(57)【要約】【課題】現像装置の性能維持のため、像担持体にトナーを供給してリフレッシュ工程を実行する場合であっても、像担持体表面に対して、過剰な研磨を防止しつつ好適なクリーニングを遂行することが可能な画像形成装置を提供する。【解決手段】画像形成装置１は、トナー像Ｉｔを感光体ドラム２１から中間転写ベルト８に一次転写した後、ドラム用クリーニング装置３０の研磨ローラ３３で感光体ドラム２１表面に残留するトナー等の付着物をクリーニングする。さらに、画像形成装置１は、用紙Ｐへの非転写期間内に、感光体ドラム２１にトナーＲｔを供給して現像装置２３のリフレッシュ工程を実行し、このトナーＲｔを、中間転写ベルト８表面のトナー像非形成領域Ｓに転写し、ベルト用クリーニング装置６０で回収する。これにより、トナーＲｔは、ドラム用クリーニング装置３０に送り込まれることなく、回収することができる。【選択図】図４
2007225718.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
像担持体表面に形成したトナー像を、像担持体から中間転写体に一次転写し、中間転写体から用紙に二次転写するとともに、トナー像の一次転写後には、像担持体用クリーニング装置の研磨部材により前記像担持体表面に残留する付着物をクリーニングし、用紙への非転写期間内には、現像装置から前記像担持体にトナーを供給して現像装置をリフレッシュするリフレッシュ工程を実行する画像形成装置において、
前記リフレッシュ工程で前記像担持体に供給したトナーを、前記中間転写体表面のトナー像非形成領域に転写し、中間転写体用クリーニング装置で回収することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記トナーは、前記像担持体表面の研磨に用いる研磨剤を外添したものであることを特徴とする請求項１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、複写機やプリンタに代表される電子写真方式の画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
複写機やプリンタ等の電子写真方式の画像形成装置においては、像担持体として感光体ドラムが広く用いられている。感光体ドラムを用いた一般的な画像形成動作は以下のようである。感光体ドラムの表面は帯電装置により所定電位で一様に帯電せしめられ、そこに露光装置のＬＥＤ光等を照射することにより部分的に電位が光減衰して原稿画像の静電潜像が形成される。そして、この静電潜像を現像装置で現像することによってトナー像が形成される。用紙へのトナー像の転写後、感光体ドラムの表面においては、残留したトナーがクリーニング装置によりクリーニングされ、次回の画像形成動作に備えて除電装置により除電光が照射されて帯電電荷の除去が行われる。
【０００３】
ここで、画像形成装置において、連続して低濃度印刷を行ったり、長時間印刷を実行せずに放置したりすると、現像装置に収められたトナーの帯電量が異常に高くなることがある。これにより、トナーは、現像装置の現像ローラから離れ難くなり、感光体ドラムに移動する量が減少してしまう恐れがある。そして、そのまま印刷を行うと画像濃度が低下するといった画像不良の問題が発生する。
【０００４】
上記のような問題を解決し、現像装置の性能維持を図るべく、用紙への非転写期間に、現像装置から感光体ドラムにトナーを供給して現像装置をリフレッシュする手法が提案され、その例を特許文献１、及び特許文献２に見ることができる。特許文献１、及び特許文献２に記載された画像形成装置では、画像上のトナー占有率（印字密度）が低くなること等を条件として、現像装置からトナーを強制排出し、現像装置のリフレッシュ工程を実行するようにしている。
【特許文献１】特開２０００−３１０９０９号公報（第３−７頁、図１−３）
【特許文献２】特開２００５−５５８４２号公報（第１２−１４頁、図５）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
一方、画像形成装置においては、トナー像を用紙に転写させた後、微量のトナーが用紙に転写されずに感光体ドラム表面に付着したまま残留してしまうことがある。この感光体ドラム表面に付着した残留トナーは、次の新たな画像形成の障害となるので、そのクリーニングが必要となる。このような目的で用いられるクリーニング方法としては、感光体ドラム表面に回転部材であるクリーニングローラや回転ブラシ等を押し付けることにより、回転部材に残留トナーを移動させて回収する方法や、感光体ドラム表面にクリーニングブレードを接触させて残留トナーを掻き取る方法、或いはこれらの方法を組み合わせたクリーニング方法が広く知られている。
【０００６】
