JP3702627B2 - 画像形成装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子写真技術を用いて画像を形成するプリンター、ファクシミリ、複写機等の画像形成装置に関する。特に、用紙等の記録媒体に画像を転写させる転写部材のクリーニング技術に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
一般に、電子写真技術を用いた画像形成装置は、潜像担持体としての、外周面に感光層を有する感光体と、この感光体の外周面を一様に帯電させる帯電手段と、この帯電手段により一様に帯電させられた外周面を選択的に露光して静電潜像を形成する露光手段と、この露光手段により形成された静電潜像に現像剤としてのトナーを帯電させて付与し可視像(トナー像)とする現像手段と、この現像手段により現像されたトナー像を用紙等の記録媒体に転写させる転写装置とを有している。
【0003】
例えば、従来の画像形成装置としては、図4に示すようなものが知られている(特開平1−319078号公報)。
【0004】
この画像形成装置は、紙面に直交する方向に延在しており、矢印A方向に回転する円筒状の像担持体1の周辺に、その表面感光層を一様に帯電させる帯電器2,その帯電面にレーザービーム等の光情報を照射して静電潜像を形成する露光部3,その潜像にトナーを供給してこれを顕像化する現像装置4,前記像担持体1に圧接しており、この圧接ニップ部に搬送路6を通して給送される記録媒体にトナー像を転写させる転写部材としての転写ローラ5,前記現像装置4の現像部位に現像バイアスを印加する電源7,前記転写ローラ5に転写バイアスを印加する電源8を備えている。
【0005】
この画像形成装置による画像形成工程は次の通りである。
【0006】
先ず、像担持体1の感光層が、コロナ帯電器2によって−700Vに帯電させられる。
【0007】
次いで、露光部3における光情報照射によって照射領域は−100Vに減衰し、この部分が静電潜像を形成する。
【0008】
現像装置4には電源7によって−500Vの現像バイアスが印加され、反転現像方式によって前記電位減衰部分に、負極性に帯電したトナーが付着してトナー像が形成される。
【0009】
一方、搬送路6によって供給される転写材(図示せず)は、前記トナー像とタイミングを合わせて、像担持体1と転写ローラ5との圧接ニップ部に至り、この転写材通過時には、転写ローラ5には電源8によって+500Vの転写バイアスが印加されて、トナー像が転写材に転写される。
【0010】
そして、この従来の画像形成装置は、光情報が像担持体1に照射されないときには帯電器2を停止して像担持体1の表面電位を0Vとするとともに、この表面電位ゼロの非帯電領域が像担持体1と転写ローラ5との圧接部にあるとき、すなわち転写材非通過時には、転写ローラ5にトナーと同極性で前記転写バイアスとは逆極性のバイアスを−500V印加し、これによって、転写ローラ5上に付着しているトナーを像担持体1へ移動させ、転写ローラ5をクリーニングするようになっていた。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】
上述した従来の転写装置では、転写材にトナー像を転写させる際には、転写ローラ5に正電圧(+500V)を印加し、転写ローラ5をクリーニングする際にはこれに負電圧(−500V)を印加する構成となっていたので、印加する電圧の正負を切り換えるための高圧リレー等が必要となり、高圧電源装置の構造が複雑になるという問題があった。
【0012】
本発明の目的は、以上のような問題を解決し、複雑な高圧電源装置を要することなく転写部材をクリーニングすることのできる画像形成装置を提供することにある。
【0013】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために請求項1記載の画像形成装置は、帯電手段により一様に帯電された表面に選択的な露光がなされることで静電潜像が形成される潜像担持体と、
この潜像担持体の表面に、帯電された現像剤を付与して前記潜像を可視像とする現像手段と、
前記潜像担持体に圧接され、前記現像剤の帯電極性と逆極性の一次転写電圧が印加されて前記可視像が一次転写される中間転写ベルトと、
この中間転写ベルトに対して記録媒体を介して圧接され、二次転写電圧が印加されることにより前記記録媒体に前記可視像を転写させる二次転写部材と、
前記二次転写部材に対して、前記二次転写時には前記一次転写電圧と同極性で一次転写電圧よりも絶対値の大きな二次転写電圧を印加し、前記二次転写が行なわれないときの少なくとも一時期においては、前記中間転写ベルトに一次転写電圧が印加されている状態で、前記一次転写電圧と同極性で一次転写電圧よりも絶対値の小さな電圧を印加する電圧印加手段と、
を備え,
前記二次転写時,並びに前記一時期のいずれのときにも,前記帯電手段による帯電バイアスと,前記一次転写電圧とを印加することを特徴とする。
【0015】
請求項2記載の画像形成装置は、請求項1記載の画像形成装置において、前記中間転写ベルトが、導電層と、この導電層の上に形成され、前記潜像担持体に圧接される抵抗層とを有する複層体で構成されていることを特徴とする。
