(57)【要約】【課題】画像形成装置を大型化することなく、かつ、トナー像形成装置にトナー汚れを生じさせないようにして残留トナーを回収することが可能な画像形成装置を提供する。【解決手段】一次転写ロール１１０を感光体ドラム１２またはクリーニングブラシ１３と対向するように移動させる転写部材移動手段と、一次転写ロール１１０とクリーニングブラシ１３との間に電位差を生じさせる電圧印加手段を備える。【選択図】        図２
2005010429.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
像担持体と、
前記像担持体表面にトナー像を形成するトナー像形成装置と、
中間転写ベルトと、
前記像担持体表面に形成されたトナー像を前記中間転写ベルトに一次転写するための一次転写装置と、
前記像坦持体との間に形成される電界の作用によって、前記像担持体表面に付着している残留トナーを当該像坦持体から捕集する像担持体クリーニング部材と
を有する画像形成エンジンを備えた画像形成装置において、
前記トナー像が前記像坦持体から前記中間転写ベルトに転写される場合には、前記中間転写ベルトを挟んで前記像坦持体と対向する第１の位置に前記一次転写装置を配置させる一方、前記像坦持体クリーニング部材によって捕集された残留トナーを当該部材から回収する場合には、前記中間転写ベルトを挟んで前記像坦持体クリーニング部材と対向する第２の位置に前記一次転写装置を配置させる転写部材移動手段と、
前記一次転写装置が前記第２の位置に配置されているときには、回収すべき残留トナーを前記像坦持体クリーニング部材から前記中間転写ベルトの方向へ移動させる電界を形成するための電位差を前記一次転写装置と前記像担持体クリーニング部材との間に生じさせる電圧印加手段と
を備えることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
複数の前記画像形成エンジンが同一の前記中間転写ベルトに沿って直列に配置されており、
第１の画像形成エンジンにおいて前記像坦持体クリーニング部材から前記中間転写ベルトに移動させられた残留トナーが、当該中間転写ベルトによって搬送されて第２の画像形成エンジンを通過する際には、前記転写部材移動手段は前記第２の画像形成エンジンの前記一次転写装置を前記第１の位置に配置させ、
前記第２の画像形成エンジンは、前記第１の位置に配置させられている前記一次転写装置に対し、前記中間転写ベルトから前記残留トナーが移動しないような電界を形成するための電位差を前記像担持体と前記一次転写装置との間に生じさせる再付着防止電圧印加手段を備え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】
前記中間転写ベルトの搬送方向の上流側から数えて奇数番目に配置されている前記画像形成エンジンが前記第１の画像形成エンジンであり、前記中間転写ベルトの搬送方向の上流側から数えて偶数番目に配置されている前記画像形成エンジンが前記第２の画像形成エンジンであり、
前記転写部材移動手段は、前記第１の画像形成エンジンの前記一次転写装置を前記第１の位置に配置させるとともに、前記第２の前記画像形成エンジンの前記一次転写装置を前記第２の位置に配置させ、
前記第１の画像形成エンジンの前記一次転写装置を前記第２の位置に配置させるとともに、前記第２の前記画像形成エンジンの前記一次転写装置を前記第１の位置に配置させることを特徴とする請求項２記載の画像形成装置。
【請求項４】
複数の前記画像形成エンジンが同一の前記中間転写ベルトに沿って直列に配置されており、
第１の画像形成エンジンにおいて前記像坦持体から前記中間転写ベルトに移動させられた残留トナーが、当該中間転写ベルトによって搬送されて第２の画像形成エンジンを通過する際には、前記第２の画像形成エンジンの前記トナー像形成装置を前記像担持体より離間した位置に配置させる像坦持体移動手段を備え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５】
前記像坦持体から前記中間転写ベルトに移動させられた残留トナーが当該中間転写ベルトによって搬送され、前記中間転写ベルト上のトナー像を記録紙に転写するための二次転写部材を通過する際には、前記中間転写ベルトから前記二次転写部材へ前記残留トナーが移動しないような電界を形成する電界形成手段を備え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６】
前記像坦持体から前記中間転写ベルトに移動させられた残留トナーが当該中間転写ベルトによって搬送され、前記中間転写ベルト上のトナー像を記録紙に転写するための二次転写部材を通過する際には、当該二次転写部材を前記中間転写ベルトより離間した位置に配置させる二次転写部材移動手段を備え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７】
像担持体と、
前記像担持体表面にトナー像を形成するトナー像形成装置と、
記録紙搬送ベルトと、
前記像担持体表面に形成されたトナー像を前記記録紙搬送ベルト上の記録紙に転写するための転写装置と、
前記像坦持体との間に形成される電界の作用によって、前記像担持体表面に付着している残留トナーを当該像坦持体から捕集する像担持体クリーニング部材と
を有する画像形成エンジンを備えた画像形成装置において、
前記トナー像が前記像坦持体から前記記録紙に転写される場合には、前記記録紙搬送ベルトを挟んで前記像坦持体と対向する第１の位置に前記転写装置を配置させる一方、前記像坦持体クリーニング部材によって捕集された残留トナーを当該部材から回収する場合には、前記記録紙搬送ベルトを挟んで前記像坦持体クリーニング部材と対向する第２の位置に前記転写装置を配置させる転写部材移動手段と、