また、感光体としてアモルファスシリコン感光体を用いた場合には、その感光体表面に、帯電装置の放電によって放電生成物が付着し易いことが知られている。この放電生成物が水分を吸収すると、感光体表面の電気抵抗が低下して、静電潜像を乱す画像流れという不具合が発生することがある。このため、トナーに微量の研磨剤を混入したり、トナー粒子自体が研磨効果の高い形状であるのものを利用したりして、回転部材である研磨ローラとクリーニングブレードとを併用して感光体表面に付着した残留トナーを除去するとともに、トナーを研磨ローラ表面に保持させ、このトナーによって感光体表面に付着した放電生成物を研磨するようにしてクリーニングする方法が知られている。
【０００７】
そして、前述した現像装置のリフレッシュ工程では、一度に大量のトナーが感光体ドラム表面に供給されることとなり、このトナーは、ドラム用のクリーニング装置に到達し、感光体表面の研磨に利用されることになる。しかしながら、このようにして現像装置のリフレッシュ工程時に感光体ドラム表面に大量のトナーが供給されると、意図せず、必要以上に感光体表面を研磨してしまう恐れがある。感光体ドラム表面の過剰な研磨は、トナー像形成に悪影響を及ぼしたり、感光体ドラムの低寿命化の原因となったりする。したがって、ドラム用クリーニング装置に必要以上にトナーを送り込むことは、好適な画像品質を保持する上で好ましくない。
【０００８】
本発明は上記の点に鑑みなされたものであり、像担持体用クリーニング装置の研磨部材により像担持体表面に残留する付着物をクリーニングする画像形成装置において、現像装置の性能維持のためにリフレッシュ工程を実行する場合であっても、リフレッシュ工程で像担持体に供給するトナーを、必要以上に像担持体用クリーニング装置に送り込むことなく回収することができ、像担持体表面に対して、過剰な研磨を防止しつつ好適なクリーニングを遂行することが可能な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】
【０００９】
上記の課題を解決するため、本発明は、像担持体表面に形成したトナー像を、像担持体から中間転写体に一次転写し、中間転写体から用紙に二次転写するとともに、トナー像の一次転写後には、像担持体用クリーニング装置の研磨部材により前記像担持体表面に残留する付着物をクリーニングし、用紙への非転写期間内には、現像装置から前記像担持体にトナーを供給して現像装置をリフレッシュするリフレッシュ工程を実行する画像形成装置において、前記リフレッシュ工程で前記像担持体に供給したトナーを、前記中間転写体表面のトナー像非形成領域に転写し、中間転写体用クリーニング装置で回収することとした。
【００１０】
また、上記構成の画像形成装置において、前記トナーは、前記像担持体表面の研磨に用いる研磨剤を外添したものであることとした。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の構成によれば、像担持体表面に形成したトナー像を、像担持体から中間転写体に一次転写し、中間転写体から用紙に二次転写するとともに、トナー像の一次転写後には、像担持体用クリーニング装置の研磨部材により像担持体表面に残留する付着物をクリーニングし、用紙への非転写期間内には、現像装置から像担持体にトナーを供給して現像装置をリフレッシュするリフレッシュ工程を実行する画像形成装置において、リフレッシュ工程で像担持体に供給したトナーを、中間転写体表面のトナー像非形成領域に転写し、中間転写体用クリーニング装置で回収することとしたので、リフレッシュ工程で像担持体に供給したトナーは、像担持体用クリーニング装置に送り込まれることなく、回収することができる。これにより、像担持体表面の過剰な研磨を防止することが可能である。また、そのようなトナーは、中間転写体表面のトナー像非形成領域に転写するので、研磨剤等の添加物が中間転写体表面に付着して白化現象を起こし、表面抵抗が変化して転写性能が低下するような不具合の発生を予防することができる。このようにして、現像装置の性能維持のためにリフレッシュ工程を実行する場合であっても、像担持体表面に対して好適なクリーニングを遂行することが可能な画像形成装置を得ることができる。
【００１２】
また、トナーは、像担持体表面の研磨に用いる研磨剤を外添したものであることとしたので、像担持体表面をクリーニングする際、その表面を効率良く研磨することができる。したがって、現像装置のリフレッシュ工程でトナーを必要以上に像担持体用クリーニング装置に送り込むことなく回収できるのに加えて、像担持体表面に対するクリーニング性能を向上させることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の実施形態を図１〜図７に基づき説明する。
【００１４】
最初に、本発明の第１の実施形態に係る画像形成装置について、図１を用いてその構造の概略を説明する。図１は、画像形成装置の概略構造を示す模型的垂直断面左側面図である。この画像形成装置は、中間転写ベルトを用いてトナー像を用紙に転写するカラー印刷タイプのものである。図１において右方が画像形成装置の前面側、左方が背面側である。
