JP2008039991A

JP2008039991A - 画像形成装置

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Publication number: JP2008039991A
Application number: JP2006212188A
Authority: JP
Inventors: Shozo Aiba; 祥造相庭
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2006-08-03
Filing date: 2006-08-03
Publication date: 2008-02-21

Abstract

【課題】トナーに外添剤を含む２成分方式の画像形成装置において、中間転写体に外添剤が蓄積することによって中間転写体の抵抗ムラが生じ不良画像が発生する。
【解決手段】外添剤が強固に付着した中間転写体表面から外添剤を除去するために、クリーニングモードを投入する。クリーニングモード時のクリーニング手段は紙搬送速度と中間転写体搬送速度に速度差を設けて、中間転写体と紙とを摺擦して外添剤を剥ぎ取る。
【選択図】図３

Description

本発明は、像担持体に形成された現像像、即ち、トナー像を記録材担持体に担持された記録材に、或いは、中間転写体に転写した後この画像を記録材に転写して画像を得る、例えば電子写真方式の複写機、プリンター等とされる画像形成装置に関し、特に、通常無端搬送ベルトとされる記録材担持体或いは中間転写体の除電及びクリーニングの構成に特徴を有するものである。

従来、例えば、複数の画像形成部を備え、各画像形成部で電子写真方式によりそれぞれ色の異なったトナー像を像担持体上に形成し、そのトナー像を同一記録材上に順次重ね合わせて転写してカラー画像を形成する画像形成装置が種々提案されている。その一例として、高速記録を行うため、回転する無端搬送ベルト状とされる記録材担持体を備え、この搬送ベルトに沿って複数の画像形成部を直線的に配置し、搬送ベルト上に記録材を担持して各画像形成部に搬送し、各像担持体上に形成された各色のトナー像を転写するカラー複写機がある。

上記の各色トナーには酸化ケイ素等の外添剤が現像器内での攪拌性や現像性、転写性、定着性等の各プロセスの最適条件を満たすように調製し付与されている。

画像形成装置において、ベルト状の中間転写体を用いてトナー像を転写する技術としては、図１に示すようなものが知られている。

感光ドラム１Y、１M、１C、１Kは、帯電ローラ３Y、３M、３C、３Kによって表面を一様に帯電され、露光装置２Y、２M、２C、２Kによって画像情報に対応したレーザー照射を受けることで、表面に静電潜像が形成される。静電潜像は、現像装置４Y、４M、４C、４Kによって、電荷を有するトナー（帯電トナー）が静電的に付着することでトナー像ｔとして現像（顕像化）される。

感光ドラム１Y、１M、１C、１K上のトナー像ｔは、一次転写ローラ６Y、６M、６C、６Kによって一次転写部（一次転写ニップ部）において中間転写体５（中間転写体）上に一次転写される。この中間転写体５は、駆動ローラ２１、テンションローラ（張架ローラ）２２、二次転写内ローラ２３に掛け渡されている。中間転写体５上のトナー像ｔは、さらに、所定のタイミングで搬送されてくる記録材Ｐに、二次転写外ローラ２４によって二次転写部（二次転写ニップ部）Ｔ２において静電的に二次転写される。

二次転写されずに中間転写体表面に残ったトナー（以下カブリトナー）および外添剤はクリーニング部材によって回収される。

トナー像ｔを転写された記録材Ｐは、定着装置９に向けて搬送され、定着装置９によって加熱・加圧されて表面にトナー像ｔが定着される。

上述のようなカラー複写機においては、中間転写体上に付着したカブリトナーや外添剤が蓄積する場合がある。

通常中間転写体上に転写したトナーは記録媒体へ転写されるが、記録媒体へ転写しきれずに中間転写体上に残ったトナーや外添剤は中間転写体表面に当接されたクリーニング部材（クリーニングブレードや静電クリーニングブラシ）で回収される。クリーニング部材での回収能力は中間転写体表面とクリーニング部材の形状や設置状況に依存するが、トナーに比べ粒径が一桁以上も小さい外添剤はクリーニング部材をすり抜けて中間転写体表面に付着し蓄積されていくという現象が発生する。

