JP4292753B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリ、これらの複合機等の電子写真方式を用いた画像形成装置に関し、より詳しくは、画像形成装置のクリーニング技術の改良に係る。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、電子写真方式（静電転写方式）を利用した複写機、プリンタ等の画像形成装置が広く知られている。このような画像形成装置では、最終転写体により、記録シート上にトナー像を転写し、その後当該トナー像を定着することにより永久像としてのトナー像を記録シート上に得るものである。ここで、記録シート上に転写されなかったトナーは、画像形成装置内のクリーニング装置により除去される必要がある。また、このような通常の画像形成とは別に、像担持体上、中間転写体上、最終転写体上に基準マークを形成し、当該基準マーク（パッチ）の位置や濃度に基いて、レジストレーション制御、トナー画像濃度制御を行う、いわゆるプロセスコントロールも行われる。ここで、プロセスコントロールの際には、通常、その基準マーク（パッチ）は記録シートに転写されないため、画像形成装置内のクリーニング装置により除去される必要がある。
【０００３】
画像形成装置内のクリーングに関し、従来から次のような技術が提案されている。すなわち、特開２００１−７５４４８号公報には、中間転写体上や最終転写体上の残留トナーを最終転写体上に集め、その最終転写体に接触しているクリーニング装置により、残留トナーを一括してクリーニングする技術が開示されている。また、基準マークが最終転写体に付着しないように、プロセスコントロール時には最終転写体を中間転写体から離間させる技術も考えられる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、最終転写体は画像形成装置内の端部に配設される場合が多く、さらに最終転写体に接触するクリーニング装置を設ける構成は、画像形成装置の大型化を招きがちである。また、最終転写体を接離自在に構成する場合には、装置が複雑になり、コストアップに繋がりがちである。
【０００５】
本発明は、このような技術的な課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、小型かつ安価な構成で最終転写体のクリーニングを行うことができる画像形成装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
すなわち本発明は、像担持体と、像担持体表面にトナー画像を形成する画像形成手段と、少なくとも一つの中間転写体で構成され像担持体と接触する中間転写装置と、中間転写体と接触する最終転写体と、中間転写体と接触するクリーニング体と、これらの像担持体、中間転写体、最終転写体、クリーニング体間の電位勾配を制御する制御手段とを備える画像形成装置において、当該制御手段は、画像形成モードにおいて、最終転写体上の逆極トナーが、中間転写体を経てクリーニング体に付着するような画像形成用電位勾配を形成するものである。
【０００７】
ここで、画像形成手段としては、▲１▼像担持体の表面を一様に帯電する帯電手段、▲２▼出力用画像に対応する静電潜像を像担持体の表面に形成する潜像形成手段（露光手段）、▲３▼像担持体の表面に形成された静電潜像に対し選択的にトナーを付与する現像手段などが挙げられる。また、帯電手段の一態様として、像担持体と接触してその表面を一様に帯電する接触型帯電手段が挙げられる。この場合、前記制御手段は、像担持体、中間転写体、最終転写体、クリーニング体に加え、この接触型帯電手段間の電位勾配をも制御することができる。
【０００８】
このように画像形成装置を構成することで、画像形成モードにおいて、最終転写体上の逆極トナーが、中間転写体を経てクリーニング体に付着するため、第一に、最終転写体にクリーニング装置を設ける必要がない。すなわち、前記最終転写体にはクリーニング体が接触しない（非接触である）ように画像形成装置を構成することができる。第二に、クリーニングモードを頻繁に行う必要がない。なお、前記画像形成用電位勾配とは、像担持体上の出力用画像としてのトナー画像が、中間転写体を経て、中間転写体と最終転写体との間に搬送される記録シート上に転写されるような電位勾配である。
【０００９】
また本発明は、前記中間転写体上のトナー画像の濃度を検知する検知手段を備え、前記制御手段は、プロセスコントロールモードにおいて、像担持体上の検知用画像としてのトナー画像が、中間転写体を経て、（最終転写体に付着せず、）クリーニング体に付着するようなプロセスコントロール用電位勾配を形成する画像形成装置でもある。ここで、プロセスコントロールモードは、レジストレーション制御やトナー濃度制御などを行うモードである。
【００１０】
このように画像形成装置を構成することで、最終転写体を中間転写体に対して当接・離間させるリトラクト機構を設けることなく、最終転写体上に検知用画像としてのトナー画像が付着するのを防止することができる。その結果、前記最終転写体は前記中間転写体と常に接触（画像形成ユニット交換時以外はプロセスコントロールモード、画像形成モード、クリーニングモードにおいても常に接触）させておいても差し支えない。
【００１１】
ここで、前記プロセスコントロール用電位勾配を形成する際の、最終転写体と、最終転写体に接触する中間転写体との電位差が０〜１５００〔V〕の範囲とすることができる。このような電位差が確保されれば、中間転写体の表面電位の変動が少なく、安定的に中間転写体上のトナー画像の濃度を検知することができる。
【００１２】