【００１５】
図１に示すように、画像形成装置１の本体２の内部下方には、用紙カセット３が配置されている。用紙カセット３の内部には、用紙Ｐが積まれて収容されている。そして、この用紙Ｐは、図１において用紙カセット３の右上方に向けて送り出される。用紙カセット３は、本体２の前面側、すなわち図１において右方から水平に引き出すことが可能である。
【００１６】
用紙カセット３の用紙搬送方向下流には、給紙用用紙搬送路４、給紙用搬送ローラ５、レジストローラ６、及び画像形成部２０が配置されている。画像形成部２０には、その中心に、回転体の像担持体である感光体ドラム２１が備えられている。感光体ドラム２１は、図１において反時計方向に回転する。感光体ドラム２１の周囲には、その回転方向に沿って順に帯電装置２２、現像装置２３、及びドラム用のクリーニング装置３０が配置されている。
【００１７】
現像装置２３は、その主たるところが図１において時計方向に回転する回転体であるロータリーラック２３ａで構成され、このロータリーラック２３ａに計４台の現像器が周方向に等間隔に配置されている。４台の現像器とは、イエロー用の現像器２３Ｙ、マゼンタ用の現像器２３Ｍ、シアン用の現像器２３Ｃ、及びで黒色用の現像器２３Ｋである。ロータリーラック２３ａは、図示しない駆動手段により回転せしめられ、４台の現像器を順次感光体ドラム２１と対向する位置に移動させて、感光体ドラム２１表面に各色のトナー像を形成させるものである。このように、画像形成部２０は、単一の感光体ドラム２１に対して複数色のトナー像を現像する１ドラム方式である。
【００１８】
画像形成部２０の上方には光学部７が備えられ、ここからレーザ光Ｌが感光体ドラム２１に向かって照射される。図中の一点鎖線がレーザ光Ｌを示す。
【００１９】
感光体ドラム２１のすぐ下方には、中間転写体を無端ベルトの形で用いた中間転写ベルト８が配置されている。中間転写ベルト８は、感光体ドラム２１に下方から圧接し、一次転写ローラ４１を備えた一次転写部４０を形成している。中間転写ベルト８は、複数のローラに巻き掛けられて支持され、図１において時計方向に回転する。
【００２０】
中間転写ベルト８が用紙搬送路に懸かる箇所には、二次転写部５０が配置されている。二次転写部５０は、二次転写ローラ５１を備えている。これら中間転写ベルト８と二次転写ローラ５１とが圧接して形成される二次転写ニップ部に用紙Ｐが挿通される。なお、二次転写ローラ５１は、図１において上下方向に移動可能であって、必要に応じて中間転写ベルト８に対して圧接したり、離間したりする。二次転写部５０の用紙搬送方向下流には、ベルト用のクリーニング装置６０が備えられている。このベルト用クリーニング装置６０のクリーニングローラ６１も、必要に応じて中間転写ベルト８に対して圧接したり、離間したりする。
【００２１】
画像形成部２０、及び二次転写部５０の用紙搬送方向下流には、定着部９、排出用用紙搬送路１０、及び用紙排出部１１が配置されている。用紙排出部１１は、本体２の上面に、印刷済みの用紙Ｐを外部から取り出し可能な位置に設けられている。
【００２２】
定着部９、及び二次転写部５０の下方であって、用紙カセット３との間には、両面印刷用用紙搬送路１２が配置されている。両面印刷用用紙搬送路１２は、排出用用紙搬送路１０の途中から分岐し、定着部９の下方、及び二次転写部５０の下方を通り、レジストローラ６のすぐ上流で給紙用用紙搬送路４に合流している。
【００２３】
続いて、上記画像形成装置１の画像形成部２０周辺の詳細な構成について、図２を用いて説明する。図２は、画像形成部周辺を示す垂直断面部分拡大図である。
【００２４】
図２に示すように、画像形成部２０には、その中心に像担持体である感光体ドラム２１が備えられている。そして、前述のように、感光体ドラム２１の近傍には、その回転方向に沿って順に、帯電装置２２、現像装置２３、及びドラム用クリーニング装置３０が配置されている。感光体ドラム２１と中間転写ベルト８とが圧接する一次転写部４０は、感光体ドラム２１の回転方向に沿って、現像装置２３とドラム用クリーニング装置３０との間に設けられている。
【００２５】
感光体ドラム２１は、画像形成装置１内の用紙搬送方向と直角をなす用紙幅方向、すなわち図２の紙面奥行き方向に延び、その軸線方向を水平にして配置されている。感光体ドラム２１は、アルミニウム等により構成される導電性ローラ状基体の外側に、真空蒸着等によって無機光導電性材料であるアモルファスシリコンの感光層を１０〜３０μｍの膜厚で設けた無機感光体のドラムで、直径が３０ｍｍである。感光体ドラム２１は、図示しない駆動装置によって、その周速度が用紙搬送速度（例えば２１０ｍｍ／ｓｅｃ）とほぼ同じになるように回転せしめられている。
【００２６】
