JP2004117946A - 電子写真画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】表面の平滑性の低い転写材を用いた場合においても、感光体ドラムクリーニング不良の不具合の発生を防ぐことのできる電子写真画像形成装置を提供する。
【解決手段】感光体ドラム１上に形成したトナー像を回転する中間転写ベルト９１に転写し、該中間転写ベルト９１に転写されたトナー像を転写材へ転写して画像形成し、更にトナー像転写後の中間転写ベルト９１に残留したトナーを感光体ドラム１に転移させて回収除去する電子写真画像形成装置において、トナー像転写後の中間転写ベルト９１に残留したトナーを帯電するためのトナー帯電ローラ２３と、トナー帯電ローラ２３と中間転写ベルト９１を介して対向するバックアップローラ１２とを有し、中間転写ベルト９１及びトナー帯電ローラ２３及びバックアップローラ１２の合計静電容量が、５０ｐＦ以上、且つ５００ｐＦ以下であることを特徴とする。
【選択図】　　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子写真方式を用いる、複写機、プリンタなどの電子写真画像形成装置に関し、特に中間転写体を用いる電子写真画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、例えば、多色画像の形成が可能なカラーの画像形成装置としては、電子写真方式、熱転写方式、インクジェット方式などの種々の方式が知られている。これらのうち電子写真方式は、他の方式のものに比べて画像形成速度、画質、静粛性などの点で優れている。
【０００３】
電子写真方式を採用する画像形成装置の中でも更に種々の方式がある。例えば、像担持体である感光体表面にカラー像（複数色のトナー像）を重ねた後に転写材に一括転写して像形成を行う多重現像方式や、現像−転写のサイクルを繰り返し行う多重転写方式、一旦中間転写体上に各色のトナー像を順次一次転写した後、このトナー像を転写材上に一括転写する中間転写方式などがある。これらのうち、特に中間転写方式のものは、混色のおそれがないこと、質や厚さの異なる様々な転写材の使用が可能であることなどの利点を有する。
【０００４】
図１１に、中間転写方式の電子写真画像形成装置の一例として、４色のフルカラーレーザービームプリンタとされる画像形成装置２００の要部概略構成を示す。
【０００５】
図１１の画像形成装置２００においては、像担持体としてのドラム型の電子写真感光体（以下、「感光体ドラム」と呼ぶ。）１の周面には、回転方向（矢印Ｒ１方向）に沿って順に、帯電器２、レーザー光Ｌを感光体ドラム１に照射する露光手段３、回転式現像装置５０、中間転写体としての中間転写ベルト９０、及び感光体ドラムクリーナ１９が配置されている。
【０００６】
本例では、感光体ドラム１は、図中矢印Ｒ１方向に表面速度１１７ｍｍ／秒で回転駆動されるドラム型とされ、その表面が帯電器２によって負極性に帯電される。
【０００７】
帯電器２によって帯電された感光体ドラム１の表面の電位（以下、「帯電電位」という。）は、通常、−４５０Ｖ〜−８００Ｖである。又、帯電器２には、感光体ドラム１の帯電時に、帯電器電源１７により交番電圧に直流電圧を重畳した帯電バイアスを印加印加する。
【０００８】
帯電された感光体ドラム１の表面は、画像情報に応じた露光手段３からの露光Ｌにより露光され、静電潜像が形成される。
【０００９】
回転式現像装置５０は、イエローＹ、マゼンタＭ、シアンＣ、ブラックＫの各色のトナーを含む現像剤を収容し、各色の画像情報に従って感光体ドラム１に形成された静電潜像を現像するための４つの現像器、イエロー現像器５Ｙ、マゼンタ現像器５Ｍ、シアン現像器５Ｃ、ブラック現像器５Ｋを、回転可能な現像器支持体であるロータリー２２内に有している。そして、適時ロータリー２２を回転させることにより、所望の色用の現像器を感光体ドラム１と対向する現像位置に配置するようになっている。
【００１０】
又、本例では、中間転写ベルト９０は二本の支持軸、つまり駆動ローラ１５及びバックアップローラ１２に支持されている。
【００１１】
そして、中間転写ベルト９０を駆動する駆動ローラ１５の図中矢印Ｒ２方向の回転に伴い、中間転写ベルト９０は１１７ｍｍ／秒にて図中矢印Ｒ３方向に回転する。
【００１２】
中間転写ベルト９０としては、一例として、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）にカーボンを充填した樹脂を、厚さ１５０μｍの無端状のベルトに成型したものを用いることができる。
【００１３】
