JP4367040B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、複写機、プリンター、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、画像形成装置におけるクリーニング技術の改良に関する。

従来から、電子写真方式（静電転写方式）を利用した複写機、プリンター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、最終転写体によって記録シート上にトナー像を転写し、その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が記録シート上に形成される。そして、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って除去される。

画像形成装置内のクリーニングに関しては、従来から次のような技術が提案されている。すなわち、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提案されている（例えば、特許文献１参照）。

また、最終転写体及び第２の中間転写体間で記録シートに多重色トナーを転写させるが、その多重色トナーは通常マイナスに帯電している（これを正極トナーという）。そして、この多重色トナーの記録シートへの転写不良が起きないように最終転写体の電圧が設定されており、クリーニング装置は、この多重色トナーにおける残留トナー（正極トナー）のクリーニング不良を回避する電圧設定を基本としている。
特開２００１−７５４４８公報

しかしながら、記録シートの種類や搬送速度によっては、最終転写体に印加する電圧（過剰電流）により、多重色の残留トナーのうち、ある単色の残留トナーが逆極トナーになる（プラスに帯電される）ことがあり、上記電圧設定のクリーニング装置では、逆極トナーとなった単色の残留トナーを完全に回収することができなかった。そのため、図７で示すように、回収しきれなかった残留トナー（逆極トナー）が上流側の第１の中間転写体とのニップ部において、次の多重色トナーと重なり合い、いわゆるゴーストとなって最終画像上に現れてしまうことがあった。

そこで、本発明は、このような問題点に鑑み、記録媒体の種類や搬送速度によって残留トナーの帯電状態（極性）が変化しても、その残留トナーを確実に回収・除去することができる画像形成装置を得ることを目的とする。

上記の目的を達成するために、本発明に係る請求項１に記載の画像形成装置は、表面に帯電電位の差による静電潜像が形成される像担持体と、前記像担持体の表面にトナー画像を形成する画像形成手段と、前記像担持体のトナー像が転写される転写体と、前記転写体から記録媒体にトナー像を転写する最終転写体と、前記転写体と接触するクリーニング体と、これら像担持体、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、を備えた画像形成装置において、前記クリーニング体には、前記転写体のトナー像が前記記録媒体に転写された際に、該転写体上に残留する逆極トナーを前記クリーニング体に付着させるような電位勾配を形成させる逆極トナー付着電圧と、前記転写体のトナー像が前記記録媒体に転写された際に、該転写体上に残留する正極トナーを前記クリーニング体に付着させるような電位勾配を形成させる正極トナー付着電圧と、が印加されるように構成され、前記転写体のトナー像を前記記録媒体に転写させる際の前記クリーニング体の電圧が、前記記録媒体の種類に応じて、前記逆極トナー付着電圧及び前記正極トナー付着電圧に切り替えられることを特徴としている。

請求項１の発明によれば、転写体のトナー像を記録媒体に転写させる際のクリーニング体の電圧は、記録媒体の種類に応じて、逆極トナー付着電圧及び正極トナー付着電圧に切り替えられる。したがって、記録媒体の種類によって残留トナーの帯電状況（極性）が変化しても、それに応じた適切な電圧値が設定されるので、確実に残留トナーを回収することができる。よって、ゴーストなどは発生しない。

また、本発明に係る請求項２に記載の画像形成装置は、表面に帯電電位の差による静電潜像が形成される像担持体と、前記像担持体の表面にトナー画像を形成する画像形成手段と、前記像担持体のトナー像が転写される転写体と、前記転写体から記録媒体にトナー像を転写する最終転写体と、前記転写体と接触するクリーニング体と、これら像担持体、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、を備えた画像形成装置において、前記クリーニング体には、前記転写体のトナー像が前記記録媒体に転写された際に、該転写体上に残留する逆極トナーを前記クリーニング体に付着させるような電位勾配を形成させる逆極トナー付着電圧と、前記転写体のトナー像が前記記録媒体に転写された際に、該転写体上に残留する正極トナーを前記クリーニング体に付着させるような電位勾配を形成させる正極トナー付着電圧と、が印加されるように構成され、前記転写体のトナー像を前記記録媒体に転写させる際の前記クリーニング体の電圧が、前記記録媒体の搬送速度に応じて、前記逆極トナー付着電圧及び前記正極トナー付着電圧に切り替えられることを特徴としている。