帯電装置２２は、その内側に、感光体ドラム２１に接触する帯電ローラ２２ａを備えている。帯電ローラ２２ａは、芯金と、その外側に設けられた導電層と、さらにその外側に設けられた抵抗層とを備えている。帯電ローラ２２ａは、所定の圧力で感光体ドラム２１に圧接し、感光体ドラム２１の回転に従って回転する。この帯電ローラ２２ａにより、感光体ドラム２１の表面が所定の極性及び電位で一様に帯電せしめられる。
【００２７】
現像装置２３は、先に説明したように、その主たるところがロータリーラック２３ａで構成され、このロータリーラック２３ａに計４台の現像器が周方向に等間隔に配置されている（図１参照）。各現像器には、感光体ドラム２１の近傍に、感光体非接触型の現像ローラ２３ｂが設けられている。現像ローラ２３ｂには、感光体ドラム２１の帯電極性と同極性の現像バイアスが印加される。この現像ローラ２３ｂにより、現像剤であるトナーが帯電せしめられるとともに、感光体ドラム２１の表面の静電潜像に移動せしめられ、静電潜像が現像される。トナーは、図示しないトナー供給容器に収容され、現像装置２３の箇所まで図示しない搬送手段により搬送されて、補給される。また、現像ローラは感光体接触型のものであっても構わない。
【００２８】
なお、画像形成装置１は、現像装置２３の性能維持のため、用紙Ｐへの非転写期間内で、現像装置２３から感光体ドラム２１に、適量のトナーを供給して現像装置２３をリフレッシュするリフレッシュ工程を実行する。
【００２９】
一次転写部４０には、中間転写ベルト８を介して感光体ドラム２１に接触する一次転写ローラ４１が設けられている。一次転写ローラ４１は、芯金と、その外側に設けられた導電性弾性層とを備えている。導電性弾性層は、カーボン等の導電性材料を分散させたポリウレタンゴム等で形成されている。この一次転写ローラ４１が設けられた箇所に、感光体ドラム２１と中間転写ベルト８とが接触する一次転写ニップ部が形成される。一次転写ローラ４１は、駆動装置を有することなく、中間転写ベルト８に接触することによって、中間転写ベルト８の回転に従って回転する。また、一次転写ローラ４１には、転写バイアスが必要に応じて印加される。
【００３０】
一方、中間転写ベルト８は、合成樹脂のみで形成した単層の導電性樹脂ベルト、またはそのような合成樹脂表面にゴム層を積層した導電性弾性ベルトで構成されている。そして、中間転写ベルト８は、直径１２０ｍｍ（周長３７７ｍｍ）、厚さ８０〜５００μｍであって、ドラム軸線方向に感光体ドラム２１と略同じ長さで延びる円筒形状をなし、複数のローラに巻き掛けられて支持されている。
【００３１】
感光体ドラム２１用のクリーニング装置３０は、そのハウジング３１の内側に、クリーニングブレード３２、研磨部材である研磨ローラ３３、及び排出部材である排出スクリュー３４を備えている。
【００３２】
クリーニングブレード３２は、ウレタンゴムで板状に構成され、感光体ドラム２１とほぼ同じ軸線方向長さを有し、感光体ドラム２１に接触している。クリーニングブレード３２は、感光体ドラム２１に対して、接触箇所が所定の線圧を有するように設けられている。クリーニングブレード３２は、中間転写ベルト８へのトナー像一次転写後、感光体ドラム２１表面に残留したトナー等の付着物を掻き取るようにクリーニングする。
【００３３】
研磨部材である研磨ローラ３３は、クリーニングブレード３２のドラム回転方向上流側に、感光体ドラム２１に接触させて設けられている。研磨ローラ３３は、芯金の周りに、発泡エチレンプロピレンゴム（発泡ＥＰＤＭ）を設けた形で構成されている。研磨ローラ３３は、その軸部の両端に備えられた図示しない付勢手段により、感光体ドラム２１に対して所定の力で押し付けられて設けられている。研磨ローラ３３は、トナー像一次転写後、感光体ドラム２１表面やクリーニングブレード３２周辺のトナー等の付着物を回収、クリーニングし、研磨ローラ３３表面に付着した研磨剤が外添されたトナーによって感光体ドラム２１表面を研磨したり、そのトナーを排出スクリュー３４の方に送り出したりする役目を果たす。
【００３４】
排出スクリュー３４は、ハウジング３１内において、研磨ローラ３３を隔ててさらに感光体ドラム２１から離れた位置に設けられている。排出スクリュー３４は、感光体ドラム２１表面から除去され、クリーニング（研磨）に使用されたハウジング３１内のトナーを、ハウジング３１の外へ排出する役目を果たす。
【００３５】
ここで、画像形成に使用する現像剤であるトナーについて説明する。
【００３６】
図１で示したロータリーラック２３ａの黒色用現像器２３Ｋに収容された黒色トナーは、磁性粉として鉄粉を含有した磁性トナーであるとともに、粉砕法で製造した不定形トナーである。一方、カラー用現像器２３Ｙ、２３Ｍ、２３Ｃに収容されたイエロートナー、マゼンタトナー、及びシアントナーは、磁性粉を含有しない非磁性トナーであるとともに、重合法で製造した球形トナーである。
【００３７】
ここで、静電潜像の現像に使用するトナーとしては、トナー粒子の表面に研磨剤を外添したものを使用することが好ましい。これにより、感光体ドラム２１表面の付着物や放電生成物、付着水分を研磨除去し、画像流れ現象を効果的に防止する。