中間転写ベルト９０を介して感光体ドラム１と対向する位置に、一次転写手段としての一次転写ローラ１０が設けられており、この位置で、感光体ドラム１と中間転写ベルト９０との当接部は一次転写ニップ部Ｎ１を形成している。一次転写ローラ１０は、中間転写ベルト９０の周回移動（回転）により従動回転する。本例では、一次転写ローラ１０は、直径１２ｍｍとされる。一次転写ローラ１０としては、ＥＰＤＭ、ウレタンゴム、ＣＲ、ＮＢＲなどにカーボンなどの抵抗調整剤を加え、体積抵抗率を調整した材料を用いることが一般的である。
【００１４】
例えば、フルカラー画像を形成する場合について説明すると、先ず、第１色目として、色分解されたイエロー色の画像情報に従って感光体ドラム１に形成された静電潜像には、ロータリー２２に搭載されたイエロー現像器５Ｙによって負極性に帯電されたイエローのトナーが付着され、イエロートナー像として現像される。
【００１５】
そして、一次転写ローラ１０に、一次転写電源２０から正極性の一次転写バイアスを印加することで、感光体ドラム１上のイエロートナー像を一次転写ニップ部Ｎ１を介して中間転写ベルト９０に一次転写させる。ここでは、一例として、一次転写ローラ１０に印加する一次転写バイアスは、＋５００Ｖの直流電圧を用いている。
【００１６】
一次転写が終了した後、中間転写ベルト９０に転写されずに感光体ドラム１表面に残ったトナー（以下、「一次転写残トナー」と呼ぶ。）は、弾性体ブレードを有する感光体ドラムクリーナ１９によって除去される。又、一次転写後の感光体ドラム１を前露光ランプなどの除電手段により除電してもよい。
【００１７】
引き続き、以上の帯電、露光、現像、一次転写、クリーニング、除電の一連の画像形成プロセスを、２色目〜４色目の画像情報についても同様に行う。例えば、２色目としてマゼンタ現像器５Ｍ、３色目としてシアン現像器５Ｃ、４色目としてブラック現像器５Ｋに収納された各色のトナーにより、感光体ドラム１への各色のトナー像の形成を繰り返して行い、周回移動する中間転写ベルト９０上に４色のトナー像を重ねて一次転写する。尚、本例では、１色目〜４色目まで全ての色のトナー像に対して、＋５００Ｖの一次転写バイアスを一次転写ローラ１０に印加した。
【００１８】
そして、図中矢印Ｒ４方向に回転する二次転写手段としての二次転写ローラ１１に、二次転写電源２１から二次転写バイアスを印加することで、中間転写ベルト９０上のトナー像を二次転写ニップ部Ｎ２を介して転写材Ｐの表面に一括して二次転写させる。本例では、二次転写ローラ１１は直径２０ｍｍとされる。又、ここでは、一例として二次転写バイアスは＋１．５ｋＶの直流電圧を用いた。
【００１９】
こうして表面に４色の未定着トナー像を担持した転写材Ｐは、従来公知の定着器（図示せず）に搬送され、ここで表面のトナー像が定着されて画像形成が完了する。画像が定着された転写材Ｐは、その後装置外に排出される。
【００２０】
一方、二次転写が終了した後、転写材Ｐに転写されずに中間転写ベルト９０上に残ったトナー（以下、「二次転写残トナー」と呼ぶ。）を中間転写ベルト９０から除去することで、中間転写ベルト９０を繰り返し画像形成に供する。
【００２１】
二次転写残トナーを中間転写ベルト９０から除去する方法として、特開平１１−１６１０４３号公報に記載されるように、二次転写残トナーを正極性に帯電させて、感光体ドラム１上に戻し、これを感光体ドラムクリーナ１９によって回収する方法がある。
【００２２】
つまり、図１１に示すように、二次転写ニップ部Ｎ２よりも中間転写ベルト９０の回転方向下流側で、一次転写ニップ部Ｎ１よりも上流側において、二次転写残トナー帯電ローラ（以下、「トナー帯電ローラ」と呼ぶ。）２３が中間転写ベルト９０に離接可能に配置されている。このトナー帯電ローラ２３に、二次転写残トナー帯電ローラ電源（以下、「トナー帯電電源」と呼ぶ。）１３より、交番電圧に正極性の直流電圧を重畳したバイアスを印加して、二次転写残トナーを正極性に帯電させる。
【００２３】
トナー帯電ローラ２３は、中間転写ベルト９０に対して当接・離間を行う機構（図示せず）を有し、二次転写残トナーを帯電させるときのみ中間転写ベルト９０に当接する。又、トナー帯電ローラ２３と中間転写ベルト９０とが当接するトナー帯電ローラ当接部Ｎ３の裏面には、帯電効率を上げるために接地の対向電極が設けられている。本例では、バックアップローラ１２がこの対向電極として機能する。トナー帯電ローラ２３は、中間転写ベルト９０の回転により従動回転する。
【００２４】