前記転写装置が前記第２の位置に配置されているときには、回収すべき残留トナーを前記像坦持体クリーニング部材から前記記録紙搬送ベルトの方向へ移動させる電界を形成するための電位差を前記転写装置と前記像担持体クリーニング部材との間に生じさせる電圧印加手段と
を備えることを特徴とする画像形成装置。
【請求項８】
複数の前記画像形成エンジンが同一の前記記録紙搬送ベルトに沿って直列に配置されており、
第１の画像形成エンジンにおいて前記像坦持体クリーニング部材から前記記録紙搬送ベルトに移動させられた残留トナーが、当該記録紙搬送ベルトによって搬送されて第２の画像形成エンジンを通過する際には、前記転写部材移動手段は前記第２の画像形成エンジンの前記転写装置を前記第１の位置に配置させ、
前記第２の画像形成エンジンは、前記第１の位置に配置させられている前記転写装置に対し、前記記録紙搬送ベルトから前記残留トナーが移動しないような電界を形成するための電位差を前記像担持体と前記転写装置との間に生じさせる再付着防止電圧印加手段を備えていることを特徴とする請求項７記載の画像形成装置。
【請求項９】
前記記録紙搬送ベルトの搬送方向の上流側から数えて奇数番目に配置されている前記画像形成エンジンが前記第１の画像形成エンジンであり、前記記録紙搬送ベルトの搬送方向の上流側から数えて偶数番目に配置されている前記画像形成エンジンが前記第２の画像形成エンジンであり、
前記転写部材移動手段は、前記第１の画像形成エンジンの前記転写装置を前記第１の位置に配置させるとともに、前記第２の前記画像形成エンジンの前記転写装置を前記第２の位置に配置させ、
前記第１の画像形成エンジンの前記転写装置を前記第２の位置に配置させるとともに、前記第２の前記画像形成エンジンの前記転写装置を前記第１の位置に配置させ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】
複数の前記画像形成エンジンが同一の前記記録紙搬送ベルトに沿って直列に配置されており、
第１の画像形成エンジンにおいて前記像坦持体から前記記録紙搬送ベルトに移動させられた残留トナーが、当該記録紙搬送ベルトによって搬送されて第２の画像形成エンジンを通過する際には、前記第２の画像形成エンジンの前記トナー像形成装置を前記像担持体より離間した位置に配置させる像坦持体移動手段を備えることを特徴とする請求項７記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、像坦持体に付着した残留トナーを除去する画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
現在、電子写真複写機やレーザービームプリンタ等の画像形成装置が広く用いられている。一般に、このような画像形成装置では、像担持体たる感光体ドラムを帯電し、この感光体ドラムに原画像を露光することで潜像を形成し、これをトナー像として現像したものを記録紙等に転写・定着させることで複写画像を得るようになっている。
【０００３】
ここで、感光体ドラムから記録紙にトナー像を転写する際の転写効率は必ずしも１００％とはならず、感光体ドラムにはトナーが残留することがある。このような残留トナーは次の露光工程で画像欠陥を招いたりするため、画像形成処理の前後において、この残留トナーを除去するためのクリーニング工程が必要となる。一般的なクリーニング工程は、感光体ドラム表面に接するように配置されたブレード状又はブラシ状等のクリーニング部材によって残留トナーを機械的ないしは電気的に捕集する、というものである。さらに、このクリーニング部材が残留トナーを保持したままではクリーニング能力自体が低下してしまうため、クリーニング部材から残留トナーを回収する、いわゆるデトーニング工程も行う必要がある。これらのクリーニング工程およびデトーニング工程としては、従来から幾つかの方法が提案されている（例えば特許文献１〜３）。
【０００４】
【特許文献１】
特開平０１−２３００８５号公報
【特許文献２】
特開平０８−２２７２５５号公報
【特許文献３】
特開２００２−３７２９０２号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、これら特許文献１〜３に記載された画像形成装置では、次のような問題の生じるおそれがある。
まず、特許文献１〜２に記載されている画像形成装置では、デトーニングに際して専用の回収装置や回収経路を必要としているため、いきおい画像形成装置自体のサイズが大きくならざるを得なかった。
【０００６】
そこで、特許文献３に記載された画像形成装置では、トナー仮保持部材により保持された残留トナーをいったん像担持体上に放出し、この像坦持体を経由する形で残留トナーを回収するようにしているため、デトーニング専用の回収経路が不要である。ところが、トナーの回収経路に相当する像坦持体に接するようにして帯電器や現像器等のトナー像形成装置が配置されているため、逆極性に帯電した残留トナーが像坦持体から離れてこれらトナー像形成装置に強付着することがしばしば起こり得る。このようにトナー像形成装置がトナーによって汚されてしまうと、その耐久性が著しく低下してしまう。
【０００７】
