JP2005140940A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 転写前のプロセス条件を変更せずにブレードめくれ防止用トナー像作成に伴う問題を解決可能とする。
【解決手段】 感光体ドラム１に対向配置した転写ベルト１１の表面をクリーニングブレード１５で清掃可能とし、ニップ被転写材Ｐを保持した転写ベルト１１を転写ニップＮで感光体ドラム１に当接させつつ高電圧を印加することにより、感光体ドラム１上のトナー像を被転写材Ｐへ転写させる装置である。クリーニングブレード１５のめくれを防止するため、感光体ドラム１の紙間に作成したトナー像を転写ベルト１１に転写する。その際、感光体ドラム１上のトナー像のトナー付着量を、転写前のプロセス条件を変更せずに通常のトナー像形成時そのままとし、感光体ドラム１からの転写量を通常の被転写材Ｐへの転写時より少なくする。
【選択図】 図２

Description

本発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリ等の電子写真方式の画像形成装置に関する。

転写ベルトや転写ローラといった転写装置を用いた従来の電子写真方式の画像形成装置では、感光体上にトナー像を形成し、感光体と転写ベルトや転写ローラの間に形成する転写ニップ間でこのトナー像を転写紙などの被転写材に転写することで画像形成を行っている。この方式の装置の場合、転写ベルトや転写ローラに付着したトナーをクリーニングブレードにより掻き落す技術が知られている。また、転写ベルトとクリーニングブレードとの摩擦力が大きくなって、クリーニングブレードがめくれることを防止するため、感光体上画像領域外にトナー画像を形成し、このトナー像を転写装置上に直接転写することにより、クリーニングブレードの先端にトナーを供給して前記摩擦力を低減する技術も知られている。

ところで、クリーニングブレードに一度に供給されるトナー量が多いと、転写装置に直接転写したトナー像をクリーニングブレードが完全に掻き落すことができなくなり、残存したトナーが被転写材の裏面に付着して被転写材が汚れてしまうという不具合が生じることがある。小粒径トナーを使用している場合はこの現象が出やすくなる。これを防止するためにはクリーニングブレードに供給されるトナー量を少なくする必要があるが、その方法としては、転写時間を減らしてトナー供給量を減らすこと（特許文献１参照）や、トナー像形成パターンを変えてトナー供給量を減らすこと（特許文献２、３参照）が提案されている。また現像ポテンシャルを減らし、通常のトナー像形成時より感光体上のトナー量を減らす方法、具体的には、露光電位を高くしたり、現像バイアスを下げたりするといった手段も考えられている。
特開平５−２５７３６０号公報 特開２０００−１３７３８７号公報 特開平１１−１５２９２号公報

しかしながら、上述の特許文献１に開示されている技術では、トナーの総供給量としては減るものの１ライン幅あたりのブレード供給量は通常時と変わらず、供給量大のため供給されたトナーがブレードをすり抜けクリーニング不良が発生する恐れがある。

また現像ポテンシャルを減らす場合には、求めるトナー供給量によっては露光電位を可変させることが困難であり、また現像バイアス下げたことの副作用としてキャリア付着が発生する。そしてキャリア付着防止のために帯電電位を変化させた場合は、変化のタイミングにより地汚れが発生し、結果的には供給トナー量が増大してしまうという不具合がある。

そこで本発明は、通常のトナー像作成時とブレードめくれ防止用トナー像作成時とで転写前のプロセス条件を変更せずに上記問題点を解決できる画像形成装置を提供することを目的とする。

本発明の請求項１に係る画像形成装置は、像担持体に対向配置した転写回転体の裏面側にバイアス印加ローラを配置し、前記転写回転体表面をクリーニングブレードで清掃可能とし、被転写材を保持した前記転写回転体を、回動する前記像担持体に当接させつつ前記バイアス印加ローラに高電圧を印加することにより、前記像担持体上のトナー像を被転写材へ転写させる転写装置を備える画像形成装置であって、前記クリーニングブレードのめくれを防止するため、前記像担持体の紙間に作成したトナー像を前記転写回転体上に転写して前記クリーニングブレードに供給する画像形成装置において、前記ブレードめくれ防止用のトナー像を前記転写回転体へ転写して供給する際、前記像担持体上トナー像のトナー付着量を、通常のトナー像形成時そのままに前記像担持体からの転写量を通常の被転写材への転写時より少なくすることを特徴とする。

同請求項２に係るものは、像担持体に対向配置した転写回転体の裏面側にバイアス印加ローラを配置し、前記転写回転体表面をクリーニングブレードで清掃可能とし、被転写材を保持した前記転写回転体を、回動する前記像担持体に当接させつつ前記バイアス印加ローラに高電圧を印加することにより、前記像担持体上のトナー像を被転写材へ転写させる転写装置を備える画像形成装置であって、前記クリーニングブレードのめくれを防止するため、前記像担持体の紙間に作成したトナー像を前記転写回転体上に転写して前記クリーニングブレードに供給する画像形成装置において、前記ブレードめくれ防止用のトナー像を前記転写回転体へ転写して供給する際の転写率、転写効率を通常より小さくすることを特徴とする。

