベルト裏面よりも付着しやすい処理を施してあることを特徴とする転写装置。
【請求項６】
請求項１から５のいずれかの転写装置において、前記バイアスを印加する手段のバイアス極性を変えるタイミングを、前記像担持体上に形成したトナー画像を前記無端状ベルトに転写しているとき以外に実行することを特徴とする転写装置。
【請求項７】
請求項６の転写装置において、前記転写部材に印加するバイアスの極性変化を実施する前に、前記１次転写手段に加えるバイアスを高くすることを特徴とする転写装置。
【請求項８】
請求項３の転写装置において、前記クリーニング手段を前記転写部材の対向位置に配置したローラに設けると共に、前記バイアス印加手段が極性を変えたときに前記転写部材が接触していた前記無端状ベルトの裏面が前記無端状ベルトの移動に伴って前記転写部材の配置部位を通過するタイミングで前記バイアス手段の極性を変化させることを特徴とする転写装置。
【請求項９】
請求項１から８のいずれかの転写装置用い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、電子写真方式を用いて画像を形成する複写機、ファックス、プリンタ、印刷機などの画像形成装置と、これらに用いる転写装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真技術を用いて画像を形成する画像形成装置は、様々な構造の部材を用いて構成される。例えば、帯電部材として用いられる帯電ローラや転写手段として用いられる転写ローラといったローラ形状の部材、カラー画像形成装置に用いられる中間転写体としての中間転写ベルトや用紙搬送を行うための用紙搬送ベルトといったベルト形状の部材などがある。
【０００３】
これらの中でもベルト形状の部材は、その形態を内包するローラの配置で自由に変えることができるため、装置内に配置する各種機構部の配置自由度を高くすることが可能であり、装置全体の小型を可能にし、低価格化に大きく寄与する。このようなベルト形状の部材を用いた画像形成装置の例としては中間転写体としてベルト形状の部材を用いた特許文献１記載の画像形成装置等が知られている。これらの従来例では、ベルト内部に感光体からトナーを中間転写ベルトに転写するためのバイアスローラが中間転写ベルト内部に配置されている。
【０００４】
【特許文献１】特許公報３７３３２７７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、電子写真方式を用いた画像形成装置では、多くの場合、記録媒体上への画像記録はトナーを用いて行われる。トナーはトナーホッパ（格納部）、現像部、クリーニング部、廃トナー格納部などに格納されているが、微小粒の樹脂粉であるため、それらの格納部材やその繋ぎ目から漏れることがあり、漏れたトナーが装置内の気流で浮遊し、装置内全体が汚れてしまう場合がある。特に、従来技術で述べたベルト形状の部材を有する画像形成装置では、上記のトナーがベルト裏面に進入し、ベルト裏面と内包するローラ表面に付着してしまうことがある。
【０００６】
この様にベルト裏面や内包するローラが汚れてしまうと、従来例のような無端状にローラに掛け回した中間転写ベルトの内側に感光体表面のトナーを中間転写ベルト表面に転写するためにバイアスローラを配置している画像形成装置では、バイアスローラの表面がトナーで汚れることによって、バイアスが実効的に掛からなくなり、画質が低下するという問題が発生することがある。
【０００７】
そこで本発明は、ベルト内部に配置する転写部材の表面に付着した異物やトナーを除去するクリーニング手段を設けて従来の問題を解決しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の請求項１に係る転写装置は、内部空間を有する無端状ベルトと、該無端状ベルトの外周面に設けられ所定の極性に帯電した現像剤を担持する像担持体と、前記無端状ベルトの内部空間に配置され、現像剤を該無端状ベルトまたは該無端状ベルト上に担持された記録媒体に転写する転写部材とを有する転写装置において、前記転写部材の表面に付着した異物や現像剤を除去するクリーニング手段を設けたことを特徴とする。
【０００９】
同請求項２に係る転写装置は、請求項１の転写装置において、前記クリーニング手段は、前記転写部材に前記所定の極性と同極性のバイアスを印加して、前記転写部材の表面に付着した異物や現像剤を前記無端状ベルトの裏面へ移動させることによってクリーニングするものであることを特徴とする。
【００１０】
同請求項３に係る転写装置は、請求項２の転写装置において、前記無端状ベルトの裏面に付着した異物や現像剤をクリーニングするクリーニング手段を備えたことを特徴とする。
【００１１】
同請求項４に係る転写装置は、請求項１の転写装置において、前記無端状ベルトを少なくとも複数本のローラに張架するとともに、前記複数本のローラの少なくとも１本に、該ローラの表面の汚れを除去するローラ清掃手段を設けたことを特徴とする。