また、画像形成用電位勾配とプロセスコントロール用電位勾配とを比較すると、前記中間転写体と前記最終転写体との電位関係（電位勾配）が、前記画像形成用電位勾配と前記プロセスコントロール用電位勾配とで逆の関係にある。さらに、 前記中間転写体と前記クリーニング体との電位関係（電位勾配）が、前記画像形成用電位勾配と前記プロセスコントロール用電位勾配とで逆の関係にある。
【００１３】
また、前記制御手段は、画像形成装置の状態をプロセスコントロールモードから画像形成モードへ移行させる。より具体的には、前記制御手段は、画像形成装置の状態をプロセスコントロールモードからクリーニングモードを経ることなく直ちに画像形成モードへ移行させる。さらに、前記制御手段は、画像形成装置の状態をプロセスコントロールモードからクリーニングモードを経ることなく直ちに画像形成モードへ移行させる場合と、プロセスコントロールモードからクリーニングモードを経て画像形成モードへ移行させる場合とを適宜選択するように構成することもできる。
【００１４】
なお、前記プロセスコントロールモードは、画像形成装置への電源投入直後に行われてもよいし、一の画像形成モードと次の画像形成モードとの間に行われてもよい。
【００１５】
本発明に係る画像形成装置は、単色画像形成装置として構成してもよいが、多色画像形成装置として構成することもできる。多色画像形成装置として構成する場合には、前記像担持体として異なる色用の複数の像担持体を備え、前記中間転写装置として一の中間転写体を備えるように構成することもできるし、前記像担持体として異なる色用の複数の像担持体を備え、前記中間転写装置としてこれら複数の像担持体の一部と接触する第一の上流側中間転写体と、これら複数の像担持体の残りの一部と接触する第一の下流側中間転写体と、これら第一の上流側中間転写体及び第一の下流側中間転写体に接触し、第一の上流側中間転写体からトナー画像が転写された後に第一の下流側中間転写体からトナー画像が転写される第二の中間転写体とを備え、前期最終転写体は当該第二の中間転写体に接触するように構成することもできる。なお、複数の像担持体としては、イエロー用、マゼンタ用、シアン用の３つの像担持体を備えてもよいし、イエロー用、マゼンタ用、シアン用、ブラック用の４つの像担持体を備えてもよい。さらに、これら以外の色の像担持体を備えてもよい。
【００１６】
４つの像担持体を備える場合としては、前記像担持体としてイエロー用、マゼンタ用、シアン用、ブラック用の４つの像担持体を備え、前記中間転写装置としてこれら４つの像担持体のうちそれぞれ２つの像担持体と接触する第一の上流側中間転写体及び第一の下流側中間転写体と、これら第一の上流側中間転写体及び第一の下流側中間転写体に接触し、第一の上流側中間転写体からトナー画像が転写された後に第一の下流側中間転写体からトナー画像が転写される第二の中間転写体とを備え、前記最終転写体は当該第二の中間転写体に接触するように構成することができる。
【００１７】
これらのように、中間転写装置が第一の（上流側及び下流側）中間転写体と、第二の中間転写体とで構成される場合には、前記検知手段は、前記第一の（上流側及び下流側）中間転写体上のトナー画像の濃度を検知することもできるし、前記第二の中間転写体上のトナー画像の濃度を検知することもできる。
【００１８】
また、前記クリーニング体として前記第一の上流側中間転写体に接触する第一の上流側クリーニング体と、前記第二の中間転写体に接触する第二のクリーニング体とを備えることもできる。この場合、前記制御手段は、画像形成モードにおいて、最終転写体上の逆極トナーが、第二の中間転写体を経て第二のクリーニング体に付着するような画像形成用電位勾配を形成することができ、プロセスコントロールモードにおいて、像担持体上の検知用画像としてのトナー画像が、第一の上流側中間転写体及び第一の下流側中間転写体、第二の中間転写体を経て、（最終転写体に付着せず、）第二のクリーニング体に付着するようなプロセスコントロール用電位勾配を形成することができる。さらに、プロセスコントロールモードにおいて、最終転写体上の逆極トナーが、第二の中間転写体、第一の上流側中間転写体を経て第一の上流側クリーニング体に付着するようなプロセスコントロール用電位勾配を形成することもできる。
【００１９】
また、前記クリーニング体として前記第一の下流側中間転写体に接触する第一の下流側クリーニング体を備えることもできる。この場合、前記制御手段は、プロセスコントロールモードにおいて、最終転写体上の逆極トナーが、第二の中間転写体、第一の下流側中間転写体を経て第一の下流側クリーニング体に付着するようなプロセスコントロール用電位勾配を形成することができる。
【００２０】
また、前記クリーニング体はクリーニングロールであり、当該クリーニングロールに圧接するクリーニングブレードと、これらクリーニングロール及びクリーニングブレードとによりクリーニングされたトナーを回収する収容体とを有するクリーニング装置を備えることができる。
【００２１】
また、前記最終転写体の表面粗さ（Rz）は、２０〔μｍ（Rz）〕以下とすることができ、前記中間転写体の表面粗さ（Rz）は、１０〔μｍ（Rz）〕以下とすることができる。さらに、前記中間転写体よりも前記最終転写体の方が表円粗さ（Rz）が粗く構成することができる。これらの表面粗さ（Rz）は、トナー画像を構成するトナーの平均粒径以下であることが好ましい。これらの条件を満たすことで、最終転写体から中間転写体（第二の中間転写体）へ残留トナーが移行しやすく好ましい。なお、前記最終転写体の表面は、樹脂コート層又は樹脂チューブ層で構成することができる。
【００２２】
【発明の実施による形態】
以下、実施例に基づいて、本発明の好適な実施の形態を具体的に説明する。
【００２３】
実施例１ 図１は、本発明の実施例１に係るタンデム型フルカラープリンタ（画像形成装置）を示すものである。図２は、図１に示したフルカラープリンタ（画像形成装置）の画像形成要部を示すものである。
【００２４】