この現象は以下のプロセスで発生すると想定されている。
・記憶媒体へ転写した際に、中間転写体表面と接触した外添剤が静電転写されずに中間転写体表面に付着。
・中間転写体と中間転写体上のクリーニングブレードとの接触箇所で、トナーと外添剤が引き剥がされて外添剤が中間転写体表面に付着（ブレードはすり抜ける）。
・一次・二次転写ニップでの押圧により、トナーが中間転写体表面の凹部に侵入。中間転写体表面と外添剤が接触し、2二次転写部で遊離。

上記のような過程で外添剤が中間転写体上に付着すると、中間転写体の電気抵抗ムラの原因となり転写不良を引き起す。

このような課題に対しクリーニング部材、例えばシート状の不織布等でできた長尺のウェブを中間転写ベルト表面に当接させ、中間転写体表面に付着したカブリトナーや外添剤をクリーニングする手段が、たとえば特開2003−241613や特開2003-208071などで提案されている。また、中間転写体表面の凹部に入り込んだ付着物を除去する目的で導電性ブラシを用いて静電的にトナーを除去する方法も提案されている（特開平１０−４９０１９、特開２００４−１０９３８６）
特開２００３−２４１６１３号公報特開２００３−２０８０７１号公報特開平１０−４９０１９号公報特開２００４−１０９３８６号公報

しかしながら、上述のような画像形成装置においては、それぞれ下記のような課題がある。
＜静電クリーニング＞
（１）静電的な手段で中間転写体上の外添剤を除去しようとした場合、外添剤の粒子径はトナーの粒子径に比べて１/１０〜１/１００ほどの大きさのため、中間転写体との間に働く鏡映力が、トナー-中間転写体間の鏡映力よりも二桁以上大きい。そのため、トナーを静電吸着するために必要な電界のさらに１００倍以上の電界を理論上必要とするため現実的ではない。

（２）カブリトナーや外添剤の帯電荷量は分布を持つため、たとえば帯電荷量が０μC/mg近傍の付着物は現実的に除去不可能である。
＜ウェブ等のクリーニング補助部材を設置する場合＞
付着物は除去されるがクリーニング補助部材にも有限の寿命があり、高ランニングコスト化になる。また補助部材を設置するためのスペースが必要となるため、装置が大型化する。

本発明は中間転写体表面に強固に付着したカブリトナーもしくは外添剤を効率的に除去するものである。本発明を採用することにより、新たなクリーニング部材を設置することによるコストアップや装置の大型化を避けるばかりでなく、効率的なクリーニングモードを投入することで中間転写体の長寿命化と高画質安定化を同時に実現することが可能となる。

本発明の目的は、中間転写体上に強固に付着したトナーもしくは外添剤をクリーニングし、中間転写体の長寿命化と高画質画像出力の安定化を実現することである。

請求項１の発明は外添剤添加したトナーを含む現像剤と、トナー像を担持する像担持体と、像担持体から転写材へ転写する転写手段を有し、通常の画像転写とは転写条件の異なる転写条件で外添剤を転写するモードを有することを特徴とする画像形成装置。

請求項２の発明は前記画像形成装置において、通常の画像転写とは異なる転写条件は、像担持体と転写部材の搬送速度が異なることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。

請求項３の発明は前記画像形成装置において、通常の画像転写とは異なる転写条件は、像担持体と転写部材との接触部押圧力条件が通常の転写条件より大きいことを特徴とする請求項１ないし請求項２に記載の画像形成装置。

請求項４の発明は前記画像形成装置において、像担持体と転写部材の搬送速度を変える手段として、レジストローラの駆動条件により転写部材の搬送速度を制御することを特徴とする請求項１ないし請求項２ないし請求項３に記載の画像形成装置。

請求項５の発明は前記画像形成装置において、像担持体上の外添剤を転写部材へ転写するモードが、通常の画像形成を所定枚数行った後に定期的に投入されることを特徴とする請求項１、請求項２、請求項３ないし請求項４に記載の画像形成装置。

中間転写体表面に付着した連れ回りトナーや外添剤の除去に記録媒体を用いる。

以下、図面に沿って、本発明の実施の形態について説明する。

ただし、以下の実施の形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは、特に特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。また、以下の説明で一度説明した部材についての材質、形状などは、特に改めて記載しない限り初めの説明と同様のものである。また、各図面において同一の符号を付したものは、同一の構成又は作用をなすものであり、これらについての重複説明は適宜省略した。