【００１２】
同請求項５に係る転写装置は、請求項２の画像形成装置において、前記無端状ベルト裏面を清掃する清掃手段が、ローラ形状であり、トナーや異物が前記無端状ベルト裏面よりも付着しやすい処理を施してあることを特徴とする。
【００１３】
同請求項６に係る転写装置は、請求項１から５のいずれかの転写装置において、前記バイアスを印加する手段のバイアス極性を変えるタイミングを、前記像担持体上に形成したトナー画像を前記無端状ベルトに転写しているとき以外に実行することを特徴とする。
【００１４】
同請求項７に係る転写装置は、請求項６の転写装置において、前記転写部材に印加するバイアスの極性変化を実施する前に、前記１次転写手段に加えるバイアスを高くすることを特徴とする。
【００１５】
同請求項８に係る転写装置は、請求項３の転写装置において、前記クリーニング手段を前記転写部材の対向位置に配置したローラに設けると共に、前記バイアス印加手段が極性を変えたときに前記転写部材が接触していた前記無端状ベルトの裏面が前記無端状ベルトの移動に伴って前記転写部材の配置部位を通過するタイミングで前記バイアス手段の極性を変化させることを特徴とする。
【００１６】
同請求項９に係る画像形成装置は、請求項１から８のいずれかの転写装置用いたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
本発明の転写装置によれば、画像形成装置を使って行くにつれて中間転写体内部に汚れが進入し、１次転写手段の汚れが発生した場合でも、１次転写手段に通常とは逆のバイアスを印加して中間転写体に汚れを移行させ、除去でき、従って、それらの部材の汚れによって起こる転写効率の低下や転写むらの発生が抑ええられ、印刷に伴う画像の劣化が無くなり、高品質の画像を出力可能な画像形成装置を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下本発明を実施するための最良の形態を、図に示す実施例を参照して説明する。
【実施例１】
【００１９】
図１は、本発明を適用した画像形成装置の概略断面図である。本体中央部には横に長く張架した中間転写ベルト１を配置してある。中間転写ベルト１は、図面上、反時計回りに回転するようになっている。中間転写ベルト１の上方には、中間転写ベルト１の回転方向上流側から印写ユニット２Ｋ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｙを並べて配置してある。さらにこれら４つの印写ユニット２Ｋ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｙの上方には、露光器３を配置してある。
【００２０】
中間転写ベルト１の下方には、廃トナーボックス１７を配置し、さらに廃トナーボックス１７の下方には用紙カセット１０を配置してある。本体右側部には用紙の搬送経路を設けてあり、用紙カセット１０のから本体右上方にかけて給紙ローラ１２、レジストローラ１３、２次転写ローラ１４、定着器１５を配置してある。中間転写ベルト１上、２次転写ローラ１４と印写ユニット２Ｋの間には、中間転写ベルトクリーナ９を配置してある。反対側の本体左側には、コントローラ１６を配置してある。
【００２１】
次に図１の画像形成装置に内包されている印写ユニット２Ｋ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｙの内部構造に付いて説明する。最初に、印写ユニット２Ｙの構造を説明する。印写ユニット２Ｙの中央部には感光体ドラム２Ｙを配置してあり、図中時計回りに回転する。感光体ドラム２Ｙの外周部には、回転方向に沿って帯電器５Ｙ、現像器６Ｙ、感光体クリーナ７Ｙを配置してある。その他の印写ユニット２Ｍ、２Ｃ、２Ｋは、印写ユニット２Ｙと同じ構造であり、それぞれ、帯電器５Ｍ、５Ｃ、５Ｋ、現像器６Ｍ、６Ｃ、６Ｋ、感光体クリーナ７Ｍ、７Ｃ、７Ｋが同様に配置してある。
【００２２】
次に、それぞれの部材の機能と特徴について説明する。
中間転写ベルト１の詳細断面図を図２に示す。中間転写ベルト１は、テンションローラである従動ローラ１８と駆動ローラ１９の２本のローラで張架してある。その他、中間転写ベルト１は、ベルトの回転方向に沿って、１次転写ローラ８Ｋ、８Ｍ、８Ｃ、８Ｙとクリーニング対向ローラ２０を内包している。中間転写ベルト１は、体積抵抗１０ＭΩ〜１ＧΩｃｍ、表面抵抗１０ＭΩ〜１ＧΩ／□の半導電性の樹脂ベルトである。材質は、ベルトとして使用可能できるように繰り返しの折り曲げに対して十分な強度を確保できるようにポリカーボネイト樹脂を主成分とし、厚みは１００〜１５０μｍとしてある。無論、ポリイミド樹脂、ポリアミド樹脂等の樹脂材を適切な厚さで用いることも可能である。従動ローラ１８は中間転写ベルト１に張力を与えるものであり、１００〜４００Ｎ／ｍの張力を与えている。中間転写ベルト１の駆動は、駆動ローラ１９を回転させることで行う。このため、駆動ローラ１９の表面には中間転写ベルト１を安定に摩擦駆動するため、摩擦係数が０．１以上となるような摩擦層、例えばゴムの薄層等を形成してある。