このフルカラープリンタ１は、大きく分けて、画像形成部と、中間転写装置、最終転写ロール４０、定着装置６、給紙部により構成される。
【００２５】
画像形成部は、イエロー（Ｙ）用、マゼンタ（Ｍ）用、シアン（Ｃ）用、及びブラック（Ｋ）用の４つの画像形成ユニット１Y〜Kと、露光装置１２とにより構成される。さらに、各画像形成ユニットは１Y〜Kは、それぞれ４つの感光体ドラム（像担持体）10Y〜K、これら感光体ドラム10Y〜Kにそれぞれ接触する帯電ロール（接触型帯電体）11Y〜K、これら感光体ドラム10Y〜Kにそれぞれ対峙する現像装置12Y〜K、これら感光体ドラム10Y〜Kにそれぞれ接触する感光体ブラシロール13Y〜Kで構成されている。
【００２６】
ここで、感光体ドラム10周辺の各部材の配置としては、各感光体ドラム10を中心に、感光体ドラム10の回転方向の上流側から下流側にかけて、帯電ロール11、現像装置１２（現像装置の現像スリーブ）、（後述する）第一の中間転写ロール、感光体ブラシロール13が配設されている。
【００２７】
感光体ドラム10Y〜Kは、帯電ロール11Y〜Kにより−８４０Ｖ程度のＤＣ電圧が印加され、これによって約−３００Ｖ程度に一様に帯電され、また、露光装置15で静電潜像が書き込まれた際にその表面電位は約−６０Ｖ程度にまで除電される。
【００２８】
現像装置12Y〜Kは、現像ロール、現像剤量規制部材、現像剤搬送部材、及び現像剤を搬送し攪拌するオーガーを備えた磁気ブラシ接触型二成分現像方式の現像装置である。上記現像剤量規制部材によって規制されて現像部に搬送される現像剤量は約３０〜４０ｇ／ｍ² であり、この時に現像ロール上に存在するトナーの帯電量は概ね−２０〜−３０μＣ／ｇ程度である。この現像装置12Y〜Kには、ＡＣ＋ＤＣの現像電圧を印加して現像が実施されるが、この現像電圧はＡＣが４ｋＨｚ、１．６ｋＶppで、ＤＣが−２３０Ｖ程度である。
【００２９】
中間転写装置は、感光体ドラム10Y、10Mに接触する第一の上流側中間転写ロロール（第一の上流側中間転写体）20aと、感光体ドラム10C、10Ｋに接触する第一の下流側中間転写ロール（第一の上流側中間転写体）20ｂと、これら二つの第一の中間転写ロール20a、20bに接触する第二の中間転写ロール30と、第二の中間転写ロール30上のトナー画像の有無及び濃度を光学的に非接触で検知するトナーセンサ（検知手段）8を備えている。
【００３０】
さらに、第一の上流側中間転写ロール20aは第一の上流側クリーニング装置（クリーニング装置）21aを備えている。この第一の上流側クリーニング装置21aは、第一の上流側中間転写ロール20aに接触する金属（ステンレス）製のクリーニングロール（クリーニング体）210aと、そのクリーニングロール210aに当接するクリーニンブブレード211aと、クリーニングロール210aよりも第一の上流側中間転写ロール20aの回転方向上流側近傍において中間転写ロール20aに接触する中間転写ブラシロール213aと、これらクリーニングロール210a、クリーニンブブレード211a、中間転写ブラシロール213aを収容するクリーナハウジング（収容体）212aを備えている。
【００３１】
同様に、第一の下流側中間転写ロール20bは第一の下流側クリーニング装置（クリーニング装置）21 bを備えている。この第一の下流側クリーニング装置21 bは、第一の下流側中間転写ロール20 bに接触する金属（ステンレス）製のクリーニングロール（クリーニング体）210 bと、そのクリーニングロール210 bに当接するクリーニンブブレード211 bと、クリーニングロール210 bよりも第一の下流側中間転写ロール20 bの回転方向上流側近傍において中間転写ロール20 bに接触する中間転写ブラシロール213 bと、これらクリーニングロール210 b、クリーニンブブレード211 b、中間転写ブラシロール213 bを収容するクリーナハウジング（収容体）212 bを備えている。
【００３２】
また、第二の中間転写ロール30は第二のクリーニング装置（クリーニング装置）31を備えている。この第ニクリーニング装置32は、第二の中間転写ロール30に接触する金属（ステンレス）製のクリーニングロール（クリーニング体）310と、そのクリーニングロール310に当接するクリーニンブブレード311と、クリーニングロール310よりも第二の中間転写ロール30の回転方向下流側近傍において中間転写ロール30に接触する中間転写ブラシロール313と、これらクリーニングロール310、クリーニンブブレード311、中間転写ブラシロール313を収容するクリーナハウジング（収容体）312を備えている。
【００３３】
ここで、第一の上流側中間転写ロール20aの周辺部材の配置としては、第一の上流側中間転写ロール20aを中心に、第一の上流側中間転写ロール20aの回転方向の上流側から下流側にかけて、感光体ドラム10M、感光体ドラム10Y、第二の中間転写ロール30、中間転写ブラシロール213a、クリーニングロール210aが配設されている。また、第一の下流側中間転写ロール20bの周辺部材の配置としては、第一の下流側中間転写ロール20bを中心に、第一の下流側中間転写ロール20bの回転方向の上流側から下流側にかけて、感光体ドラム10K、感光体ドラム10C、第二の中間転写ロール30、中間転写ブラシロール213b、クリーニングロール210bが配設されている。さらに、第二の中間転写ロール30の周辺部材の配置としては、第二の中間転写ロール30を中心に、第二の中間転写ロール30の回転方向の上流側から下流側にかけて、第一の上流側中間転写ロール20ａ、第一の下流側中間転写ロール20ｂ、トナーセンサ8、最終転写ロール40、クリーニングロール310、中間転写ブラシロール313が配設されている。
【００３４】
