JP2001242719A - 画像形成装置 - Google Patents
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Abstract
帯電したトナーによってトナー像として可視像化し、そ
のトナー像を中間転写体上に1次転写し、さらにその中
間転写体上のトナー像を記録媒体に2次転写し、その2
次転写後に中間転写体表面に付着する転写残トナーを第
2のクリーニング装置のクリーニングローラに静電的に
回収して中間転写体を清掃させる画像形成装置におい
て、第2のクリーニング装置通過後の中間転写体上に残
されたトナーが次の記録媒体に付着する量を減少させ
る。 【解決手段】 中間転写体12上のトナーを第2のクリ
ーニング装置22が除去するときのトナー除去効率が最
大となる値よりも大きな値の電圧をクリーニングローラ
23に印加する。
Description
うに駆動されながら静電潜像が形成される像担持体と、
該静電潜像を正規極性に帯電したトナーによってトナー
像として可視像化する現像装置と、表面が移動するよう
に駆動される中間転写体と、正規極性に帯電したトナー
が前記像担持体から中間転写体に転移する向きの電界を
形成して、像担持体上のトナー像を中間転写体上に1次
転写する1次転写手段と、トナー像を中間転写体に1次
転写したあとの像担持体表面に存在する転写残トナーを
除去する第1のクリーニング装置と、正規極性に帯電し
たトナーが中間転写体から記録媒体上に転移する向きの
電界を形成して、中間転写体上のトナー像を記録媒体上
に2次転写する2次転写手段と、トナー像を記録媒体に
2次転写したあとの中間転写体表面に存在する転写残ト
ナーを除去する第2のクリーニング装置とを具備し、該
第2のクリーニング装置は、中間転写体表面に対置さ
れ、かつ前記正規極性と逆の極性の電圧を印加されるク
リーニング部材と、中間転写体表面から該クリーニング
部材に転移したトナーを除去する清掃手段とを有してい
る画像形成装置に関する。
いはこれらの少なくとも2つの機能を備えた複合機など
として構成される上記形式の画像形成装置は従来より公
知である。この形式の画像形成装置は、その中間転写体
上に互いに色の異なるトナー像を重ねて1次転写し、そ
の重ね合せトナー像を記録媒体上に一括して2次転写す
ることにより、カラー画像を形成することができる。
中間転写体上に存在する転写残トナーは、第2のクリー
ニング装置により、その中間転写体表面から除去され
る。また、第2のクリーニング装置は、2次転写手段の
作用を受けない中間転写体上のトナーを除去する働きも
なす。例えば、画像形成動作中に記録媒体が搬送トラブ
ル(ジャム)を起こしたとき、画像形成装置の動作が止
められ、そのトラブルを起こした記録媒体の除去後、す
なわちジャム処理後に、画像形成動作が再開されるが、
その再開時に、2次転写領域よりも中間転写体移動方向
上流側の中間転写体上に形成されているトナー像は、2
次転写作用を受けることなく2次転写領域を通過し、第
2のクリーニング装置でそのトナーが中間転写体表面か
ら除去される。このように、第2のクリーニング装置
は、中間転写体上の転写残トナーだけでなく、2次転写
作用を受けない中間転写体上のトナーをも除去するもの
であるが、これらのトナーの除去効率、すなわちそのク
リーニング効率が低下すれば、中間転写体上に残された
トナーが、次の記録媒体上に付着し、その記録媒体上の
トナー像の画質を劣化させたり、地肌汚れが著しくなる
欠点を免れない。
第2のクリーニング装置のクリーニング部材によって、
中間転写体上の転写残トナーと、2次転写作用を受けな
い中間転写体上のトナーを最も効率よく除去できるよう
に、すなわちクリーニング部材によるクリーニング効率
が最大となるように、クリーニング部材に対して印加す
る電圧の値を設定していた。
ると、クリーニング部材への印加電圧の値を上述のよう
に設定すると、第2のクリーニング装置によって取り切
れなかった中間転写体上のわずかなトナーが次の記録媒
体上に転移しやすくなり、かえって次の記録媒体に地肌
汚れが発生し、当該記録媒体上に2次転写されたトナー
像の画質を劣化させる不具合のあることが判明した。
域よりも中間転写体表面の移動方向下流側に帯電器を設
け、その帯電器によって中間転写体上の転写残トナーを
その正規極性と逆の極性に強制的に帯電させ、その転写
残トナーを、トナー像の1次転写の行われる1次転写領
域において像担持体表面の側に静電的に移行させ、その
移行したトナーを像担持体清掃用のクリーニング装置に
よって像担持体表面から除去する画像形成装置が提案さ
れている。この画像形成装置は、中間転写体上の転写残
トナーを、中間転写体用のクリーニング装置によって除
去することをやめ、その転写残トナーを全て像担持体表
面に戻し、像担持体用のクリーニング装置によってその
トナーを像担持体から除去するものである。かかる構成
によれば、2次転写後に中間転写体上に付着する転写残
トナーについては、その量が少ないため、これを像担持
体に転移させて当該トナーを像担持体用のクリーニング
装置によって効率よく除去することが可能である。
よっては、2次転写手段による2次転写作用を受けなか
った中間転写体上のトナーを除去することは困難であ
る。すなわち、前述のようにジャム処理後に画像形成動
作を再開したとき、中間転写体上に存在するトナーの量
は、2次転写後の中間転写体上の転写残トナーに比べて
はるかに多量であり、しかも、そのトナーは2次転写作
用を受けないので、正規極性に強く帯電している。従来
の提案に係る画像形成装置においては、このように正規
極性に帯電した多量のトナーについても、これを帯電器
によって正規極性と逆の極性に強制的に帯電させ、これ
を像担持体表面に静電的に戻すのであるが、正規極性に
強く帯電した多量のトナーの全てを、帯電器によって正
規極性と逆極性に帯電させることは困難である。このた
め、像担持体表面に転移しない多量のトナーが中間転写