図１に、本発明に係る画像形成装置の一例として、実施の形態１に係る画像形成装置を示す。同図に示す画像形成装置は、電子写真方式の４色フルカラーの画像形成装置であり、同図はその概略構成を示す縦断面図である。

同図を参照して、画像形成全体の構成及び動作を説明する。

同図に示す画像形成装置は、４個（４色）の画像形成ステーション、すなわち、それぞれイエロー，マゼンダ，シアン，ブラックのトナー像を形成する画像形成ステーションＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋを備えている。そして、これら画像形成ステーションＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋで形成された各色のトナー像を順次に中間転写体５上に一次転写して重ねあわせ、その後、一括で紙等の記録媒体Ｐに二次転写し、二次転写された４色のトナー像を定着することで４色フルカラー画像を得るようにしている。

各画像形成ステーションＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋは、それぞれ像担持体（感光体、感光ドラム）としてドラム型の感光体（以下「感光ドラム」という。）１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋを備えている。各感光ドラム１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋは、外径３０ｍｍのアルミニウム製のシリンダの外周面に、感光層としてＯＰＣ（有機光半導体）を塗布して構成したものである。各感光ドラム１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋは、その表面が帯電ローラ（帯電手段）３Ｙ，３Ｍ，３Ｃ，３Ｋによって一様に帯電された後、露光装置２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｋからレーザー光の照射を受け、それぞれの色に対応する静電潜像が形成される。

各感光ドラム１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋ上に形成された静電潜像は、それぞれイエロー，マゼンタ，シアン，ブラックのトナーを収容した現像装置４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｋによってそれぞれの色のトナーが付着され、トナー像として現像される。

上述の４個の画像形成ステーションＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋの下方には、中間転写体５が配設されている。中間転写体５は、駆動ローラ（第１の接触部材）２１と、テンションローラ（張架ローラ）２２と、二次転写内ローラ２３とに掛け渡されており、駆動ローラ２１の同図中の時計回りの回転により、矢印Ｒ５方向に回転駆動（移動）される。駆動ローラは金属芯金上に導電ゴム層を有し、１×１０^２〜１×１０^６Ωのローラで、芯金は接地されている。また、中間転写体５の内側における、各感光ドラム１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋに対応する位置には、一次転写ローラ６Ｙ，６Ｍ，６Ｃ，６Ｋが配設されている。中間転写体５は、これら一次転写ローラ６Ｙ，６Ｍ，６Ｃ，６Ｋによって感光ドラム１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋ表面に押圧されており、これにより、感光ドラム１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋと中間転写体５との間には、一次転写部（一次転写ニップ部）Ｔ１が形成されている。また、中間転写体５の外側における二次転写内ローラ２３に対応する位置には、二次転写外ローラ２４が配設されている。中間転写体５は、二次転写内ローラ２３によって二次転写外ローラ２４に押圧されることにより、二次転写外ローラ２４との間に二次転写部（二次転写ニップ部）Ｔ２を形成している。

上述の各感光ドラム１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋ上に形成された各色のトナー像は、一次転写ローラ６Ｙ，６Ｍ，６Ｃ，６Ｋに転写バイアスが印加されることで、中間転写体５上にそれぞれの一次転写部Ｔ１において順次に一次転写されていく。これにより、中間転写体５上で４色のトナー像が重ね合わされる。トナー像転写後の各感光ドラム１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋは、表面に残ったトナー（転写残トナー）がクリーニング装置７Ｙ，７Ｍ，７Ｃ，７Ｋによって除去され、次のトナー像の形成に供される。

上述の中間転写体５上で重ねられた４色のトナー像は、中間転写体５の矢印Ｒ５方向の回転に伴って二次転写部Ｔ２に搬送される。一方、給紙カセット１２又は給紙カセット１６に収納されていた記録媒体Ｐ（例えば、紙、透明フィルム）は、給紙ローラ１３又は給紙ローラ１４によって給紙され、搬送ローラによってレジストローラ１５に搬送される。この記録材Ｐは、上述の中間転写体５上に４色のトナー像をタイミングよく合わせるようにして、レジストローラ１５により二次転写部Ｔ２に供給され、T2位置で記録材Pに転写される。