本発明はこのような背景の下になされたものであり、その目的は、画像形成装置を大型化することなく、かつ、トナー像形成装置にトナー汚れを生じさせないようにして残留トナーを回収することが可能な画像形成装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上述した課題を解決するため、本発明は、像担持体と、前記像担持体表面にトナー像を形成するトナー像形成装置と、中間転写ベルトと、前記像担持体表面に形成されたトナー像を前記中間転写ベルトに一次転写するための一次転写装置と、前記像坦持体との間に形成される電界の作用によって、前記像担持体表面に付着している残留トナーを当該像坦持体から捕集する像担持体クリーニング部材とを有する画像形成エンジンを備えた画像形成装置において、前記トナー像が前記像坦持体から前記中間転写ベルトに転写される場合には、前記中間転写ベルトを挟んで前記像坦持体と対向する第１の位置に前記一次転写装置を配置させる一方、前記像坦持体クリーニング部材によって捕集された残留トナーを当該部材から回収する場合には、前記中間転写ベルトを挟んで前記像坦持体クリーニング部材と対向する第２の位置に前記一次転写装置を配置させる転写部材移動手段と、前記一次転写装置が前記第２の位置に配置されているときには、回収すべき残留トナーを前記像坦持体クリーニング部材から前記中間転写ベルトの方向へ移動させる電界を形成するための電位差を前記一次転写装置と前記像担持体クリーニング部材との間に生じさせる電圧印加手段とを備えることを特徴としている。
このようにして中間転写ベルトの方向へ移動させられた残留トナーは、二次転写後の中間転写ベルトからトナーを取り除いて、最終回収場所に回収する周知のベルトクリーニング装置（ベルトクリーナ）によって回収されることになる。よって、本発明によれば、トナー像形成装置にトナー汚れを生じさせずにトナーを回収することが可能となる。
【０００９】
また、本発明の望ましい態様においては、複数の前記画像形成エンジンが同一の前記中間転写ベルトに沿って直列に配置されており、第１の画像形成エンジンにおいて前記像坦持体クリーニング部材から前記中間転写ベルトに移動させられた残留トナーが、当該中間転写ベルトによって搬送されて第２の画像形成エンジンを通過する際には、前記転写部材移動手段は前記第２の画像形成エンジンの前記一次転写装置を前記第１の位置に配置させ、前記第２の画像形成エンジンは、前記第１の位置に配置させられている前記一次転写装置に対し、前記中間転写ベルトから前記残留トナーが移動しないような電界を形成するための電位差を前記像担持体と前記一次転写装置との間に生じさせる再付着防止電圧印加手段を備えていることを特徴としている。
これにより、複数の画像形成エンジンが同一の中間転写ベルトに沿って直列に配置されている構成の画像形成装置において、第１の画像形成エンジンにおいて排出されたトナーを第２の画像形成エンジンに再付着させることなくトナーを回収することが可能となる。
【００１０】
また、本発明の望ましい態様においては、前記中間転写ベルトの搬送方向の上流側から数えて奇数番目に配置されている前記画像形成エンジンが前記第１の画像形成エンジンであり、前記中間転写ベルトの搬送方向の上流側から数えて偶数番目に配置されている前記画像形成エンジンが前記第２の画像形成エンジンであり、前記転写部材移動手段は、前記第１の画像形成エンジンの前記一次転写装置を前記第１の位置に配置させるとともに、前記第２の前記画像形成エンジンの前記一次転写装置を前記第２の位置に配置させ、前記第１の画像形成エンジンの前記一次転写装置を前記第２の位置に配置させるとともに、前記第２の前記画像形成エンジンの前記一次転写装置を前記第１の位置に配置させることを特徴としている。
これにより、複数の画像形成エンジンが同一の中間転写ベルトに沿って直列に配置されている構成の画像形成装置において、より効率的にトナーを回収することが可能となる。
【００１１】
また、本発明の望ましい態様においては、複数の前記画像形成エンジンが同一の前記中間転写ベルトに沿って直列に配置されており、第１の画像形成エンジンにおいて前記像坦持体から前記中間転写ベルトに移動させられた残留トナーが、当該中間転写ベルトによって搬送されて第２の画像形成エンジンを通過する際には、前記第２の画像形成エンジンの前記トナー像形成装置を前記像担持体より離間した位置に配置させる像坦持体移動手段を備えることを特徴としている。
これにより、トナーの回収経路上からトナー像形成装置が物理的に離間されるため、トナー像形成装置にトナーを付着させることなくトナーを回収することが可能となる。
【００１２】
また、本発明の望ましい態様においては、前記像坦持体から前記中間転写ベルトに移動させられた残留トナーが当該中間転写ベルトによって搬送され、前記中間転写ベルト上のトナー像を記録紙に転写するための二次転写部材を通過する際には、前記中間転写ベルトから前記二次転写部材へ前記残留トナーが移動しないような電界を形成する電界形成手段を備えることを特徴としている。
あるいは、前記像坦持体から前記中間転写ベルトに移動させられた残留トナーが当該中間転写ベルトによって搬送され、前記中間転写ベルト上のトナー像を記録紙に転写するための二次転写部材を通過する際には、当該二次転写部材を前記中間転写ベルトより離間した位置に配置させる二次転写部材移動手段を備えてもよい。
これにより、二次転写部材にトナーを付着させることなくトナーを回収することが可能となる。
【００１３】
また、本発明は、上述の中間転写ベルトを記録紙搬送ベルトに換えた構成として実施することも可能である。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して、この発明の実施形態について説明する。
【００１５】
＜実施形態の構成＞
