JP2005292309A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 トナー像を担持する中間転写ベルトに記録材を介して当接する２次転写外ローラと、２次転写外ローラに接するファーブラシを有する画像形成装置において、ファーブラシにバイアスを印加した場合に、中間転写ベルト上のトナー像の記録材への転写性および、２次転写ローラ通過後における記録材の中間転写ベルトからの分離性が悪化する。
【解決手段】 ２次転写外ローラの回転方向において、記録材と２次転写外ローラのニップ部の中心Ａからファーブラシと２次転写ローラのニップ部の中心Ｃまでの２次転写外ローラの外周の距離をＬ２、ファーブラシと２次転写ローラのニップ部の中心Ｃから記録材と２次転写外ローラのニップ部の中心Ａまでの距離をＬ１とするとき、
Ｌ１＜Ｌ２
とする。
【選択図】 図３

Description

本発明は、複写機、プリンターなどの電子写真方式を用いた画像形成装置の転写部材を電気的にクリーニングする装置に関する。

従来から電子写真方式の画像形成装置では、多様な記録材を使用できることから、感光体上のトナー像を中間転写体上に転写し、その転写されたトナー像をさらに記録材上に転写する中間転写方式が好適に用いられている。また、中間転写体上のトナー像を記録材上に転写する方式としては、転写時のオゾン発生が抑えられる等の利点を有することから、記録材を介して中間転写体に当接するように設けられた転写ローラにバイアスを印加して転写する、ローラ転写方式が好適に用いられる。

図４は、中間転写体上のトナー像をローラ転写方式により記録材に転写する画像形成装置の概略断面図を表している。不図示の感光体上に形成されたトナー像は、中間転写ベルト５１に転写される。続いて、中間転写ベルト５１裏面に接触する２次転写内ローラ５５と中間転写ベルト５１表面に接触可能な２次転写外ローラ５６からなる２次転写部において、中間転写ベルト５１上のトナー像は、記録材Ｐへ２次転写される。２次転写部では、２次転写内ローラ５５と２次転写外ローラ５６の間に形成された電界により静電的に、中間転写ベルト５１上のトナー像が記録材Ｐ上に転写される。

ところで、２次転写外ローラ５６にトナーが付着すると、２次転写時に記録材Ｐの裏面にトナーが付着する。そこで、この不具合を防止するために２次転写ローラに付着したトナーを除去する方法として、特許文献１に記載のような、２次転写外ローラ５６に当接するファーブラシにバイアスを印加する方法が用いられる。
特開２００１−３５６６１４号公報

しかしながら、２次転写外ローラ５１に付着したトナーを除去する方法として、２次転写外ローラ５１に当接するファーブラシにバイアスを印加する方法を用いた場合、ファーブラシに印加されたバイアスに起因し、２次転写時に発生する放電現象により転写性が悪化し、記録材Ｐへ転写されたトナー像が乱れる問題および、記録材Ｐの中間転写ベルト５１からの分離性の悪化により、記録材Ｐが２次転写外ローラ５６を通過した後に中間転写ベルト５１から円滑に離れずに記録紙Ｐのジャムが発生する問題が生じた。

本発明の目的は、２次転写外ローラ５６に当接するファーブラシにバイアスを印加する場合においても、良好な転写性及び分離性を得ることが可能な画像形成装置を提供することである。

上記目的は本発明に係る画像形成装置によって達成される。

要約すれば、本発明は、所定の極性に帯電されたトナー像を担持する像担持体と、
記録材を介して前記像担持体に当接して第１の当接部を形成しながら回転し、前記トナー像を前記記録材へ転写する転写ローラと、
前記転写ローラに当接して第２の当接部を形成する当接部材とを有し、
前記像担持体と前記転写ローラとの間の電界により、前記所定の極性に帯電されたトナーは前記像担持体から前記転写ローラへ移動する方向に静電力を受けると共に、
前記転写ローラと前記当接部材との間の電界により、前記所定の極性に帯電されたトナーは前記転写ローラから前記当接部材へ移動する方向に静電力を受ける画像形成装置において、前記転写ローラの回転方向に対して、前記第２の当接部の中心から前記第１の当接部までの前記転写ローラの外周の距離をＬ１、前記第１の当接部の中心から前記第２の当接部の中心までの前記転写ローラの外周の距離をＬ２とするとき、
Ｌ１＜Ｌ２
であることを特徴とする画像形成装置。

