JP3568089B2 - 転写ベルト装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複写機、プリンター、ファクシミリ等の画像形成装置に装備され、転写ベルトを用いて静電転写を行う転写ベルト装置に関し、特に、転写ベルトの表面に付着したトナーや紙粉等を除去するためのクリーニング装置を備えた転写ベルト装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
複写機、ファクシミリ、プリンター等の電子写真方式の画像形成装置においては、像担持体である感光体を帯電した後、露光装置により原稿像を直接露光するか、あるいはレーザー走査光学系やＬＥＤ光書込光学系等により画像信号に応じた光書込を行い、感光体上に静電潜像を形成し、該潜像を現像装置のトナーにより現像して顕像化し、この画像（トナー像）を転写紙やフィルム等の転写材に転写する。そして転写後の転写材を定着装置に搬送し、定着装置でトナー像を転写材に定着して画像を得ている。このような画像形成装置において、転写ベルトにより転写材を担持し、感光体上のトナー像を転写材に転写させ、且つ転写後の転写材を感光体から分離し定着装置に搬送する転写ベルト装置が知られている。
【０００３】
転写ベルト装置の転写ベルトは、ゴム系材料等の弾性部材からなる無端状で中抵抗のベルト走行体であり、駆動ローラや従動ローラ等の複数のローラに支張されて感光体に対向配置され、転写時には転写紙等の転写材を保持した転写ベルトが感光体に当接され、感光体との転写ニップ部で転写材を挾持搬送すると共に、転写ベルトの裏面側に配設された電荷付与手段（転写バイアスローラ、転写チャージャー等）により転写ベルトに電荷を付与して感光体上のトナー像を転写材へ静電転写させ、転写後の転写材を感光体から分離して定着部に向けて搬送するようになっている。また、転写ベルト装置では、感光体の非画像部に付着しているトナー等や転写材からの紙粉等が転写ベルト上に転写されてしまうため、一般的に転写ベルトには、転写材分離後の転写ベルト表面に残留したトナーや紙粉を除去するためにクリーニング装置が設けられている。
【０００４】
従来の転写ベルト装置におけるクリーニング装置のクリーニング手段としては、主としてクリーニングブレードが用いられ、該クリーニングブレードで転写ベルト表面を摺擦してトナーや紙粉等を機械的に除去する方式が知られている。クリーニングブレードにより転写ベルトに付着したトナーや紙粉等を機械的に除去する場合、クリーニングブレードを転写ベルト表面に圧接しなければならないが、この時の接触圧が弱いとトナーや紙粉等を除去しきれずに、転写材の裏汚れ等の原因となる。また、接触圧が強すぎると、クリーニングブレードと転写ベルトとの摺擦抵抗の増大により、ブレード先端部のめくれや巻き込み、転写ベルト表面の傷付き等が発生する原因となる。
【０００５】
また、転写ベルトは弾力性のある弾性層と表面コーティング層からなるため、弾性層の伸縮により経時的に劣化し、表面コーティング層にクラックが発生することがある。そして、このクラックにトナーが入り込むと、クリーニングブレードのような機械的クリーニングではトナーを充分に除去できない。さらにクラックに入り込んだトナーがベルト表面に凹凸を形成し、これによりクリーニングブレードが損傷し、クリーニング不良が発生する。さらに転写ベルトの場合は、転写紙を静電吸着して搬送するため、紙粉付着量が多く、そのためクリーニングブレードと転写ベルトの間に紙粉が詰まりやすくなり、転写ベルトとクリーニングブレード間にギャップが生じ、トナーや紙粉がこのギャップをすり抜けてクリーニング不良が発生するという問題もある。
【０００６】
そこで、経時で転写ベルトのクリーニング性が低下して転写材裏面にトナーが付着することを防止するため、転写ベルトのクリーニング手段として、バイアスが印加されたクリーニングローラー等を用いて、転写ベルト表面に付着したトナー等を静電的に除去する方式のものが提案されており（特開平６−３５３４０号公報、特開平８−７６６０８号公報）、さらには本出願人により、クリーニングブレードとクリーニングローラーを併設した方式のものも提案されている（特開平７−１６８４５４号公報）。そして、転写ベルトのクリーニング手段にクリーニングローラーを用いた技術では、転写ベルト−クリーニングローラー間に電界を形成して、トナー（正規帯電トナーまたは逆帯電トナー）や紙粉を転写ベルト上からクリーニングローラー上に静電的に転移させ、そのクリーニングローラー上に転移したトナーや紙粉をブレードで除去している。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、通常、クリーニングローラーは転写ベルトに従動して同速で回転されるが、転写ベルトとクリーニングローラーが線速差を持たない場合、クリーニング性にそれぞれの表面性が影響しやすい。そのため、表面性の影響を除き、ある程度のクリーニング性を確保するためには、転写ベルト−クリーニングローラー間に比較的大きな電界を形成しなければならない。
しかし、そのような大きな電界を形成するには、クリーニングローラーに高電圧を印加しなければならないが、クリーニングローラーに高電圧を印加すると、クリーニングローラーから転写ベルトへの電流のリークにより転写の電界へ悪影響を及ぼす畏れがある。
【０００８】
本発明は上記事情に鑑みなされたものであって、転写ベルト−クリーニングローラー間の電位差が小さくても良好なクリーニング効果が得られ、転写の電界へ悪影響を及ぼす畏れがなく、良好なクリーニング性と転写性を得ることができる転写ベルト装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１記載の発明は、駆動ローラーと従動ローラーによって支張された転写ベルトと、該転写ベルトに電荷を付与する電荷付与手段と、該転写ベルトの表面に付着したトナー等を清掃するためのクリーニング装置とを有し、前記転写ベルトにより転写材を担持して像担持体上のトナー像を転写材上へ転写させ且つ転写材を静電的に吸着して搬送する転写ベルト装置において、前記クリーニング装置のクリーニング機構として、転写ベルト表面を摺擦してトナー等を機械的に除去するクリーニングブレードと、該クリーニングブレードよりベルト回転方向下流側に配設され転写ベルト表面に接触してトナー等を静電的に除去するクリーニングローラーと、該クリーニングローラーに転移したトナー等を除去する手段を備え、該クリーニングローラー表面と転写ベルト表面とが線速差を持って接触し、且つクリーニングローラーとその対向電極となる部材が略同電位である構成とした。
【００１０】
請求項２記載の発明は、駆動ローラーと従動ローラーによって支張された転写ベルトと、該転写ベルトに電荷を付与する電荷付与手段と、該転写ベルトの表面に付着したトナー等を清掃するためのクリーニング装置とを有し、前記転写ベルトにより転写材を担持して像担持体上のトナー像を転写材上へ転写させ且つ転写材を静電的に吸着して搬送する転写ベルト装置において、前記クリーニング装置のクリーニング機構として、転写ベルト表面を摺擦してトナー等を機械的に除去するクリーニングブレードと、該クリーニングブレードよりベルト回転方向下流側に配設され転写ベルト表面に接触してトナー等を静電的に除去するクリーニングローラーと、該クリーニングローラーに転移したトナー等を除去する手段を備え、該クリーニングローラー表面と転写ベルト表面とが線速差を持って接触し、且つ外部と電気的にフロート状態にしたクリーニングローラーと駆動ローラーの間に電源を接続して電位差を付与する構成とした。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図示の実施例に基づいて詳細に説明する。
【００１２】
（実施例１）
