JP2001282007A - 画像形成装置 - Google Patents
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Abstract
性を高くし、クリーニング用の帯電器への小さな帯電バ
イアスの印加で、良好なクリーニング性を確保して中間
転写体をクリーニングでき、そのダメージも抑制できる
ことである。 【解決手段】 中間転写ベルト5の移動方向、二次転写
部よりも下流側で一次転写部よりも上流側の位置に、ベ
ルト5のクリーニング装置13を備える。この装置13
は、ベルトの表面に接触する帯電ローラ14と、帯電ロ
ーラで帯電されたベルト上のトナーを静電的に回収する
回収ローラ15と、回収ローラの表面に付着したトナー
を掻き取るブレード16と、そのトナーを収容する廃ト
ナー容器17と、帯電ローラにクリーニング用の帯電バ
イアスを印加する電源18と、回収ローラに帯電バイア
スと逆極性の回収バイアスを印加する電源19とを備え
る。クリーニング性を高めるために、回収ローラ15と
ベルト5との間に周速差を設けた。
Description
いた画像形成装置に関し、詳しくは像担持体上に形成さ
れたトナー像を中間転写体に一次転写し、ついで中間転
写体から転写材に二次転写する画像形成装置に関するも
のである。
プリンタ等のカラー画像形成装置において、高速化に有
利な方式として、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シ
アン(C)、場合によってブラック(K)の各画像形成
ユニットを一直線上に配置し、各色ほぼ同時に画像形成
を行うインライン方式がある。
の要求により、廃トナー容器が不要になるように、感光
ドラム上に転写されずに残ったトナーを再び現像器に送
って再利用する「トナーリユース」と呼ばれる方式が採
用されつつある。特にインライン方式に対してトナーリ
ユース方式を採用すると、各色ごとに用意されていた廃
トナー容器が不要になるため、そのメリットは大きい。
しては、感光ドラム上の転写残りトナーをブレードで回
収し、現像器に搬送する方式や、転写残りトナーを所定
の帯電量に帯電し、現像部で再度現像に供しまたは現像
器に回収させる方式等がある。
ンライン方式の場合、各画像形成ユニットで形成した各
色のトナー像を、中間転写体上に順次一次転写して重ね
合わせ、最後に重ね合わせたトナー像を一括して転写材
上に二次転写する。その後、中間転写体をつぎの画像形
成に備えてクリーニングする。
ラシ等でトナーを掻き取る方法があるが、中間転写体の
表面を摺擦し続けるために、中間転写体の寿命が短くな
る欠点がある上、細線の再現性や転写効率の向上等を目
的として、小粒径化や球形化が進んだトナーを使用して
いると、ブレードやブラシ等で完全にクリーニングする
のが困難である。
って正極性(負極性でもよい)に帯電し、マイナスバイ
アス(トナーを負極性に帯電した場合にはプラスバイア
ス)を印加した回収ローラへ静電的に吸着させた後、回
収ローラ上のトナーをブレードやブラシ等で掻き取る方
法が提案されている。
ーラにトナーを確実に静電吸着させるためには、クリー
ニング用の帯電器に印加する帯電バイアスを大きくし
て、二次転写残りトナーを確実に帯電させればよい。
と、帯電器の放電による中間転写体へのダメージが大き
くなり、中間転写体の抵抗値が低くなったり、中間転写
体表面にひび割れが生じる等の問題が発生してしまっ
た。
写体のクリーニング性を高くすることによって、クリー
ニング用の帯電器に小さな帯電バイアスを印加すること
で、良好なクリーニング性を確保して中間転写体をクリ
ーニングすることができ、中間転写体へのダメージも少
ない画像形成装置を提供することである。
画像形成装置にて達成される。要約すれば、本発明は、
トナー像が形成される像担持体と、前記像担持体上のト
ナー像が一次転写される中間転写体と、前記中間転写体
上のトナー像を転写材に二次転写した後、前記中間転写
体上の転写残りトナーをクリーニングするクリーニング
手段とを備え、前記クリーニング手段は、前記中間転写
体上の転写残りトナーを帯電する帯電器と、前記帯電さ
