JP2005077705A

JP2005077705A - 画像形成装置

Info

Publication number: JP2005077705A
Application number: JP2003307616A
Authority: JP
Inventors: Jiyunji Miyazaki; 順至宮▲崎▼
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2003-08-29
Filing date: 2003-08-29
Publication date: 2005-03-24

Abstract

【課題】消費エネルギーが少なくかつオゾン等の有害物質が発生せずに残トナーを均一に帯電させることが可能な画像形成装置を提供する。
【解決手段】像担持体１上のトナー像を１次転写部４、８で中間転写体６上に１次転写し、さらに中間転写体６上に転写されたトナー像を２次転写部９、１２で転写材１４に２次転写するとともに、２次転写後に中間転写体６上に残った転写残トナーにベルトクリーニング手段１３、１７によって電荷を付与して、この転写残トナーを中間転写体６から像担持体１に逆転写し、さらに像担持体１のクリーニング手段５で回収する画像形成装置において、２次転写部９、１２とベルトクリーニング手段１３、１７の間に２次転写後の残トナーと摩擦させてトナーを帯電させる残トナー帯電手段１８を設けた。
【選択図】図１

Description

本発明は、中間転写体を備え、フルカラー画像形成が可能な画像形成装置に関する。

像担持体上のトナー像を１次転写部で中間転写体上に１次転写し、さらに中間転写体上に転写されたトナー像を２次転写部で転写材に２次転写するとともに、２次転写後に中間転写体上に残った転写残トナーにベルトクリーニング手段によって電荷を付与して、この転写残トナーを中間転写体から像担持体に逆転写し、さらに像担持体のクリーニング手段で回収する画像形成装置に関連して、例えば、特開平５−１９６７０号公報（特許文献１）に記載の技術がある。
同公報記載のクリーニング装置は、クリーニングブラシにバイアス電圧を印加して転写後の残トナーを回収し、クリーニング工程の前に残留トナーをクリーニングしやすいように極性を揃えて帯電させる帯電手段を持っている。帯電手段はチャージャに電圧を印加する方式である。
特開平５−１９６７０号公報

従来、紙転写（２次転写）後に中間転写体上に残ったトナーを除去する方式として、ブラシ等の回転体にトナー帯電極性と逆のバイアスを印加して残トナーの極性を変化させて、像担持体のクリーニング装置にて回収する方式がとられていたが、転写条件や環境によって帯電部に入力されるトナーの状態が均一になっていないため、帯電部で電荷を印加しても帯電後のトナー状態は均等になっていない。そのために像担持体上に逆転写されないトナーが発生し次画像の時に残像となって転写材に転写されてしまうクリーニング不良が発生していた。
上記特開平５−１９６７０号公報には、クリーニング工程の前に残トナーをクリーニングしやすいように極性を揃えて帯電させる帯電方式としてチャージャに高電圧を印加する技術が提案されているが、高電圧をチャージャに印加しているため、エネルギー消費量が多く、また機器や周辺環境に影響を与えるオゾン等が発生してしまう。
本発明は、消費エネルギーが少なくかつオゾン等の有害物質が発生せずに残トナーを均一に帯電させることが可能な画像形成装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、請求項１記載の発明は、像担持体上のトナー像を１次転写部で中間転写体上に１次転写し、さらに中間転写体上に転写されたトナー像を２次転写部で転写材に２次転写するとともに、２次転写後に中間転写体上に残った転写残トナーにベルトクリーニング手段によって電荷を付与して、この転写残トナーを中間転写体から像担持体に逆転写し、さらに像担持体のクリーニング手段で回収する画像形成装置において、２次転写部とベルトクリーニング手段の間に２次転写後の残トナーと摩擦させてトナーを帯電させる残トナー帯電手段を設けた画像形成装置を最も主要な特徴とする。
請求項２記載の発明は、請求項１の画像形成装置において、残トナー帯電手段に、トナー材料と擦るとトナーを正極性に帯電させる材料を使用した画像形成装置を主要な特徴とする。
請求項３記載の発明は、請求項１の画像形成装置において、残トナー帯電手段に、トナー材料と擦るとトナーを負極性に帯電させる材料を使用した画像形成装置を主要な特徴とする。
請求項４記載の発明は、請求項１〜３のいずれかの画像形成装置において、残トナー帯電手段を帯電ブラシで構成した画像形成装置を主要な特徴とする。
請求項５記載の発明は、請求項１〜３のいずれかの画像形成装置において、残トナー帯電手段を帯電ブラシローラで構成した画像形成装置を主要な特徴とする。
請求項６記載の発明は、請求項１〜５のいずれかの画像形成装置において、残トナー帯電手段がベルトクリーニング手段と同期して中間転写体から接離する画像形成装置を主要な特徴とする。
請求項７記載の発明は、請求項５の画像形成装置において、帯電ブラシローラが中間転写体の線速に対して高速の線速で回転する画像形成装置を主要な特徴とする。

