JP3668021B2

JP3668021B2 - 画像形成装置

Info

Publication number: JP3668021B2
Application number: JP32076498A
Authority: JP
Inventors: 和親佐伯
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 1998-11-11
Filing date: 1998-11-11
Publication date: 2005-07-06
Anticipated expiration: 2018-11-11
Also published as: JP2000147914A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複写機、プリンター、ファクシミリ等の電子写真方式を用いた画像形成装置に関し、詳しくは像担持体上から転移されたトナー像を担持し、転写材へ転移させる工程までトナー像を担持搬送する中間像担持体（あるいは中間転写体）を有し、単色画像および複数色からなるカラー画像の形成が可能な画像形成装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の画像形成装置では、像担持体上のトナー画像を転写紙等の転写材に転写する転写手段として、非接触式のコロナ帯電器が使用されてきた。しかし、この転写手段はコロナ放電を生じさせるために高電圧を印加させなければならず、またオゾンが発生するという問題を有していた。このため、近年では転写紙の裏面に直接バイアス電圧を印加する接触転写方式を用いるケースが多くなってきている。接触転写方式ではコロナ帯電器に比べ低い電圧で転写が可能であり、またオゾンの発生も少ない。このような画像形成装置において、通常は画像サイズに適合した転写紙が転写ニップ部に供給されるため特に問題は生じないが、転写ニップ部手前で紙詰まりが発生した場合、像担持体上のトナー像は転写ニップ部に到達するが、転写紙は紙詰まりにより転写ニップ部に到達できないため、像担持体上のトナー像は転写ローラに直接転写されてしまい、このトナーが次プリントの転写紙裏面を汚損したり、転写ローラの抵抗値が変化してしまうことで部分的な転写不良を引き起こしてしまう。特にフルカラープリンターではトナー層が複数である場合が多く、転写ローラに大量に付着したトナーの影響は大きい。
【０００３】
そこで従来は、▲１▼転写ローラにブレードやファーブラシを当接させることでクリーニングするようにしたクリーニング装置や、▲２▼非転写時に転写ローラにトナーと同極性のバイアス電圧を印加し、転写ローラ表面のトナーを像担持体に転移させることでクリーニングを行う方法（特公昭５６−３９４７２号公報等）等が提案されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前述の▲１▼の転写ローラにブレードやファーブラシを当接させる方法では次のような問題が発生する。まず、ローラクリーニングブレードを常時当接させることによりブレードエッジ部の摩耗が激しく、クリーニング性能を維持するためにはブレード単体か、場合によっては周辺部材ごと定期的な交換が必要となる。さらに、ローラクリーニングブレードを常時当接させているため、ローラ表面から掻き落したトナーを溜める廃トナー容器も容量を大きくしなければならず、機械本体の小型化が困難になる。また前記理由により廃トナー容器の容量を小さくすれば容器の交換が頻繁に必要となる。
【０００５】
また、前述の▲２▼の方法では、プリント動作開始時において転写ローラにトナーと同極性のバイアス電圧を印加することで転写ローラのクリーニングを行っているが、この方法をフルカラープリンターに適用した場合、前述したようにフルカラープリンターではトナー層が複数である場合が多く、プリント動作開始時の限られた時間では転写ローラに付着した大量のトナーを完全にクリーニングできないため、裏汚れが発生してしまうという問題がある。
【０００６】