第一の中間転写ロール20a、20bは、金属パイプの上にシリコンゴム層を設け、更にその上に高離型層をコーティングして形成されており、その抵抗値については、通常１０⁵ 〜１０⁹ Ωの範囲のものを使用できるが、ここでは１０⁸ Ω程度とされている。そして、上記感光体10Y〜Kからこの第一の中間転写ロール20a、20bにトナー像を転写するのに必要な表面電位は、通常＋２５０〜５００Ｖ程度の範囲であり、トナーの帯電状態、雰囲気温度、湿度等により最適値を設定することができる。
【００３５】
第二の中間転写ロール30も、上記第一の中間転写ロール20a、20bと同様に、金属パイプの上にシリコンゴム層を設け、更にその上に高離型層をコーティングして形成されており、その抵抗値については、通常１０⁸ 〜１０¹²Ωの範囲のものを使用できるが、ここでは１０¹¹Ω程度とされている（すなわち、第一の中間転写ロール20a、20bよりも高抵抗に構成される）。そして、上記第一の中間転写ロール20a、20bからこの第二の中間転写ロール30にトナー像を転写するのに必要な表面電位は、通常＋６００〜１２００Ｖ程度の範囲であり、トナーの帯電状態、雰囲気温度、湿度等により最適値を設定することができる。
【００３６】
最終転写ロール40は、金属パイプの上にウレタンゴム層を設け、更にその上に樹脂コーティングが施されてており、その抵抗値については、通常１０⁶ 〜１０⁹ Ωの範囲のものを使用できるが、ここでは１０⁸ Ω（すなわち、第二の中間転写ロール30よりも低抵抗に構成される）程度とされている。そして、上記第二の中間転写ロール30から用紙（記録シート）S上にトナー像を転写するのにこの最終転写ロール40に印加する転写電圧は、通常＋１２００〜５０００Ｖ程度の範囲であり、雰囲気温度、湿度、用紙Sの種類（抵抗値等）等により最適値を設定することになるが、ここでは定電流方式を採用して常温常湿環境下で約＋６μＡを印加し、ほぼ適正な最終転写電圧＋１６００〜２０００Ｖ程度を得ている。
【００３７】
また、最終転写ロール40は、（第一の中間転写ロール20a、20b、第二の中間転写ロール30とは異なり）クリーニングロール（クリーニング体）が当接されていない。さらに、（画像形成ユニット取替え時を除き、画像形成モード時、プロセスコントロールモード時、クリーニングモード時を含め）、最終転写ロール40は、第二の中間転写ロール30に接触しており、特別なリトラクト機構などを有しない。
【００３８】
なお、最終転写ロール４０の表面粗さ（Ｒｚ）は、２０〔μｍ（Ｒｚ）〕以下、例えば１０〔μｍ（Ｒｚ）〕とすることができ、第一及び第二の中間転写ロール２０ａ、２０ｂ、３０の表面粗さ（Ｒｚ）は、１０〔μｍ（Ｒｚ）〕以下、例えば１〔μｍ（Ｒｚ）〕とすることができる。さらに、第一及び第二の中間転写ロール２０ａ、２０ｂ、３０よりも最終転写ロール４０の方が表面粗さ（Ｒｚ）が粗い。これらの表面粗さ（Ｒｚ）は、トナー画像を構成するトナーの平均粒径以下であることが好ましい。
【００３９】
定着装置6は、加熱ロール62と加圧ロール61とが圧接されて定着ニップを形成している。加熱ロール62中には熱源としてのハロゲンランプ（図示せず）が配設され、定着時には加熱ロール62表面を所定の定着温度に加熱するように構成されている。また、この定着ニップに対して用紙Sの搬送方向下流側に、定着排出ロール対63a、63ｂが配設されている。
【００４０】
給紙部は、給紙トレイ50から排出トレイ70に至るまでの用紙Sの搬送経路（図中点線で示す）Pに沿って形勢されている。給紙トレイ50内には複数枚の用紙Sが収容されており、その給紙トレイ50から搬送経路の下流側にかけて、順に、ピックアップロール51aとリタードロール51bとのロール対、搬送ロール52a、52bの対、レジストロール53a、53bの対、（最終転写ロール40、及び定着装置6を経て）、排出ロール54a、54bの対が配設されている。
【００４１】
図３は、このフルカラープリンタ１の電位制御系を説明するブロック図である。カラープリンタ１の状況、すなわちプリントモード（画像形成モード）、プロセスコントロールモード、クリーニングモードの別に基いて、電位制御部（制御手段）９は、各帯電ロール11、第一の中間転写ロール20ａ、20b、クリーニングロール210、第二の中間転写ロール30、クリーニングロール310、最終転写ロール40に印加する電圧、それぞれV（11）、V(20)、V（210）、V（30）、V（310）、V（40）を制御し、その結果、フルカラープリンタ１の状況に応じて適切な電位勾配をこれら帯電ロール11、第一の中間転写ロール20ａ、20b、クリーニングロール210、第二の中間転写ロール30、クリーニングロール310、最終転写ロール40の間に形成している。
【００４２】
以下、このフルカラープリンタ１の動作を説明する。
【００４３】
図４は、本実施例に係るフルカラープリンタ１の動作状況の時間変化を説明するものである。ここでは、第一のプリントモードの後に時間T（P→C）においてプロセスコントロールモードへ移行し、その後（クリーニングモードに移行することなく）時間T(C→P)において第二のプリントモードに移行する場合を示している。なお、ここでは第一及び第二のプリントモードの間にプロセスコントロールモードが存在するが、これとは異なりフルカラープリンタ１の電源投入直後にプロセスコントロールモードが存在してもよい。
【００４４】
以下、第一のプリントモード最中である時間ｔ１、プロセスコントロールモード最中である時間ｔ２、第二のプリントモードに移行した直後である時間ｔ３におけるフルカラープリンタ１内のトナーの様子を以下、図５、図６、図７を用いて説明する。
【００４５】
【表１】

表１は、（第一及び第二の）プリントモード、プロセスコントロールモードにおいて、本実施例において電位制御部９が各各帯電ロール11、第一の中間転写ロール20ａ、20b、クリーニングロール210、第二の中間転写ロール30、クリーニングロール310、最終転写ロール40に印加する電圧をまとめたものである。
【００４６】