図１は本発明の一実施例を示す転写ベルト装置の概略構成図である。図１において、像担持体である感光体ドラム１が回転自在に設けられ、その外周には、図示を省略しているが、感光体ドラム１の表面を一様に帯電する帯電装置、感光体ドラム１の帯電部分に静電潜像を形成する手段（原稿像の露光装置、あるいはレーザー走査光学系やＬＥＤ光書込光学系等により画像信号に応じた光書込を行う光書込装置）、この静電潜像をトナーで現像する現像装置、転写後の感光体ドラム１の表面を清掃する感光体クリーニング装置、感光体ドラム１の表面を除電する除電装置等のプロセスユニットが配置されている。
【００１３】
そして感光体ドラム１の下方には転写ベルト装置が配設され、この転写ベルト装置には、導電性のローラー（例えば金属ローラー）からなる張架手段である駆動ローラー４と従動ローラー５、及び該駆動ローラー４と従動ローラー５に巻回された転写手段である転写ベルト３が設けられている。また、転写ベルト３の感光体ドラム１とのニップ部近傍には、該転写ベルト３の裏面側に接触して転写バイアスを印加する導電性の転写バイアスローラー６が配置されている。
【００１４】
転写ベルト３は、例えばゴム系材料等の弾性部材からなる弾性層と表面コーティング層の２層構造で構成された中抵抗の無端状ベルトであり、ＪＩＳＫ６９１１に準拠した測定による電気抵抗が、ＤＣ１００Ｖ印加時において、表面コーティング層はベルト表面の表面抵抗率が１×１０９Ω〜１×１０１２Ω、その内側の弾性層の表面抵抗率が１×１０７Ω〜１×１０９Ωに、そしてその体積抵抗率が５×１０８Ω・ｃｍ〜５×１０１０Ω・ｃｍに設定されているものである。
【００１５】
転写バイアスを印加するための転写バイアスローラー６は、転写ベルト３の移動方向において感光体ドラム１とのニップ部の下流側で、転写ベルト３の裏面側に接触するように設けられており、転写ベルト３に対して感光体ドラム１上のトナーの帯電極性と逆極性の電荷を付与するための接触電極を構成しており、転写電源７に接続されている。尚、転写バイアスローラー６に代えて、ブラシ状やブレード状のバイアス印加部材を用いることもできる。
【００１６】
駆動ローラー４及び従動ローラー５は転写電源７内の制御回路を介してアースに接続され、転写ベルト３上に流れる電流を帰還電流として検出するためのものであり、この駆動ローラー４及び従動ローラー５からの帰還電流Ｉ３，Ｉ２の検出によって転写バイアスローラー６から転写ベルト３への供給電流Ｉ１が制御（定電流制御）される。このため、転写電源７は、各ローラー４，５からの帰還電流Ｉ３，Ｉ２に応じて転写バイアスローラー６への供給電流Ｉ１を設定するため制御回路と高圧電源により構成されている。
【００１７】
このような転写ベルト装置においては、レジストローラー２から転写紙Ｓが繰り出されるのに合わせて、転写ベルト３が図中の矢印Ａ方向に回動されると共に、図示しない制御部からの信号で例えばＤＣソレノイド８（あるいはカム機構等）と押し上げレバー９よりなる接離機構により転写ベルト１７ａが押し上げられ感光体ドラム１に当接し、感光体ドラム１との対向位置で転写紙Ｓを感光体ドラム１に接触させながら搬送することができる幅のニップ部が形成される。そして、転写紙Ｓが前記ニップ部に進入すると、転写電源７により転写バイアスローラー６に転写バイアスが印加され、転写ベルト３上には感光体ドラム１上のトナーの極性と逆の極性の電荷が付与されて転写が行われる。
【００１８】
この転写バイアスは、感光体ドラム１の線速度（例えば３３０ｍｍ／ｓｅｃ）、転写ベルト３の抵抗、温・湿度等の環境等により変化し、感光体ドラム１上のトナーの極性に応じて０〜±７ｋＶの範囲で転写電源７から印加されるが、これは以下のような定電流制御の結果、転写バイアスが可変設定される。すなわち、転写電源７内の高圧電源から転写バイアスローラー６に出力された電流値をＩ１とし、転写ベルト３を介して各ローラ４，５から転写電源７の制御回路を介して接地側に流れる帰還電流値を検出した際の値をＩ３，Ｉ２とした場合、
Ｉ１−Ｉ２−Ｉ３＝ＩＯＵＴ （但し、ＩＯＵＴ：一定）
の関係が得られるようにＩ１の値を制御している。
【００１９】
これは、温度、湿度等の環境条件の変化や転写ベルト３の製造品質に生じるバラツキに拘らず、転写紙Ｓ上での表面電位を安定させることによって転写効率の変化を無くすようにするためである。つまり、転写ベルト３及び転写紙Ｓを通して感光体ドラム１側に流れる電流をＩＯＵＴとして見立てることによって、転写紙Ｓ上での表面抵抗の低抵抗化あるいは高抵抗化による転写ベルト３への電流の流れ易さの変化が転写紙Ｓの分離性能や転写性能に影響してしまうのを防止するようになっている。
【００２０】
感光体ドラム１からの画像転写が行われると、これと同時に転写紙Ｓも帯電する。従って、転写ベルト３の真電荷と転写紙Ｓ側に発生する分極電荷との関係により、転写紙Ｓを転写ベルト３上に静電的に吸着して感光体ドラム１からの転写紙Ｓの分離が行える。そして、感光体ドラム１の曲率分離を利用した転写紙Ｓ自らの腰の強さによる剥離動作によって転写紙Ｓの分離が助長される。
【００２１】
しかし、このような静電吸着は、環境条件の変化により、高湿度の場合には、転写紙Ｓに電流が流れやすくなるので転写紙の分離がうまくいかなくなる。このため、転写ベルト３の表面コーティング層での抵抗値が若干高めに設定してあることから、ニップ部での転写紙Ｓへの真電荷の移行を遅らせ、さらには、転写バイアスローラ６をニップ部よりも転写紙搬送方向で下流側に位置させている。これにより、転写ベルト３から転写紙Ｓへの真電荷の移行を遅らせて、転写紙Ｓと感光体ドラム１との間での静電的な吸着関係を回避するようになっている。
この場合に用いる真電荷の移行を遅らせるとは、転写紙Ｓが感光体ドラム１側のニップ部に至るまでの上流側で転写紙Ｓへの電荷が発生しないことを意味している。このことから、転写紙Ｓの感光体ドラム１への巻き付きが防止され、また、感光体１０からの転写紙Ｓの分離不良も防止されることになる。
【００２２】
さらに、転写ベルト３側でも、環境変化による抵抗変化が少ないものが選択される方がよく、抵抗を制御する導電材料としては、カーボン、酸化亜鉛などを適量添加し、弾性体ベルトとしてゴムベルトを用いた場合には、クロロプレーンゴム、ＥＰＤＭゴム、シリコーンゴム、エピクロルヒドリンゴムなどの吸湿性が少なく、抵抗値が安定した材質を選択することが望まれる。
尚、上記の感光体ドラム１側へ流れる電流ＩＯＵＴの値は一義的なものではなく、搬送速度が遅い場合には減らすことができ、反対に搬送速度が早い時には増やすことになる。
【００２３】
一方、ニップ部を通過した転写紙Ｓは、転写ベルト３の移動に合わせて静電吸着搬送され、駆動側のローラ４での曲率分離が行われる。また、駆動ローラ４で転写ベルト３から分離された転写紙Ｓは、図示しない定着装置１９に搬送され、転写紙Ｓ上のトナーが加熱・加圧等により転写紙Ｓ上に定着される。
【００２４】
転写紙Ｓへの画像転写及び分離が完了した転写ベルト３は、クリーニング装置１０によりベルト表面を清掃される。転写ベルト３の表面を清掃するためのクリーニング装置１０には、主クリーニング機構として、ポリウレタンからなるクリーニングブレード１１が設けられており、該クリーニングブレード１１で転写ベルト３表面を摺擦して転写ベルト３表面に付着する残存トナーや紙粉を機械的に払拭する。このクリーニングブレード１１により転写ベルト３表面に付着する残存トナーや紙粉はほとんど除去されるが、転写ベルト３はゴム系材料等の弾性部材からなる弾性層の表面を樹脂でコーティングしたもので平滑性がよくなく、経時にコーティング層にひび割れが発生する等の可能性があり、クリーニングブレードのみでは十分なクリーニングが行えない場合がある。このため、本発明では副クリーニング機構として、転写ベルト３表面に付着する残存トナーや紙粉を電界により静電的に除去するクリーニング部材を設けて、クリーニングブレード１１で除去しきれなかったトナーや紙粉を除去するようにしている。このクリーニング部材には、バイアスローラー方式、ファーブラシ方式等を用いることができるが、ここでは、導電性のクリーニングローラー１２（例えば金属ローラー）を用いたバイアスローラー方式を採用し、クリーニングブレード１１よりベルト回転方向下流側で転写ベルト３の表面に接触させてクリーニングローラー１２を配設している。