【００２３】
１次転写ローラ８Ｋ、８Ｍ、８Ｃ、８Ｙは、それぞれ印写ユニット２Ｋ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｙで形成したトナー画像を中間転写ベルト１表面に転写するために設けてあり、金属のローラを用いている。１次転写ローラ８Ｋ、８Ｍ、８Ｃ、８Ｙにはトナーと逆の極性のバイアス（本実施例ではトナーがマイナス極性なのでプラスバイアス）を加えており、トナーを静電的に中間転写ベルト１表面に転写する。１次転写ローラ８Ｋ、８Ｍ、８Ｃ、８Ｙの配置位置は、印写ユニット２Ｋ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｙ内に配置してある感光体ドラム４Ｋ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｙに対してその直下に配置してあるわけではなく、若干中間転写ベルト１の走行方向にずらして配置してあり、中間転写ベルト１が各々の感光体ドラム、１次転写ローラに巻き付いて接触している構造としてある。
【００２４】
クリーニング対向ローラ２０は、中間転写ベルトクリーナ９の接触性を安定にするために、中間転写ベルトクリーナの対向位置に配置している。クリーニング対向ローラ２０は、表面層と金属軸で構成してあり、表面層に若干の粘着性を持たせている。この表面層に粘着性を持たせた理由は、中間転写ベルト１裏面の汚れを付着させベルト裏面を清掃するためであるが、詳細は後述する。
【００２５】
露光器３は、レーザー走査光学系もしくはＬＥＤアレイを用いた露光装置で、画像データ信号に対応した光を感光体ドラムに照射し、静電潜像を形成する。
【００２６】
印写ユニット２Ｋ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｙはそれぞれ別体のユニットとして構成してあり、容易に取り外せる構造としてある。感光体ドラム４Ｋ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｙは、金属素管の表面に感光層を形成したドラム形状の部材である。帯電器５Ｋ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｙは、感光体ドラム４Ｋ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｙ表面を規定の電位に帯電する物であり、ローラ帯電方式、コロトロン帯電方式などの帯電原理を用いたシステムを用いている。現像器６Ｋ、６Ｍ、６Ｃ、６Ｙは、感光体ドラム４Ｋ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｙ表面に形成した静電潜像をトナーを用いて現像し可視画像を形成するために用いている。現像器６Ｋ、６Ｍ、６Ｃ、６Ｙにはそれぞれ異なる色のトナー、例えば黒、マゼンタ、シアン、イエローが格納してあり、それぞれの感光体ドラム４Ｋ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｙに異なる色のトナー画像を形成する。
【００２７】
図１の画像形成装置では、ローラ形状の現像ローラにトナーを擦り付け、このトナーを金属ブレードで摺擦／規制することによって現像ローラ表面に規定の帯電量と付着量のトナー層を形成し、これを感光体表面に接触させることによって感光体上の静電潜像に対応したトナー画像を感光体表面に形成数非磁性一成分現像方式の現像システムを用いている。無論、同じ機能を有する２成分現像方式等、他の現像システムを用いることも可能である。
【００２８】
感光体クリーナ７Ｋ、７Ｍ、７Ｃ、７Ｙは、感光体ドラム４Ｋ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｙ表面に現像したトナー画像が中間転写ベルト１へ転写された後に感光体ドラム４Ｋ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｙ表面に残留したトナーを除去するものであり、ゴムブレードによってトナーを掻き取る。
【００２９】
中間転写ベルトクリーナ９は、中間転写ベルト１表面から用紙１１に転写された後、中間転写ベルト１表面に残留しているトナーを除去するものであり、ゴムブレードによってトナーを中間転写ベルト１から掻き取る。
【００３０】
用紙カセット１０は、記録媒体である用紙１１を格納するためのものである。給紙ローラ１２は、用紙１１を用紙カセット１０から引き出すためのものである。レジストローラ１３は、用紙１１の先端位置を水平にするとともに、画像の先端に合わせて用紙を転写部に搬送するために用いている。
【００３１】