図５は、第一のプリントモード最中である時間ｔ１における出力用画像としてのトナー画像の移動状況を説明するものである。図中実線矢印は、出力用画像としてのトナー画像の移動経路を示している。なお、本実施例で使用するトナーは、マイナス帯電トナーである。すなわち、正極トナーがマイナス帯電しており、逆極トナーがプラス帯電している。
【００４７】
各画像形成ユニット１Y〜Kにより、感光体ドラム10Y〜K上にはそれぞれイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックのトナー画像が形成される。すなわち、各感光体ドラム10の表面が帯電ロール11により一様に帯電され、露光装置12から出力画像に対応したレーザービームRが帯電後の感光体ドラム10表面に照射され、露光された部分と露光されなかった部分との電位差により、感光体ドラム10上には静電潜像が形成される。この静電潜像に対して、現像装置12が選択的にトナーを付与し、感光体ドラム10上にトナー画像が形成される。
【００４８】
そして、まずマゼンタ用の感光体ドラム10Mから、第一の上流側中間転写ロール20aへとマゼンタのトナー画像が一次転写される。次いで、イエロー用の感光体ドラム10Yから、第一の上流側中間転写ロール20aへとイエローのトナー画像が一次転写され、マゼンタのトナー画像に重ね合わされる。一方同様に、ブラック用の感光体ドラム10Kから、第一の下流側中間転写ロール20bへとブラックのトナー画像が一次転写される。次いで、シアン用の感光体ドラム10Cから、第一の下流側中間転写ロール20bへとシアンのトナー画像が一次転写される。
【００４９】
一次転写されたマゼンタとイエローのトナー画像は、第二の中間転写ロール30へ二次転写される。一方、一次転写されたブラックとシアンのトナー画像も、第二の中間転写ロール30へ二次転写され、ここで先に二次転写されているマゼンタ、イエローのトナー画像と、シアンのトナー画像とが重ね合わされ、フルカラーのトナー画像が第二の中間転写ロール30上に形成される。
【００５０】
二次転写されたフルカラートナー画像及びブラックトナー画像は、第二の中間転写ロール30と最終転写ロール40との間のニップ部分に達する。そのタイミングに同期して、レジストロール対53a、53b（図１参照）から記録シートとしての用紙Sが当該ニップ部分に搬送され、用紙S上にそのフルカラートナー画像及びブラックトナー画像が三次転写（最終転写）される。
【００５１】
この用紙Sは、その後、定着装置６の加熱ロール62と加圧ロール61とのニップ部分を通過する（図１参照）。その際、両ロール61、62から与えられる熱と圧力との作用により、フルカラートナー画像及びブラックトナー画像が用紙Sに定着し、永久像となる。さらにその後、用紙Sは、排出ロール対54a、54bにより排出トレイ70へと排出され、フルカラー画像形成が終了する。
【００５２】
図６は、プロセスコントロールモード最中である時間ｔ２における検知用画像としてのトナー画像の移動状況を説明するものである。図中実線矢印は、検知用画像としてのトナー画像の移動経路を示している。
【００５３】
各画像形成ユニット１Y〜Kにより、感光体ドラム10Y〜K上にはそれぞれイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックのトナー画像が形成される。そして、まずマゼンタ用の感光体ドラム10Mから、第一の上流側中間転写ロール20aへとマゼンタのトナー画像が一次転写される。次いで、イエロー用の感光体ドラム10Yから、第一の上流側中間転写ロール20aへとイエローのトナー画像が一次転写される。ここでは、単色の検知用画像としてのトナー画像（トナーパッチ）を形成するため、イエローのトナー画像とマゼンタのトナー画像とは重ね合わされない。また、ブラック用の感光体ドラム10Kから、第一の下流側中間転写ロール20bへとブラックのトナー画像が一次転写される。次いで、シアン用の感光体ドラム10Cから、第一の下流側中間転写ロール20bへとシアンのトナー画像が一次転写される。ここでも、ブラックのトナー画像とシアンのトナー画像とは重ね合わされない。
【００５４】
一次転写されたマゼンタとイエローのトナー画像は、第二の中間転写ロール30へ二次転写される。一方、一次転写されたブラックとシアンのトナー画像も、第二の中間転写ロール30へ二次転写される。ここでも、先に二次転写されているマゼンタのトナー画像、イエローのトナー画像と、シアンのトナー画像、ブラックのトナー画像は重ね合わされず、それぞれ独立して第二の中間転写ロール30上に二次転写される。
【００５５】
二次転写された各色のトナー画像（トナーパッチ）は、二次転写ロール30に非接触で対峙するトナーセンサ8によりその相対的な位置関係や、濃度が検知され、それらの検知結果に基いて、露光装置12により露光タイミング、各帯電バイアス、各現像バイアス、各現像装置13におけるトナー補給量などが制御される。
【００５６】
検知後のトナー画像（トナーパッチ）を構成するトナーのうち、殆どのトナーはマイナス帯電しているため、最終転写ロール40に接触しても最終転写ロール40には転写されず（この際、用紙Sは搬送されない）、そのまま第二の中間転写ロール30の回転とともに移動し、第二のクリーニング装置31を構成するクリーニングロール310に付着する。そして、クリーニングブレード311によりクリーニングロール310表面から掻き落とされ、クリーナハウジング312内に収容される。なお、収容されたトナーは、図示しない回収ボックス内に搬送されるように構成することもできる。一方、検知後のトナー画像（トナーパッチ）を構成するトナーのうち、プラス帯電しているトナーも一部存在する。そのような逆極トナーは、最終転写ロール40に接触して最終転写ロール40に保持され、上述の正極トナーのように第二の中間転写ロール30、クリーニングロール310へと移動することはない。