請求項２の発明によれば、転写体のトナー像を記録媒体に転写させる際のクリーニング体の電圧は、記録媒体の搬送速度に応じて、逆極トナー付着電圧及び正極トナー付着電圧に切り替えられる。したがって、記録媒体の搬送速度によって残留トナーの帯電状況（極性）が変化しても、それに応じた適切な電圧値が設定されるので、確実に残留トナーを回収することができる。よって、ゴーストなどは発生しない。

また、請求項３に記載の画像形成装置は、請求項１又は請求項２に記載の画像形成装置において、連続印字中において、前記クリーニング体の電圧が切り替わるときに、記録媒体を搬送させずにクリーニングを行うことを特徴としている。

また、請求項４に記載の画像形成装置は、請求項１〜請求項３の何れか１項に記載の画像形成装置において、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、前記転写体として、前記複数の像担持体からトナー像が転写される第１の転写体と、第１の転写体からトナー像が転写され、最終転写体に接触して、記録媒体へトナー像を転写する第２の転写体と、を備えたことを特徴としている。

そして、請求項５に記載の画像形成装置は、請求項１〜請求項３の何れか１項に記載の画像形成装置において、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、前記転写体として、前記複数の像担持体の一部と接触する第１の上流側中間転写体と、前記複数の像担持体の残りと接触する第１の下流側中間転写体と、これら第１の上流側中間転写体及び第１の下流側中間転写体に接触し、第１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１の下流側中間転写体からトナー画像が転写される第２の中間転写体と、を備え、前記最終転写体は、前記第２の中間転写体に接触することを特徴としている。

更に、請求項６に記載の画像形成装置は、請求項１〜請求項３の何れか１項に記載の画像形成装置において、前記像担持体として、イエロー用、マゼンタ用、ブラック用、シアン用の４つの像担持体を備え、前記転写体として、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１の上流側中間転写体及び第１の下流側中間転写体と、これら第１の上流側中間転写体及び第１の下流側中間転写体に接触し、第１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１の下流側中間転写体からトナー画像が転写される第２の中間転写体と、を備え、前記最終転写体は、前記第２の中間転写体に接触することを特徴としている。

また、請求項７に記載の画像形成装置は、請求項５又は請求項６に記載の画像形成装置において、前記クリーニング体として、前記第１の上流側中間転写体に接触する第１の上流側クリーニング体と、前記第２の中間転写体に接触する第２のクリーニング体と、を備えたことを特徴としている。

そして、請求項８に記載の画像形成装置は、請求項７に記載の画像形成装置において、前記制御手段が、記録媒体転写後の逆極トナーが、前記第２の中間転写体を経て、前記第２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を特徴としており、請求項９に記載の画像形成装置は、請求項７に記載の画像形成装置において、前記制御手段が、記録媒体転写後の正極トナーが、前記第２の中間転写体を経て、前記第２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を特徴としている。

また、請求項１０に記載の画像形成装置は、請求項５〜請求項７の何れか１項に記載の画像形成装置において、前記制御手段が、記録媒体転写後の逆極トナーが、前記第２の中間転写体、前記第１の上流側中間転写体を経て、前記第１の上流側クリーニング体に付着するような電位勾配を形成することを特徴としている。

また、請求項１１に記載の画像形成装置は、請求項５〜請求項７の何れか１項に記載の画像形成装置において、前記クリーニング体として、前記第１の下流側中間転写体に接触する第１の下流側クリーニング体を備えたことを特徴としており、請求項１２に記載の画像形成装置は、請求項１１に記載の画像形成装置において、前記制御手段が、最終転写体上の逆極トナーが、前記第２の中間転写体、前記第１の下流側中間転写体を経て、前記第１の下流側クリーニング体に付着するような電位勾配を形成することを特徴としている。

また、請求項１３に記載の画像形成装置は、請求項１〜請求項１２の何れか１項に記載の画像形成装置において、前記クリーニング体が、少なくとも１つのロールにより構成されていることを特徴としている。

また、請求項１４に記載の画像形成装置は、請求項１〜請求項１２の何れか１項に記載の画像形成装置において、前記クリーニング体がクリーニングロールであり、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たことを特徴としている。

なお、画像形成手段としては、像担持体の表面を一様に帯電する帯電手段、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）、像担持体の表面に形成された静電潜像に対して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体が挙げられる。この場合、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、この接触型帯電体間の電位勾配も制御する。

以上、本発明によれば、記録媒体の種類や搬送速度に応じて最適なクリーニング電圧が選択されるため、残留トナーの極性に拘わらず、確実にその残留トナーを回収することができる。