なお、同図中の符合８Ｙ，８Ｍ，８Ｃ，８Ｋは、各色の現像装置４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｋに補給するためのトナーが収納されたトナー補給容器である。

ここで、本発明に使用される現像剤について説明する。

本発明では、上記の体積抵抗を有する比較的高体積抵抗値を有する磁性キャリアが使用されるが、磁性キャリアを構成する金属酸化物として、磁性を示すＭＯ・Ｆｅ₂Ｏ₃又はＭＦｅ₂Ｏ₄の一般式で表されるマグネタイト、フェライト等を好ましく用いることができる。ここで、Ｍは２価あるいは１価の金属イオンＭｎ、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｃｕ、Ｍｇ、Ｚｎ、Ｃｄ、Ｌｉ等が相当し、Ｍは単独あるいは複数の金属として用いることができる。例えばマグネタイト、γ酸化鉄、Ｍｎ−Ｚｎ系フェライト、Ｎｉ−Ｚｎ系フェライト、Ｍｎ−Ｍｇ系フェライト、Ｃａ−Ｍｇ系フェライト、Ｌｉ系フェライト、Ｃｕ−Ｚｎ系フェライトといった鉄系酸化物を挙げることができる。

上述した金属酸化物は単独で、キャリアコアとして用いることもできるが、その場合、コア表面を強烈に酸化させる等の処理を行い、コア比抵抗を１×１０¹⁰Ωｃｍ以上にして用いることが必要である。あるいは、キャリア表面コート種、厚さ等を調整することにより、１×１０¹⁰Ω・ｃｍ以上としてもよい。

高抵抗なキャリアコアを現像磁性キャリアとして用いる場合、特に好ましいキャリア形態として、樹脂に上記の金属酸化物を分散してキャリアコアとして用いることが挙げられる。この場合、１種類の金属酸化物を樹脂に分散して用いることもできるが、特に好ましくは少なくとも２種以上の金属酸化物を混合した状態で用いることができる。

この場合、上記の磁性金属酸化物の他に、Ｍｇ、Ａｌ、Ｓｉ、Ｃａ、Ｓｃ、Ｔｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｓｒ、Ｙ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｃｄ、Ｓｎ、Ｂａ、Ｐｂ等の金属を単独あるいは複数用いた非磁性の金属酸化物及び上記磁性を示す金属酸化物を使用できる。例えば非磁性の金属酸化物としてＡｌ₂Ｏ₃、ＳｉＯ₂、ＣａＯ、ＴｉＯ₂、Ｖ₂Ｏ₅、ＣｒＯ₂、ＭｎＯ₂、Ｆｅ₂Ｏ₃、ＣｏＯ、ＮｉＯ、ＣｕＯ、ＺｎＯ、ＳｒＯ、Ｙ₂Ｏ₃、ＺｒＯ₂系等を使用することができる。

尚、その場合には、比重や形状が類似している粒子を用いるのがバインダーとの密着性、キャリア強度を高めるためにより好ましい。例えば、マグネタイトとヘマタイト、マグネタイトとＳｉＯ₂、マグネタイトとＡｌ₂Ｏ₃、マグネタイトとＴｉＯ₂、マグネタイトとＣａ−Ｍｎ系フェライト、マグネタイトとＣａ−Ｍｇ系フェライト等を好ましく用いることができる。中でも、マグネタイトとヘマタイトの組み合わせが価格面、キャリア強度の面から好ましく用いることができる。

本発明の現像磁性キャリアの平均粒径は、個数平均粒径で５〜１００μｍ、１００ｍＴでの飽和磁化は２０〜２５０ｅｍｕ／ｃｍ³であることが好適である。個数平均粒径が５μｍ未満では、特に本発明の画像形成方法のような、接触二成分現像プロセス、ＡＣ現像バイアスを用いる現像方式の場合、いかに上記のごとき実質的に高抵抗の現像磁性キャリアであってもキャリア付着を免れ得ない場合があった。又、個数平均粒径が１００μｍを超えると、本発明の目的である細線再現性に優れた高画質トナー画像が得られない場合がある。より好ましくは、２０〜４５ｅｍｕ／ｃｍ³とするのがよい。飽和磁化に関しても、２０ｅｍｕ／ｃｍ³以下の場合、キャリア付着が問題になり、一方２５０ｅｍｕ／ｃｍ³以上でも大きな問題はないが、高画質という観点からは摺擦による掃きめムラが目立つようになる。より好ましくは１００〜２２０ｅｍｕ／ｃｍ³とするのがよい。