同請求項３に係るものは、請求項１または２の画像形成装置において、前記転写回転体がローラであることを特徴とする。

同請求項４に係るものは、請求項１または２の画像形成装置において、前記転写回転体がベルト走行体であることを特徴とする。

同請求項５に係るものは、請求項４の画像形成装置において、前記ブレードめくれ防止用トナー像を前記ベルト走行体に転写して供給する際に転写バイアスを印加しないことで転写量を少なくすることを特徴とする。

同請求項６に係るものは、請求項４の画像形成装置において、前記ブレードめくれ防止用トナー像を前記ベルト走行体に転写し供給する際に通常の被転写材への転写時より前記像担持体との転写ニップを減らすことにより転写量を少なくすることを特徴とする。

同請求項７に係るものは、請求項１ないし６のいずれかの画像形成装置において、前記ブレードめくれ防止用トナー像をドット独立パターンで作成することを特徴とする。

同請求項８に係るものは、請求項１ないし７のいずれかの画像形成装置において、前記ブレードめくれ防止用トナー像を形成するトナーに小粒径トナーを用いることを特徴とする。

本発明は、転写装置のクリーニングブレードに供給するトナー量を減少させ、感光体上のトナー付着量はそのままに、転写率（転写トナー量／感光体上トナー量）を減らすことで課題を達成できる。

以下本発明を実施するための最良の形態を、図に示す実施例を参照して説明する。

図１は本発明に係る画像形成装置のを示す概念図、図２はその要部拡大断面図である。本装置は、トナー像を被転写材Ｐに転写して画像を形成するもので、トナー画像を担持して図中の矢印Ｒ方向に回転する像担持体である感光体ドラム１を備え、その周りに、感光体ドラム１の表面を負の電位に帯電させる帯電手段２、露光手段３から照射されるレーザー光ＬＤにより感光体ドラム１に形成された潜像を黒色トナーで現像する第１現像手段４、トナー像を被転写材Ｐに転写する転写装置５、クリーニング装置６、除電手段である除電ランプ７を備えている。図中８はレジストローラで、給紙装置９から給紙経路を介して給紙された被転写材Ｐをレジストローラ８により感光体ドラム１上の画像にあわせて送出する。

転写装置５は転写ベルト１１を備え、駆動ローラ１２と従動ローラ１３に架け回してあり、内側に転写バイアスローラ１４が当接し、駆動ローラ１２で回転駆動するようになっている。また転写装置５は、図示しない転写装置接離機構を備え、感光体ドラム１と転写ベルト１１が接触した際にできる転写ニップＮ間で、この接触圧及び転写バイアスローラ１４への高電圧印加により感光体ドラム１上のトナー像を被転写材Ｐに転写する。また転写装置５は、トナー像の転写後に転写ベルト１１の表面に残留したトナーを除去するためのクリーニングブレード１５を備えている。

次に上述した画像形成装置におけるクリーニングブレードめくれ防止パターン作成時の動作を説明する。

既述のように、経時的にクリーニングブレード１５の先端と転写ベルト１１との摩擦力が大きくなり、クリーニングブレード１５がめくれやすくなる。そこで被転写材Ｐへのトナー像転写後、もしくは紙間といった非画像領域において、特定枚数毎に転写ベルト１１にブレードめくれ防止パターン（トナー像）を作成する。図３に示すブレードめくれ防止パターンＡは、主走査方向において画像形成可能範囲範囲で露光手段により任意に作成可能である。副走査方向においての幅は紙間時間に制限されるが０．０１〜２０ｍｍ程度とする。またパターンは黒ベタ画像としてもよいし、主走査方向を長さとする複数の平行ラインとしてもよいし、あるいはドット独立画像としてもよい。