以下、本発明の最良な実施の形態について、図面に示す実施例を基に詳細に説明する。図１は本発明に係る画像形成装置としてのタンデム型フルカラープリンターを示す概略側面図であり、図２は図１に示したフルカラープリンターの要部を示す概略側面図である。このフルカラープリンター１０は、大きく分けて、画像形成部１２、中間転写装置１４、最終転写部１６、定着装置１８、給紙部２０により構成されている。

画像形成部１２は、イエロー（Ｙ）用、マゼンタ（Ｍ）用、ブラック（Ｋ）用、シアン（Ｃ）用の４つの画像形成ユニット２２Ｙ、２２Ｍ、２２Ｋ、２２Ｃと、露光装置２４とで構成されている。各画像形成ユニット２２Ｙ〜２２Ｃは、それぞれ４つの感光体ドラム（像担持体）２６Ｙ、２６Ｍ、２６Ｋ、２６Ｃと、感光体ドラム２６Ｙ〜２６Ｃにそれぞれ接触する帯電ロール（接触型帯電体）２８Ｙ、２８Ｍ、２８Ｋ、２８Ｃと、感光体ドラム２６Ｙ〜２６Ｃにそれぞれ対峙する現像装置３０Ｙ、３０Ｍ、３０Ｋ、３０Ｃと、感光体ドラム２６Ｙ〜２６Ｃにそれぞれ接触する感光体ブラシロール３２Ｙ、３２Ｍ、３２Ｋ、３２Ｃとで構成されている。

ここで、感光体ドラム２６周辺の各部材の配置としては、感光体ドラム２６を中心に、感光体ドラム２６の回転方向上流側から下流側にかけて、帯電ロール２８、現像装置３０、後述する第１の上流側又は下流側中間転写ロール３４、３６、感光体ブラシロール３２が順に配設されている。

感光体ドラム２６Ｙ〜２６Ｃは、帯電ロール２８Ｙ〜２８Ｃによって−９００Ｖ程度のＤＣ電圧が印加され、これにより、約−４２０Ｖ程度に一様に帯電される。そして、露光装置２４で静電潜像が書き込まれた際に、その表面電位は約−７０Ｖ程度にまで除電される。

現像装置３０Ｙ〜３０Ｃは、現像ロール、現像剤量規制部材、現像剤搬送部材と、現像剤を搬送して撹拌するオーガーとを備えた磁気ブラシ接触型２成分現像方式の現像装置である。なお、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３０ｇ／ｍ²〜４５ｇ／ｍ²であり、このときに現像ロール上に存在するトナーの帯電量は約−４０μＣ／ｇ〜−５０μＣ／ｇ程度である。この現像装置３０Ｙ〜３０Ｃ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、１．３ｋＶｐｐで、ＤＣが−３５０Ｖ程度である。

中間転写装置１４は、感光体ドラム２６Ｙ、２６Ｍに接触する第１の上流側中間転写ロール（第１の上流側中間転写体）３４と、感光体ドラム２６Ｋ、２６Ｃに接触する第１の下流側中間転写ロール（第１の下流側中間転写体）３６と、これら２つの第１の中間転写ロール３４、３６に接触する第２の中間転写ロール３８（第２の中間転写体）と、第２の中間転写ロール３８上におけるトナー画像の有無及び濃度を光学的に検知するトナーセンサー４０を備えている。このトナーセンサー４０の検知結果に基いて、各帯電バイアス、各現像バイアス、各現像装置３０におけるトナー補給量などが制御される。

また、第１の上流側中間転写ロール３４は第１の上流側クリーニング装置４２を備えている。この第１の上流側クリーニング装置４２は、第１の上流側中間転写ロール３４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）４４と、そのクリーニングロール４４に当接するクリーニングブレード４６と、クリーニングロール４４よりも第１の上流側中間転写ロール３４の回転方向上流側近傍において、その中間転写ロール３４に接触するブラシロール４８と、これらクリーニングロール４４、クリーニングブレード４６、ブラシロール４８を収容するクリーナーハウジング（収容体）５０を備えている。

同様に、第１の下流側中間転写ロール３６は第１の下流側クリーニング装置５２を備えている。この第１の下流側クリーニング装置５２は、第１の下流側中間転写ロール３６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）５４と、そのクリーニングロール５４に当接するクリーニングブレード５６と、クリーニングロール５４よりも第１の下流側中間転写ロール３６の回転方向上流側近傍において、その中間転写ロール３６に接触するブラシロール５８と、これらクリーニングロール５４、クリーニングブレード５６、ブラシロール５８を収容するクリーナーハウジング（収容体）６０を備えている。