【００３８】
外添する研磨剤としては、特に酸化チタンが好ましく、例えばアナターゼ型酸化チタン、ルチル型酸化チタン、アモルファス酸化チタン等のいずれかであっても良い。研磨剤の粒径は、一次平均粒子径が０．１〜０．３μｍの範囲のものが好ましい。研磨剤は疎水化処理されていても構わない。また、研磨剤は、研磨剤以外の外添剤（一次平均粒子径が０．１μｍ未満）と併用することが好ましい。
【００３９】
黒色の不定形トナーは、次に示すような粉砕法で製造した。まず、ポリエステル系樹脂に、磁性粉体７５重量部（ポリエステル系樹脂の重量を１００とした時の重量）、電荷制御剤（ＣＣＡ）としてニグロシンＮ２１（オリエント化学（株）製）、及びワックス成分としてエステルワックス３重量部を混合し、２本ロール混練機にて１００°Ｃで３０分混練した。これを粗粉砕した後、衝突板方式のジェット気流粉砕機で微粉砕した。そして、空気式分級機により分級し、体積平均粒径７．８μｍの黒色の不定形トナー粒子を得た。こうして製造された不定形トナー粒子の平均円形度は、シスメックス（株）製フロー式粒子像分析装置ＦＰＩＡによって計測した結果、０．９４０であった。続いて、この黒色の不定形トナー粒子に、疎水性シリカ粉末１．５重量部、及び酸化チタン１．５重量部を添加し、粉体混合機にて混合して外添処理を行うことにより黒色トナーを得た。
【００４０】
黒色以外のカラー３色の球形トナーは、次に示すような重合法で製造した。まず、スチレン８０重量部、２−エチルヘキシルメタクリレート２０重量部、着色剤５重量部、低分子量ポリプロピレン３重量部、電荷制御剤（４級アンモニウム塩）２重量部、及びジビニルベンゼン（架橋剤）１重量部の混合溶液に、重合開始剤２重量部、及び２−アゾビス（２、４−ジメチルバレロニトリル）２重量部を加えた。これを精製水４００重量部に加え、さらに懸濁安定剤として第三リン酸カルシウム５重量部とドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム０．１重量部を加えた。そして、これをプライミクス（株）製乳化・分散機を用いて回転数７０００ｒｐｍで２０分間攪拌し、窒素雰囲気下において７０°Ｃ、１００ｒｐｍで１０時間重合反応させることにより、体積平均粒径６．４μｍのカラーの球形トナー粒子を得た。こうして製造された球形トナー粒子の平均円形度は、シスメックス（株）製フロー式粒子像分析装置ＦＰＩＡによって計測した結果、０．９７０であった。続いて、このカラーの球形トナー粒子に、疎水性シリカ粉末１重量部、及び酸化チタン０．５重量部を添加し、粉体混合機にて混合して外添処理を行うことによりカラートナーを得た。
【００４１】
シスメックス（株）製フロー式粒子像分析装置ＦＰＩＡによる円形度は、具体的には次のようにして測定した。予め不純固形物などを除去した水１００〜１５０ｍｌ中に、分散剤として界面活性剤、好ましくはアルキルベンゼンスルホン酸塩を０．１〜０．５ｍｌ加えた。そして、これに測定試料であるトナーを０．１〜０．５ｇ加えた。さらに、測定試料を分散した懸濁液は超音波分散器で１〜３分間分散処理を行い、分散濃度を３０００〜１００００個／μｌとして、前記分析装置により円形度を測定した。
【００４２】
次に、前述した現像装置２３のリフレッシュ工程を含めた、画像形成装置１の一連の印刷動作について、図１及び図２に加えて、図３〜図５を用いて説明する。図３は画像形成部周辺を示す垂直断面部分拡大図にして、中間転写ベルト表面にトナー像を完成させた状態を示すもの、図４は同じく現像装置をリフレッシュするためのトナーを中間転写ベルトに転写した状態を示すもの、図５は同じく現像装置をリフレッシュするためのトナーをクリーニングしている状態を示すものである。
【００４３】
図１に示すように、印刷前の用紙Ｐは、用紙カセット３に積み重ね状態で収容され、ここから１枚ずつ分離して送り出される。送り出された用紙Ｐは、給紙用用紙搬送路４に進入し、給紙用搬送ローラ５により搬送されて、レジストローラ６に到達する。レジストローラ６は、用紙Ｐの斜め送りを矯正しつつ、画像形成部２０で中間転写ベルト８表面に形成されるトナー像とのタイミングを計り、用紙Ｐを二次転写部５０へと送り出す。
【００４４】
一方、画像形成部２０では、図２に示す帯電装置２２の帯電ローラ２２ａにより、感光体ドラム２１の表面を所定の極性及び電位で一様に帯電させる。この時の帯電電位は、通常プラス３００Ｖ程度である。
【００４５】
そして、外部コンピュータ（図示せず）から受信した文字や図形、模様等の画像データに基づき、光学部７にて制御されるレーザ光Ｌが照射される（図１参照）。レーザ光Ｌが照射された箇所は、略０Ｖの画像部電位となる。これにより、感光体ドラム２１表面に原稿画像の静電潜像が形成される。なお、この静電潜像については、各色に対応した静電潜像が、各色のトナー像形成プロセス毎に順番に形成される。
【００４６】