体上に残され、これが次の記録媒体上に転移し、その記
録媒体がトナーで汚されるおそれがある。
規な認識に基づきなされたものであり、その目的とする
ところは、クリーニングされずに中間転写体上に残され
たトナーが記録媒体に転移するトナーの量を従来よりも
効果的に減少させることのできる冒頭に記載した形式の
画像形成装置を提案することにある。
成するため、冒頭に記載した形式の画像形成装置におい
て、前記クリーニング部材に印加する電圧の絶対値を、
前記2次転写手段による2次転写作用を受けなかった中
間転写体上のトナーを第2のクリーニング装置が除去す
るときのトナー除去効率が最大となるクリーニング部材
への印加電圧の絶対値よりも大きな値に設定したことを
特徴とする画像形成装置を提案する(請求項1)。
電圧の絶対値を、前記2次転写手段による2次転写作用
を受けなかった中間転写体上のトナーを第2のクリーニ
ング装置が除去するときのトナー除去効率が最大となる
クリーニング部材への印加電圧の絶対値の1.5倍以上
に設定すると有利である(請求項2)。
成装置において、前記2次転写手段による2次転写作用
を受けずに第2のクリーニング装置を通過し、かつ前記
1次転写が行われる1次転写領域に至る前の中間転写体
上のトナーの平均帯電量の絶対値が、第2のクリーニン
グ装置に至る前の当該トナーの平均帯電量の絶対値の1
/2乃至4倍となり、かつ第2のクリーニング装置に至
る前と第2のクリーニング装置を通過した後の当該トナ
ーの帯電極性が互いに逆極性となるように、クリーニン
グ部材に印加する電圧の値を設定するように構成するこ
ともできる(請求項3)。
記載の画像形成装置において、前記クリーニング部材
が、回転駆動されるクリーニングローラより成り、前記
清掃手段が、クリーニングローラの表面に圧接して当該
クリーニングローラの表面に付着したトナーを掻き取り
除去するブレードより成り、前記クリーニングローラの
表面粗さがトナーの平均粒径と同等又はそれ以下に設定
されていると有利である(請求項4)。
載の画像形成装置において、前記クリーニング部材が、
回転駆動されるブラシローラより成り、前記清掃手段
が、ブラシローラのブラシに当接して該ブラシに付着し
たトナーを叩き落すフリッカーより成ると有利である
(請求項5)。
記載の画像形成装置において、前記クリーニング部材
が、回転駆動されるブラシローラより成り、前記清掃手
段が、該ブラシローラのブラシに当接しながら回転し、
該ブラシに付着したトナーを静電的に回収する回収ロー
ラと、該回収ローラの表面に付着したトナーを掻き取り
除去するブレードとを具備し、前記回収ローラの表面粗
さがトナーの平均粒径と同等又はそれ以下に設定されて
いると有利である(請求項6)。
に従って詳細に説明する。
面図であり、その画像形成装置本体1の内部には像担持
体の一例である可撓性を有する無端ベルト状の感光体2
が配置され、この感光体2は、3つのローラ4,5,5
Aと、1つのバックアップローラ6とに巻き掛けられ、
画像形成動作時に矢印Aで示す方向に回転駆動される。
ベルト状の像担持体の代りにドラム上の像担持体を用い
てもよい。ベルト状の像担持体も、またドラム状像担持
体も、その表面が移動するように駆動される。
ローラ7と、これよりも感光体表面移動方向下流側に位
置する現像装置8とが対置されている。ここに例示した
現像装置8は、イエロートナーを収容したイエロー現像
器8Yと、マゼンタトナーを収容したマゼンタ現像器8
Mと、シアントナーを収容したシアン現像器8Cと、ブ
ラックトナーを収容したブラック現像器8BKとを有し
ている。この例の現像装置8においては、粉体状の一成
分系現像剤が用いられているが、トナーとキャリアを有
する粉体状の二成分系現像剤を用いることもできる。各
現像器8Y,8M,8C,8BKに収容されたトナー
は、その各現像器に設けられた現像ローラ9Y,9M,
9C,9BKに担持されて搬送され、正規極性に摩擦帯
電される。この例では、マイナスの正規極性に帯電され
るポリエステル系のトナーが使用されているが、プラス
の正規極性に帯電されるトナーを用いることもできる。
光体2の表面に当接しながら回転し、その帯電ローラ7
に印加された電圧によって、感光体表面が所定の極性、
図の例では帯電されたトナーの正規極性と同じマイナス
極性に一様に帯電される。このように帯電された感光体
表面には、露光装置の一例であるレーザ書き込みユニッ
ト10から出射する光変調されたレーザビームLが選択
的に照射され、これによって感光体表面に第1の静電潜
像が形成される。レーザビームLの当てられた感光体表
面部分が静電潜像を形成し、レーザビームLの当てられ
ない感光体表面部分が地肌部となる。かかる第1の静電
潜像は、複数の現像器8Y,8M,8C,8BKのうち
の1つ、この例ではイエロー現像器8Yによってトナー
像として可視像化される。イエロー現像器8Yの現像ロ
ーラ9Yに担持されて搬送されるイエロートナーが第1
の静電潜像に静電的に移行し、当該静電潜像がイエロー
色のトナー像として可視像化されるのである。このよう
に、現像装置8は、静電潜像を正規極性に帯電したトナ
ーによってトナー像として可視像化する用をなす。
て、中間転写体12の表面に1次転写される。ここに例
示した中間転写体12も可撓性を有する無端ベルト状に
形成され、1次転写ローラ3とバックアップローラ13
を含む複数のローラ3,13B,13A,13,13C
に巻き掛けられて矢印B方向に回転駆動される。本例の
中間転写体12は、その内側の基層の体積抵抗率が10
10乃至1013Ωcmに設定され、外側の表層の表面抵
抗が1013乃至1015Ω/□に設定されていて、そ
の表層を構成するメイン樹脂が離型性に優れたフッ素系
樹脂より成る。ベルト状の中間転写体に代えてドラム状
の中間転写体を用いることもできるが、いずれの形態の
中間転写体を用いたときも、中間転写体は、その表面が
移動するように駆動される。
1において感光体2の表面に当接し、その当接部の中間