更に、第２の中間転写ロール３８は第２のクリーニング装置６２を備えている。この第２のクリーニング装置６２は、第２の中間転写ロール３８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）６４と、そのクリーニングロール６４に当接するクリーニングブレード６６と、クリーニングロール６４よりも第２の中間転写ロール３８の回転方向下流側近傍において、その中間転写ロール３８に接触するブラシロール６８と、これらクリーニングロール６４、クリーニングブレード６６、ブラシロール６８を収容するクリーナーハウジング（収容体）７０を備えている。

ここで、第１の上流側中間転写ロール３４における周辺部材の配置としては、第１の上流側中間転写ロール３４を中心に、第１の上流側中間転写ロール３４の回転方向上流側から下流側にかけて、感光体ドラム２６Ｍ、感光体ドラム２６Ｙ、第２の中間転写ロール３８、ブラシロール４８、クリーニングロール４４が順に配設されている。

また、第１の下流側中間転写ロール３６における周辺部材の配置としては、第１の下流側中間転写ロール３６を中心に、第１の下流側中間転写ロール３６の回転方向上流側から下流側にかけて、感光体ドラム２６Ｃ、感光体ドラム２６Ｋ、第２の中間転写ロール３８、ブラシロール５８、クリーニングロール５４が順に配設されている。

更に、第２の中間転写ロール３８における周辺部材の配置としては、第２の中間転写ロール３８を中心に、第２の中間転写ロール３８の回転方向上流側から下流側にかけて、第１の上流側中間転写ロール３４、第１の下流側中間転写ロール３６、トナーセンサー４０、後述する最終転写ロール７２、クリーニングロール６４、ブラシロール６８が順に配設されている。

第１の中間転写ロール３４、３６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いる。そして、感光体ドラム２６Ｙ〜２６Ｃから、この第１の中間転写ロール３４、３６にトナー像を転写するのに必要な表面電位の最適値が、記録用紙Ｓの種類や搬送速度、トナーの帯電状態、雰囲気温度、湿度等により設定される。

第２の中間転写ロール３８は、第１の中間転写ロール３４、３６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いる。そして、第１の中間転写ロール３４、３６から、この第２の中間転写ロール３８にトナー像を転写するのに必要な表面電位の最適値が、記録用紙Ｓの種類や搬送速度、トナーの帯電状態、雰囲気温度、湿度等により設定される。

最終転写部１６を構成する最終転写ロール７２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形成されている。そして、第２の中間転写ロール３８から、記録用紙Ｓ上にトナー像を転写するために、この最終転写ロール７２に印加する転写電圧の最適値が、記録用紙Ｓの種類や搬送速度、トナーの帯電状態、雰囲気温度、湿度等により設定される。通常、最終転写ロール７２に印加する転写電圧は＋１２００Ｖ〜＋４２００Ｖ程度の範囲であり、ここでは定電圧制御方式を採用して、その最適値は常温常湿の環境下で＋２０００Ｖ程度である。

なお、最終転写ロール７２は、第１の中間転写ロール３４、３６、第２の中間転写ロール３８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構成である。また、各クリーニング装置４２、５２、６２のクリーニングロール４４、５４、６４及びブラシロール４８、５８、６８に印加するクリーニング電圧の最適値も、記録用紙Ｓの種類や搬送速度、トナーの帯電状態、雰囲気温度、湿度等により設定される。

定着装置１８は、加熱ロール７４と加圧ロール７６とが圧接されて定着ニップを形成している。加熱ロール７４中には熱源としてのハロゲンランプ（図示省略）が配設され、定着時には加熱ロール７４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記録用紙Ｓの搬送方向下流側に、定着排出ロール対７８が配設されている。

給紙部２０は、給紙トレイ８０から排出トレイ８２に至るまでの記録用紙Ｓの搬送経路（図中点線で示す）Ｐに沿って形成されている。給紙トレイ８０内には複数枚の記録用紙Ｓが収容されており、その給紙トレイ８０から搬送経路Ｐの下流側にかけて、ピックアップロール８４Ａとリタードロール８４Ｂからなるロール対８４、搬送ロール対８６、レジストロール対８８、（最終転写ロール７２及び定着装置１８を経て）排出ロール対９０が順に配設されている。