図１は本発明の一実施形態に係る画像形成装置１００の全体構成を示した図である。同図に示されるように、画像形成装置１００は複数の画像形成エンジン１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋ，中間転写ベルト２，二次転写ロール３，記録紙搬送ベルト４，ベルトクリーナ５，複数のロール６，バックアップロール７および定着装置８を備えている。
【００１６】
複数のロール６には、中間転写ベルト２の張力を調節するためのテンションロールや、中間転写ベルト２を搬送させるための駆動ロールが含まれており、これらのロールの作用によって、中間転写ベルト２はある程度のテンションを維持したまま図中の矢印Ａ方向に周回移動する。画像形成エンジン１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋはそれぞれイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）のトナー像を形成し、これらトナー像を、搬送されていく中間転写ベルト２に対し順次重ね合わせるようにして一次転写する。一次転写された４色のトナー像は二次転写ロール３およびバックアップロール７によって記録紙９に二次転写させられる。この記録紙９は記録紙搬送ベルト４によって図中の矢印Ｂ方向に搬送され、定着装置８によって加熱されることにより記録紙９にトナー像が定着される。このような画像形成処理がなされた後、中間転写ベルト２に付着している残留トナーは、ベルトクリーナ５によって中間転写ベルト２から取り除かれる。
【００１７】
続いて、画像形成エンジン１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋの構成について詳細に説明する。なお、画像形成エンジン１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋは使用するトナーがそれぞれ異なるのみであり、それ以外の構成は同一である。そのため以下の説明においては、それぞれの画像形成エンジン１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋを区別する必要のない場合には画像形成エンジン１と表記する。
【００１８】
図２は画像形成エンジン１の構成を示す図である。同図に示されるように、画像形成エンジン１は一次転写装置１１，感光体ドラム１２，クリーニングブラシ１３，主帯電器１４，露光装置１５および現像器１６を備えている。なお、主帯電器１４，露光装置１５および現像器１６を合わせてトナー像形成装置１７という。
【００１９】
感光体ドラム１２は中間転写ベルト２，クリーニングブラシ１３，主帯電器１４および現像器１６のそれぞれと接するように配置されている。感光体ドラム１２の外周表面は主帯電器１４によって一様に帯電され、帯電した感光体ドラム１２表面には、露光装置１５により原画像が露光されることによって静電潜像が形成される。この静電潜像は現像器１６によって現像され、ＹＭＣＫいずれかの色のトナー像となる。このようにして感光体ドラム１２表面に形成されたトナー像は、一次転写装置１１によって中間転写ベルト２に転写される。
【００２０】
クリーニングブラシ１３は、金属性の軸１３０に多数の導電性繊維が植毛されることによって形成されており、軸１３０を中心にして自在に回転可能となっている。この軸１３０には、クリーニングブラシ１３に可変電圧を印加する電源装置１３１が接続されている。
【００２１】
一次転写装置１１は、中間転写ベルト２に接する一次転写ロール１１０と、この一次転写ロール１１０に可変電圧を印加する電源装置１１１を備えている。この一次転写ロール１１０は、芯金１１２を中心として回転可能であるとともに、必要に応じて、軸１１３を中心として図２に示す実線の位置（以下、トナー転写位置という）と図２に示す点線の位置（以下、トナー回収位置という）との間を移動するようになっている。一次転写ロール１１０は、トナー転写位置に配置されているときには、中間転写ベルト２を挟んで感光体ドラム１２と対向することになる。このとき、クリーニングブラシ１３は中間転写ベルト２と３ｍｍ程度の距離だけ離間した状態となる。また、一次転写ロール１１０は、トナー回収位置に配置されているときには、図３に示すように、中間転写ベルト２を挟んでクリーニングブラシ１３と対向することになる。このとき、クリーニングブラシ１３は中間転写ベルト２を接触した状態となる。
【００２２】
次に、一次転写装置１１の構成について説明する。
図４は、一次転写装置１１の構成を示した図である。同図に示されるように、一次転写装置１１は、前述した一次転写ロール１１０等の他、シャフト１１４と、押圧バネ１１５と、ガイド筒１１６と、モータ１１７と、駆動制御装置１１８とを備えている。シャフト１１４の一端に設けられた穴には芯金１１２の端部が挿入されているおり、一次転写ロール１１０が芯金１１２を中心として回転可能となるように連結されている。押圧バネ１１５の一端側からはシャフト１１４が挿入されており、他端側はガイド筒１１６によって塞ぎ止められている。この押圧バネ１１５の弾性力によって、一次転写ロール１１０は矢印Ｃ方向（即ち感光体ドラムの方向）に押圧される。ただし、この押圧バネ１１５にはシャフト１１４が挿入されており、かつ、押圧バネ１１５およびシャフト１１４の双方ともにガイド筒１１６によって覆われているので、押圧バネ１１５が途中で折れ曲がるようなことはない。
【００２３】