こうしてトナー帯電ローラ２３により正極性に帯電させた二次転写残トナーを、最後に、一次転写ニップ部Ｎ１にて感光体ドラム１へ静電的に転写させ、中間転写ベルト９０上の二次転写残トナーを除去する。トナー帯電電源１３からトナー帯電ローラ２３に印加するバイアスとしては、一例として、周波数１ＫＨｚ、振幅２．４ｋＶ、矩形波の交番電圧に、＋１ｋＶの直流電圧を重畳したバイアスを用いることができる。
【００２５】
従来、上述のようにして中間転写ベルト９０に残った二次転写残トナーを除去し、感光体ドラムクリーナ１９に回収する方法がある。かかる方法によると、廃トナーを一括して感光体ドラムクリーナ１９に回収できる利点がある。
【００２６】
【特許文献１】
特開平１１−１６１０４３号公報
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の二次転写残トナーの除去、回収方法には次のような不具合があった。
【００２７】
つまり、本発明者らは、トナー帯電ローラ２３を有し、転写同時を行う画像形成装置を用いて鋭意実験研究を試みたところ、転写材Ｐとして、ボンド紙等、表面の平滑性の低い転写材を用いた場合、感光体ドラム１上の一次転写トナーの一部が感光体ドラムクリーナ１９に回収されない所謂感光体ドラムクリーニング不良が発生する不具合のあることが分かった。
【００２８】
本発明は、上記のような問題を解決するためになされたものであり、その目的は、転写材として表面の平滑性の低い転写材を用いた場合においても、感光体ドラムクリーニング不良の不具合の発生を防ぐことのできる電子写真画像形成装置を提供するものである。
【００２９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するための本発明に係る代表的な構成は、像担持体上に形成した現像剤像を回転する中間転写体に転写し、該中間転写体に転写された現像剤像を転写材へ転写して画像形成し、更に前記現像剤像転写後の中間転写体に残留した現像剤を前記像担持体に転移させて回収除去する電子写真画像形成装置において、現像剤像転写後の前記中間転写体に残留した現像剤を帯電するための帯電部材と、前記帯電部材と前記中間転写体を介して対向する対向部材とを有し、前記中間転写体及び前記帯電部材及び前記対向部材の合計静電容量が、５０ｐＦ以上、且つ５００ｐＦ以下であることを特徴とする。
【００３０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る電子写真画像形成装置を図面に則して更に詳しく説明する。
【００３１】
〔第１実施形態〕
本実施形態において、本発明は、図１１を参照して説明した基本構成を有する電子写真方式のフルカラー画像形成装置に適用される。本実施形態では、特に、中間転写ベルト９１上の二次転写残トナーの除去、回収機構に特徴を有している。従って、ここでは、図１１の画像形成装置２００と同一の構成、作用を有する要素には同一の符号を付し、詳しい説明は省略する。
【００３２】
図１は、本実施形態の画像形成装置１００の要部概略構成を示す。本実施形態の画像形成装置は、像剤担持体としての感光体ドラム１と、感光体ドラム１上に形成されたトナー像が第１の転写位置（一次転写ニップ部）Ｎ１で静電的に転写される中間転写体としての中間転写ベルト９１と、中間転写ベルト９１上のトナー像が転写材Ｐに第２の転写位置（二次転写ニップ部）Ｎ２で静電的に転写された後、交番電圧に直流電圧が重畳された電圧が印加され、中間転写ベルト９１上に残留する二次転写残トナーを帯電させる帯電部材としてのトナー帯電ローラ２３と、このトナー帯電ローラ２３と中間転写ベルト９１を介して対向する対向部材としてのバックアップローラ１２とを有している。
【００３３】
二次転写残トナーは、第１の転写位置Ｎ１で中間転写ベルト９１から感光体ドラム１へ静電的に転写され、感光体ドラムクリーナ１９に回収される。そして、本実施形態では、中間転写ベルト９１の静電容量を調整し、トナー帯電ローラ２３と中間転写ベルト９１とバックアップローラ１２の合計の静電容量（以降、「合計静電容量」）とする。）を２００ｐＦとしている。尚、本実施形態における合計静電容量の測定方法は、本実施形態の説明の最後に行う。
【００３４】
（二次転写残トナーの帯電構成）
以下、本実施形態における二次転写残トナー除去、回収に係る、二次転写残トナーの帯電構成をより詳しく説明する。
【００３５】
本実施形態では、中間転写ベルト９１としては、ＰＶｄＦ（ポリフッ化ビニリデン）に静電容量調整剤としての酸化チタンを充填した樹脂を、厚さ８０μｍの無端状のベルトに成型したものを用いている。厚さ及び静電容量調整剤の充填量の加減によって、中間転写ベルト９１の静電容量は調整される。
【００３６】