本発明は上記事情に鑑みなされたものであり、上記従来技術における課題を解決し、転写手段へ付着したトナーによる次プリント時の裏汚れの発生を確実に防止することができる画像形成装置を提供することを目的とするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明に係る第１の手段は、表面に複数色のトナー像を色毎に担持する像担持体と、該像担持体上の各色のトナー像を順次中間転写体上に重ね合わせて転写する一次転写手段と、転写材の裏面に接触し所定の転写電圧を印加することで前記中間転写体上のトナー像を前記転写材に転移させる二次転写手段と、該二次転写手段の表面に付着したトナーを前記中間転写体へ移動させるために前記二次転写手段に前記転写電圧と逆極性の電圧および転写電圧と同極性の電圧を印加する二次転写手段クリーニングバイアス印加手段を有する画像形成装置において、当該装置の紙詰まり発生などによる非常停止時には、停止後の再立上げ動作時に、前記二次転写手段クリーニングバイアス印加手段によって前記二次転写手段のクリーニングを行う構成としたものである。
【０００８】
さらに第２の手段は、第１の手段の画像形成装置において、前記二次転写手段クリーニングバイアスの印加時間を、前記非常停止時の印字モードが単色モードか複数色モードかによって異ならせる構成としたものである。
【０００９】
さらに第３の手段は、第１または第２の手段の画像形成装置において、前記二次転写手段クリーニングバイアスの印加時間は、単色モードと複数色モードでは、
単色モード≦複数色モード
となるように構成したものである。
【００１０】
さらに第４の手段は、第１、第２または第３の手段の画像形成装置において、前記二次転写手段クリーニングバイアス印加時間の単色モードと複数色モードでの差は、前記転写手段が少なくとも一周する時間以上となるように構成したものである。
【００１１】
さらに第５の手段は、第１の手段の画像形成装置において、前記二次転写手段クリーニングバイアスの印加電圧値または印加電流値を、前記非常停止時の印字モードが単色モードか複数色モードかによって異ならせるように構成したものである（請求項１）。
【００１２】
さらに第６の手段は、第５の手段の画像形成装置において、前記二次転写手段クリーニングバイアスの印加電圧値または印加電流値は、単色モードと複数色モードでは、
単色モード≦複数色モード
となるように構成したものである（請求項２）。
【００１３】
さらに第７の手段は、第１乃至第６のいずれかの手段の画像形成装置において、前記二次転写手段を転写ローラで構成したものである。
【００１４】
さらに第８の手段は、第１乃至第６のいずれかの手段の画像形成装置において、前記二次転写手段を転写ベルトで構成したものである。
【００１５】
さらに第９の手段は、第１乃至第６のいずれかの手段の画像形成装置において、前記二次転写手段を転写ブラシで構成したものである。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図示の実施例に基づいて詳細に説明する。
【００１７】
（実施例１）
図１は本発明の一実施例を示す図であり、像担持体をドラム状の感光体とし且つ中間転写体（中間像担持体）を中間転写ベルトとしたカラー画像形成装置における上記感光体及び中間転写ベルト廻りの概略構成図である。図１において符号１は矢印の方向に回転する円筒状の感光体であり、この感光体１の回りには、感光体クリーニングユニット２、帯電器４、露光手段５、ブラック現像器６、シアン現像器７、マゼンタ現像器８、イエロー現像器９、無端状の中間転写ベルト１０などが配置されている。尚、符号３は感光体クリーニングユニット２のゴムブレードである。
【００１８】
中間転写ベルト１０は、駆動ローラ１３、ベルト転写バイアスローラ１１及び従動ローラ１２等のローラ群により張架されており、図示しない駆動モータによって図中の矢印方向に駆動されるようになっている。また符号１９はベルトクリーニングユニットであり、ゴムブレード１８及び該ゴムブレード１８を中間転写ベルト１０に対して接離させる接離機構２０などで構成されており、感光体１から１色目のブラック画像を中間転写ベルト１０にベルト転写した後の、２，３，４色目のシアン，マゼンタ，イエロー画像を順にベルト転写している間は、ベルトクリーニングユニット１９のゴムブレード１８は接離機構２０によって中間転写ベルト１０面から離間させられるようになっている。また中間転写ベルト１０の端部にはベルト位置検出マーク２３が設けられており、マークセンサ２４によってマークが検出されたタイミングで各色の画像形成プロセスを開始することにより、各色画像の正確な色重ねが可能となる。