【００２５】
上記クリーニングローラー１２には、転写ベルト３−クリーニングローラー１２間に電界を形成するためのクリーニングバイアス電源１５が接続されており、トナー（正規帯電トナーまたは逆帯電トナー）や紙粉を転写ベルト３上からクリーニングローラー１２上に静電的に転移させる。そして、クリーニングローラー１２上に転移したトナーや紙粉は、該クリーニングローラー１２の表面を摺擦するローラークリーニングブレード１３で除去される。クリーニングブレード１１とクリーニングローラー１２により転写ベルト３から除去されたトナーや紙粉は、クリーニング装置１０のユニット下部に設けられたトナー回収コイル１４により、図示しない廃トナータンクに搬送される。尚、クリーニングバイアス電源１５によりクリーニングローラー１２に印加されるバイアスは定電圧制御されており、その極性は転写ベルト上のトナーの極性に応じて異なる。このため、クリーニングバイアス電源１５には、直流電源とその電圧制御回路、及び極性を反転するスイッチング回路等が設けられている。
【００２６】
ところで、クリーニングローラー１２は転写ベルト３に従動して回転されるが、転写ベルト３とクリーニングローラー１２が同速で回転され線速差を持たない場合、クリーニング性にそれぞれの表面性が影響しやすい。そのため、表面性の影響を除き、ある程度のクリーニング性を確保するためには、転写ベルト−クリーニングローラー間に比較的大きな電界を形成しなければならない。しかし、そのような大きな電界を形成するには、クリーニングローラーに高電圧を印加しなければならないが、クリーニングローラーに高電圧を印加すると、クリーニングローラーから転写ベルトへの電流のリークにより転写の電界へ悪影響を及ぼす畏れがある。そこで本発明では、クリーニングローラー１２表面と転写ベルト３表面とが線速差を持って接触するように構成して表面性の影響を除いている。
【００２７】
ここで一例を示すと、本実施例では図１に示すように、駆動ローラー４の下流側で転写ベルト３に対し導電性のクリーニングローラー（例えば金属ローラー）１２を約１ｍｍ食い込ませ、連れ回り方向に１．５倍の線速で回転させた。また電気的には、駆動ローラー（例えば金属ローラー）４を接地し、クリーニングバイアス電源１５によりクリーニングローラー１２に＋４００Ｖのバイアスを印加したところ、良好なクリーニング性能が得られた。これは、従来の転写ベルト３とクリーニングローラー１２が同速で回転され線速差を持たない場合で、駆動ローラー４を接地しクリーニングローラー１２に約＋７００Ｖのバイアスを印加した時、及び駆動ローラー４をフロート（電気的に浮いた状態）にしクリーニングローラー１２に約＋２．５ｋＶのバイアスを印加した時と、ほぼ同等のクリーニング効果があった。
【００２８】
尚、図１の構成で駆動ローラー４をフロート状態とした場合には、駆動ローラー４の電位が転写バイアスローラー６の電位に近づき転写ベルト３が除電されないため、接地したときと同等の電界を形成するためには約＋２．５ｋＶのバイアスが必要であった。また、経時での転写ベルト３のクリーニング性は従来が１００Ｋ枚（Ｋ＝千）程度のプリントで裏面にトナー汚れが発生したのに対して、本実施例では４００Ｋ枚のプリントでもトナー汚れは発生しなかった。
【００２９】
本実施例では、クリーニングローラー１２に金属ローラーを用いたため、より均一な接触を得るために駆動ローラー４の下流側で転写ベルト３に食い込ませたが（ベルトとローラーが面接触している状態）、必ずしもこの構成でなくとも良い。すなわち、転写ベルト３表面とクリーニングローラー１２表面の間に、転写ベルト３上のトナーをクリーニングローラー１２側へ転移させる電界を形成できればよいため、例えば図２（ａ）に示すように、クリーニングローラー１２を転写ベルト３を介して駆動ローラ４に当接するようにしても良く、この場合は駆動ローラー４を接地して対向電極とすることにより、クリーニングローラー１２−駆動ローラー４間距離（電極間距離）が短くなるため、小さな電位差でもより大きな電界を形成でき、クリーニングローラー１２に印加するバイアス電圧を低く設定できる。
【００３０】
また、図２（ｂ）のように転写ベルト３を介して駆動ローラ４と当接されるクリーニングローラーをソフトローラー１２’とすれば、転写ベルト３にソフトローラー１２’が食い込み、ソフトで均一な面接触が得られるため、クリーニング性能が向上する。尚、ソフトローラー１２’の構成としては、図３（ａ）に示すように金属ローラーの表面を弾性体層で覆ったものや、導電性の弾性材料でローラーを構成したもの等がある。
【００３１】
また、クリーニングローラー１２を駆動ローラー４から遠ざけた位置に配置した場合は、駆動ローラー４に当接させる場合よりも、よりソフトで均一な接触が得られるが、駆動ローラー４を接地する方式では電極間距離が離れるため、転写ベルト３上のトナー層にかかる電界が小さくなってしまい、クリーニングローラー１２に印加するバイアス電圧を大きくしなければならなくなる。そこでこのような場合には、図２（ｃ）に示すように、クリーニングローラー１２に対向する転写ベルト３の裏側に対向電極となる導電性部材１６を設けて該導電性部材１６を接地する構成とすれば、電極間距離はクリーニングローラー１２−導電性部材１６間距離となり、小さな電位差で大きな電界が形成できるようになり、クリーニングローラー１２に印加するバイアス電圧を低く設定できる。尚、上記導電性部材１６は例えば金属板等からなり、バネ等により転写ベルト３を介してクリーニングローラー１２に押圧され常に接触が保たれるようになっている。
【００３２】
尚、上記実施例では、クリーニングローラー１２として金属ローラーや図３（ａ）に示すようなソフトローラーを用いた例を示したが、金属ローラーの場合には転写ベルト３側に電流がリークする畏れがある。そこでこれを防止するため、クリーニングローラー１２は、図３（ｂ）に示すような金属ローラーの表面に高抵抗塗料のコーティングを施したコーティングローラーとしても良い。
さらにクリーニングローラー１２への印加バイアスやクリーニングローラー１２の線速を必要に応じて変更しても効果が得られる。
【００３３】
（実施例２）
次に図４は本発明の別の実施例を示す転写ベルト装置の概略構成図である。図４に示す転写ベルト装置では、クリーニングローラー１２と駆動ローラー４を導通させて同電位とし且つ外部と電気的にフロート状態にし、さらにクリーニングローラー１２を連れ回り方向に転写ベルト３の０．５倍の線速で回転させたものであるが、この点を除いた構成は図１に示した実施例と同じである。
【００３４】
本実施例の場合、駆動ローラー４は電気的にフロートであるため、従動ローラー５側を転写電源７内の制御回路を介してアースに接続し、転写ベルト３上に流れる電流を帰還電流として検出するものであり、この従動ローラー５からの帰還電流Ｉ２の検出によって転写バイアスローラー６から転写ベルト３への供給電流Ｉ１が制御（定電流制御）される。この転写バイアスは、感光体ドラム１の線速度、転写ベルト３の抵抗、温・湿度等の環境等により変化し、感光体ドラム１上のトナーの極性に応じて０〜±７ｋＶの範囲で転写電源７から印加されるが、この場合は以下のような定電流制御により、転写バイアスが可変設定される。すなわち、転写電源７内の高圧電源から転写バイアスローラー６に出力された電流値をＩ１とし、転写ベルト３を介して従動ローラ５から転写電源７の制御回路を介して接地側に流れる帰還電流値を検出した際の値をＩ２とした場合、
Ｉ１−Ｉ２＝ＩＯＵＴ （但し、ＩＯＵＴ：一定）