以上のような構成のフルカラープリンター１０において、次に各中間転写ロール３４、３６、３８、各クリーニングロール４４、５４、６４、各ブラシロール４８、５８、６８の電位制御について説明をする。上記したように、各中間転写ロール３４、３６、３８、各クリーニングロール４４、５４、６４、各ブラシロール４８、５８、６８に印加する電圧は、記録用紙Ｓの種類や搬送速度、トナーの帯電状態、雰囲気温度、湿度等により設定され、これにより適切な電位勾配が形成される。

図３にその記録用紙Ｓの種類や搬送速度、トナーの帯電状態、雰囲気温度、湿度等により設定される各電圧モードを示す。そして、図４にそのうちの常温常湿（環境Ｎｏ．４）、低温低湿（環境Ｎｏ．０）、高温高湿（環境Ｎｏ．８）における各電圧モード値を一例として示す。なお、記録用紙Ｓの種類は、例えば用紙モードＡが普通紙、用紙モードＢが再生紙、用紙モードＣが厚紙、用紙モードＤがコート紙、用紙モードＥがＯＨＰのように設定される。そして、記録用紙Ｓの搬送速度は、例えば用紙モードＡ、Ｂが全速、用紙モードＣ、Ｄ、Ｅが半速のように設定される。

具体的に説明すると、例えば、常温常湿（環境Ｎｏ．４）下で、記録用紙Ｓが普通紙（用紙モードＡ）の場合、記録用紙Ｓの搬送速度は全速となり、この場合の電圧モードは図３から「逆極トナーキャッチ」モードとなることが判る。なお、記録用紙Ｓの種類が普通紙であることは、ユーザーがコンピューター上のプリンタードライバー等によって適宜入力することにより設定される。また、雰囲気温度、湿度はプリンター１０にセンサーを設けて自動的に判別されるようにしてもよいし、上記と同様に、ユーザーがコンピューター上のプリンタードライバーによって適宜入力するようにしてもよい。

こうして、「逆極トナーキャッチ」モードであることが判明すると、図４で示すように、各環境毎、各用紙種類毎、各搬送速度毎に、各中間転写ロール３４、３６、３８、各クリーニングロール４４、５４、６４、各ブラシロール４８、５８、６８に印加する電圧値が予め設定されているので、その中から上記「逆極トナーキャッチ」モードの電圧値が選択されて、各中間転写ロール３４、３６、３８、各クリーニングロール４４、５４、６４、各ブラシロール４８、５８、６８に、それぞれ印加される。

すなわち、図４（Ａ）で示すように、第１の中間転写ロール３４、３６は４００Ｖ、第２の中間転写ロール３８は８５０Ｖ、第１のクリーニング装置４２、５２のクリーニングロール４４、５４は１００Ｖ、ブラシロール４８、５８は７５０Ｖ、第２のクリーニング装置６２のクリーニングロール６４は５００Ｖ、ブラシロール６８は１１５０Ｖに印加される。

この状態を図５で示す。この図５には常温常湿環境下での「逆極トナーキャッチ」モードにおける出力用画像としてのトナー画像の移動状況が示されている。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。したがって、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ことになる。

各画像形成ユニット２２Ｙ〜２２Ｃにより、感光体ドラム２６Ｙ〜２６Ｃ上にはそれぞれイエロー、マゼンタ、ブラック、シアンのトナー画像が形成される。すなわち、各感光体ドラム２６の表面が帯電ロール２８により一様に帯電され、露光装置２４から出力画像に対応したレーザービームＬが帯電後の感光体ドラム２６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２６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３０が選択的にトナーを付与し、感光体ドラム２６上にトナー画像が形成される。

まず、マゼンタ用の感光体ドラム２６Ｍから、第１の上流側中間転写ロール３４へ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２６Ｙから、第１の上流側中間転写ロール３４へ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、シアン用の感光体ドラム２６Ｃから、第１の下流側中間転写ロール３６へシアンのトナー画像が一次転写される。次いで、ブラック用の感光体ドラム２６Ｋから、第１の下流側中間転写ロール３６へブラックのトナー画像が一次転写される。

一次転写されたマゼンタとイエローのトナー画像は、第２の中間転写ロール３８へ二次転写される。一方、一次転写されたシアンとブラックのトナー画像も、第２の中間転写ロール３８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２の中間転写ロール３８上に形成される。

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２の中間転写ロール３８と最終転写ロール７２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８８（図１参照）から記録シートとしての記録用紙Ｓがニップ部分に搬送され、記録用紙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。