続いて、イエロー、マゼンタ、シアン、黒色の各色のうち、まず第１番目の色であるイエローのトナー像を感光体ドラム２１表面に形成するため、図１及び図２に示すように、イエロー用現像器２３Ｙが感光体ドラム２１と対向するように、ロータリーラック２３ａが回転する。イエロー用現像器２３Ｙは、現像ローラ２３ｂにより感光体ドラム２１表面の静電潜像を現像してイエローのトナー像を形成する。
【００４７】
その後、イエローのトナー像は、一次転写部４０において中間転写ベルト８表面のトナー像形成領域に一次転写される。この時、一次転写ローラ４１には、感光体ドラム２１やトナーの帯電極性と逆極性であって、マイナス４００〜マイナス２０００Ｖの一次転写バイアスが印加される。
【００４８】
一次転写後、感光体ドラム２１表面に残留したトナーは、図２に示すドラム用クリーニング装置３０によって除去され、クリーニングされる。この時、ドラム用クリーニング装置３０の研磨ローラ３３が、感光体ドラム２１表面やクリーニングブレード３２周辺のトナー等の付着物を回収、クリーニングし、研磨ローラ３３表面に付着したトナーによって感光体ドラム２１表面を研磨する。
【００４９】
そして、中間転写ベルト８は、次の色の一次転写を行うため、感光体ドラム２１に対する所定の一次転写位置と一致するように一回転する。引き続き、第１色目と同様の現像、転写、クリーニングのトナー像形成プロセスが、第２色目から第４色目まで各色毎に繰り返され、中間転写ベルト８表面には、図３に示すように、イエロー、マゼンタ、シアン、黒色の４色のトナー像が重ね合わされたフルカラートナー像Ｉｔが形成される。
【００５０】
なお、各色のトナー像が順次中間転写ベルト８に一次転写される間、二次転写部５０の二次転写ローラ５１、及びベルト用クリーニング手段６０のクリーニングローラ６１は、中間転写ベルト８から離間している。
【００５１】
そして、上記のようにして、図３に示すトナー像Ｉｔが中間転写ベルト８表面で完成すると、二次転写部５０において、二次転写ローラ５１が中間転写ベルト８に圧接する。また、ベルト用クリーニング装置６０において、クリーニングローラ６１も中間転写ベルト８に圧接する（図４参照）。
【００５２】
中間転写ベルト８表面のトナー像Ｉｔは、レジストローラ６によって同期をとって送られてきた用紙Ｐに、二次転写ニップ部にて転写される。この時、二次転写ローラ５１には、トナーの帯電極性とは逆極性であって、マイナス５００〜マイナス４０００Ｖの二次転写バイアスが印加される。
【００５３】
二次転写後、中間転写ベルト８表面に残留したトナーは、クリーニングローラ６１よってクリーニングされる。この時、クリーニングローラ６１には、トナーの帯電極性とは逆極性であるマイナスのクリーニングバイアスが印加される。
【００５４】
その後、トナー像Ｉｔを担持した用紙Ｐは、図１に示す定着部９へと送られ、熱ローラ及び加圧ローラによりトナー像Ｉｔが加熱、加圧されて定着される。定着部９から排出された用紙Ｐは、排出用用紙搬送路１０を通って上方へ送られ、本体２の上面に設けられた用紙排出部１１に排出される。
【００５５】
両面印刷を行う場合、定着部９から排出された用紙Ｐは、排出用用紙搬送路１０を通って用紙排出部１１に排出される直前に、その搬送方向が逆方向に切り替えられる。そして、用紙Ｐは、両面印刷用用紙搬送路１２に送られ、レジストローラ６のすぐ上流で給紙用用紙搬送路４に合流せしめられて、再度二次転写部５０へと送られる。
【００５６】
そして、画像形成装置１は、前述のように、用紙Ｐへの非転写期間内で、現像装置２３のリフレッシュ工程を実行する。リフレッシュ工程では、現像手段２３から感光体ドラム２１表面に、ドラム軸線方向に延びる所定幅の線状にトナーが供給される。
【００５７】
続いて、図４に示すように、この現像装置２３をリフレッシュするためのトナーＲｔは、一次転写部４０において中間転写ベルト８表面のトナー像非形成領域Ｓに転写される。トナー像非形成領域Ｓとは、中間転写ベルト８表面において、用紙Ｐに転写するための４色の多重トナー像Ｉｔを形成する領域外の領域であって、例えば周長３７７ｍｍの中間転写ベルト８にＡ４用紙サイズの画像を形成する場合、周方向に２９７ｍｍの長さ（Ａ４用紙の長手方向長さ）でトナー像形成領域が確保され、残りの８０ｍｍがトナー像非形成領域Ｓとなる。トナーＲｔの中間転写ベルト８への転写時、一次転写ローラ４１には、感光体ドラム２１やトナーＲｔの帯電極性と逆極性であって、マイナス４００〜マイナス２０００Ｖの転写バイアスが印加される。
【００５８】
引き続き中間転写ベルト８が回転すると、現像装置２３をリフレッシュするためのトナーＲｔは、中間転写ベルト８表面に付着したまま二次転写部５０の箇所を通過し、図５に示すように、ベルト用クリーニング装置６０の箇所に到達する。そして、トナーＲｔは、クリーニングローラ６１よってクリーニング、回収される。この時、クリーニングローラ６１には、トナーＲｔの帯電極性とは逆極性であるマイナスのクリーニングバイアスが印加される。