このようなブレードめくれ防止パターンとしてのトナー像を、通常の被転写材Ｐへの転写条件同様に４〜７ｍｍの転写ニップＮ間で転写バイアスローラ１４への高電圧印加（転写バイアス電流値１０〜２００μＡ）による静電気力によって直接転写ベルト上に転写してクリーニングブレードへ供給する。既に述べたように、クリーニング不良はクリーニングブレードへのトナー供給量が多いことにある。もともと転写ベルトクリーニング装置は感光体ドラム上から転移してしまった地汚れトナーなど微量の付着トナーをクリーニングするのが目的である。したがって通常の画像形成同様の条件にて感光体ドラム上１のトナー像を直接転写ベルト上に転写させてしまった場合には供給量過多となり、クリーニング不良が発生してしまう。さらにトナー像を形成しているトナーが小粒径トナーであった場合、さらにクリーニング不良が出やすい。ただし図４に示すように、ブレードめくれ防止パターンの幅等を操作して供給トナーの総量を変更しても、通常の画像形成と同様の条件でブレードめくれ防止パターンを作成し、クリーニングブレードへ供給すれば、副走査方向微小面積ΔＳあたりの転写トナー量は変わらず、クリーニングブレードに対し一度に供給されるトナー量はやはり過多となりクリーニング不良が発生し、被転写材Ｐ裏面に裏汚れが発生してしまう。また、図５に示すように転写前トナー像作成時において、露光電位の変更し、露光部面積当たりの感光体ドラム１上のトナー付着量を抑制するのは技術的に困難である。さらに、図６に示すように現像バイアスの変更等で露光部面積あたりの感光体ドラム１上のトナー付着量を抑制する場合は、キャリア付着等の副作用が発生してしまう。そこで、これを解決するため、本実施例ではブレードめくれ防止用トナー像をベルト走行体である転写ベルト１１に転写、供給する際、像担持体である感光体ドラム１上のトナー像のトナー付着量は通常のトナー像形成時そのままに、感光体ドラム１からの転写量を通常の被転写材Ｐへの転写時より少なくする、つまり転写率を通常より小さくしている。

以下本発明の実施例を説明する。まず実施例１として、ブレードめくれ防止パターン転写時の転写電流値を０、つまり転写バイアスをＯＦＦすることとし、ブレードめくれ防止パターン作成時、通常のトナー像作成と同様に帯電手段２は感光体ドラム１上を一様に負の電位、例えば−７５０Ｖに帯電させ、次に露光手段３からレーザー光ＬＤを照射し、感光体ドラム１上にブレードめくれ防止パターン静電潜像を形成する。このときの露光電位はやはり通常のトナー像作成時と同様である。この静電潜像を第１現像手段４で現像する。ブレードめくれ防止パターントナー像となったとき、感光体ドラム１上の付着量は通常のトナー像作成時と同様６０〜８０ｍｇ／ｃｍ^２である。ここでブレードめくれ防止パターン作成特定枚数を５枚とし、特定枚数ごと左端、中央、右端と分け、副走査方向の幅５ｍｍベタ画像の場合と副操作方向の幅０．１ｍｍのライン画像を１ｍｍピッチで５本の供給トナー総量が異なる２種類のブレードめくれ防止パターン作成し、それぞれクリーニングブレードに供給すると次のような結果となった。

図６に示す転写電流値と転写率の関係のように、通常転写率８０〜１００％をねらって転写電流値を設定しているが、転写バイアスをＯＦＦとした際、その転写率は５０％まで低減させることができる。転写バイアスをＯＦＦとしたとき、感光体ドラム１上のトナーが転写ベルト１１上に転移する力は感光体ドラム１と転写ベルト１１の接触圧のみとなり、転写率低減、クリーニングブレード１５へのトナー供給量の低減となり、クリーニング不良を防止することができた。

ここでブレードめくれ防止パターンをドット独立パターンで作成することで次のような効果が得られる。すなわち、静電潜像現像時、現像バイアスを印加しないと画像部、非画像部境界では電場が強くなり、その一方で中心部では電場が弱くなるエッジ効果により画像中心部にトナーが転移せず白抜け画像となる。転写時も同様に、転写バイアスが印加されないとパターンが黒ベタ画像で構成された場合に画像中心部が転写されず、白抜け画像となる恐れがある。またライン画像ではライン中間部が欠けてしまう恐れがある。それによりブレードにトナーが供給されなくなってしまう可能性がある。そこでパターンをドット独立パターンで作成すればこのような現象が起こることはなくなる。さらに図７に示すようなパターンとすれば、図８のｔで示すようなトナーが供給されない場所がなく、ブレードに対してより均一にトナーを供給できるのでさらによい。

実施例２としてブレードめくれ防止パターン転写時の転写ニップＮを通常時４〜７ｍｍであったものを減少させることとした。転写ニップを減少させることは転写装置５に図示せぬ接離機構を備えて制御することにより可能である。そして通常時より転写ニップＮを少なくすることで感光体ドラム１と転写ベルト１１の接触領域が短くなり、感光体ドラム１上のトナーが転写ベルト１１へ転移する時間が短くなる。その結果、転写率が通常時より落ち、実施例１と同様の効果を得られる。