本発明で使用したキャリア粒径の測定方法を記載する。本発明のキャリアの粒径は、走査電子顕微鏡（１００〜５０００倍）によりランダムに粒径０．１μｍ以上のキャリア粒子を３００個以上抽出し、ニレコ社（株）製の画像処理解析装置Ｌｕｚｅｘ３（Ｌｕｚｅｘは登録商標）により水平方向フェレ径をもってキャリア粒径として測定し、個数平均粒径を算出するものとする。

一方、飽和磁化は、キャリアの磁気特性を理研電子（株）製の振動磁場型磁気特性自動記録装置にて、１００ｍＴの外部磁場中にパッキングしたキャリアの磁化（ｅｍｕ／ｇ）を求め、その後キャリアの真比重（ｇ／ｃｍ³）をかけることで磁化量（ｅｍｕ／ｃｍ³）を算出した。

上記の磁性キャリアとともに現像剤に使用されるトナーとしては、従来公知の、例えばいわゆる粉砕法や重合法で作成されたトナー等を用いることができる。トナーの体積平均粒径は４〜１５μｍが好適である。高画質という観点からはより小粒径なトナーがよく、４〜７μｍがより好適である。ただし、小粒径化によって細線再現性が増した分、エッジ強調等画像不良も再現性がよくなった分目立つようになる。そのため、本発明はこのような小粒径トナーでもエッジ強調を目立たなくさせるのに好適である。

トナーの体積平均粒径は、たとえば下記の測定法で測定することができる。

測定装置としてコールカウンターＴＡ−ＩＩ型（コールター社製）を用い、これに、個数平均分布、体積平均分布を出力するインターフェース（日科機製）及びＣＸ−ｉパーソナルコンピュータ（キヤノン製）を接続する。電解液は、塩化ナトリウム（試薬１級）を用いて１％ＮａＣｌ水溶液を調製する。

上記の電解液１００〜１５０ｍｌ中に分散剤として界面活性剤（好ましくはアルキルベンゼンスルホン酸塩）を０．１〜５ｍｌ加え、更に測定試料のトナーを０．５〜５０ｍｇ加えて懸濁する。この試料を懸濁した電解液を超音波分散器で約１〜３分分散処理した後、上記のコールカウンターＴＡ−ＩＩ型により、１００μｍのアパチャーを用いて２〜４０μｍのトナー粒子の粒度分布を測定し、トナーの体積分布を求める。このようにして求めたトナーの体積分布からトナーの体積平均粒径が得られる。

又、本発明で使用する外添剤は、トナーに添加したときの耐久性の点から、トナー粒子の重量平均粒径の１／１０以下の粒径であることが好ましい。この外添剤の粒径は、顕微鏡によるトナー粒子の表面観察により求めたその平均粒径を意味する。外添剤は、トナー１００重量部に対し０．０１〜１５重量部が用いられ、好ましくは０．０５〜１２重量部である。

外添剤としては次のようなものが挙げられる。酸化アルミニウム、酸化チタン、チタン酸ストロンチウム、酸化セリウム、酸化マグネシウム、酸化クロム、酸化スズ、酸化亜鉛等の金属酸化物；窒化ケイ素等の窒化物；炭化ケイ素等の炭化物；硫酸カルシウム、硫酸バリウム、炭酸カルシウム等の金属塩；ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸カルシウム等の脂肪酸金属塩；カーボンブラック；シリカ等。これら外添剤は単独で使用しても、複数併用してもよい。好ましくは疎水化処理を行なったものがよい。

以上の成分から構成されるトナーの帯電極性は、ネガ極性、ポジ極性どちらでも可能であるが、本実施例では、ネガ帯電極性のトナーを用い、キャリアとの摩擦により帯電する平均帯電量（単位重量当りの電荷量；以下Ｑ／Ｍ）が−１．０×１０⁻²Ｃ／ｋｇ〜−６．０×１０^-2Ｃ／ｋｇのものを用いた。