転写体裏面側に1次転写ローラ3が設けられている。こ
の1次転写ローラ3には、図示していない電源によっ
て、感光体2上のトナーの帯電極性と反対の極性、すな
わち前述の正規極性と逆極性のプラスの電圧が印加され
る。これによって、1次転写領域11、すなわち中間転
写体12と感光体2との当接部、ないしは当該当接部と
その近傍の領域において、正規極性に帯電した感光体2
上のトナーが中間転写体12の表面に転移する向きの電
界が形成され、感光体上のトナー像が中間転写体12の
表面に1次転写される。
ラ3は、像担持体上のトナー像を中間転写体上に1次転
写する1次転写手段の一例を構成し、本例ではその1次
転写ローラ3としてステレンレス鋼製のローラが用いら
れている。かかる金属製の1次転写ローラ3が中間転写
体12の裏面に当接し、そのローラ3に電圧が印加され
るのであるが、中間転写体12は前述の如き抵抗を有し
ているので、中間転写体12に大電流が流れて高いジュ
ール熱が発生し、その熱で中間転写体12が劣化する不
具合を防止できる。
写体12の裏面に対して離間して位置するコロナ放電器
などから成る1次転写手段を用いることもできる。ま
た、感光体2と中間転写体12とを微小ギャップをもっ
て対置させ、感光体上のトナーを中間転写体12上に飛
翔させて感光体上のトナー像を中間転写体表面に1次転
写させることもできる。
あとの感光体表面に存在する転写残トナーは、感光体表
面の移動方向に関して1次転写領域11よりも下流側
で、帯電ローラ7よりも上流側の感光体表面部分に対置
された第1のクリーニング装置14によって清掃除去さ
れる。図示した例では、この第1のクリーニング装置1
4が、感光体表面に圧接するクリーニングブレード15
より成るクリーニング部材と、このクリーニング部材を
支持するクリーニングケース15Aとを有し、そのクリ
ーニング部材によって感光体上の転写残トナーが掻き取
り除去される。
て、感光体表面が帯電ローラ7により帯電され、その帯
電面にレーザビームLが照射されて感光体上に第2の静
電潜像が形成され、この静電潜像が現像装置8のマゼン
タ現像器8Mによってマゼンタ色のトナー像として可視
像化され、そのトナー像が1次転写領域11において、
先に1次転写されたイエロー色のトナー像に重ね合され
て中間転写体12の表面に1次転写され、その転写後の
感光体表面は第1のクリーニング装置14によって清掃
される。
て、感光体上には、シアン現像器8Cとブラック現像器
8BKとによってシアン色のトナー像とブラック色のト
ナー像が順次形成され、これらのトナー像が先に1次転
写された中間転写体上のトナー像に重ねて順次1次転写
される。各トナー像が中間転写体上に1次転写される毎
に、感光体2上の転写残トナーは第1のクリーニング装
置14によって清掃除去される。このようにして、中間
転写体12の表面には、色の異なるトナー像を重ね合せ
たフルカラー画像が形成される。
は、例えば転写紙、樹脂シート、樹脂フィルム又は布な
どから成る可撓性を有するシート状の記録媒体Sが収容
された給紙カセット17が配置され、最上位の記録媒体
Sの上面に当接した給紙ローラ18の回転によって、記
録媒体Sが1枚ずつ送り出される。送り出された記録媒
体Sは、レジストローラ対19の回転によって、中間転
写体12上のトナー像に整合するタイミングで、中間転
写体12とその表面に当接した2次転写ローラ20の間
に送り込まれる。このとき、2次転写ローラ20には、
帯電した中間転写体12上のトナーの正規極性と逆の極
性、本例ではプラス極性の電圧が印加されている。これ
によって、2次転写領域21、すなわち2次転写ローラ
20と中間転写体12との当接部、ないしはその当接部
とその近傍の領域に、中間転写体12上のトナーが記録
媒体上に転写する向きの電界が形成される。これによ
り、中間転写体12上のトナー像が記録媒体S上に一括
して2次転写される。
導電性の芯金と、その外周面に固設された弾性体とから
成り、その弾性体が107乃至109Ωcmの体積抵抗率
を有し、かつ25乃至40度(アスカーC)の硬度を有
するEPDM発泡体により構成されている。上記芯金に
前述の電圧が印加される。1次転写ローラ20を中間転
写体12の表面から離間させ、中間転写体上のトナー像
を電界の作用で飛翔させて記録媒体上に2次転写させる
こともできる。
ーラ20は、中間転写体上のトナー像を記録媒体上に2
次転写する2次転写手段の一例を構成しているが、コロ
ナ放電器などの2次転写手段を適宜用いることもでき
る。
表面に対して接離可能に支持され、中間転写体12上の
トナー像を一括して記録媒体S上に2次転写するとき、
当該2次転写ローラ20が記録媒体を介して中間転写体
12の表面に当接する。このようにして2次転写ローラ
20と中間転写体12の間に送り込まれた記録媒体Sの
表面にトナー像が2次転写される。2次転写が行われな
いときは、2次転写ローラ20は中間転写体12の表面
から離間し、中間転写体12上のトナー像が2次転写ロ
ーラ20によって乱される不具合が阻止される。
を2次転写された記録媒体Sは、定着装置28を通り、
このとき熱と圧力の作用によって、記録媒体S上のトナ
ー像が記録媒体表面に定着される。このようにして表面
にフルカラー画像が形成された記録媒体Sは、排紙ロー
ラ対29によって、画像形成装置本体1の上壁部により
構成された排紙部30上に排出される。
2次転写領域21よりも下流側で、前述の1次転写領域
11よりも上流側の中間転写体表面部分には、中間転写
体上のトナー像を記録媒体上に2次転写したあとにその
中間転写体表面上に存在する転写残トナーを除去する第
2のクリーニング装置22が設けられている。このクリ
ーニング装置22は、図2に拡大して示すように、中間
転写体12上の転写残トナーを除去するとき、中間転写
体12の表面に当接しながら、その当接部において中間
転写体表面の移動方向と同一の方向に移動する向きに回
転駆動される導電性のクリーニングローラ23より成る
