JP3296132B2 - カラー電子写真装置 - Google Patents

カラー電子写真装置

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JP3296132B2 JP09477195A JP9477195A JP3296132B2 JP 3296132 B2 JP3296132 B2 JP 3296132B2 JP 09477195 A JP09477195 A JP 09477195A JP 9477195 A JP9477195 A JP 9477195A JP 3296132 B2 JP3296132 B2 JP 3296132B2
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  • Electrostatic Charge, Transfer And Separation In Electrography (AREA)
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、中間転写体を用いるカ
ラー電子写真装置に係わり、特に記録媒体に転写が行わ
れた後の中間転写体に残留したトナーを除去するクリー
ニング装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来カラー電子写真装置は、色の3原色
であるイエロー,マゼンタ,シアンとブラックの4色の
トナーを用いてカラー画像を形成する。カラー画像の形
成においては、色分けされた印字データに基づき色毎の
潜像を感光体上に形成し、前記潜像を色毎のトナーを有
する現像器により現像し、中間転写体または記録媒体上
で重ね合わせる。カラー電子写真装置は、特に中間転写
体上で各色毎のトナー像を重ね合わせる方式のものが多
い。中間転写体を用いるものでは、上記4色のトナー像
を中間転写体上で重ね合わせた後、記録媒体上に一気に
転写し、続く定着器により熱定着されカラー画像が形成
される。以上の行程において、中間転写体上に形成され
たトナー像は記録媒体上に全て転写されるものではな
く、転写後の中間転写体上には残留トナーがある。この
中間転写体上に残留したトナーをクリーニングするた
め、特開平4−115772 号公報に示されるように、クリー
ニング装置が設けられている。クリーニング装置は、一
般的に中間転写体と電位差を設けたブラシを設けること
により中間転写体上のトナーを導電性ブラシでクリーニ
ングする。この導電性ブラシに付着したトナーは、導電
性ブラシと一定の電位差を設けた回収ローラで回収され
る。更に、回収ローラ上に付着したトナーはブレードに
より掻き落される。このように、中間転写体に残留した
トナーは、導電性ブラシ,回収ローラ,ブレードを用い
てクリーニングされる。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような電位差を利用した中間転写体のクリーニング装置
は、トナーの帯電量によってそのクリーニング能力が決
まってしまう。トナーの帯電量はカラー電子写真装置の
置かれている環境に大きく依存しており、一般的に、低
温低湿環境ではトナーの帯電量が高く、高温高湿環境で
はトナーの帯電量が低くなってしまう。従って、トナー
の帯電量が高い場合にはクリーニング能力が低下してし
まう。クリーニング能力が低下すると中間転写体上にト
ナーが残留するため、連続印字を行った場合次の画像に
残像が現われてしまうという問題がある。
【0004】また、クリーニング能力は、中間転写体に
使用されている半導体材料のインピーダンスとクリーニ
ング手段に使用されている導電性ブラシのインピーダン
スの環境依存性によってもその能力に影響がある。
【0005】本発明は、カラー電子写真装置の使用環境
によらず、中間転写体上に残留したトナーを十分にクリ
ーニングする高性能なクリーニング装置を提供し、残像
やクリーニング不良のない高品位な画像出力を得ること
を目的としたものである。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、中間転写体に残留したトナーをクリーニングするた
めのクリーニング手段と、クリーニング手段に付着した
トナーを回収するトナー回収手段と、クリーニングに必
要なバイアスを設定するバイアス設定手段と、前記バイ
アスを可変制御するためのバイアス制御手段と、装置の
環境状態を検出する環境検出手段を設けた。
【0007】そして、第一の方法として、前記バイアス
手段は前記トナー回収手段に印加する回収バイアス設定
手段を設け、直列に配置されたトナー回収手段とクリー
ニング手段と中間転写体間に前記回収バイアス設定手段
の1バイアスだけを印加する構成とした。また、中間転
写体の半導体材料とクリーニング手段の導電性ブラシの
インピーダンスは、前記回収バイアスが印加されたと
き、トナー回収手段とクリーニング手段の間にある所定
の値以上の電位差が生じるよう選択して構成した。さら