【００１９】
図１の符号１５は二次転写ユニットであり、二次転写手段である二次転写バイアスローラ１４と、該二次転写バイアスローラ１４を中間転写ベルト１０に対して接離させる接離機構１６、及び二次転写バイアスローラ１４に所定の転写バイアスあるいはクリーニングバイアスを印加する二次転写バイアス印加電源２６などで構成されている。尚、二次転写バイアス印加電源２６はスイッチング回路等により正・負の極性を切り替え可能となっている。二次転写バイアスローラ１４は、通常、中間転写ベルト１０のベルト面から離間しているが、中間転写ベルト１０のベルト面に形成された４色の重ね画像を転写紙２２に一括転写するときにタイミングを取って接離機構１６で押圧され、二次転写バイアス印加電源２６により所定のバイアス電圧（本実施例では＋１．５ｋＶを印加）を印加することにより転写紙２２への転写を行う。転写紙２２は給紙ローラ２５、レジストローラ２１によって、中間転写ベルト１０のベルト面の４色重ね画像の先端部が二次転写位置に到達するタイミングに合わせて給紙される。そして転写紙２２に転写された４色重ね画像は定着手段１７で定着された後、排紙される。
【００２０】
複数色のカラー連続プリント時には、転写紙２２後端が二次転写バイアスローラ１４を十分通過するタイミングでバイアス電圧がオフされ、その後、次ページの中間転写ベルト１０上のトナーを付着させないために、接離機構１６によって二次転写バイアスローラ１４が中間転写ベルト１０より離間される。また、図２のタイミングチャートに示すように、単枚プリントあるいは連続プリント時の最終ページ終了時には、二次転写バイアスローラ１４を中間転写ベルト１０のベルト面から離間させず、二次転写バイアス印加電源２６により転写バイアスとは逆極性のクリーニングバイアス（本実施例では−１ｋＶ）を一定時間印加（本実施例では転写バイアスローラ４回転に相当する時間印加）し、さらに続けて転写バイアスと同極性のバイアス（本実施例では−１ｋＶ）を一定時間印加（本実施例では転写バイアスローラが２回転に相当する時間印加）することで、二次転写バイアスローラ１４の表面に付着したトナーを中間転写ベルト１０に転移させ、二次転写バイアスローラ１４の表面のクリーニングを行い、その後に中間転写ベルト１０より離間させる。ここで、転写バイアスと同極性のバイアスを印加する理由は帯電電荷量の少ないトナーや、逆極性に帯電したトナーをクリーニングするためである。尚、中間転写ベルト１０に転移したトナーはベルトクリーニングユニット１９によりベルト表面から回収される。以上に述べたような一連のプリント動作終了後、モータの回転が停止されプリント待機状態となる。
【００２１】
次に本発明による画像形成装置の特徴部分の動作について説明する。
図１において転写紙２２がレジストローラ２１によって、中間転写ベルト１０上のトナー画像先端部が二次転写位置に到達するタイミングに合わせて給紙される際に、転写紙２２のカールや折れにより紙詰まりが発生した場合、中間転写ベルト１０上のトナー画像は二次転写バイアスローラ１４の表面に直接転写されてしまうことになり、紙詰まりを検出して画像形成動作が非常停止されるまでこの状態は継続する。この紙詰まりによる非常停止時には、詰まった紙を除去した後のカバー閉じ動作により再立ち上げ動作が行われ、この時、紙詰まり時のプリントモードが単色モードであった場合には、図３のタイミングチャートに示すように、二次転写バイアスローラ１４を中間転写ベルト１０に当接させた後、二次転写バイアス印加電源２６により転写時と逆極性のクリーニングバイアス（本実施例では−１ｋＶ）を一定時間印加（本実施例では転写バイアスローラ６回転に相当する時間印加）し、さらに続けて転写バイアスと同極性のバイアス（本実施例では＋１ｋＶ）を一定時間印加（本実施例では転写バイアスローラ３回転に相当する時間印加）することで、二次転写バイアスローラ１４表面に付着したトナーを中間転写ベルト１０に転移させ、且つ中間転写ベルト１０に転移したトナーをベルトクリーニングユニット１９によりベルト表面から回収し、二次転写バイアスローラ１４表面のクリーニングを行った。尚、二次転写バイアスローラ１４を中間転写ベルト１０に当接させるタイミングは中間転写ベルト１０上に残っている未転写トナー像が二次転写部位を通過した後に行うように制御し、二次転写バイアスローラ１４表面に更にトナーが付着することを防止している。