クリーニング部材と、そのクリーニングローラ23の表
面に圧接して、当該表面に付着したトナーを掻き取り除
去するブレード24と、クリーニングローラ23及びブ
レード24を支持するクリーニングケース26とを有し
ている。図示した例では、クリーニングローラ23がス
テンレス鋼によって構成されている。
ない電源によって、帯電したトナーの正規極性と逆極性
の電圧が印加される。これにより、中間転写体12上に
付着した正規極性に帯電した転写残トナーがクリーニン
グローラ23の側に転移する向きの電界が形成され、こ
れによって転写残トナーが中間転写体表面から除去され
る。中間転写体表面からクリーニングローラ23に転移
したトナーは、そのクリーニングローラ23の表面に圧
接するブレード24により掻き取られ、トナー搬出装置
25によって図示していない廃トナータンクに搬送され
る。クリーニングローラ23は常にブレード24により
清掃された面を中間転写体12の表面に向け、その面に
中間転写体上の転写残トナーが転移する。このように、
ブレード24は、中間転写体表面からクリーニング部材
に転移したトナーを除去する清掃手段の一例を構成して
いる。
体12の表面に対して接近又は離間できるように支持さ
れ、これによってクリーニングローラ23が中間転写体
表面に当接又は離間することができる。中間転写体表面
に転写残トナーを除去するとき以外は、クリーニングロ
ーラ23は中間転写体表面から離間し、これにより記録
媒体S上に2次転写される前の中間転写体12上のトナ
ー像がクリーニングローラ23によって乱される不具合
が阻止される。
転写体12と2次転写ローラ20との間の2次転写領域
21に送られた各記録媒体S上にフルカラートナー像が
順次2次転写され、そのトナー像が定着装置28によっ
て定着され、トナー像の2次転写後の中間転写体上に付
着した転写残トナーは第2のクリーニング装置22によ
って中間転写体表面から除去される。
せ、これを記録媒体に一括して2次転写する代りに、中
間転写体上に1色乃至3色のトナー像を1次転写し、こ
れを記録媒体S上に2次転写することもできる。
面が移動するように駆動されながら静電潜像が形成され
る像担持体と、その静電潜像を正規極性に帯電したトナ
ーによってトナー像として可視像化する現像装置8と、
表面が移動するように駆動される中間転写体12と、正
規極性に帯電したトナーが像担持体から中間転写体12
に転移する向きの電界を形成して、像担持体上のトナー
像を中間転写体12上に1次転写する1次転写手段と、
トナー像を中間転写体12に1次転写したあとの像担持
体表面に存在する転写残トナーを除去する第1のクリー
ニング装置14と、正規極性に帯電したトナーが中間転
写体12から記録媒体S上に転移する向きの電界を形成
して、中間転写体12上のトナー像を記録媒体上に2次
転写する2次転写手段と、トナー像を記録媒体に2次転
写したあとの中間転写体表面に存在する転写残トナーを
除去する第2のクリーニング装置22とを具備し、その
第2のクリーニング装置22は、中間転写体表面に対置
され、かつ前記正規極性と逆の極性の電圧を印加される
クリーニング部材と、中間転写体表面から該クリーニン
グ部材に転移したトナーを除去する清掃手段とを有して
いる。
表面は第2のクリーニング装置22によりクリーニング
されるが、そのクリーニング後の中間転写体12上にク
リーニングし切れなかったトナーが多量に残っていれ
ば、次のトナー像を次の記録媒体Sに2次転写する際、
中間転写体上に残されたトナーが、当該記録媒体S上に
転移し、その記録媒体Sをトナーで汚してしまう不具合
を免れない。
に画像形成動作を再開すると、このとき中間転写体上に
付着していた多量のトナーは、中間転写体から離れて位
置する2次転写ローラ20の部位を通過し、2次転写ロ
ーラ20による転写電界の作用、すなわち2次転写作用
を受けることなく、第2のクリーニング装置22に至
り、ここでそのトナーが中間転写体表面から除去され
る。さらに、画像形成装置の各要素の状態を検出するた
め、或いは現像装置において二成分系現像剤を使用した
ときは、そのトナー濃度を検出するために、感光体2上
に現像装置8によってパターントナー像を形成し、これ
を中間転写体12上に転写し、そのトナー像の画像濃度
を、中間転写体12に対向配置されたフォトセンサ27
によって検知することが従来より行われているが、この
パターントナー像が2次転写ローラ20を通過するとき
も、この2次転写ローラ20は中間転写体12から離間
しており、従って当該パターントナー像は2次転写作用
を受けることなく、第2のクリーニング装置22に至
り、ここで中間転写体表面から除去される。このように
2次転写作用を受けなかったトナーも第2のクリーニン
グ装置22によって中間転写体表面から除去されるので
あるが、かかるクリーニング後の中間転写体12上にク
リーニングし切れなかったトナーが多量に付着していれ
ば、そのトナーが次の記録媒体上に転移する不具合を免
れない。
中間転写体上のトナーを最も効率よく除去できるよう
に、クリーニングローラに印加する電圧の値を設定して
いた。ところが、この構成によると、第2のクリーニン
グ装置22によりクリーニングされた中間転写体部分が
2次転写領域に至り、ここで次の記録媒体に接触したと
き、クリーニングし切れずにその中間転写体部分に付着
していたトナーが、かえってその記録媒体上に転移しや
すくなる。
る実験結果の一例を示している。図1に示した画像形成
装置を用いて前述の画像形成動作を行い、トナー像の2
次転写後の中間転写体表面を第2のクリーニング装置2
2によってクリーニングしたときと、2次転写作用を受
けない中間転写体上のトナーを第2のクリーニング装置
22によって除去したときに、中間転写体上と次の記録
媒体上にいかなる量のトナーが付着していたかを調べた
ものである。図3の横軸は、第2のクリーニング装置2
2のクリーニングローラ23に印加した電圧値を示し、