本発明に用いる中間転写体５としては単層構造の場合、例えば、ポリエチレンやポリプロピレン等のオレフィン系樹脂、ポリスチレン系樹脂、アクリル樹脂、ポリエステル樹脂、ポリカーボネート、ポリサルホン、ポリエーテルサルホン及びポリフェニレンサルファイド等の硫黄含有樹脂、ポリフッ化ビニリデンやポリエチレン−四フッ化エチレン共重合体等のフッ素含有樹脂、ポリウレタン樹脂、シリコーン樹脂、ケトン樹脂、ポリ塩化ビニリデン、ポリイミド樹脂、ポリアミド樹脂、変性ポリフェニレンオキサイド樹脂等やこれらの各種変性樹脂や共重合体を１種類あるいは２種類以上を使用することができる。

多層構造の中間転写体として例えば二層構造の場合、弾性層及び第１の層、第２の層に使用されるゴム、エラストマー及び樹脂として、例えばゴム及びエラストマーとして、天然ゴム、イソプレンゴム、スチレン−ブタジエンゴム、ブタジエンゴム、ブチルゴム、エチレン−プロピレンゴム、エチレン−プロピレンターポリマー、クロロプレンゴム、クロロスルホン化ポリエチレン、塩素化ポリエチレン、アクリロニトリルブタジエンゴム、ウレタンゴム、シンジオタクチック１，２−ポリブタジエン、エピクロロヒドリンゴム、アクリルゴム、シリコーンゴム、フッ素ゴム、多硫化ゴム、ポリノルボルネンゴム、水素化ニトリルゴム及び熱可塑性エラストマー（例えばポリスチレン系、ポリオレフィン系、ポリ塩化ビニル系、ポリウレタン系、ポリアミド系、ポリエステル系及びフッ素樹脂系等）等からなる群より選ばれる１種類あるいは２種類以上を使用することができる。ただし、上記材料に限定されるものではない。

また、樹脂としてはポリスチレン、クロロポリスチレン、ポリ−α−メチルスチレン、スチレン−ブタジエン共重合体、スチレン−塩化ビニル共重合体、スチレン−酢酸ビニル共重合体、スチレン−マレイン酸共重合体、スチレン−アクリル酸エステル共重合体（スチレン−アクリル酸メチル共重合体、スチレン−アクリル酸エチル共重合体、スチレン−アクリル酸ブチル共重合体、スチレン−アクリル酸オクチル共重合体及びスチレン−アクリル酸フェニル共重合体等）、スチレン−メタクリル酸エステル共重合体（スチレン−メタクリル酸メチル共重合体、スチレン−メタクリル酸エチル共重合体及びスチレン−メタクリル酸フェニル共重合体等）、スチレン−α−クロルアクリル酸メチル共重合体、スチレン−アクリロニトリル−アクリル酸エステル共重合体等のスチレン系樹脂（スチレンまたはスチレン置換体を含む単重合体または共重合体）、メタクリル酸メチル樹脂、メタクリル酸ブチル樹脂、アクリル酸エチル樹脂、アクリル酸ブチル樹脂、変性アクリル樹脂（シリコーン変性アクリル樹脂、塩化ビニル樹脂変性アクリル樹脂及びアクリル・ウレタン樹脂等）、塩化ビニル樹脂、スチレン−酢酸ビニル共重合体、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体、ロジン変性マレイン酸樹脂、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、ポリエステルポリウレタン樹脂、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブタジエン、ポリ塩化ビニリデン、アイオノマー樹脂、ポリウレタン樹脂、シリコーン樹脂、フッ素樹脂、ケトン樹脂、エチレン−エチルアクリレート共重合体、キシレン樹脂、ポリビニルブチラール樹脂、ポリアミド樹脂及び変性ポリフェニレンオキサイド樹脂等からなる群より選ばれる１種類あるいは２種類以上を使用することができる。ただし、上記材料に限定されるものではない。

本実施例ではポリエチレン−四フッ化エチレン共重合体等のフッ素含有樹脂からなる単層構造で、体積抵抗値が3.0×10¹⁰[Ω/ｃｍ]で表面抵抗が5.0×10¹³[Ω/□]の中間転写体５を用いた。