の関係が得られるようにＩ１の値を制御している。
【００３５】
図４の構成の場合、駆動ローラー４が電気的にフロートであるため、駆動ローラー４の電位が転写バイアスローラー６の電位に近づき、駆動ローラー４と導通しているクリーニングローラー１２も駆動ローラー４と同電位となるが、クリーニングローラー１２も外部と電気的にフロートであるため、転写電源７からの電流がクリーニングローラー１２から漏れたり、クリーニングローラー１２側から転写電源７に電流が入り込んだりすることがなく、上述の転写電流制御が簡素化できる。
【００３６】
本実施例のようにクリーニングローラー１２と駆動ローラー４を導通させて同電位とし且つ外部と電気的にフロート状態にし、さらにクリーニングローラー１２を連れ回り方向に転写ベルト３の０．５倍の線速で回転させた場合、前述の実施例１の構成でのクリーニングローラーへの印加バイアス約＋１００Ｖの時と同程度のクリーニング効果であった。また、経時での転写ベルトのクリーニング性は従来が１００Ｋ枚程度のプリントで転写紙裏面にトナー汚れが発生したのに対して、４００Ｋ枚のプリントでもトナー汚れは発生しなかった。また、クリーニングローラー１２の線速は上記実施例に限られるものではなく、必要に応じて変更しても効果は得られる。
【００３７】
尚、クリーニングローラー１２と駆動ローラー４が同電位でも、転写ベルト３に付着しているトナーは帯電しているためクリーニングローラー１２側に転移して除去されるが、このように同電位でも帯電したトナーが転移することは、現像プロセスでも確認されている。
また、図４の例ではクリーニングローラー１２と駆動ローラー４を同電位としたが、図２（ｃ）のように対向電極となる導電性部材１６を設けて、該導電性部材１６とクリーニングローラー１２を同電位としても同様の効果が得られる。
【００３８】
（実施例３）
次に図５は本発明のさらに別の実施例を示す転写ベルト装置の概略構成図である。前記実施例２のように、クリーニングローラー１２と、対向電極となる駆動ローラー４（あるいは図２（ｃ）の導電性部材１６）が同電位でもトナーはクリーニングローラー１２側へ転移するが、図５に示すように、外部と電気的にフロート状態にしたクリーニングローラー１２と駆動ローラー４の間に電源１５を接続して電位差を与える構成としてもよく、このようにクリーニングローラー１２と駆動ローラー４に電位差を与えることにより、転写ベルト３からクリーニングローラー１２へのトナーの転移をより効果的に行うことができる。尚、当然ながら、クリーニングローラー１２と駆動ローラー４の間に接続される電源１５の極性の向きは、転写ベルト３に付着しているトナーの極性に応じて異なる。また、この構成では、外部と電気的にフロート状態にしたクリーニングローラー１２と駆動ローラー４の間に電源１５を接続して小さな電位差を付与するだけであるので、転写電源側に影響を与えることがない。
【００３９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係る転写ベルト装置では、クリーニング装置のクリーニング機構として、転写ベルト表面を摺擦してトナー等を機械的に除去するクリーニングブレードと、該クリーニングブレードよりベルト回転方向下流側に配設され転写ベルト表面に接触してトナー等を静電的に除去するクリーニングローラーと、該クリーニングローラーに転移したトナー等を除去する手段を備えているので、クリーニングブレードとクリーニングローラーにより、転写ベルト上に付着したトナー等を確実に除去することができ、さらに、クリーニングローラー表面と転写ベルト表面とが線速差を持って接触する構成としたので、表面性の影響を除くことができ、転写ベルト−クリーニングローラー間の電位差が、クリーニングローラーが等速で接触している従来のバイアスローラー方式より小さな電位差でも同等のクリーニング効果を得ることができ、転写バイアス側への影響も防止することができる。
【００４０】
請求項１記載の転写ベルト装置では、クリーニング装置のクリーニング機構として、転写ベルト表面を摺擦してトナー等を機械的に除去するクリーニングブレードと、該クリーニングブレードよりベルト回転方向下流側に配設され転写ベルト表面に接触してトナー等を静電的に除去するクリーニングローラーと、該クリーニングローラーに転移したトナー等を除去する手段を備えているので、クリーニングブレードとクリーニングローラーにより、転写ベルト上に付着したトナー等を確実に除去することができ、さらに、クリーニングローラー表面と転写ベルト表面とが線速差を持って接触し、且つクリーニングローラーとその対向電極となる部材の少なくとも一部が略同電位である構成としたので、表面性の影響を除くことができ、クリーニングローラーにバイアス電圧を印加しなくても（あるいはクリーニングローラーと対向電極間に小さな電位差を付与するだけで）クリーニングが可能となり、簡単な構成でクリーニング効果を得ることができる。また、駆動ローラー等の対向電極とクリーニングローラーを略同電位として且つ外部と電気的にフロート状態にすることにより、転写電源からの電流がクリーニングローラーから漏れたり、クリーニングローラー側から転写電源に電流が入り込んだりすることがなく、転写バイアス側への影響を確実に防止できるので、転写電流制御が簡素化できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例を示す転写ベルト装置の概略構成図である。
【図２】転写ベルトに対するクリーニングローラーの当接位置と当接のさせ方の例を示す図である。
【図３】クリーニングローラーの構成例を示す図である。
【図４】本発明の別の実施例を示す転写ベルト装置の概略構成図である。
【図５】本発明のさらに別の実施例を示す転写ベルト装置の概略構成図である。
【符号の説明】
１ 感光体ドラム（像担持体）
３ 転写ベルト
４ 駆動ローラー（対向電極）
５ 従動ローラー
６ 転写バイアスローラー（電荷付与手段）
７ 転写電源（電荷付与手段）
１０ クリーニング装置
１１ クリーニングブレード
１２ クリーニングローラー（金属ローラー）
１２’ クリーニングローラー（ソフトローラー）
１３ ローラークリーニングブレード
１４ トナー回収コイル
１５ クリーニングバイアス電源
１６ 導電性部材（対向電極）
【発明の属する技術分野】
本発明は、複写機、プリンター、ファクシミリ等の画像形成装置に装備され、転写ベルトを用いて静電転写を行う転写ベルト装置に関し、特に、転写ベルトの表面に付着したトナーや紙粉等を除去するためのクリーニング装置を備えた転写ベルト装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
複写機、ファクシミリ、プリンター等の電子写真方式の画像形成装置においては、像担持体である感光体を帯電した後、露光装置により原稿像を直接露光するか、あるいはレーザー走査光学系やＬＥＤ光書込光学系等により画像信号に応じた光書込を行い、感光体上に静電潜像を形成し、該潜像を現像装置のトナーにより現像して顕像化し、この画像（トナー像）を転写紙やフィルム等の転写材に転写する。そして転写後の転写材を定着装置に搬送し、定着装置でトナー像を転写材に定着して画像を得ている。このような画像形成装置において、転写ベルトにより転写材を担持し、感光体上のトナー像を転写材に転写させ、且つ転写後の転写材を感光体から分離し定着装置に搬送する転写ベルト装置が知られている。
【０００３】