本発明によれば、像担持体上のトナー像の記録材への転写性及び、トナー像の記録材への転写後における記録材の像担持体からの分離性を良好にすることができる。

図１には、第１の実施例を説明する画像形成装置の概略断面図を表す。

図２に、本発明の第１の実施例に係る画像形成装置の像担持体近傍の概略を示す。

本画像形成装置は、図１に示すように、像担持体たる感光ドラムの周囲に、帯電手段、露光手段、現像装置、クリーナー等を有して構成される画像形成手段たるプロセスユニットが４個設けられ、各プロセスユニットにて形成された感光ドラム上の画像が、感光ドラムに隣接して移動通過する中間転写ベルトへ、複数の１次転写部において順次多重転写され、フルカラーのトナー像を形成される。その後、２次転写部において中間転写ベルト上に形成されたトナー像を記録材上に一括転写される。記録材上のトナー像は、その後定着部で、記録材上に熱や圧力によって溶融固着され定着される構成となっている。

以下、本実施例に係る画像形成装置についての詳細を説明する。

イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色の画像を形成する各プロセスユニットＰａ、Ｐｂ、Ｐｃ、Ｐｄには、それぞれ感光ドラム１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄが配置されており、各感光ドラムは矢印方向に回転自在となっている。さらに、各感光ドラム１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄの周囲には、帯電手段２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄ、露光手段３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄ、現像装置４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄ、そして、クリーナー６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄが上記感光ドラムの回転方向に沿って順次配設されている。

以下、プロセスユニットについて詳細について図２を用いて説明するが、４つのプロセスユニットは同一の構成となっているため、上述してきたａ、ｂ、ｃ、ｄの符号を省略して説明する。

この画像形成装置は、像担持体として、不図示の装置本体によって回動自在に支持された感光ドラム１を備えている。感光ドラム１は、アルミニウム等の導電性基体１１と、その外周に形成された光導電層１２を基本構成とする円筒状の電子写真感光体である。その中心には支軸１３を有し、この支軸１３を中心として矢印Ｒ１方向に、不図示の駆動手段によって回転駆動されるようになっている。

感光ドラム１の上方には、一次帯電装置としての帯電ローラ２が配置されている。帯電ローラ２は、感光ドラム１表面に接してこの表面を所定の極性、電位に一様均一に帯電するものであり、全体としてローラ状に構成されている。帯電ローラ２は、中心に配置された導電性の芯金２１と、その外周に形成された低抵抗導電層２２と中抵抗導電層２３からなり、芯金２１の両端部が不図示の軸受部材によって回転自在に支持されるとともに、感光ドラム１に対して平行に配置されている。これら両端部の軸受部材は不図示の押圧手段によって感光ドラム１向けて付勢されており、これにより、帯電ローラ２は、感光ドラム１表面に所定の押圧力を持って圧接されている。帯電ローラ２は、感光ドラム１の矢印Ｒ１方向の回転に伴って矢印Ｒ２方向に従動回転する。帯電ローラ２は、電源２４によってバイアス電圧が印加され、これにより、感光ドラム１表面を一様均一に接触帯電するようになっている。

感光ドラム１の回転方向についての帯電ローラ２の下流側には、露光手段３が配設されている。露光手段３は、例えば画像情報に基づいてレーザー光をＯＦＦ／ＯＮしながら走査して感光ドラム１上を露光するもので、画像情報に応じた静電潜像を形成するものである。

露光手段３の下流側に配置された現像装置４は、二成分現像剤を収容した現像容器４１を有し、その容器４１の感光ドラム１に面した開口部内に現像スリーブ４２が回転自在に設置され、現像スリーブ４２内には現像スリーブ４２上に現像剤を担持させるマグネットローラ４３が、現像スリーブ４２の回転に対して非回転に固定配置されている。現像容器４１の現像スリーブ４２の下方位置には、現像スリーブ４２上に担持された現像剤を規制して薄層の現像剤層に形成する規制ブレード４４が設置されている。さらに現像容器４１内には、区画された現像室４５及び撹拌室４６が設けられ、その上方には補給用のトナーを収容した補給室４７が設けられている。薄層の現像剤層に形成された現像剤は、感光ドラム１と対向した現像領域へ搬送されると、マグネットローラ４３の現像領域に位置された現像主極の磁気力によって穂立ちし、現像剤の磁気ブラシが形成される。この磁気ブラシで感光ドラム１の面上を擦ると共に、現像スリーブ４２に、電源４８によって現像バイアス電圧を印加することにより、磁気ブラシの穂を構成するキャリアに付着しているトナーが静電潜像の露光部に付着して現像し、感光ドラム１上にトナー像が形成される。