また、軸１１３は図示せぬ歯車機構等を介してモータ１１７の駆動軸と連結されている。駆動制御装置１１８は、モータ１１７への電力供給やモータ１１７の駆動方向を制御する装置である。ガイド筒１１６は、この駆動制御装置１１８による制御の下、軸１１３を中心として回動する。このガイド筒１１６の回動に伴って、一次転写ロール１１０もトナー転写位置とトナー回収位置との間で移動することになる。なお、上述したシャフト１１４、押圧バネ１１５およびガイド筒１１６は、芯金１１２の両端部分に設けられているので、それぞれ２つずつ存在する。また、以下では、一次転写ロール１１０の移動に必要な構成である、シャフト１１４、押圧バネ１１５、ガイド筒１１６、モータ１１７、歯車機構および駆動制御装置１１８を、転写ロール移動手段と総称する。
【００２４】
＜実施形態の動作＞
以上に示された構成のもと、本発明に係る画像形成装置１００は以下のように動作する。なお、感光体ドラム１２の外周表面に残留するトナーには、正規の極性のもの（以下、正極トナーという）と、その逆の極性のもの（以下、逆極トナーという）があるが、この両者は電界中では逆の挙動を示す。よって、この画像形成装置１００では正極トナーと逆極トナーとを別々の仕組みによって除去するようにしている。以下においては、トナーの正規極性をマイナスとして説明を行う。
【００２５】
まず、画像形成時の動作においては、一次転写ロール１１０は、転写ロール移動手段によって図２に示すトナー転写位置に配置されている。このときクリーニングブラシ１３には、−３００Ｖ程度の大きさのバイアス電圧が電源装置１３１により印加されている。感光体ドラム１２表面は一次転写バイアスにより０Ｖに近い電位となっているので、上記電圧の印加によって感光体ドラム１２がクリーニングブラシより３００Ｖ程度高電位となる。この状態で、感光体ドラム１２の外周表面にはトナー像が形成され、このトナー像は一次転写装置１１によって中間転写ベルト２に転写される。
【００２６】
ここで、一次転写装置１１によって転写されなかった残留トナーは、感光体ドラム１２の外周表面に付着したまま、クリーニングブラシ１３との接触部分まで搬送される。この残留トナーには、前述の通り正極トナーと逆極トナーが含まれているため、以下ではそれぞれのトナーの挙動について説明する。
【００２７】
（Ａ）画像形成時における正極トナーの除去と逆極トナーの捕集
上述したように、画像形成時においては、電源装置１１１がクリーニングブラシ１３に電圧を印加することによって、感光体ドラム１２がクリーニングブラシ１３より３００Ｖ程度高電位となっている。従って、感光体ドラム１２に付着している正極トナーはクリーニングブラシ１３と電気的に反発しあい、このクリーニングブラシ１３に付着することなく感光体ドラム１２によって搬送されていく。そして、この正極トナーは、感光体ドラム１２と中間転写ベルト２との間の電界の作用により中間転写ベルト２の方向に移動させられ、最終的にはベルトクリーナ５によって取り除かれる。
【００２８】
これに対し、感光体ドラム１２に着している逆極トナーはクリーニングブラシ１３に電気的に引き寄せられるから、感光体ドラム１２から離れ、クリーニングブラシ１３によって捕集される。
このようにして逆極トナーはクリーニングブラシ１３によって次々と捕集されていくが、これら逆極トナーはある程度の量だけ捕集蓄積された後に、後述する適当なタイミングで回収される。
【００２９】
（Ｂ）除去漏れとなった正極トナーの再除去
感光体ドラム１２には主帯電器１４が接触しているため、上記（Ａ）で正極トナーが感光体ドラム１２によって搬送されていく過程において、正極トナーは少量ではあるが主帯電器に１４に付着してしまう。このように、主帯電器１４に付着してしまった正極トナーは、画像形成終了後などの適当なタイミングで除去される。具体的には、図示せぬ電源装置により、主帯電器１４が感光体ドラム１２よりも低電位となるようなバイアス電圧がこの主帯電器１４に印加されることによって、正極トナーは主帯電器１４から離れて感光体ドラム１２の外周表面に移動させられる。このようにして感光体ドラム１２に移動させられた正極トナーは、前述した工程と同じようにして中間転写ベルト２に移動され、最終的にはベルトクリーナ５にて取り除かれる。
【００３０】
（Ｃ）逆極トナーの回収
逆極トナーの回収は、画像形成エンジン１が画像形成を行っていない時間を利用して適宜実行される。例えば、定期的に実行されてもよいし、画像形成装置１００の電源投入時に実行されてもよいし、画像形成処理が指示されたらその画像形成処理の前に実行されてもよいし、記録紙を所定枚数出力する毎に割り込み処理として実行されてもよい。
【００３１】
逆極トナーを回収するときには、一次転写ロール１１０は転写ロール移動手段よって図２のトナー転写位置から図３のトナー回収位置へと移動させられる。このとき一次転写ロール１１０は中間転写ベルト２をクリーニングブラシ１３の方向へ若干押し下げ、これによって中間転写ベルト２とクリーニングブラシ１３とは接触した状態となる。
【００３２】
この状態で中間転写ベルト２が回転すると、この回転にともなって感光体ドラム１２およびクリーニングブラシ１３も回転する。このとき、電源装置１１１と電源装置１３１は、クリーニングブラシ１３によって捕集済みの逆極トナーが中間転写ベルト２の方向へ移動するようなバイアス電圧、すなわちクリーニングブラシ１３が中間転写ベルト２よりも高電位となるような電圧をクリーニングブラシ２と一次転写ロール１１０にそれぞれ印加する。例えば電源装置１３１は、クリーニングブラシ１３には−３００Ｖを印加し、電源装置１１１は一次転写ロール１１０に−９００Ｖを印加する。このとき、感光体ドラム１２は、一次転写ロール１１０とは対向する位置関係ではないため、その外周表面の電位はおおよそ−２００〜−４００Ｖ程度となっている。この程度の電位では、感光体ドラム１２とクリーニングブラシ１３との間には逆極トナーを移動させる程度の強度の電界は形成されないため、逆極トナーがクリーニングブラシ１３から感光体ドラム１２へと移動することはない。