ところで、電気素子としてのコンデンサは、電極間の距離の小さい程、その静電容量は大きくなる。本実施形態の中間転写ベルト９１においても、同様にして、薄いベルトを用いることにより、静電容量は大きくなる。また、合計静電容量は、中間転写ベルト９１の静電容量の増加に伴い、大きくなる。そして、中間転写ベルト９１の静電容量の調整により、合計静電容量を２００ｐＦにしている。
【００３７】
ここで、トナー帯電ローラ２３としては、直径６ｍｍの芯金にゴム材料を付し、直径１２ｍｍのローラ形状に成型した部材を用いた。バックアップローラ１２は直径２８ｍｍの金属製のローラである。
【００３８】
本実施形態では、バックアップローラ１２は中間転写ベルト９１の支持軸としても機能する。トナー帯電電源１３がトナー帯電ローラ２３に印加する交番電圧に直流電圧を重畳した電圧の電圧値は振幅２．５ｋＶ、周波数６００Ｈｚ、である矩形波に、＋１．５ｋＶの直流電圧を重畳して積分平均値を＋１．５ｋＶとしたたものである。中間転写ベルト９１は、駆動ローラ１５に駆動され、１１７ｍｍ／秒にて回転する。
【００３９】
（合計静電容量と画像品位の関係）
上記構成の装置において、合計静電容量を変化させて画像形成したときの感光体ドラムクリーニング不良の発生状況について検討した結果を図２に示す。
【００４０】
図２に示すように、合計静電容量が７０ｐＦ以上である場合、感光体ドラムクリーニング不良の発生は無い。また、合計静電容量が５８ｐＦ以上、７０ｐＦ未満である場合、感光体ドラムクリーニング不良の発生状況は、極めて白色度の高い転写材を用いた場合に限り、次の画像に表れるレベルであった。そして、合計静電容量が５０ｐＦ未満の場合、転写材の白色度に関わらず、次の画像に表れるレベルであった。
【００４１】
上記結果から、前記合計静電容量が５０ｐＦ以上、且つ５００ｐＦ以下の範囲にあるように構成することで、表面の平滑性の低い転写材Ｐを用いた場合においても一次転写効率低下の不具合を、防止することができることがわかる。
【００４２】
ここで、平滑性の低い転写材を用いた場合において感光体ドラムクリーニング不良の不具合が発生する原因、及び、合計静電容量との関係は次のように考えられる。
【００４３】
トナー帯電電源１３がトナー帯電ローラ２３に電圧を印加した際に、トナー帯電ローラ２３、中間転写ベルト９１、バックアップローラ１２に流れる電流は、図３に示す、トナー帯電ローラ２３に印加される電圧波形を微分した形に略等しい形の波形にて、流れる。（以降、このトナー帯電ローラ２３に流れる電流の波形を「トナー帯電ローラ電流波形」とする。）トナー帯電ローラ電流波形の形は、合計静電容量に依存する。そして、本発明者らの検討に拠れば、図３に示すトナー帯電ローラ電流波形の中で、ピークツーピークの大きさ、つまり、瞬間的に流れる電流の電流量が、感光ドラムクリーニング不良に関係のあることが明らかになった。これは、図４に示すように、合計静電容量が大きい程、ピークツーピークの大きさ、つまり、瞬間的に流れる電流の電流量は大きくなる。　前述した従来例で示した画像形成装置においては、合計静電容量は４２ｐＦであった。このように、合計静電容量が小さく、トナー帯電ローラ２３に瞬間的に流れる電流量が少ない場合、、トナー帯電ローラ２３により帯電された後の二次転写残トナーの有する電荷は不均一であり、一部の二次転写残トナーは過剰な電荷を有する。特に、表面の平滑性が低い転写材を用いた場合では、二次転写残トナーが多く、電荷は極めて不均一になる傾向がある。すると、過剰な電荷を有する二次転写残トナーは、感光体ドラム１に対する静電的な吸着力が強く、感光体ドラム１から除去され難い。故に、感光体ドラムクリーニング不良が発生する。
【００４４】
一方、本実施形態のように、合計静電容量が大きく、瞬間的にトナー帯電ローラ２３に流れる電流量が多い場合、、トナー帯電ローラ２３により帯電された後の二次転写残トナーの有する電荷は略均一になり、過剰な電荷を有する二次転写残トナーの含まれることはない。故に、感光体ドラムクリーニング不良の不具合を防ぐことができる。
【００４５】
また、前記合計静電容量を大きくし過ぎると、トナー帯電ローラ２３が二次転写残トナーに電荷を付与する際、トナー帯電ローラ２３近傍に置いてトナー飛散が発生し、転写材Ｐの搬送路を汚染し、転写材Ｐの裏面にトナーが付着する不具合が生ずる。
【００４６】
図５に上記構成の装置によって合計静電容量を変化させて画像形成したときのトナー飛散の発生状況について検討した結果を示す。
【００４７】