【0017】
【作用効果】
請求項1記載の画像形成装置によれば、上記の構成となっているので、潜像担持体の表面に静電潜像が形成され、現像手段によって帯電された現像剤が潜像担持体の表面に付与されて前記潜像が可視像となり、この潜像担持体に圧接される中間転写体に前記現像剤の帯電極性と逆極性の一次転写電圧が印加されて前記可視像が中間転写体に一次転写され、この中間転写体に対して記録媒体を介して圧接される二次転写部材に二次転写電圧が印加されることにより前記記録媒体に前記可視像が転写される。
【0018】
そして、前記二次転写部材に対しては、電圧印加手段によって、前記二次転写時には前記一次転写電圧と同極性で一次転写電圧よりも絶対値の大きな二次転写電圧が印加されるので、前記記録媒体への可視像の転写(二次転写)が確実になされる。また、前記二次転写が行なわれないときの少なくとも一時期においては、前記中間転写体に一次転写電圧が印加されている状態で、前記一次転写電圧と同極性で一次転写電圧よりも絶対値の小さな電圧が前記電源印加手段によって二次転写部材に印加されるので、二次転写部材と中間転写体との間には電位差が生じ、この電位差によって、二次転写部材に付着している現像剤が中間転写体へ移動し、結果として二次転写部材がクリーニングされることとなる。
【0019】
すなわち、この請求項1記載の画像形成装置によれば、記録媒体に可視像を転写させる際と、二次転写部材をクリーニングする際とで、二次転写部材に印加する電圧の正負を切り換える必要がなくなるので、複雑な高圧電源装置を要することなく二次転写部材をクリーニングすることができる。
【0020】
請求項2記載の画像形成装置によれば、上記の構成となっているので、潜像担持体の表面に静電潜像が形成され、現像手段によって帯電された現像剤が潜像担持体の表面に付与されて前記潜像が可視像となり、この潜像担持体に圧接される中間転写体に前記現像剤の帯電極性と逆極性の一次転写電圧が印加されて前記可視像が中間転写体に一次転写され、この中間転写体に対して記録媒体を介して圧接される二次転写部材に二次転写電圧が印加されることにより前記記録媒体に前記可視像が転写される。
【0021】
そして、前記二次転写部材に対しては、電圧印加手段によって、前記二次転写時には前記一次転写電圧と同極性で一次転写電圧よりも絶対値の大きな二次転写電圧が印加されるので、前記記録媒体への可視像の転写(二次転写)が確実になされる。また、前記二次転写が行なわれないときの少なくとも一時期においては、前記中間転写体に一次転写電圧が印加されている状態で、前記電源印加手段の作用によって二次転写部材には電圧が印加されない状態となるので、二次転写部材と中間転写体との間には電位差が生じ、この電位差によって、二次転写部材に付着している現像剤が中間転写体へ移動し、結果として二次転写部材がクリーニングされることとなる。
【0022】
すなわち、この請求項2記載の画像形成装置によれば、記録媒体に可視像を転写させる際と、二次転写部材をクリーニングする際とで、二次転写部材に印加する電圧の正負を切り換える必要がなくなるので、複雑な高圧電源装置を要することなく二次転写部材をクリーニングすることができる。
【0023】
しかも、前記二次転写部材のクリーニング動作時には、二次転写部材に電圧が印加されない状態となるので、二次転写部材と中間転写体との間に生じる電位差が前記請求項1記載の場合に比べて大きくなり、結果として二次転写部材がより良好にクリーニングされることとなる。
【0024】
請求項3記載の画像形成装置によれば、請求項1または2記載の画像形成装置において、前記中間転写体が、導電層と、この導電層の上に形成され、前記潜像担持体に圧接される抵抗層とを有する複層体で構成されているので、中間転写体の二次転写部材との圧接部における電位は前記導電層を介して中間転写体に印加される一次転写電圧と略同電位となる。
【0025】
ここで、仮に、中間転写体が、従来周知のように、抵抗層のみからなる構成であったとすると、中間転写体の二次転写部材との圧接部における電位は、中間転写体に印加される一次転写電圧に比べてかなり低電位となるため、請求項1または2記載の構成において、前記二次転写部材のクリーニング動作に必要な上記電位差(すなわち、中間転写体に一次転写電圧が印加されている状態で、一次転写電圧と同極性で一次転写電圧よりも絶対値の小さな電圧が二次転写部材に印加されることにより、または二次転写部材に電圧が印加されないことによって、二次転写部材と中間転写体との間に形成される電位差)を形成するためには、中間転写体に印加する一次転写電圧をかなり大きな電圧としなければならないこととなってしまう。
【0026】
これに対し、この請求項3記載の画像形成装置によれば、中間転写体の二次転写部材との圧接部における電位は中間転写体に印加される一次転写電圧と略同電位となるので、一次転写電圧をそれほど大きくしなくても、二次転写部材のクリーニング動作に必要な上記電位差を形成することができることとなる。別言すれば、この請求項3記載の画像形成装置によれば、中間転写体に印加される一次転写電圧を略そのまま利用して、二次転写部材のクリーニング動作に必要な上記電位差を形成することができるので、結果として一次転写電圧の低電圧化を図ることができる。