【００２２】
上記と同様に紙詰まり時のプリントモードが複数色モードであった場合には、図４のタイミングチャートに示すように、二次転写バイアスローラ１４を中間転写ベルト１０に当接させた後、二次転写バイアス印加電源２６により、転写バイアスと逆極性のクリーニングバイアス（本実施例では−１ｋＶ）を一定時間印加（本実施例では転写バイアスローラ１０回転に相当する時間印加）し、さらに続けて転写バイアスと同極性のバイアス（本実施例では＋１ｋＶ）を一定時間印加（本実施例では転写バイアスローラ５回転に相当する時間印加）することで、二次転写バイアスローラ１４表面に付着したトナーを中間転写ベルト１０に転移させ、且つ中間転写ベルト１０に転移したトナーをベルトクリーニングユニット１９によりベルト表面から回収し、二次転写バイアスローラ１４表面のクリーニングを行った。
【００２３】
このように二次転写バイアスローラ１４のクリーニング条件を制御することにより、二次転写バイアスローラ１４のトナー汚れは十分にクリーニングされ、次のプリントに裏汚れを発生させたり、転写バイアス不足による画像不良を発生させたりすることがない。また、単色モードでの紙詰まり発生時においては、複数色時に比べて再立ち上げ動作に必要な時間が短くて済むという効果も有する。
【００２４】
尚、上述した本実施例における二次転写バイアスローラ１４のクリーニング時の回転数とクリーニング効率の関係について説明する。
図５は転写バイアスと逆極性のクリーニングバイアスを−１ｋＶ印加時の転写バイアスローラ１４の回転数とクリーニング効率の関係を示したグラフである。クリーニング効率が図中の横点線以下（２０％以下）であれば裏汚れと判別できない領域であることを表す。この図から判るように単色べた汚れでは転写バイアスローラ１４は５回転以上、複数色べた汚れでは１０回転以上必要なことが判る。また、図６は転写バイアスと同極性のクリーニングバイアスを＋１ｋＶ印加時の転写バイアスローラ１４の回転数とクリーニング効率の関係を示したグラフである。クリーニング効率が図中の横点線以下（２０％以下）であれば裏汚れと判別できない領域であることを表す。この図から判るように単色べた汚れでは転写バイアスローラ１４は３回転以上、複数色べた汚れでは５回転以上必要なことが判る。
【００２５】
（実施例２）
本実施例では、単色モードか複数色モードかによって二次転写バイアスローラ１４の回転数を変えるのではなく、二次転写バイアス印加電源２６により二次転写バイアスローラ１４に印加されるクリーニングバイアス値を変更するようにしたものである。図７は二次転写バイアスローラ１４の回転数を５回転に固定してクリーニングバイアス値とクリーニング効率の関係を示したグラフである。クリーニング効率が図中の横点線以下（２０％以下）であれば裏汚れとして判別できない領域であることを表す。図７からも判るように単色モードと複数色モードで転写バイアスと逆極性のクリーニングバイアス値を変更することでクリーニング効率を最適な状態に設定可能であることが判る。したがって本実施例では、単色べた汚れでは−１ｋＶ、複数色べた汚れでは−１．６ｋＶに設定すれば良いことが判る。
【００２６】
上記と同様に図８は二次転写バイアスローラ１４の回転数を３回転に固定してクリーニングバイアス値とクリーニング効率の関係を示したグラフである。クリーニング効率が図中の横点線以下（２０％以下）であれば裏汚れとして判別できない領域であることを表す。図８からも判るように単色モードと複数色モードで転写バイアスと同極性のクリーニングバイアス値を変更することでクリーニング効率を最適な状態に設定可能であることが判る。したがって本実施例では、単色べた汚れでは＋１ｋＶ、複数色べた汚れでは＋１．６ｋＶに設定すれば良いことが判る。
【００２７】
このように二次転写バイアスローラ１４のクリーニング条件を制御することで二次転写バイアスローラ１４のトナー汚れは十分にクリーニングされ、次のプリントに裏汚れを発生させたり、転写バイアス不足による画像不良を発生させたりすることがない。
【００２８】
（実施例３）