２次転写ローラ１４は、中間転写ベルト１表面に形成されたトナー画像を用紙１１に転写するためのもので、中抵抗のゴムローラを用いて用紙１１と中間転写ベルト１上のトナー画像を密着させ、同時にトナーと逆極性のバイアスを加えてトナー画像を用紙１１上に転写する。
【００３２】
定着器１５は、用紙１１上のトナー画像を熱と圧力で溶融加熱し、用紙に固着させるための物である。
【００３３】
コントローラ１６は、外部からの制御信号や画像データを処理して本体の動作と画像出力の制御を行うものである。廃トナーボックス１７は、中間転写ベルトクリーナ９及び感光体クリーナ７Ｋ、７Ｍ、７Ｃ、７Ｙで掻き取ったトナーを格納し、保持する部材である。
【００３４】
次に、図１の画像形成装置の動作について説明する。コントローラ１６にコンピュータなど外部から画像形成信号と画像データが入力されると、中間転写ベルト１の回転並びに印写ユニット２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋの駆動を開始する。中間転写ベルト１が安定回転した後、画像信号に基づいて最初に中間転写ベルト１の回転方向最上流部にある印写ユニット２Ｋに対して露光器３が画像露光を開始、感光体ドラム４Ｋ表面に静電潜像を形成し、現像器６Ｋによってトナー画像を作成、中間転写ベルト１に転写する。中間転写ベルト１の回転に伴って移動するトナー画像に重ね合わせるように、印写ユニット２Ｍ、２Ｃ、２Ｙで順次トナー画像を形成、中間転写ベルト１への転写を行い、中間転写ベルト１表面にフルカラーのトナー画像を形成する。中間転写ベルト１に形成されたトナー画像は、２次転写ローラ１４によって、予めタイミングを合わせて用紙カセット１０から給紙ローラ１２によって引き出され、２次転写ローラ１４の位置に搬送した用紙１１に転写する。用紙１１は、その表面に転写したトナー画像を、定着器１５によって用紙１１表面に溶融固着し他後、本体外部へと出力する。
【００３５】
図１の画像形成装置では、印写ユニット２Ｋ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｙが寿命近くになると若干トナーが印写ユニット２Ｋ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｙ内部から飛散する場合があり、この飛散トナーが中間転写ベルト１内部に混入して内部に配置している１次転写ローラ８Ｋ、８Ｍ、８Ｃ、８Ｙに付着することがある。このように１次転写ローラ８Ｋ、８Ｍ、８Ｃ、８Ｙにトナーが付着し、量が増えてローラ自体を覆ってしまうと、１次転写部でのトナーを感光体ドラムから中間転写ベルトへ移動させる電界が小さくなり、転写効率が低下、画像が薄くなるといった問題が発生する。また、１次転写ローラへの汚れトナーの付着は均一にローラを覆う訳ではないので、転写率にむらが生じ、最終的にプリントした画像においてもそのむらが現れ、画像品位を大きく低下させてしまうことになる。
【００３６】
上記問題を解決するために、本発明の画像形成装置では、１次転写ローラ８Ｋ、８Ｍ、８Ｃ、８Ｙに通常与えているバイアスとは逆極性のバイアスを与えて１次転写ローラ８Ｋ、８Ｍ、８Ｃ、８Ｙ表面に付着したトナーを中間転写ベルト裏面に静電的に転写させて１次転写ローラ８Ｋ、８Ｍ、８Ｃ、８Ｙ表面の異物を除去するする制御を設けた。さらに中間転写ベルト１裏面に移行したトナーを清掃するための機能を中間転写ベルト１裏面に配置したクリーニング対向ローラ２０に持たせた。
【００３７】
以下に、その詳細を説明する。
図３は、図１の画像形成装置の感光体ドラム４Ｋ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｙ、１次転写ローラ８Ｋ、８Ｍ、８Ｃ、８Ｙへのバイアス構造を示した図である。感光体ドラム４Ｋ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｙは、それぞれアースに接地し零電位としている。これに対して１次転写ローラ８Ｋ、８Ｍ、８Ｃ、８Ｙには先にも述べたようにトナーと逆極性でプラスのバイアス電圧を印加している。これらの１次転写ローラ８Ｋ、８Ｍ、８Ｃ、８Ｙには各々独立にバイアスを印加できるようにそれぞれに高圧電源２１Ｋ、２１Ｍ、２１Ｃ、２１Ｙを配置している。高圧電源２１Ｋ、２１Ｍ、２１Ｃ、２１Ｙは、正負の電圧を１次転写ローラ８Ｋ、８Ｍ、８Ｃ、８Ｙに印加できるようにしてある。図３の例では各１次転写ローラ８毎に電源を配置しているが、１つの電源で４つの１次転写ローラ８にバイアスを加える方法をとっても本発明の効果は変わらない。
【００３８】