なお、この記録用紙Ｓは、その後、定着装置１８の加熱ロール７４と加圧ロール７６とのニップ部分を通過する（図１参照）。その際、両ロール７４、７６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記録用紙Ｓに定着し、永久像となる。更に、その後、記録用紙Ｓは、排出ロール対９０により排出トレイ８２へと排出され、フルカラー画像形成が終了する。

一方、トナー画像を構成するトナーのうち、記録用紙Ｓに接触しても転写されず、そのまま第２の中間転写ロール３８の回転とともに移動する残留トナーが存在する。この残留トナーの殆どはマイナス帯電しているが、最終転写ロール７２に接触したことにより、プラスに帯電する逆極トナーも一部存在している。

したがって、この「逆極トナーキャッチ」モードの場合は、まず、第２のクリーニング装置６２により、プラスに帯電している逆極の残留トナーが電位関係によりクリーニングロール６４に付着し、クリーニングブレード６６によりクリーニングロール６４表面から掻き落とされて、クリーナーハウジング７０内に収容される。なお、クリーナーハウジング７０に収容されたトナーを図示しない回収ボックス内に搬送するように構成してもよい。

また、このとき、マイナスに帯電している正極の残留トナーは電位関係により、クリーニングロール６４に付着することはない。クリーニングロール６４に付着しなかった正極の残留トナーは、電位関係によりクリーニングロール６４よりも下流側に配置されているブラシロール６８に付着して保持され、第２の中間転写ロール３８上から除去される。したがって、ゴーストが発生することはない。

また、例えば、常温常湿（環境Ｎｏ．４）下で、記録用紙Ｓが再生紙（用紙モードＢ）の場合、記録用紙Ｓの搬送速度は全速となり、この場合の電圧モードは図３から「正極トナーキャッチ」モードとなることが判る。したがって、上記と同様にして、図４（Ａ）から第１の中間転写ロール３４、３６は４００Ｖ、第２の中間転写ロール３８は８５０Ｖ、第１のクリーニング装置４２、５２のクリーニングロール４４、５４は１００Ｖ、ブラシロール４８、５８は９００Ｖ、第２のクリーニング装置６２のクリーニングロール６４は１２５０Ｖ、ブラシロール６８は１４５０Ｖに印加される。

この状態を図６で示す。この図６には常温常湿環境下での「正極トナーキャッチ」モードにおける出力用画像としてのトナー画像の移動状況が示されている。なお、上記したように、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。したがって、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。

各画像形成ユニット２２Ｙ〜２２Ｃにより、感光体ドラム２６Ｙ〜２６Ｃ上にはそれぞれイエロー、マゼンタ、ブラック、シアンのトナー画像が形成される。すなわち、各感光体ドラム２６の表面が帯電ロール２８により一様に帯電され、露光装置２４から出力画像に対応したレーザービームＬが帯電後の感光体ドラム２６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２６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３０が選択的にトナーを付与し、感光体ドラム２６上にトナー画像が形成される。

まず、マゼンタ用の感光体ドラム２６Ｍから、第１の上流側中間転写ロール３４へ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２６Ｙから、第１の上流側中間転写ロール３４へ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、シアン用の感光体ドラム２６Ｃから、第１の下流側中間転写ロール３６へシアンのトナー画像が一次転写される。次いで、ブラック用の感光体ドラム２６Ｋから、第１の下流側中間転写ロール３６へブラックのトナー画像が一次転写される。

一次転写されたマゼンタとイエローのトナー画像は、第２の中間転写ロール３８へ二次転写される。一方、一次転写されたシアンとブラックのトナー画像も、第２の中間転写ロール３８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２の中間転写ロール３８上に形成される。

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２の中間転写ロール３８と最終転写ロール７２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８８（図１参照）から記録シートとしての記録用紙Ｓがニップ部分に搬送され、記録用紙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。

そして、この記録用紙Ｓは、その後、定着装置１８の加熱ロール７４と加圧ロール７６とのニップ部分を通過する（図１参照）。その際、両ロール７４、７６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記録用紙Ｓに定着し、永久像となる。更に、その後、記録用紙Ｓは、排出ロール対９０により排出トレイ８２へと排出され、フルカラー画像形成が終了する。

一方、トナー画像を構成するトナーのうち、記録用紙Ｓに接触しても転写されず、そのまま第２の中間転写ロール３８の回転とともに移動する残留トナーが存在する。この残留トナーの殆どはマイナス帯電しているが、最終転写ロール７２に接触したことにより、プラスに帯電する逆極トナーも一部存在している。