【００５７】
図７は、第二のプリントモードに移行した直後（ｔ３−T（C→P）＝Δｔ）、未だ用紙Sにトナーが最終転写される前の時間ｔ３における検知用画像としてのトナー画像の移動状況を説明するものである。図中点線矢印は、最終転写ロール40上の逆極トナーの移動経路を示している。
【００５８】
先のプロセスコントロールモードにより最終転写ロール40に付着していたプラス帯電トナー、すなわち逆極トナーは、最終転写ロール40から第二の中間転写ロール30へと移動する。そして、第二の中間転写ロール30の回転とともに移動し、第二のクリーニング装置31を構成するクリーニングロール310に付着する。そして、クリーニングブレード311によりクリーニングロール310表面から掻き落とされ、クリーナハウジング312内に収容される。
【００５９】
このように、フルカラープリンタ１の電位勾配を制御することにより、最終転写ロール40にクリーニング装置を設けることなく、また最終転写ロール40を第二の中間転写ロール30に対して当接・離間させる機構を設けることなく、最終転写ロール40上の逆極トナーをプリントモードの初期の段階においてクリーニングすることができるため、小型かつ安価なフルカラープリンタを提供することができる。
【００６０】
変形例 実施例１では、最終転写ロール40に付着していた逆極トナーを、プリントモードの初期段階において、第二のクリーニング装置31によりクリーニングするものであるが、本変形例に係るフルカラープリンタ１では、当該逆極トナーを、第一の上流側クリーニング装置21a及び第一の下流側クリーニング装置21bによりクリーニングするものである。以下、実施例１との差異を中心に、本変形例に係るフルカラープリンタ１の動作を説明する。
【００６１】
【表２】

表２は、（第一及び第二の）プリントモード、プロセスコントロールモードにおいて、本変形例において電位制御部９が各各帯電ロール11、第一の中間転写ロール20ａ、20b、クリーニングロール210、第二の中間転写ロール30、クリーニングロール310、最終転写ロール40に印加する電圧をまとめたものである。
【００６２】
本変形例において、第一の第一のプリントモード最中である時間ｔ１における出力用画像としてのトナー画像の移動状況（図５参照）、及び、プロセスコントロールモード最中である時間ｔ２における検知用画像としてのトナー画像の移動状況（図６参照）はいずれも実施例１と同様であるため、その説明を省略する。
【００６３】
図８は、第二のプリントモードに移行した直後（ｔ３−T（C→P）＝Δｔ）、未だ用紙Sにトナーが最終転写される前の時間ｔ３における検知用画像としてのトナー画像の移動状況を説明するものである。図中点線矢印は、最終転写ロール40上の逆極トナーの移動経路を示している。
【００６４】
先のプロセスコントロールモードにより最終転写ロール40に付着していたプラス帯電トナー、すなわち逆極トナーは、最終転写ロール40から第二の中間転写ロール30へと移動する。そして、第二の中間転写ロール30の回転とともに移動し、クリーニングロール310部分に達するが、第二の中間転写ロール30とクリーニングロール310との電位関係により、クリーニングロール310に付着することはない。
【００６５】
そして、第二の中間転写ロール30の回転とともにさらに移動し、第一の上流側中間転写ロール20ａ部分に達し、第二の中間転写ロール30と第一の上流側中間転写ロール20aとの電位関係により、逆極トナーの多くは第一の上流側中間転写ロール20ａへと移動する。そして、第一の上流側中間転写ロール20aの回転とともに移動し、第一の上流側クリーニング装置21aを構成するクリーニングロール210ａに付着する。そして、クリーニングブレード211aによりクリーニングロール210ａ表面から掻き落とされ、クリーナハウジング212ａ内に収容される。
一方、第一の上流側中間転写ロール20ａへと移動しなかった一部の逆極トナーは、第二の中間転写ロール30の回転とともにさらに移動し、第一の下流側中間転写ロール20b部分に達し、第二の中間転写ロール30と第一の下流側中間転写ロール20bとの電位関係により、その逆極トナーは第一の下流側中間転写ロール20bへと移動する。そして、第一の下流側中間転写ロール20bの回転とともに移動し、第一の下流側クリーニング装置21bを構成するクリーニングロール210bに付着する。そして、クリーニングブレード211bによりクリーニングロール210b表面から掻き落とされ、クリーナハウジング212b内に収容される。
【００６６】
このように、フルカラープリンタ１の電位勾配を制御することにより、最終転写ロール40にクリーニング装置を設けることなく、また最終転写ロール40を第二の中間転写ロール30に対して当接・離間させる機構を設けることなく、最終転写ロール40上の逆極トナーをプリントモードの初期の段階においてクリーニングすることができるため、小型かつ安価なフルカラープリンタを提供することができる。
【００６７】
実施例２ 実施例１に係るフルカラープリンタ１は、中間転写装置として、第一の上流側中間転写ロール20a、第一の下流側中間転写ロール20b、第二の中間転写ロール30の複数（３つ）の中間転写体を備えるものであるが、本実施例に係る単色プリンタ１は、中間転写装置として、一つの中間転写ロール20のみ備えるものである。なお、実施例１に係るフルカラープリンタ１と同様の構成については同一の符号を付し、その説明を省略する。
【００６８】
以下、この単色プリンタ１の動作を説明する。
【００６９】
図９は、プロセスコントロールモード最中である時間ｔ２における検知用画像としてのトナー画像の移動状況を説明するものである。図中実線矢印は、検知用画像としてのトナー画像の移動経路を示している。
【００７０】