図５に示すように、合計静電容量が４００ｐＦ以下である場合、トナー飛散の発生は無い。合計静電容量が４００ｐＦから５００ｐＦである場合、トナー飛散の発生状況は、極めて白色度の高い転写材を用いた場合に限り、裏面にトナーの付着が認識できるレベルであった。合計静電容量が５００ｐＦより大きい場合、転写材の白色度に関わらず、裏面にトナーの付着が認識できるレベルであった。
【００４８】
上記結果は、合計静電容量が非常に大きく、多量の電流がトナー帯電ローラ２３ローラに流れる場合、中間転写ベルト９１表面と、トナー帯電ローラ２３表面の間に発生する電圧は大きくなる。すると、二次転写残トナーの受けるクーロン力も大きくなるため、トナー帯電ローラ２３近傍における二次転写残トナーは激しく運動し、トナー飛散が発生すると推定される。
【００４９】
ところで、トナー帯電電源１３がトナー帯電ローラ２３に印加する電圧の電圧値としては、積分平均値＋２００Ｖから＋３０００Ｖ、振幅６００Ｖから５０００Ｖ、周波数２００Ｈｚから３５００Ｈｚが適している。
【００５０】
積分平均値及び振幅が上記の下限以下である場合、合計静電容量に関わらず二次転写残トナーを均一に帯電することができない。一方、上記の上限以上では、トナー帯電ローラ２３と中間転写ベルト９１とが当接するトナー帯電ローラ当接部Ｎ３近傍にて、リークが発生する。
【００５１】
また、周波数が上記の下限以下の場合、トナー帯電ローラ２３から二次転写残トナーへの電荷の放電回数が少なく、合計静電容量に関わらず二次転写残トナーを均一に帯電することができない。一方、周波数が上記の上限以上である場合、帯電音が非常に大きくなり、ユーザフレンドリーの観点から好ましくない。
【００５２】
以上説明したように、本実施形態における画像形成装置にあっては、合計静電容量を５０ｐＦ以上、好ましくは７０ｐＦ以上にすることにより、一次転写効率低下の不具合の発生を防ぐことができる。また、合計静電容量を５００ｐＦ以下、好ましくは４００ｐＦ以下にすることにより、トナー飛散の発生する不具合を防ぐこともできる。
【００５３】
尚、本実施形態の画像形成装置を用い、二次転写残トナーを感光体ドラム１に転写する際、同時に、感光体ドラム１上のトナー像の中間転写ベルト９１への一次転写を行う、所謂一次転写同時クリーニングを行うことも可能である。
【００５４】
そのとき、二次転写残トナーを中間転写ベルト９１から除去する為の時間を省くことが可能になり、プリント時間を短縮できる利点もある。
【００５５】
（合計静電容量の測定方法）
次に本実施形態で実験した合計静電容量の測定方法について述べる。
【００５６】
測定は以下のステップにて行った。説明は、本実施形態で用いた画像形成装置の合計静電容量の測定を例に挙げ行う。
【００５７】
トナー帯電ローラ２３、中間転写ベルト９１、バックアップローラ１２により構成される回路は、図６に示す、コンデンサＣと抵抗Ｒを並列に並べた回路と等価である。
【００５８】
測定は、「（１）トナー帯電ローラ電流波形におけるピークツーピークの測定の測定」、「（２）抵抗Ｒの測定」、「（３）静電容量の測定」の順で行われる。
【００５９】
以下、測定の温度、湿度は略２４℃／５０％の環境下で行われる。
【００６０】
（１）トナー帯電ローラ電流波形におけるピークツーピークの大きさの測定
▲１▼図７に示すように、バックアップローラ１２と接地面（ＧＮＤ）の間に１ｋΩの抵抗素子を設ける（以降、この抵抗素子を「検出抵抗」とする）。
【００６１】
▲２▼トナー帯電ローラ２３を中間転写ベルト９１に当接させ、二次転写残トナー帯電時の速度にて、中間転写ベルト９１を回転させる。本測定では、１１７ｍｍ／秒。
【００６２】
▲３▼二次転写残トナー帯電時においてトナー帯電ローラ２３に印加される交番電圧に直流電圧を重畳した電圧と略同じ電圧を、高圧電源よりトナー帯電ローラ２３に印加する。このときに検出抵抗の両端に発生する電圧を測定することにより、ピークツーピークの大きさが測定される。本測定では、Ｖｐｐ２．５ｋＶ、周波数６００Ｈｚの矩形波に、１．５ｋＶの直流電圧を印加する（ピークツーピークの定義は、図４参照）。
【００６３】
（２）抵抗Ｒの測定。
【００６４】
▲１▼トナー帯電ローラ２３を中間転写ベルト９１に当接させる。
【００６５】
▲２▼二次転写残トナー帯電時にトナー帯電ローラ２３に印加される交番電圧に直流電圧を重畳した電圧の積分平均値と略同じ直流電圧を、トナー帯電ローラ２３に印加して、バックアップローラ１２とＧＮＤの間を流れる電流値を測定する。本測定においては、電源としてトレック社製高圧電源Ｍｏｄｅｌ６１０Ｃを用いた。
【００６６】
本実施形態のトナー帯電ローラ２３に印加される直流電圧は＋１５００Ｖ、電流値は２２μＡである。
【００６７】