転写ベルト装置の転写ベルトは、ゴム系材料等の弾性部材からなる無端状で中抵抗のベルト走行体であり、駆動ローラや従動ローラ等の複数のローラに支張されて感光体に対向配置され、転写時には転写紙等の転写材を保持した転写ベルトが感光体に当接され、感光体との転写ニップ部で転写材を挾持搬送すると共に、転写ベルトの裏面側に配設された電荷付与手段（転写バイアスローラ、転写チャージャー等）により転写ベルトに電荷を付与して感光体上のトナー像を転写材へ静電転写させ、転写後の転写材を感光体から分離して定着部に向けて搬送するようになっている。また、転写ベルト装置では、感光体の非画像部に付着しているトナー等や転写材からの紙粉等が転写ベルト上に転写されてしまうため、一般的に転写ベルトには、転写材分離後の転写ベルト表面に残留したトナーや紙粉を除去するためにクリーニング装置が設けられている。
【０００４】
従来の転写ベルト装置におけるクリーニング装置のクリーニング手段としては、主としてクリーニングブレードが用いられ、該クリーニングブレードで転写ベルト表面を摺擦してトナーや紙粉等を機械的に除去する方式が知られている。クリーニングブレードにより転写ベルトに付着したトナーや紙粉等を機械的に除去する場合、クリーニングブレードを転写ベルト表面に圧接しなければならないが、この時の接触圧が弱いとトナーや紙粉等を除去しきれずに、転写材の裏汚れ等の原因となる。また、接触圧が強すぎると、クリーニングブレードと転写ベルトとの摺擦抵抗の増大により、ブレード先端部のめくれや巻き込み、転写ベルト表面の傷付き等が発生する原因となる。
【０００５】
また、転写ベルトは弾力性のある弾性層と表面コーティング層からなるため、弾性層の伸縮により経時的に劣化し、表面コーティング層にクラックが発生することがある。そして、このクラックにトナーが入り込むと、クリーニングブレードのような機械的クリーニングではトナーを充分に除去できない。さらにクラックに入り込んだトナーがベルト表面に凹凸を形成し、これによりクリーニングブレードが損傷し、クリーニング不良が発生する。さらに転写ベルトの場合は、転写紙を静電吸着して搬送するため、紙粉付着量が多く、そのためクリーニングブレードと転写ベルトの間に紙粉が詰まりやすくなり、転写ベルトとクリーニングブレード間にギャップが生じ、トナーや紙粉がこのギャップをすり抜けてクリーニング不良が発生するという問題もある。
【０００６】
そこで、経時で転写ベルトのクリーニング性が低下して転写材裏面にトナーが付着することを防止するため、転写ベルトのクリーニング手段として、バイアスが印加されたクリーニングローラー等を用いて、転写ベルト表面に付着したトナー等を静電的に除去する方式のものが提案されており（特開平６−３５３４０号公報、特開平８−７６６０８号公報）、さらには本出願人により、クリーニングブレードとクリーニングローラーを併設した方式のものも提案されている（特開平７−１６８４５４号公報）。そして、転写ベルトのクリーニング手段にクリーニングローラーを用いた技術では、転写ベルト−クリーニングローラー間に電界を形成して、トナー（正規帯電トナーまたは逆帯電トナー）や紙粉を転写ベルト上からクリーニングローラー上に静電的に転移させ、そのクリーニングローラー上に転移したトナーや紙粉をブレードで除去している。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、通常、クリーニングローラーは転写ベルトに従動して同速で回転されるが、転写ベルトとクリーニングローラーが線速差を持たない場合、クリーニング性にそれぞれの表面性が影響しやすい。そのため、表面性の影響を除き、ある程度のクリーニング性を確保するためには、転写ベルト−クリーニングローラー間に比較的大きな電界を形成しなければならない。
しかし、そのような大きな電界を形成するには、クリーニングローラーに高電圧を印加しなければならないが、クリーニングローラーに高電圧を印加すると、クリーニングローラーから転写ベルトへの電流のリークにより転写の電界へ悪影響を及ぼす畏れがある。
【０００８】
本発明は上記事情に鑑みなされたものであって、転写ベルト−クリーニングローラー間の電位差が小さくても良好なクリーニング効果が得られ、転写の電界へ悪影響を及ぼす畏れがなく、良好なクリーニング性と転写性を得ることができる転写ベルト装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１記載の発明は、駆動ローラーと従動ローラーによって支張された転写ベルトと、該転写ベルトに電荷を付与する電荷付与手段と、該転写ベルトの表面に付着したトナー等を清掃するためのクリーニング装置とを有し、前記転写ベルトにより転写材を担持して像担持体上のトナー像を転写材上へ転写させ且つ転写材を静電的に吸着して搬送する転写ベルト装置において、前記クリーニング装置のクリーニング機構として、転写ベルト表面を摺擦してトナー等を機械的に除去するクリーニングブレードと、該クリーニングブレードよりベルト回転方向下流側に配設され転写ベルト表面に接触してトナー等を静電的に除去するクリーニングローラーと、該クリーニングローラーに転移したトナー等を除去する手段を備え、該クリーニングローラー表面と転写ベルト表面とが線速差を持って接触し、且つクリーニングローラーとその対向電極となる部材が略同電位である構成とした。
【００１０】
請求項２記載の発明は、駆動ローラーと従動ローラーによって支張された転写ベルトと、該転写ベルトに電荷を付与する電荷付与手段と、該転写ベルトの表面に付着したトナー等を清掃するためのクリーニング装置とを有し、前記転写ベルトにより転写材を担持して像担持体上のトナー像を転写材上へ転写させ且つ転写材を静電的に吸着して搬送する転写ベルト装置において、前記クリーニング装置のクリーニング機構として、転写ベルト表面を摺擦してトナー等を機械的に除去するクリーニングブレードと、該クリーニングブレードよりベルト回転方向下流側に配設され転写ベルト表面に接触してトナー等を静電的に除去するクリーニングローラーと、該クリーニングローラーに転移したトナー等を除去する手段を備え、該クリーニングローラー表面と転写ベルト表面とが線速差を持って接触し、且つ外部と電気的にフロート状態にしたクリーニングローラーと駆動ローラーの間に電源を接続して電位差を付与する構成とした。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図示の実施例に基づいて詳細に説明する。
【００１２】
（実施例１）
図１は本発明の一実施例を示す転写ベルト装置の概略構成図である。図１において、像担持体である感光体ドラム１が回転自在に設けられ、その外周には、図示を省略しているが、感光体ドラム１の表面を一様に帯電する帯電装置、感光体ドラム１の帯電部分に静電潜像を形成する手段（原稿像の露光装置、あるいはレーザー走査光学系やＬＥＤ光書込光学系等により画像信号に応じた光書込を行う光書込装置）、この静電潜像をトナーで現像する現像装置、転写後の感光体ドラム１の表面を清掃する感光体クリーニング装置、感光体ドラム１の表面を除電する除電装置等のプロセスユニットが配置されている。
【００１３】
そして感光体ドラム１の下方には転写ベルト装置が配設され、この転写ベルト装置には、導電性のローラー（例えば金属ローラー）からなる張架手段である駆動ローラー４と従動ローラー５、及び該駆動ローラー４と従動ローラー５に巻回された転写手段である転写ベルト３が設けられている。また、転写ベルト３の感光体ドラム１とのニップ部近傍には、該転写ベルト３の裏面側に接触して転写バイアスを印加する導電性の転写バイアスローラー６が配置されている。
【００１４】
転写ベルト３は、例えばゴム系材料等の弾性部材からなる弾性層と表面コーティング層の２層構造で構成された中抵抗の無端状ベルトであり、ＪＩＳＫ６９１１に準拠した測定による電気抵抗が、ＤＣ１００Ｖ印加時において、表面コーティング層はベルト表面の表面抵抗率が１×１０９Ω〜１×１０１２Ω、その内側の弾性層の表面抵抗率が１×１０７Ω〜１×１０９Ωに、そしてその体積抵抗率が５×１０８Ω・ｃｍ〜５×１０１０Ω・ｃｍに設定されているものである。
【００１５】