【0028】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
【0029】
図1は本発明に係る画像形成装置の一実施の形態の要部を示す模式図、図2は図1におけるII−II拡大部分端面図である。
【0030】
この画像形成装置は、イエロー、シアン、マゼンタ、ブラックの4色のトナーによる現像器を用いてフルカラー画像を形成することのできる装置である。
【0031】
図1において、10は潜像担持体としての感光体であり、図示しない適宜の駆動手段によって図示矢印方向に回転駆動される。
【0032】
感光体10の周りには、その回転方向に沿って、帯電手段としての帯電ローラ11、現像手段としての現像ローラ20(Y,M,C,K)、中間転写装置30、およびクリーニング手段12が配置されている。
【0033】
感光体10は、円筒状の導電性基材10a(図2参照)と、その表面に形成された感光層10bとを有している。
【0034】
帯電ローラ11は、感光体10の外周面に当接して外周面を一様に帯電させる。例えば、−600V程度に一様に帯電させる。
【0035】
一様に帯電した感光体10の外周面には、図示しない露光ユニットによって所望の画像情報に応じた選択的な露光Lがなされる。この露光Lがなされた部位は、例えば、−100V程度に電位が減衰し、この部位が静電潜像を形成する。
【0036】
この静電潜像は、現像ローラ20でトナーが付与されて現像され、可視像としてのトナー像となる。現像ローラ20には、現像バイアスが印加されており、負極性に帯電したトナーが前記電位減衰部分に付着することによって現像される。
【0037】
この実施の形態では、現像ローラとして、イエロー用の現像ローラ20Y、シアン用の現像ローラ20C、マゼンタ用の現像ローラ20M、およびブラック用の現像ローラ20Kが設けられている。これら現像ローラ20Y,20C,20M,20Kは、選択的に感光体10に当接し得るようになっており、当接したとき、イエロー、シアン、マゼンタ、ブラックのうちのいずれかのトナーを感光体10の表面に付与して感光体10上の静電潜像を現像する。
【0038】
現像されたトナー像は、後述する中間転写ベルト36上に転写される。
【0039】
クリーニング手段12は、上記転写後に、感光体10の外周面に残留し付着しているトナーを掻き落とすクリーナブレード13と、このクリーナブレード13によって掻き落とされたトナーを受ける受け部14とを備えている。
【0040】
中間転写装置30は、駆動ローラ31と、4本の従動ローラ32,33,34,35と、これら各ローラの回りに張架された無端状の中間転写ベルト36とを有している。この実施の形態では、中間転写ベルト36が中間転写体を構成している。
【0041】
駆動ローラ31は、その端部に固定された図示しない歯車が、感光体10の駆動用歯車(図示せず)と噛み合っていることによって、感光体10と略同一の周速で回転駆動され、したがって中間転写ベルト36が感光体10と略同一の周速で図示矢印方向に循環駆動されるようになっている。
【0042】
従動ローラ35は、駆動ローラ31との間で中間転写ベルト36がそれ自身の張力によって感光体10に圧接される位置に配置されていおり、感光体10と中間転写ベルト36との圧接部において一次転写部T1が形成されている。従動ローラ35は、中間転写ベルト36の循環方向上流側において一次転写部T1の近くに配置されている。
【0043】
駆動ローラ31には、中間転写ベルト36を介して電極ローラ37が配置されており、この電極ローラ37を介し、電源51により、中間転写ベルト36の後述する導電層36aに、例えば+500V程度の一次転写電圧V1が印加されるようになっている。
【0044】
従動ローラ32はテンションローラであり、図示しない付勢手段によって中間転写ベルト36をその張り方向に付勢している。
【0045】
従動ローラ33は、二次転写部T2を形成するバックアップローラである。このバックアップローラ33には、中間転写ベルト36を介して二次転写部材としての二次転写ローラ38が対向配置されている。二次転写ローラ38は、図示しない接離機構により中間転写ベルト36に対して接離可能である。
【0046】
二次転写ローラ38には、電圧印加手段としての電源装置52が接続されている。この電源装置52は、二次転写ローラ38に対して、後述する二次転写時には前記一次転写電圧V1と同極性で一次転写電圧V1よりも絶対値の大きな二次転写電圧V2(例えば+1000V程度の電圧)を印加し、後述する二次転写が行なわれないときの少なくとも一時期においては、中間転写ベルト36に一次転写電圧V1が印加されている状態で、二次転写ローラ38に対して電圧を印加しない、すなわち上記二次転写電圧V2の印加をOFFするようになっている。なお、二次転写電圧V2の印加をOFFする構成としなくても、二次転写が行なわれないときの少なくとも一時期において、中間転写ベルト36に一次転写電圧V1が印加されている状態で、二次転写ローラ38に対して一次転写電圧V1と同極性で一次転写電圧V1よりも絶対値の小さな電圧を印加する構成としても後述する二次転写ローラ38のクリーニング作用は得られる。電源装置52は、電流吸い込み型の電源で構成されている。