▲３▼▲２▼で得られた電流とトナー帯電ローラ２３に印加した直流電圧より、抵抗Ｒを求める。本実施形態では６８ＭΩである。
【００６８】
（３）静電容量Ｃの測定
▲１▼図８に示す回路を組む。
【００６９】
抵抗Ｒには、「（２）抵抗Ｒの測定」で得られた抵抗値の抵抗素子を用いる。
【００７０】
高電圧電源は、「（１）トナー帯電ローラ電流波形におけるピークツーピークの大きさの測定」にて使用した高圧電源を用いる。
【００７１】
検出抵抗は、上記のごとく、１ｋΩの抵抗素子を用いる。
【００７２】
▲２▼高電圧電源から抵抗Ｒ及びコンデンサＣに対し、「（１）トナー帯電ローラ電流波形におけるピークツーピークの大きさの測定」においてトナー帯電ローラ２３に印加した交番電圧に直流電圧を重畳した電圧を印加する。
【００７３】
▲３▼検出抵抗の両端に発生する電圧よりトナー帯電ローラ２３に流れる電流波形におけるピークツーピークの大きさを測定し、測定されたピークツーピークの大きさが「（１）トナー帯電ローラ電流波形におけるピークツーピークの大きさの測定」にて測定された電流値と同じになるように、コンデンサＣの静電容量を変える。
【００７４】
▲４▼トナー帯電ローラ２３に流れる電流波形におけるピークツーピークの大きさが「（１）トナー帯電ローラ電流波形におけるピークツーピーク大きさの測定」にて測定された電流値と同じに成った際のコンデンサＣの静電容量が、合計静電容量とされる。
【００７５】
〔第２実施形態〕
次に本発明の第２実施形態について説明する。本実施形態における画像形成装置の基本構成も前述した第１実施形態と同様であり、図１１を用いて説明した画像形成装置と同一の構成、作用を有する要素には同一の符号を付し、詳しい説明は省略する。
【００７６】
図９は第２実施形態の特徴部分であるトナー帯電ローラ２３の近傍を示す図である。本実施形態においては、第１実施形態と同様に、合計静電容量を５０ｐＦ以上、且つ５００ｐＦ以下とするが、トナー帯電ローラ２３表面に、合計静電容量を調整する層である静電容量調整層２４を設けたことを特徴とする。
【００７７】
以下、本実施形態における二次転写残トナーの除去及び回収方法に関し、画像形成装置構成を、より詳しく説明する。本実施形態では、トナー帯電ローラ２３表面に設けた静電容量調整層２４以外の部材は、従来例と同一の部材を用いる。
【００７８】
本実施形態では、トナー帯電ローラ２３として、直径６ｍｍの芯金にゴム材料を付し、直径１２ｍｍのローラ形状に成型した部材を用いた。そして、トナー帯電ローラ２３表面に静電容量調整層２４として、フッ素樹脂に静電容量調整剤として酸化チタンを充填した材料を厚さ２０μｍコーティングした。
【００７９】
中間転写ベルト９０としては、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）にカーボンを分散した樹脂を、厚さ１５０μｍの無端状のベルトに成型したものを用いた。バックアップローラ１２は、直径２８ｍｍの金属ローラを用いた。
【００８０】
トナー帯電電源１３がトナー帯電ローラ２３に印加する交番電圧に直流電圧を重畳した電圧の電圧値は、振幅２．５ｋＶ、周波数６００Ｈｚ、である矩形波に、＋１．５ｋＶの直流電圧を重畳して積分平均値を＋１．５ｋＶとしたものである。中間転写ベルト９０は、駆動ローラ１５の回転に駆動され、１１７ｍｍ／秒にて回転する。
【００８１】
静電容量調整層２４の静電容量は、厚さ及び静電容量調整剤の充填量の加減よって、調整される。トナー帯電ローラ２３表面に、静電容量の調整された静電容量調整層２４を設けることにより、合計静電容量を調整することができる。本実施形態の合計静電容量は、２００ｐＦである。
【００８２】
本実施形態の様に、静電容量調整層２４を設け、合計静電容量が５０ｐＦ以上５００ｐＦ以下の範囲にあるように構成した場合においても、前述した第１実施形態と同様の作用効果にて、感光体ドラムクリーニング不良及びトナー飛散の不具合の発生を防ぐことができる。
【００８３】
さらに、静電容量調整層２４により合計静電容量を調整可能なため、中間転写ベルト９０を薄くする必要がない。従って、中間転写ベルト９０を厚くすることで、耐久性を向上することが可能になる利点を有する。
【００８４】
尚、本実施形態では、静電容量調整層２４をトナー帯電ローラ２３表面に設けたが、中間転写ベルト９０に設ける場合でも、同様の効果が得られる。
【００８５】