現像装置４の下流側の感光ドラム１の下方には、中間転写ベルト５１を介して、１次転写ローラ５２が配設されている。１次転写ローラ５２は、電源５４によってバイアス印加される芯金５２１と、その外周面に円筒状に形成された導電層５２２によって構成されている。１次転写ローラ５２は、両端部が不図示のスプリング等の押圧部材によって感光ドラム１に向けて付勢されており、これにより１次転写ローラ５２の導電層５２２は、所定の押圧力で中間転写ベルト５１を介して、感光ドラム１表面に圧接され、感光ドラム１と１次転写ローラ５２との間には中間転写ベルト５１を介して、１次転写ニップ部が形成される。転写ローラ５２には、感光ドラム上に形成されたトナーの帯電極性とは逆極性のバイアスが印加され、感光ドラム上のトナー像は静電的に中間転写ベルト５１表面に転写される。以上のような工程を、本実施例では各色毎に４回繰り返すことによって、中間転写ベルト５１表面上に、フルカラー画像を形成する。すなわち、感光ドラム１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ上に形成された各色のトナー像は、中間転写ベルト５１を挟んで対向する各ステーションの１次転写ローラ５２ａ、５２ｂ、５２ｃ、５２ｄから転写バイアスを受けて、順次中間転写ベルト５１上に転写され、ベルトの回転とともに２次転写部まで搬送される。一方、このときまでに、給紙カセット８から取り出された記録材Ｐは、ピックアップローラ８１を経て搬送ローラ８２に供給され、さらに同図左方に搬送され、２次転写部において、２次転写内ローラ５５、２次転写外ローラ５６の少なくとも、いずれかに印加される２次転写バイアスによって上述のトナー像は記録材Ｐ上に転写される。本実施例では、２次転写内ローラ５５の芯金に中間転写ベルト５１上のトナーの帯電極性とは同極性のバイアスを印加する方法を採用した。なお、中間転写ベルト５１上の転写残トナー等は、転写ベルトクリーナー５４によって除去、回収される。

２次転写外ローラ５６に付着したトナー等の汚れは、２次転写外ローラ５６の回転方向と同一方向に回転し、２次転写外ローラ５６にカウンターで当るファーブラシ５７で掻きとるとともに、このファーブラシ５７に印加されるバイアスによって、静電気的な作用によっても除去される。このファーブラシには、バイアスローラ５８が当接されており、ファーブラシには、このバイアスローラ５８にトナーと逆極性のバイアスを印加することによって、２次転写外ローラ５６表面に付着したトナーを清掃する。さらにこのファーブラシに付着したトナーは、バイアスローラにそのほとんどが回収され、このバイアスローラ表面には、ブレード５９が当接されており、バイアスローラ５８の表面のトナーをクリーニングする構成となっている。

２次転写バイアスによってその表面に転写されたトナー形成した記録材Ｐは、定着装置７によって、記録材上に定着される。定着装置７は、回転自在に配設された定着ローラ７１と、定着ローラ７１に圧接しながら回転する加圧ローラ７２からなる。そして、定着ローラ７１の内部には、ハロゲンランプ等のヒータ７３が配設されており、ヒータ７３への電圧等を制御することにより定着ローラ７１の表面の温度調節を行っている。この状態において、記録材が搬送されてくると、定着ローラ７１と加圧ローラ７２は一定速度で回転し、記録材Ｐが定着ローラ７１と加圧ローラ７２の間を通過する際に表裏両面からほぼ一定の圧力、温度で加圧、加熱されることにより記録材表面上の未定着トナー像は溶融して定着され、記録材Ｐ上にフルカラー画像が形成される。

なお、中間転写ベルト５１は、ＰＣ、ＰＥＴ、ＰＶＤＦのような誘電体樹脂によって構成される。本実施例では、体積抵抗率１０^９Ω・ｃｍ（ＪＩＳ−Ｋ６９１１法準拠プローブを使用、印加電圧１００Ｖ、印加時間６０ｓｅｃ、２３℃５０％ＲＨ）、厚みｔ＝８５μｍのＰＩ樹脂を採用したが、他の材料、体積抵抗率、および厚みのものでも構わない。

また、１次転写ローラ５２は、φ８ｍｍの芯金と、厚さ４ｍｍの導電性ウレタンスポンジ層からなり、抵抗値は、芯金の両端に各々５００ｇ重の荷重の下で接地に対して該転写ローラ５３を２０ｍｍ／ｓｅｃの周速で回転させ、芯金に５０Ｖの電圧を印加して測定された電流の関係から求められ、その値は約１０^６Ω（２３℃５０％ＲＨ）のものを採用した。

２次転写内ローラ５５は、φ１７の金属からなる芯金の表面に導電性ＥＰＤＭソリッドゴムを２ｍｍ厚に被覆したφ２１ｍｍのローラを採用し、抵抗値は、１次転写ローラと同様の測定方法で、約１０^５Ω（２３℃５０％ＲＨ）のものを採用した。