【0047】
従動ローラ34は、ベルトクリーナ39のためのバックアップローラである。ベルトクリーナ39は、中間転写ベルト36と接触してその外周面に残留し付着しているトナーを掻き落とすクリーナブレード39aと、このクリーナブレード39aによって掻き落とされたトナーを受ける受け部39bとを備えている。このベルトクリーナ39は、図示しない接離機構によって中間転写ベルト36に対して接離可能である。
【0048】
中間転写ベルト36は、図2に示すように、導電層36aと、この導電層36aの上に形成され、感光体10に圧接される抵抗層36bとを有する複層ベルトで構成されている。この実施の形態では、導電層36aは、合成樹脂からなる絶縁性基体36cの上に形成されており、この導電層36aに、前述した電極ローラ37を介して、一次転写電圧V1が印加される。なお、ベルト36側縁部において抵抗層36bが帯状に除去されていることによって導電層36aが帯状に露出しており、この露出部に電極ローラ37が接触するようになっている。
【0049】
中間転写ベルト36が循環駆動される過程で、一次転写部T1において、感光体10上のトナー像が中間転写ベルト36上に転写され、中間転写ベルト36上に転写されたトナー像は、二次転写部T2において、二次転写ローラ38との間に供給される用紙等の記録媒体Sに転写される。記録媒体Sは、図示しない給紙装置から給送され、ゲートローラ対40によって所定のタイミングで二次転写部T2に供給される。
【0050】
図1において、50はこの画像形成装置全体の作動を制御する制御部である。この制御部50には、温度センサ53と、湿度センサ54とが接続されている。制御部50は、これら両センサ53,54により検出された温度および湿度に応じて、前記一次転写電圧V1および二次転写電圧V2の値を適宜決定する構成とすることも可能である。
【0051】
以上のような画像形成装置全体の作動は次の通りである。
【0052】
(i)図示しないホストコンピュータ等(パーソナルコンピュータ等)からの印字指令信号(画像形成信号)が画像形成装置の制御部50に入力されると、感光体10、現像ローラ20、および中間転写ベルト36が回転駆動される。
【0053】
(ii)感光体10の外周面が帯電ローラ11によって一様に帯電される。
【0054】
(iii)一様に帯電した感光体10の外周面に、図示しない露光ユニットによって第1色目(例えばイエロー)の画像情報に応じた選択的な露光Lがなされ、イエロー用の静電潜像が形成される。
【0055】
(iv)感光体10には、第1色目(例えばイエロー)用の現像ローラ20Yのみが接触し、これによって上記静電潜像が現像され、第1色目(例えばイエロー)のトナー像が感光体10上に形成される。
【0056】
(v)中間転写ベルト36には上記トナーの帯電極性と逆極性の一次転写電圧V1が印加され、感光体10上に形成されたトナー像が、一次転写部すなわち、感光体10と中間転写ベルト36との圧接部T1において中間転写ベルト36上に転写される。このとき、二次転写ローラ38およびベルトクリーナ39は、中間転写ベルト36から離間している。
【0057】
(vi)感光体10上に残留しているトナーがクリーニング手段12によって除去された後、図示しない除電手段からの除電光によって感光体10が除電される。
【0058】
(vii)上記(ii)〜(vi)の動作が必要に応じて繰り返される。すなわち、上記印字指令信号の内容に応じて、第2色目、第3色目、第4色目、と繰り返され、上記印字指令信号の内容に応じたトナー像が中間転写ベルト36上において重ね合わされて中間転写ベルト36上に形成される。
【0059】
(viii)所定のタイミングで記録媒体Sが供給され、記録媒体Sの先端が第2転写部T2に達する直前にあるいは達した後に(要するに記録媒体S上の所望の位置に、中間転写ベルト36上のトナー像が転写されるタイミングで)二次転写ローラ38が中間転写ベルト36に押圧されるとともに二次転写電圧V2が印加され、中間転写ベルト36上のトナー像(基本的にはフルカラー画像)が記録媒体S上に転写される。
【0060】
上記二次転写が終了した後、適宜のタイミングで、二次転写ローラ38が中間転写ベルト36に圧接された状態で、かつ中間転写ベルト36に一次転写電圧V1が印加されている状態で、二次転写ローラ38への二次転写電圧V2がOFFされ(あるいは一次転写電圧V1と同極性で一次転写電圧V1よりも絶対値の小さな電圧が印加され)る。これによって、二次転写ローラ38と中間転写ベルト36との間には電位差(例えば+500V程度の電位差)が生じ、この電位差によって、二次転写ローラ38に付着しているトナーが中間転写ベルト36へ移動し、結果として二次転写ローラ38がクリーニングされることとなる。なお、中間転写ベルト36上へ移動したトナーは、ベルトクリーナ39が中間転写ベルト36に当接することによって、上記二次転写後に中間転写ベルト36上に残留しているトナーとともに除去される。
【0061】
一方、記録媒体Sが図示しない定着装置を通過することによって記録媒体S上にトナー像が定着し、その後、記録媒体Sが装置外に排出される。
【0062】