【００３３】
このような状態でクリーニングブラシ１３をある程度回転させることにより、クリーニングブラシ１３によって捕集されていた逆極トナーはほぼ完全に中間転写ベルト２に移動することになる。そして、中間転写ベルト２は逆極トナーをベルトクリーナ５まで搬送し、ここで逆極トナーは中間転写ベルト２から取り除かれる。
【００３４】
単一の画像形成エンジン１のみに着目した場合の動作説明は以上の通りである。
ここで、図１に示されるように複数の画像形成エンジン１が同一の中間転写ベルト２に沿って直列に配置されている場合、これら全ての画像形成エンジン１が同時に逆極トナーの回収動作を開始し、この回収動作を実行し続けると不都合が生じてしまう。なぜなら、例えば画像形成エンジン１Ｙにおいて中間転写ベルト２に移動させられた逆極トナーが、そのまま搬送されて画像形成エンジン１Ｍの位置に到達したときに、この画像形成エンジン１Ｍにおいても逆極トナーの回収処理がなされていると、中間転写ベルト２よりも低電位に帯電している感光体ドラム１２に逆極トナーが引き寄せられて画像形成エンジン１Ｍの感光体ドラム１２に付着してしまうことになる。逆極トナーが画像形成装置１Ｍの感光体ドラム１２に付着してしまうと、さらに、この画像像形成装置１Ｍのトナー像形成装置１７にも付着してしまう可能性もある。
【００３５】
そこで、全ての画像形成エンジン１が同時に逆極トナーの回収動作を開始する場合には、各画像形成装置１において中間転写ベルト２に移動させられた逆極トナーがベルト搬送方向下流側の画像形成装置１の位置まで搬送される前までに、逆極トナーの回収動作を終えておき、かつ、逆極トナーが一次転写ロール１１０から感光体ドラム１２に移動しないような電界を形成するような電位差を一次転写ロール１１０と感光体ドラム１２との間に生じさせればよい。即ち、電源装置１１１によって一次転写ロールが感光体ドラム１２よりも低電位となるような電圧を印加させればよい。
【００３６】
例えば、画像形成エンジン１Ｙにおいて中間転写ベルト２に移動させられた逆極トナーが搬送され、画像形成エンジン１Ｍの位置に到達したときには、この画像形成エンジン１Ｍにおいて一次転写ロール１１０をトナー転写位置に戻し、かつ、電源装置１１１によって一次転写ロールが感光体ドラム１２よりも低電位となるような電圧を印加してやればよい。以下、このような逆極トナーが感光体ドラム１２に再付着するのを防止するような電圧を、再付着防止電圧という。
【００３７】
しかしながら、この方法であっても、全ての一次転写ロール１１０を同時にトナー転写位置からトナー回収位置へ移動させると、中間転写ベルト２に過剰な張力が加えられてしまい、中間転写ベルト２が破損する、あるいは、一次転写ロール１１０がベルトを挟んでクリーニングブラシ１３に接触することが出来なくなってしまうという問題が生じることがある。
【００３８】
出願人は、上記のような問題を解決するため、次のような仕組みを着想した。この仕組みにおいては、中間転写ベルト２の搬送方向上流側から数えて奇数番目の画像形成エンジン１（画像形成エンジン１Ｙ，１Ｃ）と偶数番目の画像形成エンジン１（画像形成エンジン１Ｍ，１Ｋ）とがそれぞれ同期して動作する。
図５は、感光体ドラム１２と、この感光体ドラム１２から中間転写ベルト２に移動させられた残留トナーとの位置関係を模式的に示すとともに、それらの位置関係の時間的推移を表した図である。同図において、横軸は中間転写ベルト２上の位置を示しており、ｘＹ，ｘＭ，ｘＣ，ｘＫはそれぞれ画像形成エンジン１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋの位置を示している。すなわちこの図は、中間転写ベルト２上の残留トナーの移動を観測系（非慣性系）にて示した図である。なお、同図において隣接する２つの画像形成エンジン１の間隔は全て同一である。
【００３９】
また、中間転写ベルト２の回転速度は（ｘＭ−ｘＹ）／２ｔとする。すなわち、中間転写ベルト２上に付着した残留トナーは、ｔ秒間に（ｘＭ−ｘＹ）／２，つまり隣接する画像形成エンジン１の間距離のちょうど半分だけ進行する。なお、以下においてはこの残留トナーの移動距離（ｘＭ−ｘＹ）／２をｘｔｏｎｅｒと表記する。
また、図中の○印は該当する画像形成エンジン１において一次転写ロール１１０がトナー転写位置にあることを示しており、同様に×印は該当する画像形成エンジン１において一次転写ロール１１０がトナー回収位置にあることを示している。さらに、図中の◎印は該当する画像形成エンジン１で残留トナーの回収が行われていることを意味している。また、横軸上の斜線部分は感光体ドラム１２から中間転写ベルト２に移動させられた残留トナーの位置を示している。
以下、図中の（１）〜（８）の順に説明する。
【００４０】
（１）まず、画像形成エンジン１Ｙ，１Ｃにおいて、各転写ロール移動手段は各一次転写ロール１１０をトナー回収位置へと移動させる。そして各電源装置１１１および各電源装置１３１は、各一次転写ロール１１０と各クリーニングブラシ１３とにそれぞれバイアス電圧を印加し、これら一次転写ロール１１０とクリーニングブラシ１３との間に電位差を生じさせる。これによって、画像形成装置１Ｙ，１Ｃにおいて残留トナーの回収処理が開始される。このとき、画像形成エンジン１Ｍ，１Ｋでは中間転写ベルト２に加えられる張力をできるだけ緩和するために、各々の転写ロール移動手段は一次転写ロール１１０をそれぞれトナー回収位置には移動させず、トナー転写位置に配置したままである。