以上、本実施形態によれば、静電容量調整層をトナー帯電ローラ２３表面に設け、合計静電容量を５０ｐＦ以上、好ましくは７０ｐＦ以上、且つ５００ｐＦ以下、好ましくは４００ｐＦ以下にすることにより、表面の平滑性の低い転写材を用いた場合においても、感光体ドラムクリーニング不良及びトナー飛散の不具合を防ぐことができた。さらに、中間転写ベルト９０を厚くして、中間転写ベルト９０の耐久性を向上させることができる。
【００８６】
また、本実施形態にあっては静電容量調整層をトナー帯電ローラ２３に設けた例を示したが、静電容量調整層を中間転写ベルト９０に設け、あるいはその双方に設け、合計静電容量を５０ｐＦ以上、好ましくは７０ｐＦ以上、５００ｐＦ以下、好ましくは４００ｐＦ以下にするように構成しても前述した場合と同様の効果を得ることができる。
【００８７】
〔第３実施形態〕
次に本発明の第３実施形態について説明する。本実施形態における画像形成装置の基本構成も前述した第１実施形態と同様であり、図１１を用いて説明した画像形成装置と同一の構成、作用を有する要素には同一の符号を付し、詳しい説明は省略する。
【００８８】
図１０は第３実施形態の特徴部分であるバックアップローラ１２１の近傍を示す図である。本実施形態においては、前述した第１実施形態と同様に、合計静電容量を５０ｐＦ以上、５００ｐＦ以下とするが、バックアップローラ１２１として、表面に弾性層２５を有するローラを用いたことを特徴とする。
【００８９】
以下、本実施形態における二次転写残トナーの除去及び回収方法に関し、画像形成装置構成を、より詳しく説明する。本実施形態では、トナー帯電ローラ２３の表面に設けた静電容量補充層２４以外の部材は、従来例と同一の部材を用いている。
【００９０】
本実施形態では、バックアップローラ１２１として、表面に弾性層２５として厚さ３ｍｍのゴム層を有するローラを用いた。また、トナー帯電ローラ２３としては、直径６ｍｍの芯金にゴム材料を付し、直径１２ｍｍのローラ形状に成型した部材を用いた。
【００９１】
中間転写ベルト９０としては、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）にカーボンを分散した樹脂を、厚さ１５０μｍの無端状のベルトに成型したものを用いた。トナー帯電電源１３がトナー帯電ローラ２３に印加する交番電圧に直流電圧を重畳した電圧の電圧値は、振幅２．５ｋＶ、周波数６００Ｈｚ、である矩形波に、＋１．５ｋＶの直流電圧を重畳して積分平均値を＋１．５ｋＶとしたたものである。中間転写ベルト９０は、駆動ローラ１５に駆動され、１１７ｍｍ／秒にて回転する。
【００９２】
バックアップローラ１２１表面に弾性層２５を設けたことにより、トナー帯電ローラ２３と中間転写ベルト９０とが当接するトナー帯電ローラ当接部Ｎ３の面積は広くなる。ところで、電気素子としてのコンデンサは、電極の面積が広い程、その静電容量は大きくなる。従って、本実施形態においても同様に、当接部Ｎ３の面積が大きくなるために合計静電容量は大きくなる。
【００９３】
従来例で示した画像形成装置では、バックアップローラ１２として金属ローラを用いたため、当接部Ｎ３の中間転写ベルト９０回転方向の幅は約２ｍｍであり、合計静電容量は４２ｐＦであった。
【００９４】
一方、本実施形態においては、バックアップローラ１２１の表面に弾性層２５を設けることの作用によって、当接部Ｎ３の中間転写ベルト９０回転方向の幅は約４．５ｍｍに広がり、合計静電容量は１００ｐＦである。
【００９５】
本実施形態の様に、バックアップローラ１２１表面に弾性層２５を設け、当接部Ｎ３の面積を調整することにより、合計静電容量を５０ｐＦ以上、５００ｐＦ以下にした場合においても、第１実施形態と同様の作用効果により、表面の平滑性の低い転写材を用いた場合においても、感光体ドラムクリーニング不良及びトナー飛散不具合を防ぐことができる。
【００９６】
さらに、当接部Ｎ３の面積が広がる場合、トナー帯電ローラ２３の回転は安定し、中間転写ベルト９０とトナー帯電ローラ２３の摺擦の為に発生する、中間転写ベルト９０表面の傷を防ぎ、中間転写ベルト９０の寿命が長くなる利点も有する。
【００９７】
以上、本実施形態によれば、バックアップローラ１２１の表面に弾性層２５を設け、トナー帯電ローラ２３と中間転写ベルト９０とが当接するトナー帯電ローラ当接部Ｎ３の面積を調整し、合計静電容量を５０ｐＦ以上、好ましくは７０ｐＦ以上、５００ｐＦ以下、好ましくは４００ｐＦ以下にすることにより、表面の平滑性の低い転写材を用いた場合においても、感光体ドラムクリーニング不良及びトナー飛散の不具合を防ぐことができる。
【００９８】
さらに、当接部Ｎ３が広くなる場合、トナー帯電ローラ２３の回転は安定し、中間転写ベルト９０とトナー帯電ローラ２３の摺擦の為に発生する、中間転写ベルト９０表面の傷を防ぎ、中間転写ベルト９０を長寿命化することができる。