以上のような画像形成装置によれば、次のような作用効果が得られる。
【0063】
(a)感光体10の表面に静電潜像が形成され、現像ローラ20によって帯電されたトナーが感光体10の表面に付与されて前記潜像が可視像となり、この感光体10に圧接される中間転写ベルト36に前記トナーの帯電極性と逆極性の一次転写電圧V1が印加されて前記可視像が中間転写ベルト36に一次転写され、この中間転写ベルト36に対して記録媒体Sを介して圧接される二次転写ローラ38に二次転写電圧V2が印加されることにより前記記録媒体Sに前記可視像が転写される。
【0064】
そして、二次転写ローラ38に対しては、電圧印加手段52によって、二次転写時には前記一次転写電圧V1と同極性で一次転写電圧V1よりも絶対値の大きな二次転写電圧V2が印加されるので、記録媒体Sへの可視像の転写(二次転写)が確実になされる。また、前記二次転写が行なわれないときの少なくとも一時期においては、中間転写ベルト36に一次転写電圧V1が印加されている状態で、二次転写ローラ38への二次転写電圧V2がOFFされ(あるいは一次転写電圧V1と同極性で一次転写電圧V1よりも絶対値の小さな電圧が印加され)るので、二次転写ローラ38と中間転写ベルト36との間には電位差が生じ、この電位差によって、二次転写ローラ38に付着しているトナーが中間転写ベルト36へ移動し、結果として二次転写ローラ38がクリーニングされることとなる。
【0065】
すなわち、この実施の形態の画像形成装置によれば、記録媒体Sに可視像を転写させる際と、二次転写ローラ38をクリーニングする際とで、二次転写ローラ38に印加する電圧の正負を切り換える必要がなくなるので、複雑な高圧電源装置を要することなく二次転写ローラ38をクリーニングすることができる。
【0066】
しかも、前記二次転写ローラ38のクリーニング動作時に、二次転写ローラ38に電圧が印加されない構成とした場合には、二次転写ローラ38と中間転写ベルト36との間に生じる電位差が、一次転写電圧V1と同極性で一次転写電圧V1よりも絶対値の小さな電圧が印加される構成とした場合に比べて大きくなり、結果として二次転写ローラ38がより良好にクリーニングされることとなる。
【0067】
(b)中間転写ベルト36が、導電層36aと、この導電層36aの上に形成され、感光体10に圧接される抵抗層36bとを有する複層体で構成されているので、中間転写ベルト36の二次転写ローラ38との圧接部T2における電位は前記導電層36aを介して中間転写ベルト36に印加される一次転写電圧V1と略同電位となる。
【0068】
ここで、仮に、中間転写体が、従来周知のように、抵抗層のみからなる構成であったとすると、中間転写体の二次転写ローラ38との圧接部T2における電位は、中間転写体に印加される一次転写電圧V1に比べてかなり低電位となるため、二次転写ローラ38のクリーニング動作に必要な上記電位差(すなわち、中間転写体に一次転写電圧V1が印加されている状態で、一次転写電圧V1と同極性で一次転写電圧V1よりも絶対値の小さな電圧が二次転写ローラ38に印加されることにより、または二次転写ローラ38に電圧が印加されないことによって、二次転写ローラ38と中間転写体との間に形成される電位差)を形成するためには、中間転写体に印加する一次転写電圧V1をかなり大きな電圧としなければならないこととなってしまう。一次転写電圧V1をかなり大きな電圧とした場合には、二次転写電圧V2はさらに大きな電圧としなければならない。
【0069】
これに対し、この実施の形態の画像形成装置によれば、中間転写体である中間転写ベルト36の二次転写ローラ38との圧接部T2における電位は中間転写ベルト36に印加される一次転写電圧V1と略同電位となるので、一次転写電圧V1をそれほど大きくしなくても、二次転写ローラ38のクリーニング動作に必要な上記電位差を形成することができることとなる。別言すれば、この実施の形態の画像形成装置によれば、中間転写ベルト36に印加される一次転写電圧V1を略そのまま利用して、二次転写ローラ38のクリーニング動作に必要な上記電位差を形成することができるので、結果として一次転写電圧V1および二次転写電圧V2の低電圧化を図ることができる。
【0070】
(c)電圧印加手段52は、電流吸い込み型の電源で構成されているので、電流が転写時と逆方向に流れても、安定した電位を維持することができ、クリーニング動作時に必要な電位が確保できる。
【0071】
【実施例】
以下、さらに具体的な実施例について説明する。
【0072】
<各種電圧の印加タイミング等に関し>
各種電圧の印加タイミングおよび二次転写ローラ38の接離タイミングの一実施例を図3に示す。
【0073】
この図は、2枚の記録媒体Sにカラー画像を連続して転写し、その後、二次転写ローラ38をクリーニングする場合のタイミングチャートである。
【0074】
詳しく説明すると、前述したように図示しないホストコンピュータ等(パーソナルコンピュータ等)からの印字指令信号(画像形成信号)が画像形成装置の制御部50に入力され、感光体10、現像ローラ20、および中間転写ベルト36が回転駆動された後、所定のタイミングt1時点で、帯電ローラ11による帯電が開始される。その後、前述した露光Lがなされるが、図3ではこれを省略してある。