したがって、この「正極トナーキャッチ」モードの場合は、まず、第２のクリーニング装置６２により、マイナスに帯電している正極の残留トナーが電位関係によりクリーニングロール６４に付着し、クリーニングブレード６６によりクリーニングロール６４表面から掻き落とされて、クリーナーハウジング７０内に収容される。なお、クリーナーハウジング７０に収容されたトナーを図示しない回収ボックス内に搬送するように構成してもよいことは上記と同様である。

また、このとき、プラスに帯電している逆極の残留トナーは電位関係により、クリーニングロール６４に付着することはない。クリーニングロール６４に付着しなかった逆極の残留トナーは、電位関係によりクリーニングロール６４よりも下流側に配置されているブラシロール６８に付着して保持され、第２の中間転写ロール３８上から除去される。したがって、ゴーストが発生することはない。

なお、各電圧が切り替わるとき、つまり、記録用紙Ｓの種類や搬送速度が変更されるときには、記録用紙Ｓを搬送することなく、上記したような電圧モード（「逆極トナーキャッチ」モード又は「正極トナーキャッチ」モード）でクリーニングを実行することが好ましい。また、このときには、第２のクリーニング装置６２で残留トナーを除去するのではなく、第１の上流側中間転写ロール３４を介して第１の上流側クリーニング装置４２で除去するように構成したり、第１の下流側中間転写ロール３６を介して第１の下流側クリーニング装置５２で除去するように構成してもよい。

何れにしても、各中間転写ロール３４、３６、３８、各クリーニングロール４４、５４、６４、各ブラシロール４８、５８、６８に形成される電位勾配は、記録用紙Ｓの種類や搬送速度、トナーの帯電状態、雰囲気温度、湿度等により予め決定されており、ユーザーが記録用紙Ｓの種類（用紙モード）や搬送速度等を適宜選択することにより、自動的に適切な電位勾配が形成される構成になっている。したがって、各中間転写ロール３４、３６、３８上に残留している残留トナーは記録用紙Ｓの種類や搬送速度が変更されても確実に回収・除去される。

また、上記したフルカラープリンター１０は、中間転写装置１４として、第１の上流側中間転写ロール３４、第１の下流側中間転写ロール３６、第２の中間転写ロール３８という３つの中間転写体を備えるが、中間転写装置１４として、１つの中間転写ロール（図示省略）のみを備える場合も同様の効果が得られることは言うまでもない。

本発明に係るフルカラープリンターの概略側面図 本発明に係るフルカラープリンターの要部概略側面図 本発明に係る電圧モードを示す表 本発明に係る電圧モード値を示す表 本発明に係る「逆極トナーキャッチ」モードにおける動作説明図 本発明に係る「正極トナーキャッチ」モードにおける動作説明図 従来のフルカラープリンターの動作説明図

符号の説明

１０ プリンター（画像形成装置）
２２ 画像形成ユニット（画像形成手段）
２６ 感光体ドラム（像担持体）
３４ 第１の上流側中間転写ロール（中間転写体）
３６ 第１の下流側中間転写ロール（中間転写体）
３８ 第２の中間転写ロール（中間転写体）
４２ 第１の上流側クリーニング装置
５２ 第１の下流側クリーニング装置
６２ 第２のクリーニング装置
４４、５４、６４ クリーニングロール（クリーニング体）
４６、５６、６６ クリーニングブレード
４８、５８、６８ ブラシロール
５０、６０、７０ クリーナーハウジング（収容体）
７２ 最終転写ロール（最終転写体）

Claims (14)