【００９９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、中間転写体に残留したトナーを除去するために該トナーを帯電させる中間転写体、帯電部材及び対向部材の合計静電容量を所定の範囲にすることにより、クリーニング不良の発生の不具合を抑えるとともに、トナー飛散発生の不具合も防ぐことが可能になる。
【０１００】
さらに、前記帯電部材や中間転写体に静電容量調整層を設け、あるいは対向部材表面に弾性層を設けて、合計静電容量を上記範囲に調整するようにすれば、感光体ドラムクリーニング不良の不具合及びトナー飛散の発生の不具合を防止でき、更には帯電部材との摺擦により発生する中間転写体表面の傷の発生を抑え、中間転写体の長寿命化も可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る画像形成装置の一実施形態の要部概略構成を示す模式図である。
【図２】合計静電容量を変化させて画像形成したときの感光体ドラムクリーニング不良の発生状況について検討した結果を示す表である。
【図３】トナー帯電ローラに電圧を印加した際に、トナー帯電ローラ、中間転写ベルト、バックアップローラに流れる電流波形を示す説明図である。
【図４】合計静電容量の大きさと、中間転写ベルト等に流れる電流波形のピークツーピークの関係を示す説明図である。
【図５】合計静電容量を変化させて画像形成したときのトナー飛散の発生状況について検討した結果を示す表である。
【図６】トナー帯電ローラ、中間転写ベルト、バックアップローラにより構成される回路と等価な回路の説明図である。
【図７】合計静電容量の測定方法を説明する図である。
【図８】合計静電容量の測定方法を説明する図である。
【図９】本発明に係る第２実施形態の要部概略構成を示す模式図である。
【図１０】本発明に係る第３実施形態の要部概略構成を示す模式図である。
【図１１】画像形成装置の一例の要部概略構成を示す模式図である。
【符号の説明】
Ｌ　　…レーザー光
Ｎ１　　…一次転写ニップ部
Ｎ２　　…二次転写ニップ部
Ｎ３　　…トナー帯電ローラ当接部
Ｐ　　…転写材
１　　…感光体ドラム
２　　…帯電器
３　　…露光手段
５Ｃ　…シアン現像器
５Ｋ　…ブラック現像器
５Ｍ　…マゼンタ現像器
５Ｙ　…イエロー現像器
１０　　…一次転写ローラ
１１　　…二次転写ローラ
１２　　…バックアップローラ
１３　　…トナー帯電電源
１５　　…駆動ローラ
１７　　…帯電器電源
１９　　…感光体ドラムクリーナ
２０　　…一次転写電源
２１　　…二次転写電源
２２　　…ロータリー
２３　　…トナー帯電ローラ
２４　　…静電容量調整層
２５　　…弾性層
５０　　…回転式現像装置
９０　　…中間転写ベルト
９１　　…中間転写ベルト
１２１　　…バックアップローラ

Claims (5)

1. 像担持体上に形成した現像剤像を回転する中間転写体に転写し、該中間転写体に転写された現像剤像を転写材へ転写して画像形成し、更に前記現像剤像転写後の中間転写体に残留した現像剤を前記像担持体に転移させて回収除去する電子写真画像形成装置において、
   現像剤像転写後の前記中間転写体に残留した現像剤を帯電するための帯電部材と、前記帯電部材と前記中間転写体を介して対向する対向部材とを有し、
   前記中間転写体及び前記帯電部材及び前記対向部材の合計静電容量が、５０ｐＦ以上、且つ５００ｐＦ以下であることを特徴とする電子写真画像形成装置。
2. 前記中間転写体及び前記帯電部材及び前記対向部材の合計静電容量が、７０ｐＦ以上、且つ４００ｐＦ以下であることを特徴とする請求項１記載の電子写真画像形成装置。
3. 前記中間転写体又は前記帯電部材の少なくとも一方は静電容量調整層を有することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の電子写真画像形成装置。
4. 前記対向部材は弾性層を表面に有することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の電子写真画像形成装置。
5. 前記画像形成装置は、前記中間転写体に残留した現像剤を前記像担持体に転移させて回収する際に、前記像担持体に形成した現像剤像を前記中間転写体へ転写する、一次転写同時クリーニングを行うことを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の電子写真画像形成装置。

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