【0075】
t2時点で、一次転写電圧V1が印加される。
【0076】
t3時点で、1枚目の記録媒体のための現像ローラ20Yが感光体10に当接するとともに、その現像バイアスが印加される。
【0077】
t4時点で、上記現像ローラ20Yの感光体10への当接および現像バイアスの印加が解除されるとともに、1枚目の記録媒体のための現像ローラ20Mが感光体10に当接しその現像バイアスも印加される。
【0078】
t5時点で、上記現像ローラ20Mの感光体10への当接および現像バイアスの印加が解除されるとともに、1枚目の記録媒体のための現像ローラ20Cが感光体10に当接しその現像バイアスも印加される。
【0079】
t6時点で、上記現像ローラ20Cの感光体10への当接および現像バイアスの印加が解除されるとともに、1枚目の記録媒体のための現像ローラ20Kが感光体10に当接しその現像バイアスも印加される。
【0080】
t7時点で、1枚目の記録媒体のための二次転写電圧V2が印加されるとともに、二次転写ローラ38が中間転写ベルト36に圧接される。また、略同時に、2枚目の記録媒体のための現像ローラ20Yが感光体10に当接するとともに、その現像バイアスが印加される。
【0081】
t8時点で、前記1枚目の記録媒体のための現像ローラ20Kの感光体10への当接および現像バイアスの印加が解除される。
【0082】
t9時点で、1枚目の記録媒体のための二次転写電圧V2の印加および二次転写ローラ38の中間転写ベルト36に対する圧接が解除される。また、略同時に、上記2枚目の現像ローラ20Yの感光体10への当接および現像バイアスの印加が解除されるとともに、2枚目の記録媒体のための現像ローラ20Mが感光体10に当接し、その現像バイアスも印加される。
【0083】
すなわち、上記時点t3〜t9の期間において、感光体10上にY,M,C,Kの順でトナー像が形成され、これが順次中間転写ベルト36に一次転写されてカラー画像となるとともに、これが1枚目の記録媒体に二次転写されることとなる。また、上の説明から分かるように、時点t3〜t7の期間においては、現像および一次転写のみがなされる。時点t7〜t9の期間においては、1枚目の記録媒体のための最終色Kの現像、一次転写、および全色の一括二次転写がなされ、また、2枚目の記録媒体のための第1色目Yの現像がなされる。
【0084】
t10時点で、上記2枚目の記録媒体のための現像ローラ20Mの感光体10への当接および現像バイアスの印加が解除されるとともに、2枚目の記録媒体のための現像ローラ20Cが感光体10に当接しその現像バイアスも印加される。
【0085】
t11時点で、上記2枚目の記録媒体のための現像ローラ20Cの感光体10への当接および現像バイアスの印加が解除されるとともに、2枚目の記録媒体のための現像ローラ20Kが感光体10に当接しその現像バイアスも印加される。
【0086】
t12時点で、2枚目の記録媒体のための二次転写電圧V2が印加されるとともに、二次転写ローラ38が中間転写ベルト36に圧接される。
【0087】
t13時点で、前記2枚目の記録媒体のための現像ローラ20Kの感光体10への当接および現像バイアスの印加が解除される。
【0088】
t14時点で、2枚目の記録媒体のための二次転写電圧V2の印加および二次転写ローラ38の中間転写ベルト36に対する圧接が解除される。
【0089】
その後、t15〜t16の期間において、一次転写電圧V1が印加された状態で、二次転写電圧V2が印加されることなく二次転写ローラ38が中間転写ベルト36に圧接され、これによって二次転写ローラ38のクリーニングがなされる。
【0090】
以上のように、この実施例では、2枚の記録媒体に画像が転写される毎に1回二次転写ローラ38がクリーニングされることとなる。この実施例では、2枚の記録媒体に画像が転写される毎に二次転写ローラ38がクリーニングされるようにしたが、t9〜t12の間において、二次転写電圧V2を印加することなく二次転写ローラ38を中間転写ベルト36に圧接させることによって、1枚の記録媒体に画像が転写される毎に二次転写ローラ38をクリーニングするようにすることもできる。
【0091】
なお、3枚以上の記録媒体に連続して画像を転写する場合には、2枚目の記録媒体のための画像形成動作がそうであったように、t12時点で3枚目の記録媒体のための現像ローラ20Yの感光体10への当接および現像バイアスの印加を開始し、t14時点で3枚目の記録媒体のための現像ローラ20Mの感光体10への当接および現像バイアスの印加を開始し、という上記の動作を繰り返す。
【0092】
<転写電圧V1,V2に関し>
一次転写電圧V1は定電圧電源で+500Vとし、二次転写時の電圧V2は定電流電源(+30μA)でインピーダンスが小さいときは定電圧制御(+800V)し、二次転写ローラ38のクリーニング時には、これに電圧を印加しない構成とした。このときに、中間転写ベルト36と二次転写ローラ38との間に流れる電流は−10μA程度とした。
【0093】
<中間転写ベルト36に関し>