に、前記回収バイアスが印加されたとき、クリーニング
手段部分での分担電圧を検知する電圧検知手段を設け
た。このような構成において、前記環境検出手段の検出
結果をもとに、バイアス設定手段のバイアスをバイアス
制御手段により可変制御することとした。
【0008】
【0009】
【作用】上記第一の方法において、中間転写体の半導体
材料及びクリーニング手段の導電性ブラシのインピーダ
ンスを選択することは、回収バイアス設定手段の1バイ
アスのみを印加する構成において、クリーニング手段と
トナー回収手段との間の電位差を確保するように作用す
る。なお、バイアス設定手段が1つで済むため装置のコ
スト低減にも作用する。さらに、環境検出手段の検出結
果をもとに、バイアスを可変制御することにより、カラ
ー電子写真装置の使用できる全ての環境において、常に
安定した中間転写体のクリーニング動作を行うことがで
きる。
【0010】また、上記第二の方法においては、クリー
ニングバイアスと回収バイアスを重ねる構成としたこと
により、上記第一の手段のように中間転写体とクリーニ
ング手段のインピーダンスを厳密に規定しなくてもクリ
ーニング手段とトナー回収手段との間に電位差を設ける
ことができる。また、クリーニングバイアスを可変制御
する場合、回収バイアスとのバランスを気にする必要が
無く、可変制御するバイアスも1つだけでよく制御方法
の簡略化に作用する。ちなみに、回収バイアスは一定値
にしなければならないものではない。
【0011】以上のような構成にすることにより、クリ
ーニング装置のバイアス構成及びその制御方法の簡略化
に作用する。さらに、クリーニング能力についても従来
以上の性能を得ることができ、残像の無い高品位な画像
出力を得ることができる。
【0012】
【実施例】本発明の実施例を図1〜図7を用いて説明す
る。
【0013】先ず、カラー電子写真装置の概要を図7の
概略図を用いて説明する。表面に有機光導電材料(OP
C)を塗布した感光体ベルト11は、画像作成動作時、
図中矢印の方向に回転駆動される。ベルトクリーナ24
は、各色毎の画像作成終了後、前記感光体ベルト11に
残ったトナーをクリーニングする。帯電器17は、前記
感光体ベルト11表面に静電潜像を形成するのに必要な
電荷を帯電させる。レーザ光23は、帯電された感光体
ベルト11表面を露光し、静電潜像を形成する。現像器
12(Y,M,C,K)は、感光体ベルト11表面に形
成された静電潜像を一回目イエロー,二回目マゼンタ,
三回目シアン,四回目ブラックの順で各現像剤により現
像する。中間転写体1は、感光体ベルト11との接触に
より回動し、感光ベルト11表面に形成されたトナー画
像をイエロー,マゼンタ,シアン,ブラックの順で中間
転写体1上に転写させ(第一転写)、重ね合わせること
によってカラー画像を形成する。転写器26は、前記中
間転写体1上に形成されたカラー画像を、記録媒体27
の裏側からトナー帯電と逆極性の電界を加えることによ
って記録媒体上に転写させる(第二転写)。定着器25
は、記録媒体上に転写されたトナーを熱により溶着させ
る。中間転写体クリーニング装置22は、カラー画像が
記録媒体上に転写された後、中間転写体上に残ったトナ
ーをクリーニングする。
【0014】次に、前記中間転写体クリーニング装置2
2の構造を図6により説明する。先ず中間転写体クリー
ニング装置22は大きく、中間転写体1の表面から残留
トナーをクリーニングしてくるクリーニング手段2と、
前記クリーニング手段2に付着したトナーを回収するト
ナー回収手段3と、回収したトナーを掻き落とすブレー
ド21から構成されている。中間転写体1は図中矢印a
の方向に回転している。中間転写体クリーニング装置2
2はトナー回収手段3の軸を中心として中間転写体1と
接触したり離れたりする。当然の事ながらクリーニング
動作時は接触しており、クリーニング手段2とトナー回
収手段3はそれぞれ図中矢印bcの方向に図示しないモ
ータで回転駆動している。クリーニング手段2は、その
中心の芯材が電極となり、表面には導電性の繊維ブラシ
が施されている。繊維ブラシは、そのインピーダンス特
性が図3に示すような湿度に対する依存性を持ってお
り、性能に応じて特性を選ぶことが必要である。クリー
ニングの性能という点で、中間転写体1との相性や環境
変化を考慮してどのタイプの繊維ブラシを選択するかが
設計の力の見せ処であるといえる。トナー回収手段3は
金属の円柱体で表面は良く研磨されている。クリーニン
グ手段2と同様に電極が与えられている。
【0015】次に、カラー電子写真装置の高圧系の全体
構成を図5を用いて説明する。先ず高圧系全体の基準は
中間転写体1であり、ドラムを構成するアルミの素管が
接地されている。この高圧系は、高圧系全体制御手段2
0からの制御指令で各部が制御される。中間転写体1は
アルミの素管の表面にゴム材(ウレタンゴム等)が被せて
あり、その表面にはコーティングが施されている。中間
転写体1に接触した感光体ベルト11には、基準との電