【００５９】
そして、現像装置２３のリフレッシュ工程を紙間で実行した場合には、図５に示すように、現像装置２３をリフレッシュするためのトナーＲｔの中間転写ベルト８への転写に引き続いて、次回の多重トナー像Ｉｔのための第１色目のイエロートナー像Ｙｔが、中間転写ベルト８表面に一次転写される。
【００６０】
なお、現像装置２３をリフレッシュするためのトナーＲｔは、その量や形状を任意に変更することが可能である。例えば、長期間運転を停止していた画像形成装置１の起動直後にはトナー量を多くする等、稼働条件に対応してトナー量を増減しても構わない。また、現像装置２３をリフレッシュするためのトナーＲｔの供給は、任意のタイミングで、或いは画像形成装置１の起動時等、定期的に実行しても構わないし、紙間で必ず実行することとしても構わない。
【００６１】
このようにして、像担持体である感光体ドラム２１表面に形成したトナー像Ｉｔを、感光体ドラム２１から中間転写体である中間転写ベルト８に一次転写し、中間転写ベルト８から用紙Ｐに二次転写するとともに、トナー像Ｉｔの一次転写後には、ドラム用クリーニング装置３０の研磨部材である研磨ローラ３３により感光体ドラム２１表面に残留するトナー等の付着物をクリーニングし、用紙Ｐへの非転写期間内には、現像装置２３から感光体ドラム２１にトナーＲｔを供給して現像装置２３をリフレッシュするリフレッシュ工程を実行する画像形成装置１において、リフレッシュ工程で感光体ドラム２１に供給したトナーＲｔを、中間転写ベルト８表面のトナー像非形成領域Ｓに転写し、ベルト用クリーニング装置６０で回収するので、リフレッシュ工程で感光体ドラム２１に供給したトナーＲｔは、ドラム用クリーニング装置３０に送り込まれることなく、回収することができる。これにより、感光体ドラム２１表面の過剰な研磨を防止することが可能である。また、そのようなトナーＲｔは、中間転写ベルト８表面のトナー像非形成領域Ｓに転写するので、研磨剤等の添加物が中間転写ベルト８表面に付着して白化現象を起こし、表面抵抗が変化して転写性能が低下するような不具合の発生を予防することができる。このようにして、現像装置２３の性能維持のためにリフレッシュ工程を実行する場合であっても、感光体ドラム２１表面に対して好適なクリーニングを遂行することが可能な画像形成装置１を得ることができる。
【００６２】
また、トナーには、感光体ドラム２１表面の研磨に用いる研磨剤を外添したので、感光体ドラム２１表面をクリーニングする際、その表面を効率良く研磨することができる。したがって、現像装置２３のリフレッシュ工程でトナーを必要以上にドラム用クリーニング装置３０に送り込むことなく回収できるのに加えて、感光体ドラム２１表面に対するクリーニング性能を向上させることが可能となる。
【００６３】
次に、本発明の第２の実施形態に係る画像形成装置について、図６、及び図７を用いてその構造及び画像形成動作の概略を説明する。図６は画像形成装置の模型的垂直断面正面図、図７は図６に示す画像形成部周辺の垂直断面部分拡大図である。この画像形成装置は、図１〜図５を用いて説明した第１の実施形態とは異なる形であるものの、同様に中間転写ベルトを用いてトナー像を用紙に転写するカラー印刷タイプのものである。したがって、第２の実施形態では、第１の実施形態と同じ機能を有する構成要素には前と同じ符号を付し、詳細な説明を省略するものとする。
【００６４】
図６に示すように、画像形成装置１の本体２の内部下方には、用紙カセット３が配置されている。用紙カセット３内の用紙Ｐは、図１において用紙カセット３の左上方に向けて、１枚ずつ分離されて送り出される。用紙カセット３から送り出された用紙Ｐは、用紙カセット３の左方に備えられた給紙用用紙搬送路４を、本体２の側面に沿って垂直上方に搬送され、レジストローラ６を介して二次転写部５０に到達する。
【００６５】
一方、画像形成装置１の上面には原稿送り部１３が、その下方には原稿画像読み取り部１４が、用紙カセット３の上方には光学部７が備えられている。原稿送り部１３、及び原稿画像読み取り部１４で読み取られた原稿の画像データの情報は光学部７に送られ、画像データに基づいて制御されたレーザ光Ｌが光学部７から画像形成部２０に向かって照射される。
【００６６】
光学部７の上方には計４台の画像形成部２０が、さらにそれら各画像形成部２０の上方には中間転写体を無端ベルトの形で用いた中間転写ベルト８が備えられている。中間転写ベルト８は、複数のローラに巻き掛けられて支持され、図示しない駆動装置により図１において時計方向に回転する。
【００６７】
４台の画像形成部２０は、中間転写ベルト８の回転方向に沿って、回転方向上流側から下流側に向けて一列にして配置された所謂タンデム方式である。４台の画像形成部２０とは、上流側から順に、シアン用の画像形成部２０Ｃ、マゼンタ用の画像形成部２０Ｍ、イエロー用の画像形成部２０Ｙ、及び黒色用の画像形成部２０Ｋである。