続いて本発明の構成について説明する。

通常、中間転写体に担持された像担持体を記録紙に転写する際は2次転写部のトナー像転写時のバネ圧は1.2ｋｇｆで転写電流は2４μAであるが、中間転写体は中間転写体ユニット内部の駆動ローラによって駆動する。中間転写体を介して２次転写内ローラ対向している２次転写外ローラは中間転写体のニップ部加圧により従動し、２次転写部通紙時の中間転写体の周速は記録紙搬送速度に対し９８.５〜１０５％であり、静電的に転写した。

上記のような画像形成を5000枚繰返したときの中間転写体のグロス値を逐次測定すると、中間転写体表面のグロス値が低下していくことがわかる（図.２）。

この光沢度を表すグロス値は、日本電飾（株）製のグロスメーターＰＧ−３Ｄを使用し、記録材の画像面の鉛直方向に対して７５度の入出力角度において測定した、いわゆる７５度測定値でグロス値を定義する。

このときの中間転写体を電子顕微鏡中間転写体表面にトナーに付与された外添剤と同様の形状の粒子が観察された。さらに蛍光X線測定を行ったところ、酸化ケイ素や酸化チタンのピークが検出されたことから、中間転写体表面の付着物が外添剤であり、外添剤の付着量が増えるに従いグロス値が低下していることが分かった。

中間転写体表面に強固に付着した外添剤は微粒子であることから、中間転写体表面と外添剤の間に働く鏡映力はトナーと中間転写体表面に働く鏡映力よりもはるかに大きい。このため通常の転写電界を印加した場合は紙に転写されない。また中間転写体の凹部に外添剤が入り込むために転写残トナーを除去するクリーニング部材では除去できない。

上記の理由から、さらに画像形成を繰返すことで中間転写体表面に外添剤が蓄積する。このとき中間転写体の表面抵抗値・体積抵抗値はそれぞれ体積抵抗値が8.5×10¹⁰[Ω/ｃｍ]、６.５×10¹³[Ω/□]で抵抗値の上昇が確認された。外添剤の蓄積により中間転写体の抵抗ムラが発生したことによる濃度ムラが発生した。

また中間転写体上の濃度検知手段を設けた場合の中間転写体表面のバックグラウンド変動による濃度検知不良が発生する。このように中間転写体表面に付着した外添剤を除去する必要がある。

そこで、記録媒体を使用したクリーニングモードにより、中間転写体表面の付着物（外添剤）の除去方法を検討した。本実施例では記録媒体として普通紙CLC80（坪量80g/cm²）を用いた。2次転写ニップ部に紙が固定されるように、レジストローラのローラ圧と速度を調節して、外添剤の付着した中間転写体を数周分回転した。

中間転写体の回転数と中間転写体表面反射光量との関係を図.３に示すと、中間転写体回転数が増加するにつれて反射光量が初期値に回復していくが、１周分でも十分な効果が得られることがわかる。さらに二次転写ニップ圧を2.4〜6.0ｋｇｆに変えたときの、中間転写体一周分のグロス値を図.４に示す。なお、二次転写ニップ圧は図.5のようにカムの回転によるバネ加圧可変手段を用いた。図.４よりバネ圧を4.0ｋｇｆ以上にすることで、より効率的に中間転写体上の付着物を除去することができた。

クリーニングモード時は二次転写部通過時にて紙媒体が中間転写体搬送速度に対し周速差が０〜９０％になるように、レジストローラの回転速度を紙搬送速度が中間転写体の搬送速度に対して０〜９０％になるように調節して搬送する。

なお紙媒体搬送速度が中間転写体搬送速度に対し０％場合は、中間転写体を1周分クリーニングした後、通常の通紙を行った。

中間転写体の搬送速度に対する紙搬送速度と、クリーニング性との関係を中間転写体反射光量であらわすと（図.６）、v２が０mm/secのときに最もクリーニング性がよく、v２の上昇に伴いクリーニング性能が落ちていくことがわかった。

搬送速度v１の中間転写体一周分の周長L1を紙媒体一枚L2でクリーニングする紙媒体搬送速度v２としたとき、
L1/v１＞L2/v２
の関係を満たす搬送速度v1、v2であれば中間転写体一周分を紙媒体一枚以内で効率的にクリーニングできる。