縦軸は中間転写体上又は記録媒体上の1mm2当りの面積
中に存在するトナーの個数を示している。
した通常の画像形成動作を行い、2次転写ローラ20に
よる転写電界の作用のもとに、中間転写体上のトナー像
を記録媒体S上に2次転写し、その2次転写後の中間転
写体表面を第2のクリーニング装置22によりクリーニ
ングしたときの試験結果を示している。このように、線
C1,C2,C3は、2次転写ローラ20による2次転
写作用を受けた転写残トナーを第2のクリーニング装置
22により除去した後のトナーの個数と、このクリーニ
ング時に第2のクリーニング装置22のクリーニングロ
ーラ23に印加した電圧値との関係を示しているが、そ
のうちの線C1は、第2のクリーニング装置22を通過
したが、第1の転写領域11を通過する前の中間転写体
上、すなわち図1に符号X1で示した中間転写体部分上
に、第2のクリーニング装置22によってクリーニング
されずに残留しているトナーの個数を示している。また
線C2は、第2のクリーニング装置22を通過し、さら
に1次転写領域11を通過した中間転写体部分、すなわ
ち図1にX2で示した中間転写体部分に残留するトナー
の個数を示している。さらに、線C3は、第2のクリー
ニング装置22を通過し、さらに1次転写領域11を通
過した中間転写体部分が、引き続き次の記録媒体Sが通
過中の2次転写領域21を通過し、このときその中間転
写体部分にクリーニングし切れずに残っていたトナーが
その記録媒体Sの表面X3に転移したときの、その転移
したトナーの個数を示している。
は、共に2次転写作用を受けずに第2のクリーニング装
置22に至ったトナーを第2のクリーニング装置22に
よって除去した後のトナーの個数と、このクリーニング
時に第2のクリーニング装置22のクリーニングローラ
23に印加した電圧値との関係を示しており、そのうち
の線D1は、クリーニング装置22を通過して図1にX
1で示した部分に達した中間転写体上にクリーニングさ
れずに残っているトナーの個数を示し、また線D2はク
リーニング装置22と1次転写領域11を通過して、図
1にX2で示した中間転写体部分に残留しているトナー
の個数を示している。さらに、線D3は、第2のクリー
ニング装置22及び1次転写領域11を通過した中間転
写体部分が、次の記録媒体Sが通過している2次転写領
域21を通過し、このときその中間転写体部分から当該
次の記録媒体Sの表面X3上に転移したトナーの個数を
示している。
ングローラ23への印加電圧値をとり、その縦軸に、第
2のクリーニング装置22によるクリーニング作用を受
けた後に中間転写体上に残留するトナーの平均帯電量
(μc/g)をとったグラフである。図4中の線Eは、
中間転写体上のトナー像を記録媒体S上に2次転写する
通常の画像形成動作を行い、その2次転写作用を受けた
転写残トナーを第2のクリーニング装置22によって除
去した直後の図1にX1で示した中間転写体部分にクリ
ーニングされずに残留したトナーの平均帯電量を示して
いる。また線Fは、2次転写作用を受けない中間転写体
上のトナーを第2のクリーニング装置22によって除去
した後の図1にX1で示した中間転写体部分に残留する
トナーの平均帯電量を示している。
電量の値は、クリーニングローラ23への印加電圧が0
Vのときのトナー帯電量の値ではなく、第2のクリーニ
ング装置22に達する直前の中間転写体部分、すなわち
図1にX4を付した部分に付着するトナーの帯電量を示
している。
体部分に付着するトナーの量と、符号X3で示す記録媒
体表面に付着したトナーの量は極めて少量であったた
め、その帯電量を測定することはできなかった。
23への印加電圧の値が高まるに従って、第2のクリー
ニング装置22を通過した直後(図1のX1の位置)に
おける中間転写体上のトナーの帯電量は、その正規極性
とは逆の極性側に増大している。これは、トナーがクリ
ーニング装置22を通るとき、クリーニングローラ23
に印加された電圧により形成されるクリーニング電界に
よって、クリーニングローラ23と中間転写体12との
接触部の前後の微小ギャップ領域にて発生するパッシェ
の放電や、クリーニングローラ23にトナーが接触した
ときにそのクリーニングローラ23からトナーへの電荷
の移動により、当該トナーに正規極性とは逆極性の電荷
が加えられるためであると考えられる。
F)と、この作用を受けたトナー(線E)との帯電量に
差があるのは、トナーが2次転写作用を受けたとき、当
該トナーが、正規極性とは逆の極性の帯電作用を受ける
ためである。
過した直後の中間転写体部分、すなわち図1に符号X1
で示した中間転写体部分の表面に残留するトナーを必要
に応じて「クリーニング残トナー」と称し、同様に第2
のクリーニング装置22を通過し、さらに1次転写領域
11を通過した中間転写体部分、すなわち図1に符号X
2で示した中間転写体部分の表面に残留するトナーを、
必要に応じて「一次転写残トナー」と称することにす
る。同じく、その1次転写残トナーのうち、次の記録媒
体Sに転移したトナーを、必要に応じて「記録媒体転移
トナー」と称することにする。
次転写作用を受けたトナーと、その作用を受けないトナ
ーのいずれのトナーの場合も、第2のクリーニング装置
22のクリーニングローラ23への印加電圧値が400
Vのとき、クリーニング残トナーの量が少なくなってお
り、特に2次転写作用を受けないトナーの場合、そのク
リーニング残トナーの量は最少となっている。
2次転写ローラ20による2次転写作用を受けなかった
中間転写体上のトナーを第2のクリーニング装置22が
除去するときのトナー除去効率は、クリーニングローラ
23への印加電圧値が400Vのとき最大となる。これ
は、クリーニングローラ23への印加電圧が400Vよ
りも低いと、トナーが中間転写体12からクリーニング
ローラ23へ転移する向きの電界が弱すぎて、中間転写
体のクリーニング効率が低下し、逆にクリーニングロー
ラ23への印加電圧が400Vよりも高くなると、図4