位差を設けるため負のバイアスがベルトバイアス設定手
段15によって与えられる。このベルトバイアスによ
り、感光体ベルト11上に形成されたトナー像の中間転
写体1への転写が可能となる。前記ベルトバイアス設定
手段15に重ねた構成の帯電バイアス設定手段16は、
感光体ベルト11表面を帯電させるためのバイアスを印
加する。また、ベルトバイアス設定手段15に重ねた構
成のもう一方の現像バイアス設定手段13は、現像器1
2Y,12M,12C,12Kに現像バイアスを与え
る。転写バイアス設定手段10は、基準に対して正のバ
イアスを与え、中間転写体1上に形成されたカラー画像
を記録媒体上へ転写させる。AC高圧電源18は、AC
除電器19にACバイアスを与えることによって記録媒
体及び中間転写体1上の帯電を取り除き、記録媒体の中
間転写体1からの剥離性を良くする。クリーニングバイ
アス設定手段5は、クリーニング手段2にクリーニング
バイアスを与える。回収バイアス設定手段4は、トナー
回収手段3に回収バイアスを与える。従来の制御では転
写環境検出手段8の検出結果により回収バイアス設定手
段4を可変制御していた。またシステムの途中では装置
環境検出手段14の検出結果により制御することもあ
る。
【0016】以上のような構成の中間転写体クリーニン
グ装置22であるカラー電子写真装置で環境試験を行っ
ていたところ、低温低湿環境で残像がでるという問題が
発生した。この残像とは、中間転写体1のクリーニング
不足により前回の画像イメージが次の画像出力に現れる
というものである。本件の対策について検討を進めたと
ころ、中間転写体1からの残留トナークリーニングには
クリーニングバイアスのアップが有効であるという知見
を得ることができた。さらに、クリーニング手段からの
トナー回収には所定の電位差が確保されていれば充分で
あることも分かった。しかしながら、高温高湿でのクリ
ーニングバイアスアップは反転モードの残像にマイナス
影響を与える。この反転モードの残像とは、記録媒体へ
の転写時にプラス帯電されてしまったトナーが残像とし
て残るモードである。さらに検討を進めていったとこ
ろ、図1のように、トナー回収手段3だけにバイアスを
印加するとクリーニング手段2の部分で電圧分担が起こ
り、クリーニング手段2とトナー回収手段3の間に電位
差が確保されるという知見を得ることができた。さら
に、中間転写体1の半導体材料(ウレタンゴム)とクリ
ーニング手段の導電性繊維ブラシのインピーダンスが同
じような環境依存性を持つものを選べば、各環境におい
て電圧分担の比率が変化しないという知見も得ることが
できた。またさらに、導電性繊維ブラシは図4に示すよ
うに、印加電圧に対して負の特性を持つものを選べば、
印加電圧を低くしたときでもトナー回収手段3とクリー
ニング手段2の間に電位差を自動的に確保する方向に動
作するという知見も得ることができた。
【0017】以上の知見から、中間転写体クリーニング
装置22のバイアス構成を図1のようにした。バイアス
制御手段7は、転写環境検出手段8の検出結果により、
回収バイアス設定手段4を可変制御する。転写環境検出
手段8は、転写バイアス設定手段10からバイアスを印
加して、その時の中間転写体1のインピーダンスから環
境を判定するものである。さらに、クリーニング手段2
部分での分担電圧を検知する電圧検知手段6を設けるこ
とによって、各環境において設定したい電圧値をフィー
ドバックして制御することができるので、中間転写体1
や導電性繊維ブラシのバラツキに対しても電圧値の変動
を制御することができる。本発明によれば、クリーニン
グ能力がアップすることも然ることながら、バイアス構
成を非常にシンプルにすることができる。
【0018】図2は、上記知見から考えられる第二のバ
イアス構成を示している。本構成は、トナー回収手段と
クリーニング手段の間に十分な電位差が確保できない場
合について考慮したものである。バイアス設定手段は2
つ必要とするが制御的な面で構成がシンプルになる。
【0019】以上本発明の中間転写体クリーニング装置
を採用すれば、各環境において最適なクリーニング条件
を設定できるので、残像の無い高品位な画像出力を得る
ことができる。
【0020】
【発明の効果】本発明によれば、中間転写体クリーニン
グ装置のバイアス構成及びその制御方法を簡略化し、コ
スト低減を図ることができると共に、さらには、クリー
ニング能力についても従来以上の性能を得ることができ
るため、残像の無い高品位な画像出力を得ることができ
るという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第一の手段を説明する図である。
【図2】本発明の第二の手段を説明する図である。
【図3】導電性繊維ブラシのインピーダンスの湿度依存
性を示した図である。
【図4】導電性繊維ブラシのインピーダンスの印加電圧
依存性を示した図である。
【図5】従来カラー電子写真装置における高圧系の全体