請求項１の画像形成装置においては、残トナーを摩擦帯電させているので電圧印加などが無く消費エネルギーが少なく、オゾンなどの有害物質を発生させずにベルトクリーニング手段に入力されるトナーの状態を安定させることができるので、安定したクリーニングが行えるようになり残像などのクリーニング不良が発生しない。
請求項２の画像形成装置においては、残トナーを摩擦帯電するに際し正極性帯電させているので電圧印加などが無く消費エネルギーが少なく、オゾンなどの有害物質の発生もない。また、残トナーの状態を正極性に安定にすることができ、残トナーへの電荷付与が確実になされ、像担持体への逆転写が確実に行なえるようになり残像などのクリーニング不良が発生しない。
請求項３の画像形成装置においては、残トナーを摩擦帯電するに際し負極性帯電させているので電圧印加などが無く消費エネルギーが少なく、オゾンなどの有害物質の発生も無い。また、残トナーの状態を負極性に安定させることができ、残トナーへ電荷を付与する際に、ベルトクリーニング手段に残トナーが回収されるようになるため残像などのクリーニング不良が発生しない。
請求項４、５の画像形成装置においては、残トナーをブラシで摩擦帯電させるためトナーと擦りあわせる時間が常に均一になり、残トナーの帯電状態が常に安定した状態になるため、クリーニングしやすく残像などのクリーニング不良が発生しない。
請求項６の画像形成装置においては、残トナー帯電手段がベルトクリーニング手段と同期して中間転写体と接離するため、特別な解除機構などを設けなくてもよく、残トナー帯電手段が使用される際、確実に機能を働かせることができるためクリーニングが正常に行なわれ、残像などのクリーニング不良が発生しない。
請求項７の画像形成装置においては、残トナー帯電手段が中間転写体より速い線速で回転しているため、トナーとの摩擦時間が増え摩擦帯電が確実に行なわれるようになり、クリーニングが正常に行なわれ残像などのクリーニング不良が発生しない。

以下、本発明の実施の形態を図面に従って説明する。
図１は本発明の第１の実施の形態に係る画像形成装置における中間転写体を中心にした構成図である。その構成を動作と併せて説明する。
１次転写印加ローラ８において、中間転写体６の裏面に１次転写バイアス部１５からのバイアスを印加して、像担持体１上に形成されたトナー像を中間転写体６上に転写し、さらに２次転写印加ローラ１２において転写材１４の裏面に２次転写バイアス部１６からのバイアスを印加して、２次転写対向ローラ９と２次転写印加ローラ１２で構成される２次転写部において転写材１４上にトナー像を転写する。
転写材１４に転写されない中間転写体６上の２次転写残トナーは、摩擦帯電系列でトナー材料（一般にはスチレン／アクリルやポリエステル）よりマイナス側に大きく離れている材料（例えばPolytetrafluoroethyleneやPolyvinylchlorideなど）を使用した残トナー帯電部材としての残トナー帯電ブレード１８と擦り合わせて摩擦帯電させると、帯電極性（正極性）および帯電量が一定になる。

図２は２次転写バイアスと２次転写残トナーの帯電量の関係を表す図である。
通常、２次転写残トナーは２次転写バイアス値や使用環境、使用転写材などによって極性や帯電量が不安定、不均一になってしまっている。
ベルトクリーニングブラシ１３に対して、バイアス部１７からトナー帯電極性（負極性）と逆のバイアス（正極性）を印加すると、２次転写残トナーはベルトクリーニングブラシ１３によって電荷注入され正極性が強まり、１次転写部（１次転写印加ローラ８と１次転写対向ローラ４で形成されたニップ部）にて像担持体１へ逆転写する（画像形成中は次画像のトナーと交わるが像担持体１上の負極性トナーは中間転写体６へ転写し、中間転写体６上の正極性トナーは像担持体１に同時に転写する）。像担持体１上に逆転写されたトナーはクリーニングブレード５にて回収される。
なお図１において、符号２は像担持体駆動ローラ、３は像担持体従動ローラ、７は中間転写体駆動ローラ、１０はベルトクリーニング対向ローラ、１１は中間転写体テンションローラを示す。
図１における残トナー帯電ブレード１８に、摩擦帯電系列でトナー材料（一般にはスチレン／アクリルやポリエステル）よりプラス側に大きく離れている材料（例えばEthylcelluloseやWoolなど）を使用すると、２次転写残トナーは負極性に摩擦帯電するようになり、ベルトクリーニングブラシ１３にベルトクリーニングバイアス（正極性）１７を印加すると、ベルトクリーニングブラシ１３にこの２次転写残トナーは静電吸着されて回収される。
図３は図１における残トナー帯電ブレードが中間転写体から離れている状態を示す図である。残トナー帯電ブレード１８はベルトクリーニングブラシ１３と同期し、中間転写体６表面から複数色重ねている過程では離れており（図３）、転写材１４へトナー像を転写した後、中間転写体６の表面と接触し（図１）残トナーと擦りあう。