感光体ドラム10上にはブラックのトナー画像が形成される。そして、このトナー画像は、中間転写ロール20へ一次転写さえる。一次転写されたトナー画像（トナーパッチ）は、中間転写ロール20に非接触で対峙するトナーセンサ8によりその相対的な位置関係や、濃度が検知され、それらの検知結果に基いて、露光装置12により露光タイミング、帯電バイアス、現像バイアス、現像装置13におけるトナー補給量などが制御される。
【００７１】
検知後のトナー画像（トナーパッチ）を構成するトナーのうち、殆どのトナーはマイナス帯電しているため、最終転写ロール40に接触しても最終転写ロール40には転写されず（この際、用紙Sは搬送されない）、そのまま中間転写ロール20の回転とともに移動し、クリーニング装置21を構成するクリーニングロール210に付着する。そして、クリーニングブレード211によりクリーニングロール210表面から掻き落とされ、クリーナハウジング212内に収容される。一方、検知後のトナー画像（トナーパッチ）を構成するトナーのうち、プラス帯電しているトナーも一部存在する。そのような逆極トナーは、最終転写ロール40に接触して最終転写ロール40に保持され、上述の正極トナーのように中間転写ロール20、クリーニングロール210へと移動することはない。
【００７２】
図１０は、第二のプリントモードに移行した直後（ｔ３−T（C→P）＝Δｔ）、未だ用紙Sにトナーが最終転写される前の時間ｔ３における検知用画像としてのトナー画像の移動状況を説明するものである。図中点線矢印は、最終転写ロール40上の逆極トナーの移動経路を示している。
【００７３】
先のプロセスコントロールモードにより最終転写ロール40に付着していたプラス帯電トナー、すなわち逆極トナーは、最終転写ロール40から中間転写ロール20へと移動する。そして、中間転写ロール20の回転とともに移動し、クリーニング装置21を構成するクリーニングロール210に付着する。そして、クリーニングブレード211によりクリーニングロール210表面から掻き落とされ、クリーナハウジング212内に収容される。
【００７４】
このように、単色プリンタ１の電位勾配を制御することにより、最終転写ロール40にクリーニング装置を設けることなく、また最終転写ロール40を中間転写ロール20に対して当接・離間させる機構を設けることなく、最終転写ロール40上の逆極トナーをプリントモードの初期の段階においてクリーニングすることができるため、小型かつ安価な単色プリンタを提供することができる。
【００７５】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、本発明によれば、小型かつ安価な構成で最終転写体のクリーニングを行うことができる画像形成装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明の実施例1に係るフルカラープリンタの断面概略図である。
【図２】図２は、本発明の実施例1に係るフルカラープリンタの要部断面図である。
【図３】図３は、本発明の実施例1に係るフルカラープリンタの電位勾配制御系を説明するブロック図である。
【図４】図４は、本発明の実施例1に係るフルカラープリンタの状態遷移を示すものである。
【図５】図５は、本発明の実施例1に係るフルカラープリンタのプリントモード最中の動作を説明するものである。
【図６】図６は、本発明の実施例1に係るフルカラープリンタのプロセスコントロールモード最中の動作を説明するものである。
【図７】図７は、本発明の実施例1に係るフルカラープリンタのプリントモード初期の動作を説明するものである。
【図８】図８は、本発明の変形例に係るフルカラープリンタのプリントモード初期の動作を説明するものである。
【図９】図９は、本発明の実施例２に係る単色プリンタのプロセスコントロールモード最中の動作を説明するものである。
【図１０】図１０は、本発明の実施例２に係る単色プリンタのプリントモード初期の動作を説明するものである。
【符号の説明】
１…プリンタ（画像形成装置）、１Y〜K…画像形成ユニット（画像形成手段）、１１…帯電ロール（画像形成手段）、１５…露光装置（画像形成手段）、１２…現像装置（画像形成手段）、２０ａ…第一の上流側中間転写ロール（中間転写体）、２０ｂ…第一の下流側中間転写ロール（中間転写体）、３０…第二の中間転写ロール（中間転写体）、４０…最終転写ロール（最終転写体）、２１ａ…第一の上流側クリーニング装置、２１ｂ…第一の下流側クリーニング装置、３１…第二のクリーニング装置、２１０ａ、２１０ｂ、３１０…クリーニングロール（クリーニング体）、２１１ａ、２１１ｂ、３１１…クリーニングブレード、２１２ａ、２１２ｂ、３１２…クリーナハウジング（収容体）、８…トナーセンサ（検知手段）、９…電位制御部（制御手段）、

Claims (23)

1. 像担持体と、
   像担持体の表面に所要の極性に帯電された正極トナーで構成されるトナー画像を形成する画像形成手段と、像担持体と接触して当該像担持体上のトナー画像が転写される少なくとも一つの中間転写体で構成される中間転写装置と、
   中間転写体と接触するとともに当該中間転写体との間に搬送される記録シートに当該中間転写体上のトナー画像を転写する最終転写体と、
   中間転写体と接触するクリーニング体と、
   これらの像担持体、中間転写体、最終転写体、クリーニング体間の電位勾配を制御する制御手段と
   を備える画像形成装置において、
   前記画像形成手段によって出力用画像としての各色のトナー画像を形成する画像形成モードと、各色のトナー画像の相対的な位置関係及び／又は各色の画像濃度を検知するための検知用画像を形成するプロセスコントロールモードを備え、
   前記制御手段は、
   前記画像形成モードにおいて最終転写体上の前記正極トナーの帯電極性と逆の極性に帯電している逆極トナーが、中間転写体を経てクリーニング体に付着するような画像形成用電位勾配を形成し、