転写バイアスを印加するための転写バイアスローラー６は、転写ベルト３の移動方向において感光体ドラム１とのニップ部の下流側で、転写ベルト３の裏面側に接触するように設けられており、転写ベルト３に対して感光体ドラム１上のトナーの帯電極性と逆極性の電荷を付与するための接触電極を構成しており、転写電源７に接続されている。尚、転写バイアスローラー６に代えて、ブラシ状やブレード状のバイアス印加部材を用いることもできる。
【００１６】
駆動ローラー４及び従動ローラー５は転写電源７内の制御回路を介してアースに接続され、転写ベルト３上に流れる電流を帰還電流として検出するためのものであり、この駆動ローラー４及び従動ローラー５からの帰還電流Ｉ３，Ｉ２の検出によって転写バイアスローラー６から転写ベルト３への供給電流Ｉ１が制御（定電流制御）される。このため、転写電源７は、各ローラー４，５からの帰還電流Ｉ３，Ｉ２に応じて転写バイアスローラー６への供給電流Ｉ１を設定するため制御回路と高圧電源により構成されている。
【００１７】
このような転写ベルト装置においては、レジストローラー２から転写紙Ｓが繰り出されるのに合わせて、転写ベルト３が図中の矢印Ａ方向に回動されると共に、図示しない制御部からの信号で例えばＤＣソレノイド８（あるいはカム機構等）と押し上げレバー９よりなる接離機構により転写ベルト１７ａが押し上げられ感光体ドラム１に当接し、感光体ドラム１との対向位置で転写紙Ｓを感光体ドラム１に接触させながら搬送することができる幅のニップ部が形成される。そして、転写紙Ｓが前記ニップ部に進入すると、転写電源７により転写バイアスローラー６に転写バイアスが印加され、転写ベルト３上には感光体ドラム１上のトナーの極性と逆の極性の電荷が付与されて転写が行われる。
【００１８】
この転写バイアスは、感光体ドラム１の線速度（例えば３３０ｍｍ／ｓｅｃ）、転写ベルト３の抵抗、温・湿度等の環境等により変化し、感光体ドラム１上のトナーの極性に応じて０〜±７ｋＶの範囲で転写電源７から印加されるが、これは以下のような定電流制御の結果、転写バイアスが可変設定される。すなわち、転写電源７内の高圧電源から転写バイアスローラー６に出力された電流値をＩ１とし、転写ベルト３を介して各ローラ４，５から転写電源７の制御回路を介して接地側に流れる帰還電流値を検出した際の値をＩ３，Ｉ２とした場合、
Ｉ１−Ｉ２−Ｉ３＝ＩＯＵＴ （但し、ＩＯＵＴ：一定）
の関係が得られるようにＩ１の値を制御している。
【００１９】
これは、温度、湿度等の環境条件の変化や転写ベルト３の製造品質に生じるバラツキに拘らず、転写紙Ｓ上での表面電位を安定させることによって転写効率の変化を無くすようにするためである。つまり、転写ベルト３及び転写紙Ｓを通して感光体ドラム１側に流れる電流をＩＯＵＴとして見立てることによって、転写紙Ｓ上での表面抵抗の低抵抗化あるいは高抵抗化による転写ベルト３への電流の流れ易さの変化が転写紙Ｓの分離性能や転写性能に影響してしまうのを防止するようになっている。
【００２０】
感光体ドラム１からの画像転写が行われると、これと同時に転写紙Ｓも帯電する。従って、転写ベルト３の真電荷と転写紙Ｓ側に発生する分極電荷との関係により、転写紙Ｓを転写ベルト３上に静電的に吸着して感光体ドラム１からの転写紙Ｓの分離が行える。そして、感光体ドラム１の曲率分離を利用した転写紙Ｓ自らの腰の強さによる剥離動作によって転写紙Ｓの分離が助長される。
【００２１】
しかし、このような静電吸着は、環境条件の変化により、高湿度の場合には、転写紙Ｓに電流が流れやすくなるので転写紙の分離がうまくいかなくなる。このため、転写ベルト３の表面コーティング層での抵抗値が若干高めに設定してあることから、ニップ部での転写紙Ｓへの真電荷の移行を遅らせ、さらには、転写バイアスローラ６をニップ部よりも転写紙搬送方向で下流側に位置させている。これにより、転写ベルト３から転写紙Ｓへの真電荷の移行を遅らせて、転写紙Ｓと感光体ドラム１との間での静電的な吸着関係を回避するようになっている。
この場合に用いる真電荷の移行を遅らせるとは、転写紙Ｓが感光体ドラム１側のニップ部に至るまでの上流側で転写紙Ｓへの電荷が発生しないことを意味している。このことから、転写紙Ｓの感光体ドラム１への巻き付きが防止され、また、感光体１０からの転写紙Ｓの分離不良も防止されることになる。
【００２２】
さらに、転写ベルト３側でも、環境変化による抵抗変化が少ないものが選択される方がよく、抵抗を制御する導電材料としては、カーボン、酸化亜鉛などを適量添加し、弾性体ベルトとしてゴムベルトを用いた場合には、クロロプレーンゴム、ＥＰＤＭゴム、シリコーンゴム、エピクロルヒドリンゴムなどの吸湿性が少なく、抵抗値が安定した材質を選択することが望まれる。
尚、上記の感光体ドラム１側へ流れる電流ＩＯＵＴの値は一義的なものではなく、搬送速度が遅い場合には減らすことができ、反対に搬送速度が早い時には増やすことになる。
【００２３】
一方、ニップ部を通過した転写紙Ｓは、転写ベルト３の移動に合わせて静電吸着搬送され、駆動側のローラ４での曲率分離が行われる。また、駆動ローラ４で転写ベルト３から分離された転写紙Ｓは、図示しない定着装置１９に搬送され、転写紙Ｓ上のトナーが加熱・加圧等により転写紙Ｓ上に定着される。
【００２４】
転写紙Ｓへの画像転写及び分離が完了した転写ベルト３は、クリーニング装置１０によりベルト表面を清掃される。転写ベルト３の表面を清掃するためのクリーニング装置１０には、主クリーニング機構として、ポリウレタンからなるクリーニングブレード１１が設けられており、該クリーニングブレード１１で転写ベルト３表面を摺擦して転写ベルト３表面に付着する残存トナーや紙粉を機械的に払拭する。このクリーニングブレード１１により転写ベルト３表面に付着する残存トナーや紙粉はほとんど除去されるが、転写ベルト３はゴム系材料等の弾性部材からなる弾性層の表面を樹脂でコーティングしたもので平滑性がよくなく、経時にコーティング層にひび割れが発生する等の可能性があり、クリーニングブレードのみでは十分なクリーニングが行えない場合がある。このため、本発明では副クリーニング機構として、転写ベルト３表面に付着する残存トナーや紙粉を電界により静電的に除去するクリーニング部材を設けて、クリーニングブレード１１で除去しきれなかったトナーや紙粉を除去するようにしている。このクリーニング部材には、バイアスローラー方式、ファーブラシ方式等を用いることができるが、ここでは、導電性のクリーニングローラー１２（例えば金属ローラー）を用いたバイアスローラー方式を採用し、クリーニングブレード１１よりベルト回転方向下流側で転写ベルト３の表面に接触させてクリーニングローラー１２を配設している。
【００２５】
上記クリーニングローラー１２には、転写ベルト３−クリーニングローラー１２間に電界を形成するためのクリーニングバイアス電源１５が接続されており、トナー（正規帯電トナーまたは逆帯電トナー）や紙粉を転写ベルト３上からクリーニングローラー１２上に静電的に転移させる。そして、クリーニングローラー１２上に転移したトナーや紙粉は、該クリーニングローラー１２の表面を摺擦するローラークリーニングブレード１３で除去される。クリーニングブレード１１とクリーニングローラー１２により転写ベルト３から除去されたトナーや紙粉は、クリーニング装置１０のユニット下部に設けられたトナー回収コイル１４により、図示しない廃トナータンクに搬送される。尚、クリーニングバイアス電源１５によりクリーニングローラー１２に印加されるバイアスは定電圧制御されており、その極性は転写ベルト上のトナーの極性に応じて異なる。このため、クリーニングバイアス電源１５には、直流電源とその電圧制御回路、及び極性を反転するスイッチング回路等が設けられている。
【００２６】