構成図である。
【図6】中間転写体クリーニング装置の構造を示した側
断面図である。
【図7】カラー電子写真装置の構造を説明する概略図で
ある。
【符号の説明】
1…中間転写体、2…クリーニング手段、3…トナー回
収手段、4…回収バイアス設定手段、5…クリーニング
バイアス設定手段、6…電圧検知手段、7…バイアス制
御手段、8…転写環境検出手段、9…転写手段、10…
転写バイアス設定手段、11…感光体ベルト、12
(Y,M,C,K)…現像器、13…現像バイアス設定
手段、14…装置環境検出手段、15…ベルトバイアス
設定手段、16…帯電バイアス設定手段、17…帯電
器、18…AC高圧電源、19…AC除電器、20…高
圧系全体制御手段、21…ブレード、22…中間転写体
クリーニング装置、23…レーザ、24…ベルトクリー
ナ、25…定着器、26…転写器、27…記録媒体。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山本 雅志 茨城県日立市大みか町七丁目1番1号 株式会社 日立製作所 日立研究所内 (56)参考文献 特開 平6−332349(JP,A) 特開 昭58−111077(JP,A) 特開 平4−69677(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G03G 15/16 G03G 15/01 114 G03G 15/00 303

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】色分けされた印字データに基づきレーザを
    照射して色別に潜像を形成させる感光体と、前記感光体
    上に形成された色毎の潜像を各色毎のトナーにより現像
    する現像器と、前記色毎に形成されたトナー像を転写し
    重ね合わせてカラー画像を形成する中間転写体と、前記
    中間転写体に形成されたカラー画像を記録媒体上に転写
    し定着する手段と、前記カラー画像を記録媒体上に転写
    後、中間転写体に残留したトナーをクリーニングするク
    リーニング手段と、前記クリーニング手段に付着したト
    ナーを回収するトナー回収手段と、クリーニングに必要
    なバイアスを設定するバイアス設定手段を備えたカラー
    電子写真装置において、 前記中間転写体のインピーダンスで前記カラー電子写真
    装置の環境湿度を検出する環境湿度検出手段と、 前記バイアス設定手段を可変制御するバイアス制御手段
    とを備え、前記環境湿度検出手段の検出結果に基づき前
    記バイアス設定手段を可変制御することを特徴とするカ
    ラー電子写真装置。
  2. 【請求項2】色分けされた印字データに基づきレーザを
    照射して色別に潜像を形成させる感光体と、前記感光体
    上に形成された色毎の潜像を各色毎のトナーにより現像
    する現像器と、前記色毎に形成されたトナー像を転写し
    重ね合わせてカラー画像を形成する中間転写体と、前記
    中間転写体に形成されたカラー画像を記録媒体上に転写
    し定着する手段と、前記カラー画像を記録媒体上に転写
    後、中間転写体に残留したトナーをクリーニングするク
    リーニング手段と、前記クリーニング手段に付着したト
    ナーを回収するトナー回収手段と、クリーニングに必要
    なバイアスを設定するバイアス設定手段を備えたカラー
    電子写真装置において、 前記中間転写体のインピーダンスで前記カラー電子写真
    装置の環境湿度を検出する環境湿度検出手段と、前記バ
    イアス設定手段を可変制御するバイアス制御手段と、前
    記バイアス設定手段で印加されたバイアスのクリーニン
    グ手段部分での分担電圧を検知する電圧検知手段とを備
    え、前記環境湿度検出手段と前記電圧検知手段との検出
    結果に基づき、クリーニング手段部分での分担電圧が所
    定の電圧値となるように前記バイアス設定手段を可変制
    御することを特徴とするカラー電子写真装置。
  3. 【請求項3】 請求項2に記載のカラー電子写真装置にお
    いて、 前記バイアス設定手段は、トナー回収手段に印加する回
    収バイアス設定手段を1つ設け、直列に配置されたトナ
    ー回収手段とクリーニング手段と中間転写体間に前記回
    収バイアス設定手段の1バイアスを印加する構成とする
    ものであって、 前記中間転写体には半導体材料を、前記クリーニング手
    段には導電性の繊維ブラシを使用し、前記回収バイアス
    が印加されたときにクリーニング手段とトナー回収手段
    の間に、ある所定の値以上の電位差が生じるように中間
    転写体とクリーニング手段のそれぞれのインピーダンス
    を選択して構成したことを特徴とするカラー電子写真装
    置。
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