1. 表面に帯電電位の差による静電潜像が形成される像担持体と、前記像担持体の表面にトナー画像を形成する画像形成手段と、前記像担持体のトナー像が転写される転写体と、前記転写体から記録媒体にトナー像を転写する最終転写体と、前記転写体と接触するクリーニング体と、これら像担持体、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、を備えた画像形成装置において、
   前記クリーニング体には、前記転写体のトナー像が前記記録媒体に転写された際に、該転写体上に残留する逆極トナーを前記クリーニング体に付着させるような電位勾配を形成させる逆極トナー付着電圧と、前記転写体のトナー像が前記記録媒体に転写された際に、該転写体上に残留する正極トナーを前記クリーニング体に付着させるような電位勾配を形成させる正極トナー付着電圧と、が印加されるように構成され、
   前記転写体のトナー像を前記記録媒体に転写させる際の前記クリーニング体の電圧が、前記記録媒体の種類に応じて、前記逆極トナー付着電圧及び前記正極トナー付着電圧に切り替えられることを特徴とする画像形成装置。
2. 表面に帯電電位の差による静電潜像が形成される像担持体と、前記像担持体の表面にトナー画像を形成する画像形成手段と、前記像担持体のトナー像が転写される転写体と、前記転写体から記録媒体にトナー像を転写する最終転写体と、前記転写体と接触するクリーニング体と、これら像担持体、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、を備えた画像形成装置において、
   前記クリーニング体には、前記転写体のトナー像が前記記録媒体に転写された際に、該転写体上に残留する逆極トナーを前記クリーニング体に付着させるような電位勾配を形成させる逆極トナー付着電圧と、前記転写体のトナー像が前記記録媒体に転写された際に、該転写体上に残留する正極トナーを前記クリーニング体に付着させるような電位勾配を形成させる正極トナー付着電圧と、が印加されるように構成され、
   前記転写体のトナー像を前記記録媒体に転写させる際の前記クリーニング体の電圧が、前記記録媒体の搬送速度に応じて、前記逆極トナー付着電圧及び前記正極トナー付着電圧に切り替えられることを特徴とする画像形成装置。
3. 連続印字中において、前記クリーニング体の電圧が切り替わるときに、記録媒体を搬送させずにクリーニングを行うことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の画像形成装置。
4. 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、前記転写体として、前記複数の像担持体からトナー像が転写される第１の転写体と、第１の転写体からトナー像が転写され、最終転写体に接触して、記録媒体へトナー像を転写する第２の転写体と、を備えたことを特徴とする請求項１〜請求項３の何れか１項に記載の画像形成装置。
5. 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、前記転写体として、前記複数の像担持体の一部と接触する第１の上流側中間転写体と、前記複数の像担持体の残りと接触する第１の下流側中間転写体と、これら第１の上流側中間転写体及び第１の下流側中間転写体に接触し、第１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１の下流側中間転写体からトナー画像が転写される第２の中間転写体と、を備え、前記最終転写体は、前記第２の中間転写体に接触することを特徴とする請求項１〜請求項３の何れか１項に記載の画像形成装置。
6. 前記像担持体として、イエロー用、マゼンタ用、ブラック用、シアン用の４つの像担持体を備え、前記転写体として、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１の上流側中間転写体及び第１の下流側中間転写体と、これら第１の上流側中間転写体及び第１の下流側中間転写体に接触し、第１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１の下流側中間転写体からトナー画像が転写される第２の中間転写体と、を備え、前記最終転写体は、前記第２の中間転写体に接触することを特徴とする請求項１〜請求項３の何れか１項に記載の画像形成装置。
7. 前記クリーニング体として、前記第１の上流側中間転写体に接触する第１の上流側クリーニング体と、前記第２の中間転写体に接触する第２のクリーニング体と、を備えたことを特徴とする請求項５又は請求項６に記載の画像形成装置。
8. 前記制御手段は、記録媒体転写後の逆極トナーが、前記第２の中間転写体を経て、前記第２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を特徴とする請求項７に記載の画像形成装置。
9. 前記制御手段は、記録媒体転写後の正極トナーが、前記第２の中間転写体を経て、前記第２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を特徴とする請求項７に記載の画像形成装置。
10. 前記制御手段は、記録媒体転写後の逆極トナーが、前記第２の中間転写体、前記第１の上流側中間転写体を経て、前記第１の上流側クリーニング体に付着するような電位勾配を形成することを特徴とする請求項５〜請求項７の何れか１項に記載の画像形成装置。
11. 前記クリーニング体として、前記第１の下流側中間転写体に接触する第１の下流側クリーニング体を備えたことを特徴とする請求項５〜請求項７の何れか１項に記載の画像形成装置。
12. 前記制御手段は、最終転写体上の逆極トナーが、前記第２の中間転写体、前記第１の下流側中間転写体を経て、前記第１の下流側クリーニング体に付着するような電位勾配を形成することを特徴とする請求項１１に記載の画像形成装置。
13. 前記クリーニング体は、少なくとも１つのロールにより構成されていることを特徴とする請求項１〜請求項１２の何れか１項に記載の画像形成装置。
14. 前記クリーニング体はクリーニングロールであり、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たことを特徴とする請求項１〜請求項１２の何れか１項に記載の画像形成装置。

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