中間転写ベルト36は、その絶縁性基体36cをシート状のPETで構成し、その上にAL蒸着して導電層36aを形成し、その上に、ウレタンをベースとしフッ素微粒子および導電剤としてのSnO2を分散させた塗料を10〜100μm程度の厚さで塗布して抵抗層36bを形成した帯状体の両端を超音波融着で接着して無端状に構成した。なお、塗料は、ベルトの側端縁部を帯状に残して塗布することにより導電層36aを帯状に露出させ、この露出部に電極ローラ37を接触させるようにした。
【0094】
抵抗層36bの表面抵抗は、108〜1015Ω/□程度、体積抵抗率は107〜1014Ωcm程度とし、表面粗さはRmax1μm(より好ましくは0.7μm)以下とする。
【0095】
<一次転写部T1に関し>
中間転写ベルト36に対する感光体10の圧接深さ(食い込み深さ)は1.2±0.5mm程度とする。
【0096】
電源としては、電流吸い込み型の定電圧電源、もしくは、バイパス抵抗付き定電圧電源を用いる。望ましくは温湿度センサ53,54の出力をもとに定電圧値を決定する。
【0097】
電極ローラ37は、その抵抗が1MΩ以下のものを用いる。
【0098】
一次転写バイアスは、二次転写終了後にOFFするようにする。
【0099】
<二次転写部T2に関し>
電源は、定電流電源を用い、下限電圧制御を行なう。
【0100】
二次転写ローラ38は、イオン性の導電剤により導電性を付与したローラとし、その抵抗は106〜108Ωとし、硬度は60±5゜とし、バックアップローラ33に対する圧接荷重は5.0〜9.0kg(より好ましくは7.0kg程度)とした。
【0101】
<トナーに関し>
トナーとしては、粒径7μm程度の高濃度顔料トナーを用いた。
【0102】
トナーの外添剤の量については、大粒径の外添剤の量を0.5〜4.0wt%(より好ましくは0.7wt%程度)とし、小粒径の外添剤の量を1.5〜4.0wt%(より好ましくは2.0wt%程度)とした。
【0103】
大粒径の外添剤は、主にトナーの耐久安定性を向上させるために必要であり、この点からすれば多いほど良いが、4.0wt%を越えると、トナーの流動性が悪くなり、中抜けその他に影響して好ましくないからである。
【0104】
また、小粒径の外添剤は、主にラフ紙の転写性を向上させるために必要であり、この点からすれば多いほど良いが、4.0wt%を越えると、浮遊シリカが引き金となり、感光体10や中間転写ベルト36がフィルミングし易くなって好ましくないからである。
【0105】
また、トナーの流動性についてはA.D 0.35g/cc程度とした。帯電量は、−10μC/g以上とした。
【0106】
二次転写前のトナー量、すなわち、中間転写ベルト36上のトナー量は、1.5mg/cm2以下とした。
【0107】
<駆動ローラ31に関し>
駆動ローラ31の外径は、感光体10の周速に対して中間転写ベルト36の周速が僅かに(公差を含めて)速くなるように構成してある。具体的には、0.6±0.5%程度速くなるように構成してある。
【0108】
感光体10の周速と、感光体10からトナー像が転写される中間転写ベルト36の周速とは、完全に一致していることが望ましい。
【0109】
しかしながら、感光体10の外径および駆動ローラ31の外径には公差があるため、前記周速同士を完全に一致させることは不可能である。このような状況において、駆動ローラ31への巻掛け部分における中間転写ベルト36の周速が感光体10の周速よりも僅かに遅くなったとすると、感光体10と中間転写ベルト36との圧接位置(一次転写部T1)と、駆動ローラ31との間において、中間転写ベルト36に対しこれを弛ませようとする力が極僅かとはいえ作用することとなり、一次転写部T1における中間転写ベルト36の状態が不安定となってしまう。
【0110】
そこで、この実施の形態では、駆動ローラ31の外径を、感光体10の周速に対して中間転写ベルト36の周速が僅かに(公差の範囲内で)速くなるように構成した。
【0111】
このように構成すると、感光体10と中間転写ベルト36との圧接位置(一次転写部T1)と、駆動ローラ31との間において、中間転写ベルト36が、僅かではあるが常に張り状態となるため、一次転写部T1における中間転写ベルト36の状態が安定することとなる。
【0112】
また、駆動ローラ31の外周面には、摩擦係数を上げるために、ウレタンコートを施した。
【0113】
上記実施例の構成とすることによって、次のような効果が得られる。
【0114】
(a)トナー量(層厚)、環境、部材抵抗のそれぞれに多少のバラツキがあっても、良好な転写状態、および二次転写ローラ38の良好なクリーニング状態が得られる。
【0115】
(b)中間転写ベルト36の抵抗値、および感光体10への圧接深さ(食い込み深さ)を上記の範囲内とすることによって、比較的低い電圧(1200V以下)で一次転写が可能となる。
【0116】
(c)上記一次転写バイアスの印加方法を用いることにより、一次、二次同時転写時の干渉による画像劣化を防ぐことができる。
【0117】
(d)中間転写ベルト36の抵抗値、および上記二次転写部T2の構成とすることによって、紙種、環境、および部材抵抗に多少のバラツキがあったとしても、良好な二次転写状態が得られるとともに、4000V以下、300μA以下で二次転写が可能となる。また、二次転写ローラ38の良好なクリーニング状態が得られる。
【0118】