【００６８】
各画像形成部２０では、レーザ光Ｌにより原稿画像の静電潜像が作られ、この静電潜像からトナー像が形成される。各画像形成部２０の上方には、中間転写ベルト８を隔てて、一次転写ローラ４１を備えた一次転写部４０が設けられ、画像形成部２０で形成されたトナー像は中間転写ベルト８表面に一次転写される。そして、中間転写ベルト８の回転とともに所定のタイミングで各画像形成部２０のトナー像が中間転写ベルト８に転写されることにより、中間転写ベルト８表面にはシアン、マゼンタ、イエロー、黒色の４色のトナー像が重ね合わされたフルカラートナー像Ｉｔが形成される（図７参照）。
【００６９】
中間転写ベルト８が用紙搬送路に懸かる箇所には、二次転写ローラ５１を備えた二次転写部５０が設けられている。中間転写ベルト８表面のトナー像Ｉｔは、レジストローラ６によって同期をとって送られてきた用紙Ｐに二次転写部５０にて転写される。二次転写後、中間転写ベルト８表面に残留するトナーは、シアン用画像形成部２０Ｃのベルト回転方向上流側に設けられた中間転写ベルト８用のクリーニング装置６０のクリーニングローラ６１によりクリーニングされる。
【００７０】
二次転写部５０にて未定着トナー像Ｉｔを担持した用紙Ｐは、二次転写部５０の上方に備えられた定着部９へと送られ、熱ローラ及び加圧ローラによりトナー像Ｉｔが加熱、加圧されて定着される。定着部９から排出された用紙Ｐは、分岐部１５を通過して、本体２の胴内に設けられた用紙排出部１１に排出される。
【００７１】
このように、中間転写ベルト８を備え、一次転写、二次転写の後にトナー像Ｉｔを用紙Ｐに担持させる画像形成装置１において、画像形成部２０が、複数個、中間転写ベルト８の回転方向に沿って一列にして配置されたタンデム方式である場合であっても、図７に示すように、現像装置２３をリフレッシュするためのトナーＲｔが、中間転写ベルト８表面のトナー像非形成領域Ｓに転写される。そして、このトナーＲｔは、ベルト用クリーニング装置６０のクリーニングローラ６１よってクリーニング、回収される。これにより、第１の実施形態の１ドラム方式の場合と同様に、現像装置２３のリフレッシュ工程で感光体ドラム２１に供給したトナーＲｔは、ドラム用クリーニング装置３０に送り込まれることなく、回収することができ、感光体ドラム２１表面の過剰な研磨を防止することが可能である。したがって、感光体ドラム２１表面に対して好適なクリーニングを遂行することが可能な１ドラム方式、及びタンデム方式のフルカラー画像形成装置１を提供することができる。
【００７２】
以上、本発明の実施形態につき説明したが、本発明の範囲はこれに限定されるものではなく、発明の主旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加えて実施することができる。
【産業上の利用可能性】
【００７３】
本発明は、中間転写体を用いて画像形成動作を実行する画像形成装置において利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００７４】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る画像形成装置の模型的垂直断面左側面図である。
【図２】図１の画像形成装置の画像形成部周辺を示す垂直断面部分拡大図である。
【図３】画像形成部周辺を示す垂直断面部分拡大図にして、中間転写ベルト表面にトナー像を完成させた状態を示すものである。
【図４】画像形成部周辺を示す垂直断面部分拡大図にして、現像装置をリフレッシュするためのトナーを中間転写ベルトに転写した状態を示すものである。
【図５】画像形成部周辺を示す垂直断面部分拡大図にして、現像装置をリフレッシュするためのトナーをクリーニングしている状態を示すものである。
【図６】本発明の第２の実施形態に係る画像形成装置の模型的垂直断面正面図である。
【図７】図６の画像形成装置の画像形成部周辺を示す垂直断面部分拡大図である。
【符号の説明】
【００７５】
１    画像形成装置
８    中間転写ベルト（中間転写体）
２０  画像形成部
２１  感光体ドラム（像担持体）
２３  現像装置
３０  ドラム用クリーニング装置（像担持体用クリーニング装置）
３３  研磨ローラ（研磨部材）
４０  一次転写部
４１  一次転写ローラ
５０  二次転写部
５１  二次転写ローラ
６０  ベルト用クリーニング装置（中間転写体用クリーニング装置）
Ｓ    トナー像非形成領域（中間転写体表面の）
【図１】
2007225718.tif 000003
【図２】
2007225718.tif 000004
【図３】
2007225718.tif 000005
【図４】
2007225718.tif 000006
【図５】
2007225718.tif 000007
【図６】
2007225718.tif 000008
【図７】
2007225718.tif 000009