【００４１】
（２）ここからｔ秒が経過すると、画像形成装置１Ｙ，１Ｃにおいて回収された残留トナーはその回収地点から距離ｘｔｏｎｅｒまでのベルト部分に一様に付着した状態となっている。この時点において、画像形成エンジン１Ｙ，１Ｃでは、それぞれの転写ロール移動手段が各一次転写ロール１１０をトナー回収位置からトナー転写位置へと移動させる。これとともに、電源装置１１１は一次転写ロール１１０に対するバイアス電圧の印加を停止する。
また同時に、画像形成エンジン１Ｍ，１Ｋでは、転写ロール移動手段が一次転写ロール１１０をトナー転写位置からトナー回収位置へとそれぞれ移動させ、さらに、各電源装置１１１および各電源装置１３１は、各一次転写ロール１１０と各クリーニングブラシ１３とにそれぞれバイアス電圧を印加して残留トナーの回収処理を開始する。
【００４２】
（３）さらにｔ秒が経過すると、画像形成エンジン１Ｍ，１Ｋでは、クリーニングブラシ１３からの残留トナーの回収処理を停止させる。そして、画像形成エンジン１Ｙ，１Ｋにおいて２ｔ秒前に回収された残留トナーが感光体ドラム１２へ付着するのを防ぐために、各々の転写ロール移動手段は一次転写ロール１１０をトナー転写位置へとそれぞれ移動させ、かつ、電源装置１１１は一次転写ロール１１０に再付着防止電圧を印加させる。このとき印加される再付着防止電圧は、一次転写ロール１１０が感光体ドラム１２よりも低電位になるような電圧であるため、逆極トナーは中間転写ベルト２から離れて感光体ドラム１２に付着するようなことはない。
なお、このとき、画像形成エンジン１Ｙ，１Ｃでは、中間転写ベルト２にかかる張力を緩和するために、各々の転写ロール移動手段は一次転写ロール１１０をトナー転写位置からトナー回収位置へとそれぞれ移動させる。
【００４３】
このようにして全ての画像形成装置１において逆極トナーが回収されると、この後の（４）から（８）においては、全ての画像形成エンジン１の転写ロール移動手段が一次転写ロール１１０をトナー転写位置へと配置させたまま、電源装置１１１が一次転写ロール１１０に再付着防止電圧を印加する。これによって、中間転写ベルト２上の逆極トナーは感光体ドラム１２に付着することなく、ベルトクリーナ５まで搬送され、ここで取り除かれる。
【００４４】
このように逆極トナーの搬送位置に応じて画像形成エンジン１Ｙ，１Ｃおよび１Ｍ，１Ｋにおける一次転写ロール１１０の位置と印加電圧を交互に切り替える処理を行うことにより、複数の画像形成エンジン１が同一中間転写ベルト２に沿って配置されている場合においても、逆極トナーを感光体ドラム１２に再付着させることなくベルトクリーナ５によって取り除くことが可能となる。
【００４５】
なお、上記の感光体ドラム１２と同様に、中間転写ベルト２によって搬送される逆極トナーによって二次転写ロール３が汚れるおそれがある。このような二次転写ロール３のトナー汚れを防ぐためには、トナー回収の開始から終了までの間、二次転写ロール３と対向ロール７との間に上記と同様な再付着防止電圧（つまり、対向ロール７が二次転写ロール３よりも低電位となるような電圧）を印加すればよい。
【００４６】
以上説明した実施形態によれば、以下に挙げる効果が得られる。
第一に、画像形成装置１００においては、通常の画像形成に用いられる装置を経由するようにして残留トナーを回収するようにしているので、回収（デトーニング）専用の回収経路を設ける必要がない。また、回収した残留トナーは既存のベルトクリーナ５によって取り除くようにしているので、画像形成エンジン１内部またはその近傍にクリーナ装置を設ける必要がない。つまり、よりスペース効率の高い画像形成装置１００を提供することが可能となる。
【００４７】
第二に、画像形成装置１００においては、クリーニングブラシ１３によって捕集された逆極トナーは、クリーニングブラシ１３から他の装置を介さずに直接、中間転写ベルト２へと移動する。即ち、その逆極トナーの回収経路にはトナー像形成装置１７が介在しない。ゆえに、従来から問題とされていたような逆極トナーがトナー像形成装置１７に付着するという事態が発生しない。
これにより、異なる色の残留トナーが現像器１６を通過して混色してしまう問題や、残留トナーが帯電器に強付着して画像欠陥を引き起こす問題を未然に回避することができ、その結果、上記の問題により促進されていたプロセスカートリッジの劣化を大幅に減少させることが可能となる。出願人による実験によれば、従来Ａ４サイズで３万枚程度を出力可能という耐久性であったプロセスカートリッジに対して本発明を適用することにより、その耐久性は同サイズで８万枚程度を出力可能というところまで飛躍的に向上した。
【００４８】
＜変形例＞
本発明は上述した実施形態に限定されず、以下のような種々の変更が可能である。
【００４９】
（変形例１）
図１に示されているように、本実施形態に係る画像形成装置１００においては、４個の画像形成エンジン１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋを配置した４色フルカラー印刷用の構成となっているが、本発明はこのような構成に限定されるものではない。例えば、本発明は画像形成エンジン１が１個のモノクロ印刷用の画像形成装置にも適用可能であり、また上記の４色の他に特色印刷用の画像形成エンジン１を加えた画像形成装置においてももちろん適用可能である。
【００５０】
（変形例２）