れた転写残りトナーを静電的に回収する回収ローラとを
有する画像形成装置において、前記回収ローラと中間転
写体との間に周速差を設けたことを特徴とする画像形成
装置である。
れた雰囲気の温湿度に応じて、前記回収ローラと中間転
写体との間の周速差を変化させる。前記雰囲気の温湿度
を温湿度センサによって検出し、もしくは一次転写バイ
アス制御手段によって検出するようにすることができ
る。また前記転写材の種類に応じて、前記回収ローラと
中間転写体との間の周速差を変化させるようにしてもよ
い。前記中間転写体が無端ベルトに形成される。
数の像担持体上の複数色のトナー像を前記中間転写体上
に重ね合わせて一次転写して、前記中間転写体上に複数
色のトナー像を重畳した画像を形成し、ついで転写材上
に一括して二次転写し、または、前記像担持体上にトナ
ー像を形成し、前記像担持体上のトナー像を中間転写体
上に一次転写することを複数色分繰り返して、前記中間
転写体上に複数色のトナー像を重畳した画像を形成し、
ついで転写材上に一括して二次転写する。前記中間転写
体上に複数色のトナー像全色分による画像を形成した場
合と、全色分以下のトナー像による画像を形成した場合
とで、前記回収ローラと中間転写体との間の周速差を変
化させる。
に則して更に詳しく説明する。
である。本装置は、中間転写体に沿って複数の画像形成
ユニットが並列するタンデム型のインライン方式のカラ
ー画像形成装置である。
転写体として中間転写ベルト5を有し、その中間転写ベ
ルト5の上側の軌道に沿って、マゼンタ(M)、シアン
(C)、イエロー(Y)、ブラック(K)の4つの画像
形成ユニットPM、PC、PY、PKを備える。各画像
形成ユニットPM、PC、PY、PKには、それぞれ像
担持体としてドラム型の電子写真感光体、すなわち感光
ドラム1m、1c、1y、1kが矢印方向に回転自在に
設置されている。
周囲には、それぞれ感光ドラムと所定の間隔を開けて帯
電器2m、2c、2y、2kが配置され、その帯電器の
感光ドラム回転方向下流側の上方位置には、感光ドラム
1m、1c、1y、1kを露光する露光装置3m、3
c、3y、3kが配置され、さらにその下流側には、現
像器4m、4c、4y、4kが感光ドラムと隣接して配
置されている。感光ドラム1m〜1kにはドラムクリー
ニング装置が設けられておらず、後述するように、現像
同時クリーニング方式が適用されている。
リンダーの外周面に光半導電層、電荷移動層、電荷注入
層等を設けた構成となっており、帯電器2m〜2kとし
ては、特開平6−3921号に開示されるような注入帯
電方式を採用し、そのデバイスとしては、接触導電部材
として磁気ブラシを用いた磁気ブラシ帯電器を使用し
た。
a、5b、5cに掛け回して設置され、一次転写ローラ
6m〜6kや二次転写ローラ7とともに転写装置8を構
成している。中間転写ベルト5を支持した支持ローラ5
a〜5cのうち、1つは駆動ローラ、残りの2つは従動
ローラとされ、中間転写ベルト5は、駆動ローラによる
駆動より矢印方向に回転される。
2mm、体積抵抗率106〜1012Ωcm程度に調整さ
れたアクリロニトリルブタジエンゴム(NBR)、スチ
レンブタジエンゴム、ブタジエンゴム、エチレンプロピ
レンゴム、クロロプレンゴム、クロロスルホン化ポリエ
チレンゴム、塩素化ポリエチレンゴム、アクリルゴム、
フッ素ゴム、ウレタンゴム等のゴムベルト、PVdF、
PET、ポリカーボネート、ポリエチレン、シリコーン
等の樹脂ベルト、もしくはこれらゴムと樹脂を組合せた
ベルトが使用できる。
ゴムにカーボンを分散させて体積抵抗率を107Ωcm
に調整した厚さ0.5mmの基層表面に、1013Ωcm
のフッ素系樹脂で表層を厚さ20μmに設けた構成とし
た。
ム1m、1c、1y、1kと対向するところに、上述の
一次転写ローラ6m、6c、6y、6kがベルト5を介
して当接設置され、一次転写部が形成されている。また
中間転写ベルト5の外側には、感光ドラム1m〜1kと
は遠い側の支持ローラ5bに対向するところに、二次転
写ローラ7がベルト5を介して接離自在に設置され、二
次転写部が形成される。