   前記プロセスコントロールモードにおいて像担持体上の検知用画像としてのトナー画像が、中間転写体を経てクリーニング体に付着するようなプロセスコントロール用電位勾配を形成し、
   かつ、前記画像形成用電位勾配及びプロセスコントロール用電位勾配を少なくとも前記中間転写体、最終転写体及びクリーニング体に同じ極性の電圧を印加して制御するとともに、前記中間転写体と前記クリーニング体との電位勾配が、前記画像形成用電位勾配と前記プロセスコントロール用電位勾配とで逆の関係になるように制御することを特徴とする画像形成装置。
2. 前記制御手段は、プロセスコントロールモードから画像形成モードに移行する時に、最終転写体上の逆極トナーが中間転写体を経てクリーニング体に付着する専用のクリーニングモードを経ることなく画像形成モードに切り替える請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記逆極トナーをクリーニング体に付着させる画像形成用電位勾配は、プロセスコントロール用電位勾配を形成した後に行うものである請求項１に記載の画像形成装置。
4. 前記最終転写体にはクリーニング体が接触しない請求項１〜３のいずれかに記載の画像形成装置。
5. 前記画像形成用電位勾配により、像担持体上の出力用画像としてのトナー画像が、中間転写体を経て、最終転写体により記録シート上に転写される請求項１〜４のいずれかに記載の画像形成装置。
6. 前記中間転写体上の検知用画像としてのトナー画像の濃度を検知する検知手段を備えている請求項１〜５のいずれかに記載の画像形成装置。
7. 前記最終転写体は、少なくとも前記プロセスコントロールモードにおいて、前記中間転写体と接触している請求項１に記載の画像形成装置。
8. 前記プロセスコントロール用電位勾配を形成する際の、最終転写体と、最終転写体に接触する中間転写体との電位差が０〜１５００〔Ｖ〕の範囲である請求項１又は７に記載の画像形成装置。
9. 前記プロセスコントロールモードは、画像形成装置への電源投入直後に行われる請求項１〜８のいずれかに記載の画像形成装置。
10. 前記プロセスコントロールモードは、一の画像形成モードと次の画像形成モードとの間に行われる請求項１に記載の画像形成装置。
11. 前記像担持体として異なる色用の複数の像担持体を備え、前記中間転写装置として一の中間転写体を備える請求項１〜１０のいずれかに記載の画像形成装置。
12. 前記像担持体として異なる色用の複数の像担持体を備え、前記中間転写装置としてこれら複数の像担持体の一部と接触する第一の上流側中間転写体と、これら複数の像担持体の残りの一部と接触する第一の下流側中間転写体と、これら第一の上流側中間転写体及び第一の下流側中間転写体に接触し、第一の上流側中間転写体からトナー画像が転写された後に第一の下流側中間転写体からトナー画像が転写される第二の中間転写体とを備え、
    前記最終転写体は当該第二の中間転写体に接触する請求項１〜１１のいずれかに記載の画像形成装置。
13. 前記像担持体としてイエロー用、マゼンタ用、シアン用、ブラック用の４つの像担持体を備え、
    前記中間転写装置としてこれら４つの像担持体のうちそれぞれ２つの像担持体と接触する第一の上流側中間転写体及び第一の下流側中間転写体と、これら第一の上流側中間転写体及び第一の下流側中間転写体に接触し、第一の上流側中間転写体からトナー画像が転写された後に第一の下流側中間転写体からトナー画像が転写される第二の中間転写体とを備え、
    前記最終転写体は当該第二の中間転写体に接触する請求項１〜１２のいずれかに記載の画像形成装置。
14. 前記中間転写体上のトナー画像の濃度を検知する検知手段を備え、
    前記検知手段は、前記第二の中間転写体上のトナー画像の濃度を検知する請求項１２又は１３に記載の画像形成装置。
15. 前記クリーニング体として、前記第一の上流側中間転写体に接触する第一の上流側クリーニング体と、前記第二の中間転写体に接触する第二のクリーニング体とを備える請求項１２〜１４のいずれかに記載の画像形成装置。
16. 前記制御手段は、画像形成モードにおいて、最終転写体上の逆極トナーが、第二の中間転写体を経て第二のクリーニング体に付着するような画像形成用電位勾配を形成する請求項１５に記載の画像形成装置。
17. 前記制御手段は、プロセスコントロールモードにおいて、像担持体上の検知用画像としてのトナー画像が、第一の上流側中間転写体及び第一の下流側中間転写体、第二の中間転写体を経て、第二のクリーニング体に付着するようなプロセスコントロール用電位勾配を形成する請求項１５又は１６に記載の画像形成装置。
18. 前記クリーニング体として、前記第一の下流側中間転写体に接触する第一の下流側クリーニング体を備える請求項１２〜１６のいずれかに記載の画像形成装置。
19. 前記クリーニング体はクリーニングロールであり、当該クリーニングロールに圧接するクリーニングブレードと、これらクリーニングロール及びクリーニングブレードとによりクリーニングされたトナーを回収する収容体とを有するクリーニング装置を備える請求項１〜１８のいずれかに記載の画像形成装置。
20. 前記最終転写体の表面粗さ（Ｒｚ）は、２０〔μｍ（Ｒｚ）〕以下である請求項１〜１９のいずれかに記載の画像形成装置。
21. 前記中間転写体の表面粗さ（Ｒｚ）は、１０〔μｍ（Ｒｚ）〕以下である請求項１〜２０のいずれかに記載の画像形成装置。
22. 前記中間転写体よりも前記最終転写体の方が表面粗さ（Ｒｚ）が粗い請求項１〜２１のいずれかに記載の画像形成装置。
23. 前記最終転写体の表面は、樹脂コート層又は樹脂チューブ層で構成される請求項１〜２２のいずれかに記載の画像形成装置。

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