次に、前述したような紙詰まり発生直後に使用者が主電源を切ってしまったような場合においては、本実施例では直前の紙詰まり情報、すなわち紙詰まり時が単色モードだったのか複数色モードだったのかという情報をメモリに格納しておく紙詰まり情報格納手段を有することにより、主電源を再度入れ直した時に実施例１または実施例２と同様に二次転写バイアスローラ１４のクリーニング条件を制御することで、二次転写バイアスローラ１４のトナー汚れは十分にクリーニングされ、次のプリントに裏汚れを発生させたり、転写バイアス不足による画像不良を発生させたりすることがない。
【００２９】
尚、以上に説明した実施例は、本発明の理解を容易にするために記載されたものであって、本発明を限定するものではない。例えば、上述した実施例では、像担持体としてドラム状の感光体、中間転写体（中間像担持体）として中間転写ベルトを用いて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、感光体ベルト等の像担持体や、中間転写ドラム等の中間転写体など、全ての像担持体や中間転写体に適用可能である。また、転写ローラ等により像担持体から直接転写材に転写する方式の画像形成装置にも同様に適用可能である。さらに、以上述べた以外にも、回転型接触転写方式の画像形成装置であれば本発明を適用できることは言うまでもない。
【００３０】
また、実施例では、二次転写手段として転写バイアスあるいはクリーニングバイアスが印加される転写ローラ（転写バイアスローラ）としたが、二次転写手段として転写ベルトあるいは転写ブラシを用いて構成しても同様に実施することができ、転写ブレの無い良好な画像を得ることができる。
【００３１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係る第１の手段では、表面に複数色のトナー像を色毎に担持する像担持体と、該像担持体上の各色のトナー像を順次中間転写体上に重ね合わせて転写する一次転写手段と、転写材の裏面に接触し所定の転写電圧を印加することで前記中間転写体上のトナー像を前記転写材に転移させる二次転写手段と、該二次転写手段の表面に付着したトナーを前記中間転写体へ移動させるために前記二次転写手段に前記転写電圧と逆極性の電圧および転写電圧と同極性の電圧を印加する二次転写手段クリーニングバイアス印加手段を有する画像形成装置において、当該装置の紙詰まり発生などによる非常停止時には、停止後の再立上げ動作時に、前記二次転写手段クリーニングバイアス印加手段によって前記二次転写手段のクリーニングを行う構成としたので、転写手段へ付着したトナーによる次のプリント時の裏汚れを確実に防止することができる。
【００３２】
第２の手段では、第１の手段の構成に加えて、前記二次転写手段クリーニングバイアスの印加時間を、前記非常停止時の印字モードが単色モードか複数色モードかによって異ならせる構成としたので、単色モード及び複数色モードのいずれにおいても、転写手段へ付着したトナーによる次のプリント時の裏汚れを確実に防止することができる。
【００３３】
第３の手段では、第１または第２の手段の構成に加えて、前記二次転写手段クリーニングバイアスの印加時間は、単色モードと複数色モードでは、
単色モード≦複数色モード
となるように構成したので、単色モード時においてはクリーニング時間を短縮でき、複数色モード時においては転写手段へ付着したトナーによる次のプリント時の裏汚れを確実に防止することができる。
【００３４】
第４の手段では、第１、第２または第３の手段の構成に加えて、前記二次転写手段クリーニングバイアス印加時間の単色モードと複数色モードでの差は、前記転写手段が少なくとも一周する時間以上となるように構成したので、単色モード時においてはクリーニング時間を短縮でき、複数色モード時においては転写手段へ付着したトナーによる次のプリント時の裏汚れを確実に防止することができる。
【００３５】
第５の手段（請求項１）では、第１の手段の構成に加えて、前記二次転写手段クリーニングバイアスの印加電圧値または印加電流値を、前記非常停止時の印字モードが単色モードか複数色モードかによって異ならせるように構成したので、単色モード及び複数色モードのいずれにおいても、転写手段へ付着したトナーによる次のプリント時の裏汚れを確実に防止することができる。
【００３６】
第６の手段（請求項２）では、第５の手段の構成に加えて、前記二次転写手段クリーニングバイアスの印加電圧値または印加電流値は、単色モードと複数色モードでは、
単色モード≦複数色モード
となるように構成したので、単色モード及び複数色モードのいずれにおいても、転写手段へ付着したトナーによる次のプリント時の裏汚れを確実に防止することができる。