２次転写外ローラ５６は、φ１２の金属からなる芯金の表面に導電性エピクロルヒドリンゴムスポンジを約５ｍｍ、その外周に導電性エピクロルヒドリンゴムソリッド層を約１ｍｍ、さらに最外層にフッ素樹脂を約２０μｍを形成した３層構成φ２４ｍｍのローラを採用した。抵抗値は、印加電圧を２０００Ｖにした以外は、１次転写ローラ５３と同様の測定方法で、約１０^７Ω（２３℃５０％ＲＨ）のものを採用した。

ファーブラシ５７は、φ８の芯金に接着層を介して、長さ５ｍｍ、太さ６デニールからなる導電性ナイロンブラシを密度７５ｋＦ（キロフィラメント）で形成した外径φ１８のファーブラシを採用した。抵抗値は、印加電圧を１００Ｖにした以外は、１次転写ローラ５２と同様の測定方法で、約１０^７Ω（２３℃５０％ＲＨ）のものを採用した。

図３に、かかる画像形成装置の２次転写部のクリーニング手段を詳細に説明する概略断面図を示す。本実施例では、上述したファーブラシ５７の２次転写外ローラ５６に当接する位置について説明する。

２次転写部において、２次転写内ローラ５５と２次転写外ローラ５６は、中間転写ベルト５１を介してニップを形成する。このニップ中心をＡとする。２次転写外ローラ５６表面の、このニップ中心に対して１８０°反対に位置する点をＢとする。さらに、上述ファーブラシ５７が、２次転写外ローラ５６表面に当接して形成するニップの中心をＣとする。このとき、本発明の重要な点は、このニップの中心点Ｃの位置と転写性および記録材の分離性の関係である。

２次転写外ローラ５６の回転方向において、２次転写外ローラ５６の外周のＡからＣまでの距離をＬ２、ＣからＡまでの距離をＬ１とする。このとき、本発明の発明者の検討に依れば、Ｌ１＜Ｌ２であるとき、中間転写ベルト５１上のトナー像の記録材への転写性と、記録材の２次転写外ローラ５６通過後における中間転写ベルト５１からの分離性、共に良好であった。

一方、Ｌ１≧Ｌ２のとき、２次転写外ローラ５６通過後の領域における電界強度が強くなり記録材の中間転写ベルトへの吸着力が強くなるために分離性が悪化し、ジャムの発生頻度が高くなると共に、２次転写外ローラ５６へ記録材が進入する直前部分にて、中間転写ベルト５１と記録材の間に空隙が生じ、この空隙において放電現象が発生して転写性が悪化し、記録材上のトナー像の乱れが生じた。

また、好ましくは、Ｌ１／Ｌ２＜０．８、更に好ましくはＬ１／Ｌ２＜０．６のとき、より良好な転写性及び分離性を得ることができた。

なお、本実施例では、２次転写内ローラ５６にトナーと同極性のバイアスを印加し、２二次転写外ローラ５６を接地させる形態を示したが、２次転写内ローラ５５を接地し、２次転写外ローラ５６にトナーと逆極性のバイアスを印加して、記録材へのトナー像の２次転写を行った場合にも、同様の効果が得られる。

本発明の画像形成装置を概略断面図を表す図である。 本発明の画像形成装置に係る画像を形成するプロセスユニットを詳細に説明する図である。 本発明の画像形成装置の像担持体近傍の概略図である 背景技術に係る画像形成装置の像担持体近傍の概略図である。

符号の説明

１ 感光ドラム（像担持体）
５１ 中間転写ベルト（像担持体）
５５ ２次転写内ローラ
５６ ２次転写外ローラ（転写ローラ）
５７ ファーブラシ（当接部材）

Claims (3)

1. 所定の極性に帯電されたトナー像を担持する像担持体と、
   記録材を介して前記像担持体に当接して第１の当接部を形成しながら回転し、前記トナー像を前記記録材へ転写する転写ローラと、
   前記転写ローラに当接して第２の当接部を形成する当接部材とを有し、
   前記像担持体と前記転写ローラとの間の電界により、前記所定の極性に帯電されたトナーは前記像担持体から前記転写ローラへ移動する方向に静電力を受けると共に、
   前記転写ローラと前記当接部材との間の電界により、前記所定の極性に帯電されたトナーは前記転写ローラから前記当接部材へ移動する方向に静電力を受ける画像形成装置において、
   前記転写ローラの回転方向に対して、前記第２の当接部の中心から前記第１の当接部までの前記転写ローラの外周の距離をＬ１、前記第１の当接部の中心から前記第２の当接部の中心までの前記転写ローラの外周の距離をＬ２とするとき、
   Ｌ１＜Ｌ２
   であることを特徴とする画像形成装置。
2. 請求項第１項の画像形成装置において、
   Ｌ１／Ｌ２＜０．８
   であることを特徴とする画像形成装置。
3. 請求項第１項の画像形成装置において、
   Ｌ１／Ｌ２＜０．６
   であることを特徴とする画像形成装置。
   

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