(e)上記二次転写ローラ38、トナー、および二次転写前のトナー量により、ニーナボンド紙のようなラフ紙に対しても良好な転写が得られる。また、高硬度、高荷重の二次転写ローラ38により紙表面を変形させることにより、トナーの外添剤の量を多くして高電界を形成しても、放電によるトナーのチリが抑制される。さらに、二次転写前のトナー量を上記のように少なくすることによって、トナーの転写効率が高められる。さらに、二次転写ローラ38の高荷重によって用紙の搬送状態も安定化する。また、二次転写ローラ38の良好なクリーニング状態が得られる。
【0119】
(f)上記中間転写ベルト36をそれ自体の張力で(ベルトを感光体に圧接させる転写ローラを用いることなく)感光体10に圧接させる構成(いわば腹当て構造)とし、中間転写ベルト36にフッ素微粒子を含有させ、トナーを上記のような高流動性のものとすることによって、一次転写における、いわゆる中抜け現象を防止することができる。
【0120】
(g)上記中間転写ベルト36にフッ素微粒子を含有させ、トナーを上記のような高流動性のものとしたので、二次転写ローラ38が上記のような高硬度、高荷重であっても、二次転写における、いわゆる中抜け現象を防止することができる。
【0121】
(h)上記トナーの構成、および中間転写ベルト36の上記抵抗値並びに表面粗さによって、中間転写ベルト36に付着したトナーが安定して搬送されることとなり、二次転写部T2におけるトナーの散りが低減される。
【0122】
以上、本発明の実施の形態および実施例について説明したが、本発明は上記の実施の形態または実施例に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内において適宜変形実施可能である。
【0123】
例えば、
▲1▼上記の実施の形態では、中間転写体を中間転写ベルト36で構成したが、中間転写ドラムで構成することもできる。また、中間転写体は、導電層と、この導電層の上に形成され、潜像担持体に圧接される抵抗層とを有する複層体で構成したが、請求項3記載の発明以外の発明に関しては、中間転写体を抵抗層のみで構成することができる。
【0124】
▲2▼上記の実施の形態では、一次転写電圧V1を一定とし、二次転写ローラ38のクリーニング時にこれに印加される電圧を小さくし、あるいは0としたが、二次転写電圧V2を一定とし、二次転写ローラ38のクリーニング時に、一次転写電圧V1を大きくすることによっても、二次転写ローラ38をクリーニングすることができる。
【0125】
【発明の効果】
請求項1〜3記載のいずれの画像形成装置によっても、複雑な高圧電源装置を要することなく二次転写部材をクリーニングすることができる。
【0126】
さらに、
請求項2記載の画像形成装置によれば、二次転写部材と中間転写ベルトとの間に生じる電位差が比較的大きくなり、結果として二次転写部材がより良好にクリーニングされることとなる。
【0127】
請求項3記載の画像形成装置によれば、中間転写ベルトに印加される一次転写電圧を略そのまま利用して、二次転写部材のクリーニング動作に必要な電位差を形成することができるので、結果として一次転写電圧の低電圧化を図ることができる。
【0129】
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る画像形成装置の一実施の形態の要部を示す模式図。
【図2】図1におけるII−II拡大部分端面図。
【図3】各種電圧の印加タイミングおよび二次転写ローラ38の接離タイミングの一実施例を示す図。
【図4】従来技術の説明図。
【符号の説明】
S 記録媒体
10 感光体(潜像担持体)
20 現像ローラ(現像手段)
30 中間転写装置
36 中間転写ベルト(中間転写体)
36a 導電層
36b 抵抗層
38 二次転写ローラ(二次転写部材)
52 電源装置(電圧印加手段)
Claims (2)
- 帯電手段により一様に帯電された表面に選択的な露光がなされることで静電潜像が形成される潜像担持体と、
この潜像担持体の表面に、帯電された現像剤を付与して前記潜像を可視像とする現像手段と、
前記潜像担持体に圧接され、前記現像剤の帯電極性と逆極性の一次転写電圧が印加されて前記可視像が一次転写される中間転写ベルトと、
この中間転写ベルトに対して記録媒体を介して圧接され、二次転写電圧が印加されることにより前記記録媒体に前記可視像を転写させる二次転写部材と、
前記二次転写部材に対して、前記二次転写時には前記一次転写電圧と同極性で一次転写電圧よりも絶対値の大きな二次転写電圧を印加し、前記二次転写が行なわれないときの少なくとも一時期においては、前記中間転写ベルトに一次転写電圧が印加されている状態で、前記一次転写電圧と同極性で一次転写電圧よりも絶対値の小さな電圧を印加する電圧印加手段と、
を備え,
前記二次転写時,並びに前記一時期のいずれのときにも,前記帯電手段による帯電バイアスと,前記一次転写電圧とを印加することを特徴とする画像形成装置。 - 前記中間転写ベルトが、導電層と、この導電層の上に形成され、前記潜像担持体に圧接される抵抗層とを有する複層体で構成されていることを特徴とする請求項1記載の画像形成装置。
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