図４は、図１の画像形成装置の高圧電源２１Ｋ、２１Ｍ、２１Ｃ、２１Ｙの動作をタイミングチャートを使って示した図である。本体にプリント指令が入力される（Ｔ０）と、まず中間転写ベルトを駆動する（Ｔ１）。その後、高圧電源２１でプラス電圧（３００〜１２００Ｖ）を発生させ（Ｔ２）、画像形成を開始する（Ｔ３）。画像形成が終了したら（Ｔ４）、高圧電源２１の出力の極性を反転させてマイナス電圧（ー３００〜８００Ｖ）を出力し（Ｔ５）、１次転写ローラ８のクリーニングを実行する。このマイナス電圧を出力する時間は、少なくとも１次転写ローラ８が一周する時間以上おこなうことが望ましい。高圧電源２１によって所望の時間マイナス電圧を出力した後、高圧電源２１の出力をオフとし（Ｔ６）、中間転写ベルト１の回転を停止する（Ｔ７）。
【００３９】
ところで、図１の画像形成装置の場合、１次転写ローラ８から中間転写ベルト１裏面に移行したトナーは、クリーニング対向ローラ２０にて除去するので、中間転写ベルト１裏面のトナーも除去すると言う観点では、中間転写ベルト１を空転させて、１次転写ローラ８から中間転写ベルト１裏面に移行したトナーをクリーニング対向ローラ２０に到達させる必要がある。このため、図１の画像形成装置では、Ｔ６からＴ７の間の時間を中間転写ベルト１が１周する時間を確保している。
【００４０】
もちろん、マイナス電圧を出力するタイミングは、上記以外にも所望の枚数印刷後に実行する、所望の枚数印刷後本体の画像形成動作を中断して実行するなどしても良い。
【００４１】
次に、クリーニング対向ローラ２０について詳細に説明する。図５は、クリーニング対向ローラ２０の詳細断面を示した図である。クリーニング対向ローラ２０は、金属軸２２と表面層２３で構成され、表面層２３は、発泡ウレタンゴムを用いている。特にこの様な発泡ゴムの場合、発泡のセルを非常に小さくし、例えば、５０μｍ以下とするとトナーが付着しやすくなり、中間転写ベルト１裏面のトナーを効率よく清掃できる。もちろん、中間転写ベルト１裏面に混入するトナーの量に応じて、他の材質、構造の表面層、例えばＥＰＤＭ、ＮＢＲ、シリコンゴムのソリッド、スポンジゴム、フッ素樹脂、シリコン樹脂、ウレタン樹脂のコーティングを用いることも可能である。また、表面層を用いず、金属軸２２のみで構成してもよい。
【００４２】
以上、本実施例の画像形成装置では、装置を使って行くにつれて中間転写ベルト内部にトナーが進入し、１次転写ローラの汚れが発生した場合でも、１次転写ローラに通常とは逆のバイアスを印加して中間転写ベルトにトナーを移行し、移行したトナーをクリーニング対向ローラにて捕集するため、１次転写ローラの汚れ、中間転写ベルトの汚れを除去できる。従って、それらの部材の汚れによって起こる転写効率の低下や転写むらの発生が押さえられ、印刷に伴う画像の劣化が無くなり、高品質の画像を提供できる。
【００４３】
ところで、図１の画像形成装置で用いている１次転写ローラ８Ｋ、８Ｍ、８Ｃ、８Ｙは金属ローラであるが、他の様々な構成のローラを用いることも可能である。図６は、金属軸２４の表面に表面層２５を設けたローラの断面構造を示した図である。表面層２５は、電気的に導電性（体積抵抗で１０ＭΩｃｍ以下）を有する樹脂材料、例えばカーボンを分散させた厚さ数μｍ〜数ｍｍのフッ素樹脂、シリコン樹脂、ウレタン樹脂を用いる。これらの樹脂材料で表面層を形成した図６のローラでは、中間転写ベルト１の裏面に混入したトナーや異物がこれらのローラに付着しにくくなる効果も得られると同時にバイアス印加による１次転写ローラ８Ｋ、８Ｍ、８Ｃ、８Ｙから中間転写ベルト１への汚れの移行が良好になる。
【００４４】
また、図６の表面層２５に弾性体を用いることも可能である。弾性体を用いる場合は、ソリッド形態、スポンジ形態で導電性のウレタン、ＥＰＤＭ、ＮＢＲ、シリコンゴムを用いることができる。
【００４５】
さらに、１次転写ローラ８Ｋ、８Ｍ、８Ｃ、８Ｙの配置位置は、図１の画像形成装置ではそれぞれ感光体ドラム４Ｋ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｙの直下に対して若干中間転写ベルト１の走行方向にずらして配置してあるが、走行方向の上流側に配置した構成、感光体ドラム４Ｋ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｙの直下で、感光体ドラムと１次転写ローラでニップを形成する位置に配置する構成であっても、本発明の効果は同じく得られる。
【００４６】
ところで、図１の実施例の画像形成装置では、１次転写ローラ８Ｋ、８Ｍ、８Ｃ、８Ｙ表面から中間転写ベルト１に移行したトナーを表面層を形成したクリーニング対向ローラ２０表面に付着させることで除去している。このように予め中間転写ベルト１に内包している部材に汚れを付着させるのは、図１の例で示したクリーニング対向ローラ２０だけではなく、他の内包部材、例えば従動ローラ１８や駆動ローラ１９にクリーニング対向ローラ１９と同様の機能を持たせて実施することも可能である。さらに中間転写ベルト１裏面に移行したトナーの除去は、以下の方法を用いても良い。
【００４７】