【００３７】
第７の手段では、第１乃至第６のいずれかの手段の構成に加えて、前記二次転写手段を転写ローラで構成したので、転写ブレの無い良好な画像を得ることができる。
【００３８】
第８の手段では、第１乃至第６のいずれかの手段の構成に加えて、前記二次転写手段を転写ベルトで構成したので、転写ブレの無い良好な画像を得ることができる。
【００３９】
第９の手段では、第１乃至第６のいずれかの手段の構成に加えて、前記二次転写手段を転写ブラシで構成したので、転写ブレの無い良好な画像を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例を示す図であって、カラー画像形成装置における感光体及び中間転写ベルト廻りの概略構成図である。
【図２】本発明の実施例を示す図であって、正常プリント時の転写及びクリーニング動作のタイミングを示すタイミングチャートである。
【図３】本発明の実施例を示す図であって、単色モード時の二次転写手段クリーニング動作のタイミングを示すタイミングチャートである。
【図４】本発明の実施例を示す図であって、複数色モード時の二次転写手段クリーニング動作のタイミングを示すタイミングチャートである。
【図５】本発明の第一の実施例における転写バイアスと逆極性のクリーニングバイアス印加時の、二次転写バイアスローラ回転数とクリーニング効率の関係を示す図である。
【図６】本発明の第一の実施例における転写バイアスと同極性のクリーニングバイアス印加時の、二次転写バイアスローラ回転数とクリーニング効率の関係を示す図である。
【図７】本発明の第二の実施例における転写バイアスローラ５回転時の、転写バイアスと逆極性のクリーニングバイアス印加値とクリーニング効率の関係を示す図である。
【図８】本発明の第二の実施例における転写バイアスローラ３回転時の、転写バイアスと逆極性のクリーニングバイアス印加値とクリーニング効率の関係を示す図である。
【符号の説明】
１：感光体（像担持体）
２：感光体クリーニングユニット
３：ゴムブレード
４：帯電器
５：露光手段
６：ブラック現像器
７：シアン現像器
８：マゼンタ現像器
９：イエロー現像器
１０：中間転写ベルト（中間転写体）
１１：ベルト転写バイアスローラ（一次転写手段）
１２：従動ローラ
１３：駆動ローラ
１４：二次転写バイアスローラ（二次転写手段）
１５：二次転写ユニット
１６：二次転写ユニットの接離機構
１７：定着手段
１８：ゴムブレード
１９：ベルトクリーニングユニット
２０：ベルトクリーニングユニットの接離機構
２１：レジストローラ
２２：転写紙（転写材）
２３：ベルト位置検出マーク
２４：マークセンサ
２５：給紙ローラ
２６：二次転写バイアス印加電源（クリーニングバイアス印加手段）

Claims

表面に複数色のトナー像を色毎に担持する像担持体と、該像担持体上の各色のトナー像を順次中間転写体上に重ね合わせて転写する一次転写手段と、転写材の裏面に接触し所定の転写電圧を印加することで前記中間転写体上のトナー像を前記転写材に転移させる二次転写手段と、該二次転写手段の表面に付着したトナーを前記中間転写体へ移動させるために前記二次転写手段に前記転写電圧と逆極性の電圧および転写電圧と同極性の電圧を印加する二次転写手段クリーニングバイアス印加手段を有する画像形成装置であって、当該装置の紙詰まり発生などによる非常停止時には、停止後の再立上げ動作時に、前記二次転写手段クリーニングバイアス印加手段によって前記二次転写手段のクリーニングを行う構成の画像形成装置において、
前記二次転写手段クリーニングバイアスの印加電圧値または印加電流値を、前記非常停止時の印字モードが単色モードか複数色モードかによって異ならせることを特徴とする画像形成装置。
前記二次転写手段クリーニングバイアスの印加電圧値または印加電流値は、単色モードと複数色モードでは、
単色モード≦複数色モード
であることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
前記二次転写手段は転写ローラであることを特徴とする請求項１または２記載の画像形成装置。
前記二次転写手段は転写ベルトであることを特徴とする請求項１または２記載の画像形成装置。
前記二次転写手段は転写ブラシであることを特徴とする請求項１または２記載の画像形成装置。