すなわち本発明に係る画像形成装置は、ブレードめくれ防止用トナー像を転写ベルト１１に転写、供給する時、感光体ドラム１上のトナー像のトナー付着量は通常のトナー像形成時そのままに感光体ドラム１からの転写量を通常の被転写材Ｐへの転写時より少なくする、つまり転写率を通常より少なくし、クリーニングブレード１５にトナーを供給することができるため、転写前プロセス条件を変更することなく、クリーニングブレードめくれ防止パターン投入によるクリーニング不良を防止することができる。

また、転写バイアスをＯＦＦとすることによりクリーニングブレードめくれ防止パターンの感光体ドラム１上から転写ベルト１１への転移量、転写率を抑えることができるため、転写前プロセス条件を変更することなく、クリーニングブレードめくれ防止パターン投入によるクリーニング不良を防止することができる。

さらに、クリーニングブレードめくれ防止パターンをドット独立パターンにすることで、クリーニングブレードに対し均一にトナーを供給でき、転写ニップＮを減少させることでクリーニングブレードめくれ防止パターンの感光体ドラム１上から、転写装置５へのトナーの転移量、転写率を抑え、転写前プロセス条件を変更することなく、クリーニングブレードめくれ防止パターン投入によるクリーニング不良を防止することができる。また小粒径トナーで形成されたクリーニングブレードめくれ防止パターンでもクリーニングブレードめくれ防止パターン投入によるクリーニング不良を防止することができる。

本発明に係る画像形成装置を示す概念図 図１の装置の要部拡大断面図 ブレードめくれ防止パターンを示す図 ブレードめくれ防止パターンの幅とトナー量の関係を示す図 露光電位と露光部面積当たりの感光体ドラム上のトナー付着量の関係を示す図 転写電流値と転写率の関係を示す図 ブレードめくれ防止パターンの例を示す図 ブレードめくれ防止パターンの他の例を示す図

符号の説明

１：感光体ドラム
２：帯電手段
３：露光手段
４：第１現像手段
５：転写装置
６：クリーニング装置
７：除電ランプ
８：レジストローラ
９：給紙装置
１１：転写ベルト
１２：駆動ローラ
１３：従動ローラ
１４：転写バイアスローラ
１５：クリーニングブレード
ＬＤ：レーザー光
Ｐ：被転写材

Claims (8)

1. 像担持体に対向配置した転写回転体の裏面側にバイアス印加ローラを配置し、前記転写回転体表面をクリーニングブレードで清掃可能とし、被転写材を保持した前記転写回転体を、回動する前記像担持体に当接させつつ前記バイアス印加ローラに高電圧を印加することにより、前記像担持体上のトナー像を被転写材へ転写させる転写装置を備える画像形成装置であって、前記クリーニングブレードのめくれを防止するため、前記像担持体の紙間に作成したトナー像を前記転写回転体上に転写して前記クリーニングブレードに供給する画像形成装置において、前記ブレードめくれ防止用のトナー像を前記転写回転体へ転写して供給する際、前記像担持体上トナー像のトナー付着量を、通常のトナー像形成時そのままに前記像担持体からの転写量を通常の被転写材への転写時より少なくすることを特徴とする画像形成装置。
2. 像担持体に対向配置した転写回転体の裏面側にバイアス印加ローラを配置し、前記転写回転体表面をクリーニングブレードで清掃可能とし、被転写材を保持した前記転写回転体を、回動する前記像担持体に当接させつつ前記バイアス印加ローラに高電圧を印加することにより、前記像担持体上のトナー像を被転写材へ転写させる転写装置を備える画像形成装置であって、前記クリーニングブレードのめくれを防止するため、前記像担持体の紙間に作成したトナー像を前記転写回転体上に転写して前記クリーニングブレードに供給する画像形成装置において、前記ブレードめくれ防止用のトナー像を前記転写回転体へ転写して供給する際の転写率、転写効率を通常より小さくすることを特徴とする画像形成装置。
3. 請求項１または２の画像形成装置において、前記転写回転体がローラであることを特徴とする画像形成装置。
4. 請求項１または２の画像形成装置において、前記転写回転体がベルト走行体であることを特徴とする画像形成装置。
5. 請求項４の画像形成装置において、前記ブレードめくれ防止用トナー像を前記ベルト走行体に転写して供給する際に転写バイアスを印加しないことで転写量を少なくすることを特徴とする画像形成装置。
6. 請求項４の画像形成装置において、前記ブレードめくれ防止用トナー像を前記ベルト走行体に転写し供給する際に通常の被転写材への転写時より前記像担持体との転写ニップを減らすことにより転写量を少なくすることを特徴とする画像形成装置。
7. 請求項１ないし６のいずれかの画像形成装置において、前記ブレードめくれ防止用トナー像をドット独立パターンで作成することを特徴とする画像形成装置。
8. 請求項１ないし７のいずれかの画像形成装置において、前記ブレードめくれ防止用トナー像を形成するトナーに小粒径トナーを用いることを特徴とする画像形成装置。
   

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