からも判るように、2次転写作用を受けないトナーの帯
電極性が正規極性とは反対の極性に反転し、正規極性と
は逆の極性の電圧を印加されたクリーニングローラ23
の側に静電的に引かれるトナーの量が少なくなるためと
考えられる。従来は、このような観点から、クリーニン
グローラ23への印加電圧の値を、中間転写体のクリー
ニング効率が最も高くなる値、図3の例で言えば400
Vに設定し、2次転写作用を受けたトナーも、また当該
作用を受けないトナーも、クリーニングローラ23に効
率的に転移させ、そのクリーニング効率を高めていたの
である。
ように、クリーニングローラ23への印加電圧を400
Vに設定した場合、記録媒体転移トナーの量は、クリー
ニングローラ23への印加電圧が400Vよりも高い場
合に比べてむしろ多くなっている。線D3で示した2次
転写作用を受けないトナーの場合には、クリーニングロ
ーラ23に400Vの電圧を印加したとき、約100個
/mm2のトナーが次の記録媒体上に転移している。この
ような多数のトナーが記録媒体上に転移すれば、そのト
ナーを薄いハーフトーン状の残像として目視することが
でき、好ましくない。
加する電圧値が、400Vよりも大きな値となると、第
2のクリーニング装置22が中間転写体からトナーを除
去する効率は低下するものの、記録媒体転移トナーの量
は少なくなる。その理由は次のように推測される。
400Vより大きくなると、図4から判るように、2次
転写作用を受けないトナーも、この作用を受けたトナー
も、正規極性とは逆の極性に強く帯電し、クリーニング
ローラ23への印加電圧が高くなればなる程、その傾向
が強まる。一方、1次転写領域11においては、1次転
写ローラ3に印加された電圧によって、正規極性に帯電
したトナーが感光体2から中間転写体12へ転移する向
きの電界が形成されている。従って、正規極性とは逆の
極性に帯電した中間転写体12上のクリーニング残トナ
ーが1次転写領域11に至ると、そのトナーの一部が感
光体2の表面に静電的に戻される。これは、図3の線C
2及びD2からも理解することができる。このように感
光体2に戻されたトナーは、感光体上の他の転写残トナ
ーと共に、第1のクリーニング装置14によって感光体
表面から除去される。
印加する電圧値を400Vよりも大きく設定すると、ク
リーニング残トナーの一部が感光体2に戻される。しか
も、感光体2に転移しなかった中間転写体上の1次転写
残トナーは、正規極性と逆の極性に帯電している。この
ため、このトナーが2次転写領域21に至ったとき、こ
の領域には、中間転写体上の正規極性のトナーが記録媒
体上に静電的に転移する向きの電界が形成されているの
で、上述のように正規極性と逆極性に帯電した1次転写
残トナーは記録媒体上に付着し難くなる。このようにし
て、最終的に次の記録媒体Sに移行する記録媒体転移ト
ナーの量も少なくなり、その記録媒体が転移トナーによ
って汚される不具合を効果的に抑えることができる。
が400Vであると、図4の線Fから判るように、2次
転写作用を受けないトナーの場合には、そのクリーニン
グ残トナーの平均帯電量が0Vないしはやや正規極性寄
りとなっているだけで、このトナーが正規極性と逆極性
に強く帯電していることはない。2次転写作用を受けた
トナーの場合も、図4の線Eから判るように、そのクリ
ーニング残トナーの平均帯電量は+20μc/g程度で、
正規極性と逆の極性に強く帯電していることはない。こ
のようなクリーニング残トナーは、1次転写領域11に
おいて感光体2に移行する量は極くわずかであり、図3
の線C2及びD2からも判るように、1次転写残トナー
の量は多くなる。しかもこの1次転写残トナーは正規極
性と逆の極性に強く帯電していることはないので、2次
転写領域21において、記録媒体S上に転移しやすくな
る。このようにして、図3のC3及びD3からも判るよ
うに、記録媒体転移トナーの量が多くなってしまうので
ある。
観点から、第2のクリーニング装置22のクリーニング
部材の一例であるクリーニングローラ23に印加する電
圧の絶対値が、2次転写手段による2次転写作用を受け
なかった中間転写体上のトナーを第2のクリーニング装
置22が除去するときのトナー除去効率が最大となるク
リーニング部材への印加電圧(図3の例では+400
V)の絶対値よりも大きな値に設定されている。これに
より、2次転写作用を受けなかったトナーも、その作用
を受けたトナーも、第2のクリーニング装置22により
除去されるが、このときこのクリーニング装置22でク
リーニングされなかったクリーニング残トナーが、効果
的に感光体2に戻され、これが第1のクリーニング装置
14により回収されるので、記録媒体転移トナーの量を
従来よりも効果的に少なくすることができる。
圧が400Vのとき、2次転写作用を受けていないクリ
ーニング残トナーの量は極く少なくなるため、そのトナ
ーの帯電量を測定することができず、このため図4に
は、このときのトナー帯電量をドットしてプロットして
いない。但し、クリーニングローラ23への印加電圧値
が400Vの前後の値であるときのトナーの帯電量か
ら、クリーニングローラ23への印加電圧が400Vで
あるときのトナー帯電量を予測することは可能である。
印加する電圧の値を400Vよりも大きくすることによ
り、記録媒体転移トナーの量を少なくすることができる
が、図3を詳細に検討すれば判るように、クリーニング
ローラ23に印加する電圧の値を、400Vの1.5倍
以上である600V以上、特にその2倍である800V
以上に設定すると、記録媒体転移トナーの量を非常に少
なくすることができる。
00V乃至800Vであるときは、2次転写作用を受け
なかったトナーの場合、そのクリーニング残トナーの量
は、印加電圧が400Vの場合よりも大幅に増えている
が、図4から判るように、そのクリーニング残トナーの
帯電極性が正規極性と逆の極性に反転しているので、そ
のトナーが1次転写領域11を通るとき、多くのトナー