転写部よりも下流側で一次転写部よりも上流側の位置に
は、ベルト5の外面側に接触型のクリーニング装置13
が設置されている。
13は、複数層を有する弾性ローラからなる接触型のク
リーニング用帯電ローラ14と、帯電ローラ14によっ
て帯電された中間転写ベルト5上のトナーを静電的に回
収する回収ローラ15と、回収ローラ15の表面に付着
したトナーを掻き取るブレード16と、ブレード16に
より除去されたトナーを回収する廃トナー容器17と、
帯電ローラ14にクリーニング用の帯電バイアスを印加
する電源18と、回収ローラ15に回収バイアスを印加
する電源19とを備えてなっている。
る作像動作について、1色目の画像形成ユニットPMを
例にとって説明する。2色目〜4色目の画像形成ユニッ
トPC〜PKにおいても同様である。
ム1mが矢印方向に回転され、その回転過程で、帯電器
2mにより感光ドラムの表面が所定の電位に均一に帯電
され、ついで露光装置3mにより露光が行われて、感光
ドラム1mの表面に原稿に対応した静電潜像が形成され
る。
ており、内に現像剤本体であるトナー粒子と磁性体から
なるキャリア粒子とを混合した2成分現像剤を収容して
いる。この現像剤は、現像器4mのSUS製の現像スリ
ーブ上に、現像スリーブ内のマグネットによる磁力で担
持され、規制ブレードによる規制で、トナーが負極性に
帯電された状態で所定層厚の現像剤層にコートされる。
マゼンタトナーの帯電量は約−30μC/gであり、他
の色の現像剤のシアントナー、イエロートナー、ブラッ
クトナーの帯電量も、同様に約−30μC/gである。
グで、図示しない現像電源からDC電圧とAC電圧が重
畳印加され、この電圧によって、現像スリーブ上の現像
剤中からトナーが感光ドラム1m上の潜像に飛翔して付
着し、潜像を現像してトナー像として可視化する。
は、図示しない一次転写電源によって一次転写ローラ6
mに所定のタイミングで正極性のバイアスを印加するこ
とにより、中間転写ベルト5の表面に転写される(一次
転写)。
留した一次転写残りトナーは、特開平9−96997号
に示す方法により、磁気ブラシ帯電器で電荷を付与して
再帯電させ、一次転写残りトナーを現像部で回収し、再
利用する。すなわち現像同時クリーニングによるリユー
ス方式を採る。
ックの各色についても行って、中間転写ベルト5上に4
色のトナー像を重ね合わせて転写したカラー画像が形成
される。
像は、図示しない二次転写電源から二次転写ローラ7に
印加された電圧によって、二次転写部に搬送された図示
しない転写材に二次転写され、トナー像が転写された転
写材は、定着器9により加熱および加圧することによ
り、トナー像が溶融固着されて、フルカラーの定着画像
とされる。
次転写残りトナーは、クリーニング装置13の電源18
からマイナスもしくはプラスの帯電バイアスを印加され
た帯電ローラ14によって帯電された後、電源19から
上記とは逆極性の回収バイアスを印加された回収ローラ
15に静電的に吸着して回収され、ついで回収ローラ1
5からクリーニングブレード16によって掻き取られ
て、廃トナー容器17内に収容される。
写ベルト5との間に周速差を設けて、回収ローラ15に
よる中間転写ベルト5のクリーニング性を高めた点にあ
る。
5との周速差と中間転写ベルト5に対するクリーニング
性との関係を調べた結果を示したものである。クリーニ
ング性は、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの4
色のトナー像を重ねたカラー画像を二次転写した後の中
間転写ベルト5に対して、二次転写残りトナーのクリー
ニングを実施した場合について評価した。
不良であることを示す。試験条件は、画像形成装置がお
かれた雰囲気の温度が23℃、湿度が60%で、帯電ロ
ーラ14に印加した帯電バイアスは−1kV、回収ロー
ラ15に印加した回収バイアスは+300Vとした。
ト5との間に、少なくとも±10%の周速差を設ける
と、中間転写ベルト5のクリーニング性が良好になっ
た。
ルト5との間にある程度の周速差を設けると、中間転写
ベルト5に対するクリーニング性が向上する。この周速