さらに外添剤クリーニング補助手段として、二次転写ローラの押圧バネ圧を４ｋｇｆ以上にして密着性をよくしたり、通紙時に二次転写電流500μA以上の直流電流を流すとより効果的である。ただし電圧印加のみで中間転写体上の外添剤をクリーニング使用とする場合、外添剤の中間転写体に対する鏡映力がトナーのそれに比べてけた違いに大きいため、通常の転写電流の100倍以上の電流を必要となり非現実的である。

またクリーニングモード投入後の中間転写体の体積抵抗値と表面抵抗値はそれぞれ3.５×10¹⁰[Ω/ｃｍ]で表面抵抗が5.４×10¹³[Ω/□]と初期状態とほぼ同等であり中間転写体表面にも傷や割れなどの弊害は確認されなかったことから、本発明の目的とする効果が得られた。なお、クリーニングに用いる記録媒体はクリーニング後、排紙するか給紙トレイに戻してもよい。

実施例１で示したクリーニングモードを以下の手順で投入した。
(1) ホームポジションセンサーによって中間転写体の位置を検知。
(2) 外添剤の付着位置を中間転写体の反射光量をモニターすることによって検知し、クリーニング位置を選択。
(3) クリーニング位置を検知したら、目的位置に合わせて記録紙を通紙。

上記の手順でクリーニングモードを投入して100000枚の画像形成をおこなった結果、中間転写体のグロス変動値はΔ１０以内であり、中間転写体表面に付着した外添剤に由来する抵抗ムラによる転写不良は発生しなかった。

本発明により中間転写体が恒久的に高画質画像を安定して得ることが可能であることがわかった。

実施例１で示したクリーニングモードを以下のような場合に自動で投入した。
・間転写体表面の反射光量を随時測定し、グロス値低下がΔ１０以上確認された場合。
・像比率が５％以下の画像が連続100枚以上画像形成された場合
・上記の条件に該当しないが1000枚以上画像形成した場合
上記のタイミングでクリーニングモードを投入して100000枚の画像形成をおこなった結果、中間転写体のグロス変動値はΔ１０以内であり、中間転写体表面に付着した外添剤に由来する抵抗ムラによる転写不良は発生しなかった。

本発明を実施する概略構成を示す縦断面図である。画像形成を繰り返し行ったときの中間転写体表面のグロス値の推移を示す図である。中間転写体表面を本発明にてクリーニングした場合の、クリーニング回数とグロス値との関係を示す図である。２次転写ローラの加圧バネと、クリーニングを一度のみ行ったときのグロス値との関係を示す図である。カムを用いた二次転写ローラのバネ圧可変装置を示す図である。中間転写体搬送速度とクリーニング時の紙搬送速度との比と、そのときの中間転写体表面のグロス値との関係を示す図である。

符号の説明

１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋ像担持体（感光体、感光ドラム）
５中間転写体
Ｐ記録媒体
Ｒ５中間転写体の移動方向（回転方向）
v１前記中間転写体の移動速度
v２記録媒体（紙）の移動速度
L1 中間転写体の周長
L2 記録媒体の周方向長さ
Ｔ１一次転写部（一次転写ニップ部）
Ｔ２二次転写部（二次転写ニップ部）
K カム
A バネ圧加圧部材

Claims

外添剤添加したトナーを含む現像剤と、トナー像を担持する像担持体と、像担持体から転写材へ転写する転写手段を有し、通常の画像転写とは転写条件の異なる転写条件で外添剤を転写するモードを有することを特徴とする画像形成装置。
前記画像形成装置において、通常の画像転写とは異なる転写条件は、像担持体と転写部材の搬送速度が異なることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
前記画像形成装置において、通常の画像転写とは異なる転写条件は、像担持体と転写部材との接触部押圧力条件が通常の転写条件より大きいことを特徴とする
請求項１ないし請求項２に記載の画像形成装置。
前記画像形成装置において、像担持体と転写部材の搬送速度を変える手段として、レジストローラの駆動条件により転写部材の搬送速度を制御することを特徴とする請求項１ないし請求項２ないし請求項３に記載の画像形成装置。
請求項５の画像形成装置において、像担持体上の外添剤を転写部材へ転写するモードが、通常の画像形成を所定枚数行った後に定期的に投入されることを特徴とする請求項１、請求項２、請求項３ないし請求項４に記載の画像形成装置。