図７は、中間転写ベルト１の裏面を清掃する方法として弾性ブレードを用いた清掃部材を用いた例を示すものである。中間転写ベルト１裏面でクリーニング対向ローラ２０と１次転写ローラ８Ｋの間に中間転写ベルト裏面クリーナ２６を配置し、中間転写ベルト裏面クリーナ２６の重力方向直下に配置した回収部２７で中間転写ベルト裏面クリーナ２６で除去したトナーを回収する。中間転写ベルト１裏面に付着しているトナーは、中間転写ベルト１内部に混入するトナーの量が多い場合、例えば装置の寿命を長く設定してある画像形成装置においては、図１の画像形成装置で用いている内包している部材の表面に汚れを保持する方法では汚れが多く発生するので対応しきれないため、図７の構造の清掃部材を用いることが有効である。さらに、図７の例では、中間転写ベルト１裏面を清掃する部材として弾性ブレードを用いているが、トナーをクリーニングする方法として知られるブラシローラなどの部材を用いることも可能である。
【実施例２】
【００４８】
図８は、中間転写ベルト１の裏面に混入するトナーの量が多い場合に使用するのに適する清掃部材の他の例を示した図である。図８の例は、内包するローラ部材の表面に清掃機構を設けて移行したトナーを掻き取る方法について説明している。図８の構造では、従動ローラ１８表面を清掃する従動ローラ清掃ブレード２８を従動ローラ１８近傍に配置すると共に、従動ローラ清掃ブレード２８で掻き取ったトナーを回収する回収部２９を従動ローラ清掃ブレード２８直下に配置している。図８の構成を用いることで、中間転写ベルト１裏面に多くのトナーが混入した場合でも、問題なく画像形成を実現できる。
【実施例３】
【００４９】
図９は、図８の中間転写ベルト１の裏面のクリーニングをさらに効果的に実施する方法の構成を示した図である。図９の実施例では、駆動ローラ１９にローラ表面を清掃する駆動ローラ清掃ブレード３０（ブラシローラを用いることも可能）を設け、駆動ローラ清掃ブレード２０によって掻き取られた駆動ローラ１９表面に付着したトナーを回収する回収部３１を駆動ローラ清掃ブレード３０の直下に配置している。これによって、１次転写ローラ８Ｙ、８Ｍ、８Ｃ、８Ｋ表面から中間転写ベルト１裏面に移行し、さらに駆動ローラ１９表面に移行したトナーを駆動ローラ清掃ブレード３０で掻き落とすことによってトナーの清掃を実行できる。この時、中間転写ベルト１から駆動ローラ１９へのトナーの移行を、駆動ローラ１９の対向位置で中間転写ベルト１の表側に配置している２次転写ローラ１４のバイアスによる静電気力も用いることで効率を向上させることができる。
【００５０】
図９の構成では、２次転写ローラ１４にバイアスを加える２次転写高圧電源３２の極性を変えることで上記の原理を実現する。図１の画像形成装置では、２次転写ローラ１４にプラス電圧を加えることで、中間転写ベルト１表面のトナーを用紙に転写している。中間転写ベルト１裏面に付着しているトナーは、マイナス極性であるため、２次転写ローラ１４にマイナスバイアスを加えると、静電的な力でもトナーを駆動ローラ１９に付着させることが可能となり、中間転写ベルト１裏面の清掃性を向上させることができる。駆動ローラ１９表面に付着したトナーは、駆動ローラ１９の表面を清掃する駆動ローラ清掃ブレード３０によって除去する。
【００５１】
図１０は、図９の構成における２次転写高圧電源３２の動作を示したタイミングチャートである。
本体にプリント指令が入力される（Ｔ０）と、まず中間転写ベルトを駆動する（Ｔ１）。その後、高圧電源２１でプラス電圧を発生させ（Ｔ２）、画像形成を開始する（Ｔ３）。画像形成が終了したら（Ｔ４）、高圧電源２１の出力の極性を反転させてマイナス電圧を出力し（Ｔ５）、１次転写ローラ８のクリーニングを実行する。このマイナス電圧を出力する時間は、少なくとも１次転写ローラ８が一周する時間以上おこなうことが望ましい。高圧電源２１によって所望の時間マイナス電圧を出力した後、高圧電源２１の出力をオフとし（Ｔ６）するが、１次転写ローラ８から中間転写ベルト１裏面に移行したトナーが中間転写ベルト１の回転に伴って２次転写部に達したタイミング（Ｔ７）で２次転写高圧電源３２の出力をマイナス電圧にする。その後、中間転写ベルト１裏面のトナーが全て２次転写部を通過したタイミング（Ｔ８）で２次転写高圧電源３２の出力をオフとし、中間転写ベルト１の回転を停止する（Ｔ９）。
【００５２】
図９、図１０の方式を用いることで、中間転写ベルト１裏面に移行したトナーを確実に清掃することができる。
【００５３】