差は、上記の条件では±10%以上であったが、具体的
な条件に応じて適宜設定すればよい。
ーラ15と中間転写ベルト5の間に周速差を設けたの
で、回収ローラによる中間転写ベルトのクリーニング性
を高くすることができ、回収ローラへの小さな帯電バイ
アスの印加によって、中間転写ベルトの二次転写残りト
ナーを良好にクリーニングでき、中間転写ベルトへのダ
メージも少ない。
図である。
センサ10を設置して、装置が置かれた雰囲気の温湿度
を検出し、温湿度から雰囲気の絶対水分量を求めて、そ
の結果に基づき、CPU11(画像形成装置本体内の各
部の動作を制御している)が回収ローラ15の周速度を
調整して、回収ローラ15と中間転写ベルト5との周速
差を制御する点にある。
的に同じで、図2において図1に付した符号と同一の符
号は同一の部材を示す。
ト5の抵抗値やトナーの帯電量が上昇してしまうので、
通常環境と同等の二次転写性を確保するためには、二次
転写バイアスを大きくする必要がある。しかしながら、
二次転写バイアスを大きくすると、異常放電による画像
不良が発生しやすくなるので、低温低湿環境下では二次
転写残りトナーが多くなる傾向にある。
間転写ベルトのクリーニング性の関係を示したものであ
る。表1のときと同様、クリーニング性は、イエロー、
マゼンタ、シアン、ブラックの4色のトナー像を重ねた
カラー画像を二次転写した後の中間転写ベルト5に対し
て、二次転写残りトナーのクリーニングを実施した場合
について評価した。
不良であることを示す。試験条件は、画像形成装置がお
かれた雰囲気の温度が15℃、湿度が10%で、帯電ロ
ーラ14に印加した帯電バイアスは−1kV、回収ロー
ラ15に印加したバイアスは+300Vとした。
の表1で示した場合よりも大きな周速差をつけないと、
クリーニング性が良好にならないことが分かる。
回収ローラ15によって中間転写ベルト5の表面を摺擦
するということであり、ブレードやブラシで摺擦するほ
どではないにしても、中間転写ベルト5の寿命を短くす
る要因となるので、周速差は最小限に抑えることが好ま
しい。
によって雰囲気の絶対水分量を測定し、低温低湿環境で
あると判断された場合にのみ、周速差を大きくするよう
にした。
ト5との周速差を無用に大きくせず、回収ローラ15の
摺擦による中間転写ベルト5へのダメージを最小限に抑
えて、良好なクリーニング性を確保することができた。
す断面図である。
〜6k)に一次転写バイアスを印加する一次転写バイア
ス電源20(図では、1色目の一次転写ローラ6mに印
加している場合を示した)に、転写時の一次転写電流を
検出する電流検出回路21が設けられており、電流検出
回路21で一次転写電流を検出した検出信号を、画像形
成装置本体内の各部の動作を制御するCPU11に送
り、CPU11で一次転写バイアスが適正になるよう
に、一次転写バイアス電源20の出力を制御している。
手段を利用して、雰囲気の絶対水分量を測定するように
した。すなわち、画像形成シーケンス実行中以外の適宜
の時期に、バイアス電源20から一次転写ローラ6に転
写バイアスを印加し、そのとき流れる電流を電流検出回
路21で検出し、CPU11で検出値(電圧出力)をモ
ニターして中間転写ベルト5の抵抗値を測定し、抵抗測
定値から雰囲気の温湿度、さらに絶対水分量を演算して
求める。
であると判断された場合に、周速差を大きくするように
制御する。同様に、回収ローラ15と中間転写ベルト5
との間の周速差を無用に大きくするのを防いで、回収ロ
ーラ15の摺擦による中間転写ベルト5へのダメージを
最小限に抑えつつ、良好なクリーニング性を確保するこ
とができる。
制御している場合の方法を説明したが、要は中間転写ベ
ルト5の抵抗値を測定できればよく、一次転写バイアス
を定電流制御して検出電圧をモニターしてもよい。また
感光ドラム1を対向電極として一次転写ローラ6へのバ
イアスの印加により流れる電流を検出したが、二次転写
ローラ7を対向電極とし、あるいは中間転写ベルトクリ
ーニング用の帯電ローラ14を対向電極として、電流を
検出するようにしてもよい。
ーでは、中間転写体上にイエロー、マゼンタ、シアン、