図４は本発明の第２の実施の形態に係る画像形成装置における中間転写体部分の要部構成図である。第２の実施の形態では、残トナー帯電部材として残トナー帯電ブラシ１９を設けている。
図５は本発明の第３の実施の形態に係る画像形成装置における中間転写体部分の要部構成図である。第３の実施の形態では、残トナー帯電部材として残トナー帯電ブラシローラ２０を設けている。符号２１は残トナー帯電対向ローラである。
残トナー帯電部材を、図５のように回転体（残トナー帯電ブラシローラ２０）にすると、トナーとの接触面積が大きくなり摩擦帯電性が向上し帯電極性および帯電量が一定になる。
図５における残トナー帯電ブラシローラ２０の回転速度は、中間転写体６の回転速度より速くなっており、残トナーとの摩擦回数を上げ、確実に残トナーを帯電させる。

本発明の第１の実施の形態に係る画像形成装置における中間転写体を中心にした構成図である。２次転写バイアスと２次転写残トナーの帯電量の関係を表す図である。図１における残トナー帯電ブレードが中間転写体から離れている状態を示す図である。本発明の第２の実施の形態に係る画像形成装置における中間転写体部分の要部構成図である。本発明の第３の実施の形態に係る画像形成装置における中間転写体部分の要部構成図である。

符号の説明

１像担持体
４１次転写対向ローラ（１次転写部構成要素）
５像担持体クリーニングブレード
６中間転写体
８１次転写印加ローラ（１次転写部構成要素）
９２次転写対向ローラ（２次転写部構成要素）
１２２次転写印加ローラ（２次転写部構成要素）
１３ベルトクリーニングブラシ（ベルトクリーニング手段構成要素）
１４転写材
１７ベルトクリーニングバイアス（ベルトクリーニング手段構成要素）
１８残トナー帯電ブレード（残トナー帯電手段構成要素）
１９残トナー帯電ブラシ（残トナー帯電手段構成要素）
２０残トナー帯電ブラシローラ（残トナー帯電手段構成要素）

Claims

像担持体上のトナー像を１次転写部で中間転写体上に１次転写し、さらに中間転写体上に転写されたトナー像を２次転写部で転写材に２次転写するとともに、２次転写後に中間転写体上に残った転写残トナーにベルトクリーニング手段によって電荷を付与して、この転写残トナーを中間転写体から像担持体に逆転写し、さらに像担持体のクリーニング手段で回収する画像形成装置において、２次転写部とベルトクリーニング手段の間に２次転写後の残トナーと摩擦させてトナーを帯電させる残トナー帯電手段を設けたことを特徴とする画像形成装置。
請求項１の画像形成装置において、残トナー帯電手段に、トナー材料と擦るとトナーを正極性に帯電させる材料を使用したことを特徴とする画像形成装置。
請求項１の画像形成装置において、残トナー帯電手段に、トナー材料と擦るとトナーを負極性に帯電させる材料を使用したことを特徴とする画像形成装置。
請求項１〜３のいずれかの画像形成装置において、残トナー帯電手段を帯電ブラシで構成したことを特徴とする画像形成装置。
請求項１〜３のいずれかの画像形成装置において、残トナー帯電手段を帯電ブラシローラで構成したことを特徴とする画像形成装置。
請求項１〜５のいずれかの画像形成装置において、残トナー帯電手段がベルトクリーニング手段と同期して中間転写体から接離することを特徴とする画像形成装置。
請求項５の画像形成装置において、帯電ブラシローラが中間転写体の線速に対して高速の線速で回転することを特徴とする画像形成装置。