ところで、クリーニングローラー１２は転写ベルト３に従動して回転されるが、転写ベルト３とクリーニングローラー１２が同速で回転され線速差を持たない場合、クリーニング性にそれぞれの表面性が影響しやすい。そのため、表面性の影響を除き、ある程度のクリーニング性を確保するためには、転写ベルト−クリーニングローラー間に比較的大きな電界を形成しなければならない。しかし、そのような大きな電界を形成するには、クリーニングローラーに高電圧を印加しなければならないが、クリーニングローラーに高電圧を印加すると、クリーニングローラーから転写ベルトへの電流のリークにより転写の電界へ悪影響を及ぼす畏れがある。そこで本発明では、クリーニングローラー１２表面と転写ベルト３表面とが線速差を持って接触するように構成して表面性の影響を除いている。
【００２７】
ここで一例を示すと、本実施例では図１に示すように、駆動ローラー４の下流側で転写ベルト３に対し導電性のクリーニングローラー（例えば金属ローラー）１２を約１ｍｍ食い込ませ、連れ回り方向に１．５倍の線速で回転させた。また電気的には、駆動ローラー（例えば金属ローラー）４を接地し、クリーニングバイアス電源１５によりクリーニングローラー１２に＋４００Ｖのバイアスを印加したところ、良好なクリーニング性能が得られた。これは、従来の転写ベルト３とクリーニングローラー１２が同速で回転され線速差を持たない場合で、駆動ローラー４を接地しクリーニングローラー１２に約＋７００Ｖのバイアスを印加した時、及び駆動ローラー４をフロート（電気的に浮いた状態）にしクリーニングローラー１２に約＋２．５ｋＶのバイアスを印加した時と、ほぼ同等のクリーニング効果があった。
【００２８】
尚、図１の構成で駆動ローラー４をフロート状態とした場合には、駆動ローラー４の電位が転写バイアスローラー６の電位に近づき転写ベルト３が除電されないため、接地したときと同等の電界を形成するためには約＋２．５ｋＶのバイアスが必要であった。また、経時での転写ベルト３のクリーニング性は従来が１００Ｋ枚（Ｋ＝千）程度のプリントで裏面にトナー汚れが発生したのに対して、本実施例では４００Ｋ枚のプリントでもトナー汚れは発生しなかった。
【００２９】
本実施例では、クリーニングローラー１２に金属ローラーを用いたため、より均一な接触を得るために駆動ローラー４の下流側で転写ベルト３に食い込ませたが（ベルトとローラーが面接触している状態）、必ずしもこの構成でなくとも良い。すなわち、転写ベルト３表面とクリーニングローラー１２表面の間に、転写ベルト３上のトナーをクリーニングローラー１２側へ転移させる電界を形成できればよいため、例えば図２（ａ）に示すように、クリーニングローラー１２を転写ベルト３を介して駆動ローラ４に当接するようにしても良く、この場合は駆動ローラー４を接地して対向電極とすることにより、クリーニングローラー１２−駆動ローラー４間距離（電極間距離）が短くなるため、小さな電位差でもより大きな電界を形成でき、クリーニングローラー１２に印加するバイアス電圧を低く設定できる。
【００３０】
また、図２（ｂ）のように転写ベルト３を介して駆動ローラ４と当接されるクリーニングローラーをソフトローラー１２’とすれば、転写ベルト３にソフトローラー１２’が食い込み、ソフトで均一な面接触が得られるため、クリーニング性能が向上する。尚、ソフトローラー１２’の構成としては、図３（ａ）に示すように金属ローラーの表面を弾性体層で覆ったものや、導電性の弾性材料でローラーを構成したもの等がある。
【００３１】
また、クリーニングローラー１２を駆動ローラー４から遠ざけた位置に配置した場合は、駆動ローラー４に当接させる場合よりも、よりソフトで均一な接触が得られるが、駆動ローラー４を接地する方式では電極間距離が離れるため、転写ベルト３上のトナー層にかかる電界が小さくなってしまい、クリーニングローラー１２に印加するバイアス電圧を大きくしなければならなくなる。そこでこのような場合には、図２（ｃ）に示すように、クリーニングローラー１２に対向する転写ベルト３の裏側に対向電極となる導電性部材１６を設けて該導電性部材１６を接地する構成とすれば、電極間距離はクリーニングローラー１２−導電性部材１６間距離となり、小さな電位差で大きな電界が形成できるようになり、クリーニングローラー１２に印加するバイアス電圧を低く設定できる。尚、上記導電性部材１６は例えば金属板等からなり、バネ等により転写ベルト３を介してクリーニングローラー１２に押圧され常に接触が保たれるようになっている。
【００３２】
尚、上記実施例では、クリーニングローラー１２として金属ローラーや図３（ａ）に示すようなソフトローラーを用いた例を示したが、金属ローラーの場合には転写ベルト３側に電流がリークする畏れがある。そこでこれを防止するため、クリーニングローラー１２は、図３（ｂ）に示すような金属ローラーの表面に高抵抗塗料のコーティングを施したコーティングローラーとしても良い。
さらにクリーニングローラー１２への印加バイアスやクリーニングローラー１２の線速を必要に応じて変更しても効果が得られる。
【００３３】
（実施例２）
次に図４は本発明の別の実施例を示す転写ベルト装置の概略構成図である。図４に示す転写ベルト装置では、クリーニングローラー１２と駆動ローラー４を導通させて同電位とし且つ外部と電気的にフロート状態にし、さらにクリーニングローラー１２を連れ回り方向に転写ベルト３の０．５倍の線速で回転させたものであるが、この点を除いた構成は図１に示した実施例と同じである。
【００３４】
本実施例の場合、駆動ローラー４は電気的にフロートであるため、従動ローラー５側を転写電源７内の制御回路を介してアースに接続し、転写ベルト３上に流れる電流を帰還電流として検出するものであり、この従動ローラー５からの帰還電流Ｉ２の検出によって転写バイアスローラー６から転写ベルト３への供給電流Ｉ１が制御（定電流制御）される。この転写バイアスは、感光体ドラム１の線速度、転写ベルト３の抵抗、温・湿度等の環境等により変化し、感光体ドラム１上のトナーの極性に応じて０〜±７ｋＶの範囲で転写電源７から印加されるが、この場合は以下のような定電流制御により、転写バイアスが可変設定される。すなわち、転写電源７内の高圧電源から転写バイアスローラー６に出力された電流値をＩ１とし、転写ベルト３を介して従動ローラ５から転写電源７の制御回路を介して接地側に流れる帰還電流値を検出した際の値をＩ２とした場合、
Ｉ１−Ｉ２＝ＩＯＵＴ （但し、ＩＯＵＴ：一定）
の関係が得られるようにＩ１の値を制御している。
【００３５】
図４の構成の場合、駆動ローラー４が電気的にフロートであるため、駆動ローラー４の電位が転写バイアスローラー６の電位に近づき、駆動ローラー４と導通しているクリーニングローラー１２も駆動ローラー４と同電位となるが、クリーニングローラー１２も外部と電気的にフロートであるため、転写電源７からの電流がクリーニングローラー１２から漏れたり、クリーニングローラー１２側から転写電源７に電流が入り込んだりすることがなく、上述の転写電流制御が簡素化できる。
【００３６】
本実施例のようにクリーニングローラー１２と駆動ローラー４を導通させて同電位とし且つ外部と電気的にフロート状態にし、さらにクリーニングローラー１２を連れ回り方向に転写ベルト３の０．５倍の線速で回転させた場合、前述の実施例１の構成でのクリーニングローラーへの印加バイアス約＋１００Ｖの時と同程度のクリーニング効果であった。また、経時での転写ベルトのクリーニング性は従来が１００Ｋ枚程度のプリントで転写紙裏面にトナー汚れが発生したのに対して、４００Ｋ枚のプリントでもトナー汚れは発生しなかった。また、クリーニングローラー１２の線速は上記実施例に限られるものではなく、必要に応じて変更しても効果は得られる。
【００３７】
尚、クリーニングローラー１２と駆動ローラー４が同電位でも、転写ベルト３に付着しているトナーは帯電しているためクリーニングローラー１２側に転移して除去されるが、このように同電位でも帯電したトナーが転移することは、現像プロセスでも確認されている。