ブラックの各色のトナー像を重ね合わせ一次転写したカ
ラー画像は、トナー量が少ない単色のハーフトーン部分
からトナー量が多い4色重ねの部分まで存在しうる。
等による画像不良を発生させずに均一に二次転写させる
ことは困難であり、二次転写残りトナーが多く発生す
る。本発明は、実施例1等で示したように、回収ローラ
15と中間転写ベルト5との間に周速差を付けることに
より、回収ローラ15によるクリーニング性を高めてい
るので、二次転写残りトナーが多く発生しても対処でき
る。
に、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの4色のト
ナーを使用したフルカラーモードで用いられるわけでは
なく、単色のモノカラーモードでの使用もある。この場
合は、中間転写体上に存在しうるトナー量の最大値はフ
ルカラーモードの1/4であり、二次転写残りトナーが
かなり少ない。
中間転写ベルト5の周速差を常に大きくするのではな
く、二次転写残りトナーが少ないモノカラーモード時に
は、小さくするようにした。
色重ね画像、4色重ね画像の転写効率と二次転写バイア
スとの関係を示している。図4から分かるように、画像
の重ねの有無また重ね数の相違で、転写効率がピークと
なる二次転写バイアスが異なり、固定されたバイアス値
に設定したのでは、どのような設定値にしても、全ての
画像で二次転写残りトナーが少なくするようにはできな
い。
ードでは、二次転写バイアスをVfullに設定し、全ての
重ね数の画像に対してほどほどの転写効率が得られるよ
うにしておいて、回収ローラ15と中間転写ベルト5と
の間にある程度の周速差を付けて、発生した二次転写残
りトナーを効率よくクリーニングする。一方、単色画像
のみを出力するモノカラーモードでは、二次転写バイア
スをモノカラーモード用のVmonoに設定して、二次転写
残りトナーの発生を少なくする。そして回収ローラ15
と中間転写ベルト5との間の周速差は、フルカラーモー
ド時よりも小さくする。
ラ15と中間転写ベルト5との間の周速差を無用に大き
くするのを防いで、回収ローラ15の摺擦による中間転
写ベルト5へのダメージを最小限に抑えつつ、良好なク
リーニング性を確保することができる。
括して二次転写されるが、このとき転写材の種類によっ
て二次転写残りトナー量が異なる。たとえばOHTシー
トへ二次転写する場合、転写性が悪いため二次転写残り
トナー量が多くなる。また両面プリントにおける2面目
への二次転写性も悪くなる傾向にある。
写材(2面目への二次転写をする際の通常の紙を含む)
が使用される場合にのみ、回収ローラ15と中間転写ベ
ルト5との間の周速差を大きくする。
5の摺擦による中間転写ベルト5へのダメージを最小限
に抑えつつ、良好なクリーニング性を確保することがで
きる。
複数色のトナー像を形成し、中間転写体上に複数色のト
ナー像を重ね合わせて一次転写して、中間転写体上に複
数色のトナー像を重畳したカラー画像を形成したが、本
発明はこれに限られず、像担持体を1つ有し、その1つ
の像担持体上に複数色のトナー像を1色ずつ形成し、そ
の各色のトナー像が得られるたびに中間転写体上にトナ
ー像を一次転写することを繰り返して、中間転写体上に
複数色のトナー像を重畳したカラー画像を形成するタイ
プの画像形成装置に対しても、本発明を適用して同様な
効果を得ることができる。
像を形成し、これを中間転写体に一次転写し、ついで転
写材に二次転写するモノカラー専用の画像形成装置にも
適用することができる。
クリーニング用の帯電器により中間転写体上の二次転写
残りトナーを帯電し、回収ローラにより静電的に吸着さ
せて除去するに際し、回収ローラと中間転写体との間に
周速差を設けたので、回収ローラによる中間転写体のク
リーニング性を高くでき、帯電器への小さな帯電バイア
スの印加により良好なクリーニング性を確保して、中間
転写体上の二次転写残りトナーをクリーニングすること
ができ、中間転写体へのダメージも最小限に抑制するこ
とができる。
である。
図である。
す断面図である。
4色重ね画像の転写効率と二次転写バイアスとの関係を
示す説明図である。
Claims (9)