ところで、１次転写ローラ８Ｙ、８Ｍ、８Ｃ、８Ｋから中間転写ベルト１へのトナーの移行は、主に静電気力で行われる。従って、１次転写ローラ８Ｙ、８Ｍ、８Ｃ、８Ｋ表面のトナーの帯電を予め高めることができれば、１次転写ローラ８Ｙ、８Ｍ、８Ｃ、８Ｋ表面に付着したトナーの中間転写ベルト１への移行を効率的に行うことができる。図１１は、１次転写ローラ８Ｙ、８Ｍ、８Ｃ、８Ｋに予め高めのプラス電圧を加える制御を行った場合のシーケンスを示した図である。本体にプリント指令が入力される（Ｔ０）と、まず中間転写ベルトを駆動する（Ｔ１）。その後、高圧電源２１でプラス電圧を発生させ（Ｔ２）、画像形成を開始する（Ｔ３）。画像形成が終了したら（Ｔ４）、高圧電源２１の出力の極性を反転させてマイナス電圧を出力するが、その前に、通常の画像形成時に加える電圧より高いプラスの電圧を印加している（Ｔ５）。この高めのプラス電圧は、１次転写ローラ８Ｙ、８Ｍ、８Ｃ、８Ｋと中間転写ベルト１の間の空隙で微小放電が発生する電圧に設定している。１次転写ローラ８Ｙ、８Ｍ、８Ｃ、８Ｋと中間転写ベルト１の間の空隙で放電が発生すると、１次転写ローラ８Ｙ、８Ｍ、８Ｃ、８Ｋにプラスの電圧を印加しているので中間転写ベルト１側にプラス、１次転写ローラ８Ｙ、８Ｍ、８Ｃ、８Ｋの表面にはマイナスの電荷が降り注ぐことになり、１次転写ローラ８Ｙ、８Ｍ、８Ｃ、８Ｋ表面に付着しているトナーの帯電状態が確実にマイナスになるとともに帯電量もマイナスに高くなる。その後、高圧電源２１の出力をマイナス電圧にして１次転写ローラ８のクリーニングを実行する（Ｔ６）。このマイナス電圧を出力する時間は、少なくとも１次転写ローラ８が一周する時間以上おこなうことが望ましい。高圧電源２１によって所望の時間マイナス電圧を出力した後、高圧電源２１の出力をオフとし（Ｔ７）、中間転写ベルト１の回転を停止する（Ｔ８）。
【００５４】
この様に予め１次転写ローラ８Ｙ、８Ｍ、８Ｃ、８Ｋ表面のトナーをマイナスに帯電することで、１次転写ローラ８Ｙ、８Ｍ、８Ｃ、８Ｋにマイナス電圧を加えたときのトナーに働く静電気力は大きくなり、１次転写ローラ８Ｙ、８Ｍ、８Ｃ、８Ｋ表面の清掃性を向上させることができる。
【００５５】
以上、本実施例の画像形成装置では、装置を使ってゆくにつれて中間転写ベルト内部にトナーが進入し、１次転写ローラの汚れが発生した場合でも、１次転写ローラに通常とは逆のバイアスを印加して中間転写ベルトにトナーを移行し、移行したトナーをクリーニング対向ローラにて捕集するため、１次転写ローラの汚れ、中間転写ベルトの汚れを除去できる。従って、それらの部材の汚れによって起こる転写効率の低下や転写むらの発生が押さえられ、印刷に伴う画像の劣化が無くなり、高品質の画像を提供できる。
【００５６】
なお以上説明してきた実施例の装置は、複数の感光体を有する中間転写タンデム構成の画像形成装置であるが、本発明はこれに限定されず、複数の感光体を有しトナーを感光体から直接記録媒体に重ね転写する直接転写タンデム構成の装置や、１ドラムの中間転写構成の画像形成装置などにも適用できる。これら装置の基本的な構成は公知であるので詳細な説明及び図示を省略する。
【００５７】
また転写部材（上述した実施例では、１次転写バイアス印加手段）のクリーニング手段の、バイアスクリーニング以外のクリーニング方法としては、転写ローラ表面にクリーニングブレード、クリーニングブラシ、クリーニングローラ等を当接させて行うものであっても良いことはもちろんである。この点についても基本的な構成は公知であるので詳細な説明及び図示を省略する。
【００５８】
さらに、本発明に係る転写装置、及びこれを用いた画像形成装置は、上述の構成の他にも、従来公知、周知の構成を採用でき、図示の構成のものには限定されない。例えば中間転写体裏面を清掃する清掃手段に、弾性ブレードを用いた清掃手段をもちいること、中間転写体裏面を清掃する清掃手段に、ブラシ形状の部材を用いること、ローラ表面を清掃する清掃手段に弾性ブレードやブラシ形状の部材を用いること等の種々の手段を採用できる。
【００５９】
すなわち、トナー像担自体と、前記トナー像担持体と接触して配置したベルト形状の中間転写体と、前記中間転写体に内包され、前記トナー担持体のほぼ対向する位置に配置した１次転写手段と、前記１次転写手段にバイアスを加える１次転写バイアス印加手段と、前記中間転写体表面側に配置した２次転写手段と、前記２次転写手段にバイアスを加える２次転写バイアス手段を有し、前記トナー像担持体表面に形成した画像を前記１次転写手段に印加したバイアス電圧によって前記中間転写体表面に転写し、前記中間転写体表面に転写した画像を前記２次転写手段によって記録媒体に転写する電子写真プロセスを用いた画像形成装置において、前記１次転写バイアス印加手段の極性を変化させることにより、前記１次転写手段に付着した異物やトナーを前記中間転写体裏面に移行させるとする構成、
前記中間転写体裏面を清掃する清掃手段を有する構成、
前記中間転写体を少なくとも複数本のローラによって張架するとともに、前記複数本のローラの少なくとも１本に表面の汚れを除去するローラ清掃手段を設けた構成、
前記中間転写体裏面を清掃する清掃手段が、ローラ形状で有り、トナーや異物が前記中間転写体裏面より付着しやすくなる処理が施されている構成、
前記１次転写バイアス印加手段のバイアス極性を変えるタイミングを、前記トナー担持体上に形成したトナー画像を前記中間転写体に転写しているとき以外に実行する構成、
前記１次転写手段に印加するバイアスの極性変化を実施する前に、前記１次転写手段に加えるバイアスを高くする構成、