また、図４の例ではクリーニングローラー１２と駆動ローラー４を同電位としたが、図２（ｃ）のように対向電極となる導電性部材１６を設けて、該導電性部材１６とクリーニングローラー１２を同電位としても同様の効果が得られる。
【００３８】
（実施例３）
次に図５は本発明のさらに別の実施例を示す転写ベルト装置の概略構成図である。前記実施例２のように、クリーニングローラー１２と、対向電極となる駆動ローラー４（あるいは図２（ｃ）の導電性部材１６）が同電位でもトナーはクリーニングローラー１２側へ転移するが、図５に示すように、外部と電気的にフロート状態にしたクリーニングローラー１２と駆動ローラー４の間に電源１５を接続して電位差を与える構成としてもよく、このようにクリーニングローラー１２と駆動ローラー４に電位差を与えることにより、転写ベルト３からクリーニングローラー１２へのトナーの転移をより効果的に行うことができる。尚、当然ながら、クリーニングローラー１２と駆動ローラー４の間に接続される電源１５の極性の向きは、転写ベルト３に付着しているトナーの極性に応じて異なる。また、この構成では、外部と電気的にフロート状態にしたクリーニングローラー１２と駆動ローラー４の間に電源１５を接続して小さな電位差を付与するだけであるので、転写電源側に影響を与えることがない。
【００３９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係る転写ベルト装置では、クリーニング装置のクリーニング機構として、転写ベルト表面を摺擦してトナー等を機械的に除去するクリーニングブレードと、該クリーニングブレードよりベルト回転方向下流側に配設され転写ベルト表面に接触してトナー等を静電的に除去するクリーニングローラーと、該クリーニングローラーに転移したトナー等を除去する手段を備えているので、クリーニングブレードとクリーニングローラーにより、転写ベルト上に付着したトナー等を確実に除去することができ、さらに、クリーニングローラー表面と転写ベルト表面とが線速差を持って接触する構成としたので、表面性の影響を除くことができ、転写ベルト−クリーニングローラー間の電位差が、クリーニングローラーが等速で接触している従来のバイアスローラー方式より小さな電位差でも同等のクリーニング効果を得ることができ、転写バイアス側への影響も防止することができる。
【００４０】
請求項１記載の転写ベルト装置では、クリーニング装置のクリーニング機構として、転写ベルト表面を摺擦してトナー等を機械的に除去するクリーニングブレードと、該クリーニングブレードよりベルト回転方向下流側に配設され転写ベルト表面に接触してトナー等を静電的に除去するクリーニングローラーと、該クリーニングローラーに転移したトナー等を除去する手段を備えているので、クリーニングブレードとクリーニングローラーにより、転写ベルト上に付着したトナー等を確実に除去することができ、さらに、クリーニングローラー表面と転写ベルト表面とが線速差を持って接触し、且つクリーニングローラーとその対向電極となる部材の少なくとも一部が略同電位である構成としたので、表面性の影響を除くことができ、クリーニングローラーにバイアス電圧を印加しなくても（あるいはクリーニングローラーと対向電極間に小さな電位差を付与するだけで）クリーニングが可能となり、簡単な構成でクリーニング効果を得ることができる。また、駆動ローラー等の対向電極とクリーニングローラーを略同電位として且つ外部と電気的にフロート状態にすることにより、転写電源からの電流がクリーニングローラーから漏れたり、クリーニングローラー側から転写電源に電流が入り込んだりすることがなく、転写バイアス側への影響を確実に防止できるので、転写電流制御が簡素化できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例を示す転写ベルト装置の概略構成図である。
【図２】転写ベルトに対するクリーニングローラーの当接位置と当接のさせ方の例を示す図である。
【図３】クリーニングローラーの構成例を示す図である。
【図４】本発明の別の実施例を示す転写ベルト装置の概略構成図である。
【図５】本発明のさらに別の実施例を示す転写ベルト装置の概略構成図である。
【符号の説明】
１ 感光体ドラム（像担持体）
３ 転写ベルト
４ 駆動ローラー（対向電極）
５ 従動ローラー
６ 転写バイアスローラー（電荷付与手段）
７ 転写電源（電荷付与手段）
１０ クリーニング装置
１１ クリーニングブレード
１２ クリーニングローラー（金属ローラー）
１２’ クリーニングローラー（ソフトローラー）
１３ ローラークリーニングブレード
１４ トナー回収コイル
１５ クリーニングバイアス電源
１６ 導電性部材（対向電極）
Claims (2)
- 駆動ローラーと従動ローラーによって支張された転写ベルトと、該転写ベルトに電荷を付与する電荷付与手段と、該転写ベルトの表面に付着したトナー等を清掃するためのクリーニング装置とを有し、前記転写ベルトにより転写材を担持して像担持体上のトナー像を転写材上へ転写させ且つ転写材を静電的に吸着して搬送する転写ベルト装置において、
前記クリーニング装置のクリーニング機構として、転写ベルト表面を摺擦してトナー等を機械的に除去するクリーニングブレードと、該クリーニングブレードよりベルト回転方向下流側に配設され転写ベルト表面に接触してトナー等を静電的に除去するクリーニングローラーと、該クリーニングローラーに転移したトナー等を除去する手段を備え、該クリーニングローラー表面と転写ベルト表面とが線速差を持って接触し、且つクリーニングローラーとその対向電極となる部材が略同電位であることを特徴とする転写ベルト装置。 - 駆動ローラーと従動ローラーによって支張された転写ベルトと、該転写ベルトに電荷を付与する電荷付与手段と、該転写ベルトの表面に付着したトナー等を清掃するためのクリーニング装置とを有し、前記転写ベルトにより転写材を担持して像担持体上のトナー像を転写材上へ転写させ且つ転写材を静電的に吸着して搬送する転写ベルト装置において、
前記クリーニング装置のクリーニング機構として、転写ベルト表面を摺擦してトナー等を機械的に除去するクリーニングブレードと、該クリーニングブレードよりベルト回転方向下流側に配設され転写ベルト表面に接触してトナー等を静電的に除去するクリーニングローラーと、該クリーニングローラーに転移したトナー等を除去する手段を備え、該クリーニングローラー表面と転写ベルト表面とが線速差を持って接触し、且つ外部と電気的にフロート状態にしたクリーニングローラーと駆動ローラーの間に電源を接続して電位差を付与することを特徴とする転写ベルト装置。
Priority Applications (1)
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| JP19426097A JP3568089B2 (ja) | 1997-07-18 | 1997-07-18 | 転写ベルト装置 |
Applications Claiming Priority (1)
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| JP19426097A JP3568089B2 (ja) | 1997-07-18 | 1997-07-18 | 転写ベルト装置 |
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ID=16321674
Family Applications (1)
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| JP19426097A Expired - Lifetime JP3568089B2 (ja) | 1997-07-18 | 1997-07-18 | 転写ベルト装置 |
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