- 【請求項1】 トナー像が形成される像担持体と、前記
像担持体上のトナー像が一次転写される中間転写体と、
前記中間転写体上のトナー像を転写材に二次転写した
後、前記中間転写体上の転写残りトナーをクリーニング
するクリーニング手段とを備え、前記クリーニング手段
は、前記中間転写体上の転写残りトナーを帯電する帯電
器と、前記帯電された転写残りトナーを静電的に回収す
る回収ローラとを有する画像形成装置において、 前記回収ローラと中間転写体との間に周速差を設けたこ
とを特徴とする画像形成装置。 - 【請求項2】 画像形成装置本体が置かれた雰囲気の温
湿度に応じて、前記回収ローラと中間転写体との間の周
速差を変化させる請求項1の画像形成装置。 - 【請求項3】 前記雰囲気の温湿度を温湿度センサによ
って検出する請求項2の画像形成装置。 - 【請求項4】 前記雰囲気の温湿度を一次転写バイアス
制御手段によって検出する請求項2の画像形成装置。 - 【請求項5】 前記転写材の種類に応じて、前記回収ロ
ーラと中間転写体との間の周速差を変化させる請求項1
の画像形成装置。 - 【請求項6】 前記像担持体を複数有し、前記複数の像
担持体上の複数色のトナー像を前記中間転写体上に重ね
合わせて一次転写して、前記中間転写体上に複数色のト
ナー像を重畳した画像を形成し、ついで転写材上に一括
して二次転写する請求項1〜5のいずれかの項に記載の
画像形成装置。 - 【請求項7】 前記像担持体上にトナー像を形成し、前
記像担持体上のトナー像を中間転写体上に一次転写する
ことを複数色分繰り返して、前記中間転写体上に複数色
のトナー像を重畳した画像を形成し、ついで転写材上に
一括して二次転写する請求項1〜5のいずれかの項に記
載の画像形成装置。 - 【請求項8】 前記中間転写体上に複数色のトナー像全
色分による画像を形成した場合と、全色分以下のトナー
像による画像を形成した場合とで、前記回収ローラと中
間転写体との間の周速差を変化させる請求項7または8
の画像形成装置。 - 【請求項9】 前記中間転写体が無端ベルトに形成され
た請求項1〜8のいずれかの項に記載の画像形成装置。
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---|---|---|---|
JP2000092093A JP2001282007A (ja) | 2000-03-29 | 2000-03-29 | 画像形成装置 |
Applications Claiming Priority (1)
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---|---|---|---|
JP2000092093A JP2001282007A (ja) | 2000-03-29 | 2000-03-29 | 画像形成装置 |
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---|---|
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JP2001282007A5 JP2001282007A5 (ja) | 2007-05-17 |
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---|---|---|---|
JP2000092093A Pending JP2001282007A (ja) | 2000-03-29 | 2000-03-29 | 画像形成装置 |
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JP (1) | JP2001282007A (ja) |
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- 2000-03-29 JP JP2000092093A patent/JP2001282007A/ja active Pending
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