上述の実施形態において、逆極性の残留トナーの回収処理を図５を用いて説明したが、この処理はあくまでも一例であり、その他の処理にて実施することももちろん可能である。例えば以下の方法が考えられる。
【００５１】
例えば、各々の画像形成装置１において順番にトナー回収処理を行うようにしてもよい。具体的には、画像形成エンジン１Ｙが残留トナーの回収処理を行っている場合には、その他の画像形成エンジン１Ｍ，１Ｃ，１Ｋでは転写ロール移動手段が一次転写ロール１１０をトナー転写位置へと移動させ、かつ、感光体ドラム１２に残留トナーを再付着させないために、電源装置１１１は一次転写ロール１１０に再付着防止電圧を印加する。こうすることで、中間転写ベルト２によって搬送される残留トナーは感光体ドラム１２に付着することがない。
そして、画像形成エンジン１Ｙから回収された残留トナーが画像形成エンジン１Ｋの部分を通過するまではこの状態を維持する。この後、画像形成エンジン１Ｍ，１Ｃ，１Ｋについても同様の動作を行い、残留トナーの回収処理を順次行う。このように処理を行うことによって、上述の実施形態で説明された回収処理と比べてより簡単な動作で逆極トナーを回収することが可能となる。
【００５２】
（変形例３）
上述の実施形態および変形例２においては、逆極トナーが感光体ドラム１２に付着するのを防ぐために、電源装置１１１によって一次転写ロール１１０にバイアス電圧を印加する方法が採られたが、感光体ドラム１２を中間転写ベルト２から接離可能とする移動手段を設けることにより、残留トナーの再付着を物理的に防ぐことも可能である。また、二次転写ロール３においても同様に、二次転写ロール３を中間転写ベルト２から接離可能とする移動手段を設けることにより、残留トナーの再付着を物理的に防ぐことが可能である。
これらの場合の移動手段は、感光体ドラム１２や二次転写ロールに歯車機構によって連結されたモータや、このモータに電力供給などを行う駆動制御装置によって構成される。
【００５３】
（変形例４）
上述の実施形態においては、逆極トナーの回収は画像形成エンジン１が画像形成処理を行っていないときに適宜実行すればよいとした。しかしながら、クリーニングブラシ１３が捕集する残留トナーの量に対してこの残留トナーの回収処理の回数が適当でない場合、回収後にクリーニングブラシ１３に残存する残留トナーが累積的に増加し、クリーニングブラシ１３の捕集限界に達する量の残留トナーが蓄積されたときには、クリーニングブラシ１３で捕集しきれない残留トナーが感光体ドラム１２上に溢れ出すこととなる。このような問題を回避するために、例えばクリーニングブラシ１３に捕集された残留トナー量を計測する計測手段を設け、この残留トナー量がある一定の値を超えた場合に強制的に回収処理を行っても良い。あるいは、画像形成装置１００にこの残留トナー量を表示する表示手段、および利用者によるトナー回収の実行指示を可能とする実行ボタンを設けることにより、利用者がクリーニングブラシ１３の状態を監視し、トナー回収が利用者の要求に応じて実行されても良い。
【００５４】
（変形例５）
上述の実施形態においては、感光体ドラム１２で形成されたトナー像を転写する転写体は中間転写ベルト２であったが、この中間転写ベルト２のかわりに記録紙搬送ベルトを用い、中間転写を行わずにトナー像を記録紙に直接転写する構成においても本発明を適用することは可能である。図６はその一例であり、図中の４１，４２，４３は記録紙搬送ベルトである。
【００５５】
【発明の効果】
上述したように本発明によれば、画像形成装置を大型化することなく、かつ、トナー像形成装置にトナー汚れを生じさせないようにして、残留トナーを回収することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る画像形成装置の全体の構成を示した図である。
【図２】同実施形態における画像形成エンジンを構成する各部を詳細に説明するための図である（トナー転写位置）。
【図３】同実施形態における画像形成エンジンを構成する各部を詳細に説明するための図である（トナー回収位置）。
【図４】同実施形態における転写部材移動手段を詳細に説明するための図である。
【図５】同実施形態における中間転写ベルト上の残留トナーと感光体ドラムの位置関係と時間的推移を模式的に示した図である。
【図６】本発明の適用される画像形成装置のその他の例を示した図である。
【符号の説明】
１００…画像形成装置、１，１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋ…画像形成エンジン、２…中間転写ベルト、３…二次転写ロール、４，４１，４２，４３…記録紙搬送ベルト、５…ベルトクリーナ、６…ロール、７…バックアップロール、８…定着装置、９…記録紙、１１…一次転写装置、１１０…一次転写ロール、１１１…電源装置、１１２…芯金、１１３…軸、１１４…シャフト、１１５…押圧バネ、１１６…ガイド筒、１１７…モータ、１１８…駆動制御装置、１２…感光体ドラム、１３…クリーニングブラシ、１３１…電源装置、１４…主帯電器、１５…露光装置、１６…現像器、１７…トナー像形成装置。
【図１】
2005010429.tif 000003
【図２】
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【図３】
2005010429.tif 000005
【図４】
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【図５】
2005010429.tif 000007
【図６】
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