が感光体2に転移し、1次転写残トナーの量が最少とな
っている。しかし、このトナーが1次転写領域11を通
るとき、再度、トナーの極性が正規極性の側に反転する
作用が働き、正規極性に戻されるトナーが存在するた
め、記録媒体転移トナーの量が最少となることはない。
クリーニングローラ23への印加電圧値が600Vのと
き、記録媒体上に約30個/mm2のトナーが転移してい
る。クリーニング残トナーが1次転写領域11を通ると
き、そのトナーに、感光体2の側からマイナスの電荷を
受け渡されるため、当該トナーの極性が正規極性の側に
反転するものと推測される。
の印加電圧が600乃至800Vのとき、記録媒体転移
トナーが最少とはならないが、印加電圧が400Vの場
合に比べれば記録媒体転移トナーの量は非常に少なくな
る。このような記録媒体転移トナーは、目視上、余程目
を凝らさないと、これを残像として認めることはでき
ず、通常、問題となることはない。
800乃至1200Vになると、クリーニング残トナー
の量はさらに増大するが、記録媒体転移トナーの量は1
0個/mm2以下と最少となり、このような量のトナー
は、目視上残像として認められず、実用上全く問題とな
らぬ量である。
印加電圧を800乃至1200Vに設定すると、記録媒
体転移トナーが最少となる理由は次のように推測され
る。図4から判るように、印加電圧が800乃至120
0Vとなると、クリーニング残トナーの帯電極性が正規
極性とは逆極性に強く反転するため、そのクリーニング
残トナーが多量に感光体に戻される。但し、元々クリー
ニング残トナーの量が多いので、2次転写作用を受けて
いないトナーの場合、1次転写残トナーの量は、印加電
圧が600Vの場合よりも増える。しかし、このクリー
ニング残トナーは、正規極性とは逆の極性に強く帯電し
ているので、このトナーが1次転写領域11を通過する
とき、再度、トナーの帯電極性が正規極性の側に反転す
る作用を受けても、1次転写領域通過後の1次転写残ト
ナーは、ほぼ全て正規極性と逆の極性に帯電しており、
このためそのトナーが2次転写領域21を通過すると
き、記録媒体に転移するトナーの量は極くわずかな量に
留まる。
通過した中間転写体上のトナーは、正規極性と逆極性に
帯電しているので、このトナーが再び1次転写領域11
に至ったとき、その転写電界の作用で効果的に感光体上
に転移し、第1のクリーニング装置14に回収される。
おいては、クリーニング部材の一例であるクリーニング
ローラ23に印加する電圧の絶対値が、2次転写手段に
よる2次転写作用を受けなかった中間転写体上のトナー
を第2のクリーニング装置22が除去するときのトナー
除去効率が最大となるクリーニング部材への印加電圧の
絶対値の1.5倍(図3の例では+600V)以上に設
定されている。この構成により、記録媒体転移トナーの
量を特に効果的に減少させることができる。
値が1200Vより大きくなると、クリーニング残トナ
ーと1次転写残トナーと記録媒体転移トナーの量は全て
増加する傾向を示すが、その増加率は極くわずかであ
り、クリーニングローラ23への印加電圧値を1200
Vよりも大きくしても、記録媒体転移トナーの量を少な
く留めることができる。この印加電圧を1400Vに設
定したときも、記録媒体転移トナーを、目視上、残像と
して見分けることはできなかった。
圧を高くしすぎてクリーニング電界が大きくなりすぎる
と、クリーニングローラ23から中間転写体12への電
流のリークが発生し、これが著しくなると、中間転写体
が破損して異常画像が発生するおそれがある。図1に示
した画像形成装置では、クリーニングローラ23への印
加電圧が1600V乃至2000V(2次転写作用を受
けないトナーの除去効率が最大となる印加電圧の4乃至
5倍)となるとリークが発生し始めるおそれがある。こ
のような点から、クリーニング部材に印加する電圧の絶
対値を、2次転写作用を受けなかった中間転写体上のト
ナーを第2のクリーニング部材が除去するときのトナー
除去効率が最大となる値の2乃至3倍(図3の例では+
800乃至1200V)に設定することが特に望まし
い。
を受けなかったトナーが第2のクリーニング装置22に
至る前の平均帯電量は約−20μc/gである。このトナ
ーが第2のクリーニング装置22を通過した後であっ
て、1次転写領域11に至る前の当該トナーの平均帯電
量は、印加電圧が+600Vのときは約+10Vであっ
て、第2のクリーニング装置22に至る前のトナーの帯
電量の絶対値の1/2となっている。この値が4倍ま
で、好ましくは1乃至2倍であると、記録媒体転移トナ
ーの量を効果的に少なくすることができる。
2次転写ローラ20による2次転写作用を受けずに第2
のクリーニング装置22を通過し、かつ1次転写が行わ
れる1次転写領域に至る前の中間転写体上のトナーの平
均帯電量の絶対値が、第2のクリーニング装置22に至
る前の当該トナーの平均帯電量の絶対値の1/2乃至4
倍、好ましくは1乃至2倍となり、かつ第2のクリーニ
ング装置22に至る前と第2のクリーニング装置22を
通過した後の当該トナーの帯電極性が互いに逆極性とな
るように、クリーニング部材の一例であるクリーニング
ローラ23に印加する電圧の値を設定することにより、
記録媒体転移トナーの量を支障なく少なくすることがで
きる。
ては、第2のクリーニング装置22のクリーニング部材
が、回転駆動されるクリーニングローラ23より成り、
そのクリーニングローラ23に付着したトナーを除去す
る清掃手段が、クリーニングローラ23の表面に圧接し
てそのクリーニングローラ23の表面に付着したトナー
を掻き取り除去するブレード24より成るが、その際、
クリーニングローラ23の表面粗さを、トナーの平均粒
径と同等か、又はそれ以下に設定すると、クリーニング
ローラ23の表面にトナーが固着し難くなり、当該クリ
ーニングローラがトナーで汚され難くなって、その清掃
も容易となる。例えば、クリーニングローラ23の表面
粗さを、トナー平均粒径7.5μmよりも細かいRz2.