前記ローラ清掃手段を前記２次転写手段の対向位置に配置したローラに設けると共に、前記１次転写バイアス印加手段が極性を変えたときに前記１次転写手段が接触していた前記中間転写体裏面が前記中間転写手段の移動に伴って前記２次転写手段の配置部を通過するタイミングで前記２次転写バイアス手段の極性を変化させる構成、
等々の種々の構成、そしてそれらの変形構成を採用することが、請求の範囲を逸脱しない限りで可能である。
そして、１次転写バイアス印加手段の極性を変化させることにより、１次転写手段に付着した異物やトナーを中間転写体裏面に移行させることで１次転写手段の汚れを除去することが可能となり、高品位の画像形成を実現できる。また、中間転写体裏面の清掃も考慮して中間転写体裏面を清掃する清掃手段を有することとしも同様であり、さらに、中間転写体を少なくとも複数本のローラによって張架するとともに、複数本のローラの少なくとも１本に表面の汚れを除去するローラ清掃手段を設けることでも同様である。
また、中間転写体裏面を清掃する清掃手段が、ローラ形状で有り、トナーや異物が前記中間転写体裏面より付着しやすくなる処理が施されていることでも同様であり、さらに、中間転写体裏面を清掃する清掃手段が、弾性ブレード、ブラシ形状の部材用いた清掃手段であっても同様である。
さらに、ローラ表面を清掃する清掃手段が、弾性ブレード、ブラシ形状の部材用いた清掃手段でも同じである。
そして上述の構成で転写を実行するには、１次転写バイアス印加手段のバイアス極性を変えるタイミングを、トナー担持体上に形成したトナー画像を中間転写体に転写しているとき以外に実行する。この１次転写手段に印加するバイアスの極性変化を実施する前に、１次転写手段に加えるバイアスを高くしてもよい。また、ローラ清掃手段を２次転写手段の対向位置に配置したローラに設けると共に、１次転写バイアス印加手段が極性を変えたときに１次転写手段が接触していた中間転写体裏面が中間転写手段の移動に伴って２次転写手段の配置部を通過するタイミングで２次転写バイアス手段の極性を変化させるようにしてもよい。
いずれにしても、本発明装置を使ってゆくにつれて中間転写体内部に汚れが進入し、１次転写手段の汚れが発生した場合でも、１次転写手段に通常とは逆のバイアスを印加して中間転写体に汚れを移行し、除去でき、それらの部材の汚れによって起こる転写効率の低下や転写むらの発生を抑え、印刷に伴う画像の劣化を無くし、あるいはほぼ無くすことができ、複写機等の画像形成装置において高品質の画像の出力を可能とする。
【図面の簡単な説明】
【００６０】
【図１】本発明を適用した画像形成装置の概略断面図
【図２】中間転写ベルトの詳細断面図
【図３】図１の画像形成装置の感光体ドラム、１次転写ローラへのバイアス構造を示した図
【図４】図１の画像形成装置の高圧電源の動作をタイミングチャート図
【図５】クリーニング対向ローラの詳細断面図
【図６】金属軸の表面に表面層を設けたローラの断面構造を示した図
【図７】中間転写ベルトの裏面を清掃する方法として弾性ブレードを用いた清掃部材を用いた例を示す図
【図８】中間転写ベルト１の裏面に混入するトナーの量が多い場合に使用するのに適する清掃部材の他の例を示した図
【図９】図８の中間転写ベルト裏面のクリーニングをさらに効果的に実施する方法の構成を示した図
【図１０】図９の構成における２次転写高圧電源３２の動作を示したタイミングチャート図
【図１１】１次転写ローラに予め高めのプラス電圧を加える制御を行った場合のシーケンスを示した図
【符号の説明】
【００６１】
１  中間転写ベルト１
２（２Ｋ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｙ）  印写ユニット
３  露光器
４（４Ｋ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｙ）  感光体ドラム
５（５Ｋ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｙ）  帯電器
６（６Ｋ、６Ｍ、６Ｃ、６Ｙ）  現像器
７（７Ｋ、７Ｍ、７Ｃ、７Ｙ）  感光体クリーナ
８（８Ｋ、８Ｍ、８Ｃ、８Ｙ）  １次転写ローラ
９  中間転写ベルトクリーナ
１０  用紙カセット
１１  用紙
１２  給紙ローラ
１３  レジストローラ
１４  ２次転写ローラ
１５  定着器
１７  廃トナーボックス
１６  コントローラ
１８  従動ローラ
１９  駆動ローラ
２０  クリーニング対向ローラ
２１（２１、２１Ｋ、２１Ｍ、２１Ｃ、２１Ｙ）  高圧電源
２２  金属軸
２３  表面層
２４  金属軸
２５  表面層
２６  中間転写ベルト裏面クリーナ
２７  回収部
２８  従動ローラ清掃ブレード
２９  回収部
３０  駆動ローラ清掃ブレード
３１  回収部
３２  ２次転写高圧電源
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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