5μmとする。ブレード24としては例えばポリウレタ
ンブレードを有利に用いることができる。
ング装置22のクリーニング部材を、導電性の芯金31
と、その外周面に設けられたブラシ32より成ると共
に、回転駆動されるブラシローラ33により構成し、そ
のブラシローラ33を清掃する清掃手段を、ブラシロー
ラ33のブラシ32に当接して該ブラシ32に付着した
トナーを叩き落すフリッカー34により構成することも
できる。導電性の芯金31に先に説明した値の電圧が印
加される。この構成によれば、回転するブラシローラ3
3のブラシ32が中間転写体上のトナーを掻き分け、中
間転写体を外側から見たときに、その奥側となる中間転
写体表面に付着したトナーに対しても効果的に掻き取り
作用を与え、これを効率よく除去することができる。フ
リッカー34のコストは低いので、低コストで清掃手段
を構成することができる。
グ装置22のクリーニング部材を、図5の場合と同じ
く、回転駆動されるブラシローラ33により構成し、そ
の清掃手段を、ブラシローラ33のブラシ32に当接し
ながら回転し、該ブラシ32に付着したトナーを静電的
に回収する回収ローラ35と、該回収ローラ35の表面
に付着したトナーを掻き取り除去するブレード36から
構成することもできる。回収ローラ35には、ブラシ3
2に付着したトナーを回収ローラ側に静電的に転移させ
る向きの電界が形成されるように電圧が印加され、かか
る回収ローラが回転しながら、ブラシ32からトナーを
吸引する。かかる構成によっても、図5に示した構成と
同様の効果を奏することができるほか、ブラシ32の清
掃効果をより一層高めることができる。その際、回収ロ
ーラ35の表面粗さをトナーの平均粒径と同等か、又は
それ以下に設定すると、回収ローラ周面へのトナーの固
着を防止でき、当該回収ローラ35がトナーで汚され難
くなってその清掃が容易となる。
るクリーニング部材に直接電圧を印加するほか、他の部
材を介して、間接的に電圧を印加してもよい。例えば、
図6に示したブラシローラ33のブラシ32を中抵抗体
により構成し、導電性の回収ローラ35に電圧を印加す
ることによってブラシローラ33に電圧を印加し、中間
転写体との間に、トナーをブラシローラ33に転移させ
るクリーニング電界を形成するように構成することもで
きる。
成装置にも適用できるものである。
体上に残留する正規極性に帯電したトナーを第2のクリ
ーニング装置で除去することにより、中間転写体上に残
留するトナーの量を少なくし、その第2のクリーニング
装置によりトナー除去効果が最大となる電界よりも大き
なクリーニング電界をクリーニング部材と中間転写体と
の間に形成することによって、第2のクリーニング装置
により除去されずに中間転写体上に残留するトナーの極
性を正規極性から反転させ、帯電極性が反転したトナー
を一次転写領域において効果的に像担持体表面に戻すこ
とができる。このように、中間転写体上のトナーを2度
に亘って除去するので、中間転写体上に残留するトナー
の量を極く少量にすることができる。しかも、その残さ
れたトナーの極性が正規極性と逆の極性となっているの
で、そのトナーが次の記録媒体に転移し難くなり、その
記録媒体をトナーで汚す不具合を防止できる。
効果をより一層確実なものとすることができる。
グローラの表面がトナーで汚され難くなり、その清掃が
容易となる。
上のトナーの除去効果を高めることができる。
上のトナーの除去効果を高めることができると共に、回
収ローラがトナーで汚され難くなり、その清掃が容易と
なる。
写体上のトナーの量の関係の一例を示すグラフである。
の帯電量の関係の一例を示すグラフである。
である。
断面図である。
Claims (6)
- 【請求項1】 表面が移動するように駆動されながら静
電潜像が形成される像担持体と、該静電潜像を正規極性
に帯電したトナーによってトナー像として可視像化する
現像装置と、表面が移動するように駆動される中間転写
体と、正規極性に帯電したトナーが前記像担持体から中
間転写体に転移する向きの電界を形成して、像担持体上
のトナー像を中間転写体上に1次転写する1次転写手段
と、トナー像を中間転写体に1次転写したあとの像担持
体表面に存在する転写残トナーを除去する第1のクリー
ニング装置と、正規極性に帯電したトナーが中間転写体
から記録媒体上に転移する向きの電界を形成して、中間
転写体上のトナー像を記録媒体上に2次転写する2次転
写手段と、トナー像を記録媒体に2次転写したあとの中
間転写体表面に存在する転写残トナーを除去する第2の
クリーニング装置とを具備し、該第2のクリーニング装
置は、中間転写体表面に対置され、かつ前記正規極性と
逆の極性の電圧を印加されるクリーニング部材と、中間
転写体表面から該クリーニング部材に転移したトナーを
除去する清掃手段とを有している画像形成装置におい
て、 前記クリーニング部材に印加する電圧の絶対値を、前記
2次転写手段による2次転写作用を受けなかった中間転
写体上のトナーを第2のクリーニング装置が除去すると
きのトナー除去効率が最大となるクリーニング部材への
印加電圧の絶対値よりも大きな値に設定したことを特徴
とする画像形成装置。 - 【請求項2】 前記クリーニング部材に印加する電圧の
絶対値を、前記2次転写手段による2次転写作用を受け
なかった中間転写体上のトナーを第2のクリーニング装
置が除去するときのトナー除去効率が最大となるクリー
ニング部材への印加電圧の絶対値の1.5倍以上に設定
した請求項1に記載の画像形成装置。 - 【請求項3】 前記2次転写手段による2次転写作用を
受けずに第2のクリーニング装置を通過し、かつ前記1
次転写が行われる1次転写領域に至る前の中間転写体上
のトナーの平均帯電量の絶対値が、第2のクリーニング
装置に至る前の当該トナーの平均帯電量の絶対値の1/
2乃至4倍となり、かつ第2のクリーニング装置に至る
前と第2のクリーニング装置を通過した後の当該トナー
の帯電極性が互いに逆極性となるように、クリーニング
部材に印加する電圧の値を設定した請求項1又は2に記
載の画像形成装置。 - 【請求項4】 前記クリーニング部材が、回転駆動され
るクリーニングローラより成り、前記清掃手段が、クリ
ーニングローラの表面に圧接して当該クリーニングロー
ラの表面に付着したトナーを掻き取り除去するブレード
より成り、前記クリーニングローラの表面粗さがトナー
の平均粒径と同等又はそれ以下に設定されている請求項
1乃至3のいずれかに記載の画像形成装置。 - 【請求項5】 前記クリーニング部材が、回転駆動され
るブラシローラより成り、前記清掃手段が、ブラシロー
ラのブラシに当接して該ブラシに付着したトナーを叩き
落すフリッカーより成る請求項1乃至3のいずれかに記
載の画像形成装置。 - 【請求項6】 前記クリーニング部材が、回転駆動され
るブラシローラより成り、前記清掃手段が、該ブラシロ
ーラのブラシに当接しながら回転し、該ブラシに付着し
たトナーを静電的に回収する回収ローラと、該回収ロー
ラの表面に付着したトナーを掻き取り除去するブレード
とを具備し、前記回収ローラの表面粗さがトナーの平均
粒径と同等又はそれ以下に設定されている請求項1乃至
3のいずれかに記載の画像形成装置。
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