JP3839970B2 - 画像形成装置 - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は電子写真方式を用いた画像形成装置に関し、更に詳しくは像担持体に形成した現像剤(以下「トナー」という)像を、中間転写体に一次転写し、これを転写材に二次転写して画像を得る複写機、プリンタ、ファクシミリ装置等の画像形成装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
フルカラー画像を得る画像形成装置にあっては、中間転写体を用いたものがあるが、これは像担持体としての感光体ドラム上に形成されたトナー像を中間転写体に一次転写する工程を複数色のトナーに対して繰り返し、転写前帯電手段によって中間転写体上の未転写画像に対して電荷を付与しつつ電荷を均一にする。次に二次転写工程において中間転写体上のトナー画像を紙などの転写材に一括転写することでフルカラー画像を得るものであり、各成分色画像の重ね合わせズレ(色ズレ)のない画像を得ることができる。
【0003】
尚、前記二次転写行程終了後に中間転写体表面には転写しきれなかったトナーが数パーセント付着する。この転写残トナーをそのままにしておくと、次の画像形成時に転写材等に二次転写されて、画像不良を引き起こしたり、装置内部に飛散して転写材を汚してしまうことがある。このため、中間転写体を用いた画像形成装置においては中間転写体上に残留したトナーをいかにして除去するかが技術的課題になっている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
前記二次転写残トナーを除去回収するために、中間転写体に当接離間するトナー帯電手段、例えばクリーニング帯電ローラを配設し、二次転写残トナーを感光体ドラム上の電位とは逆極性に帯電させるバイアスを印加し、次行程の一次転写時に感光体ドラムから中間転写体にトナーが転写されると同時に、中間転写体上の残トナーを感光体ドラムに戻す、という一次転写同時クリーニングが考えられる。
【0005】
しかし、前記一次転写同時クリーニングを行う場合、中間転写体上のカラートナー像は、フルカラー画像再現のために、二色以上のトナーが重ね合わされることが多くなる。その結果、中間転写体から紙などの転写材へ二次転写される場合、転写残トナーが増える。その結果、帯電クリーニング手段としてのクリーニング帯電ローラは、前記二次転写残トナーを反対極性に帯電させて、感光体ドラムへ回収させるが、残トナー量が多くなると、残トナー全てを反対極性に帯電させることができず、一部はクリーニング帯電ローラに付着する。
【0006】
そして、連続プリントされるとクリーニング帯電ローラに付着するトナーは蓄積され、これが保持しきれなくなると中間転写体上に吐き出され、画像劣化や、ローラ表面にトナー固着等を引き起こすおそれがある。
【0007】
本発明は上記点に鑑みてなされたものであり、その目的は、中間転写体に残留したトナーのみならず、接触帯電手段に付着したトナーも確実に回収することができる画像形成装置を提供するものである。
【0008】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するための本発明に係る代表的な構成は、像担持体上に順次形成される複数色のトナー像を中間転写体に順次一次転写し、前記中間転写体に形成されたトナー像を一括して転写材に二次転写してカラー画像を得る画像形成装置において、前記中間転写体上に残留したトナーに電荷を付与するために前記中間転写体に接離可能な接触帯電手段を有し、前記中間転写体の画像領域外で前記接触帯電手段の接離を行うと共に、前記中間転写体への接触帯電手段の接触時間をTc 、前記中間転写体への画像形成周期をTp 、前記中間転写体に接触した接触帯電手段へのバイアス印加時間をTbとしたとき、Tp<Tb<Tcの関係を有するよう構成したことを特徴とする。
【0009】
上記構成にあっては、中間転写体に残留したトナーに電荷を付与するために中間転写体に接触した接触帯電手段から中間転写体に吐き出されたトナーに対しても接触帯電手段から電荷が付与されるために、中間転写体に残留した転写残トナー及び接触帯電手段から吐き出されたトナーの双方を確実に回収することが可能となる。
【0010】
このため、接触帯電手段に付着したトナーがクリーニングされずに長期間放置されて固着することも防止できるものである。
【0011】
【発明の実施の形態】
次に本発明の一実施形態に係る画像形成装置について図面を参照して具体的に説明する。
【0012】
〔第1実施形態〕
図1乃至図5に本発明の第1実施形態に係る画像形成装置を示す。尚、図1は電子写真プロセスを利用したカラーレーザープリンタの概略断面説明図であり、図2は中間転写体の断面説明図、図3は中間転写体の抵抗測定構成の説明図であり、図4は接触帯電手段としてのクリーニング帯電ローラの断面説明図、図5は画像形成中のクリーニング帯電ローラのトナー吐き出しクリーニングの概念説明図である。
【0013】
ここでは、まず画像形成装置の全体構成について説明し、次にクリーニング帯電ローラに付着したトナーのクリーニング構成について説明する。
【0014】
{画像形成装置の全体構成}
図1において、1は第1の画像担持体として繰り返し使用される回転ドラム型の電子写真感光体(以下感光体ドラムと記す)であり、図1の矢印に示す反時計方向に所定の周速度(プロセススピード)をもって回転駆動される。
【0015】
感光体ドラム1は回転過程で、一次帯電ローラ2により所定の極性・電位に一様に帯電処理され、次いで不図示の画像露光手段(カラー原稿画像の色分解・結像露光光学系、画像情報の時系列電気デジタル画素信号に対応して変調されたレーザービームを出力するレーザースキャナによる走査露光系等)による画像露光3を受けることにより目的のカラー画像の第1の色成分像(例えばイエロー成分像)に対応した静電潜像が形成される。
【0016】
次いで、その静電潜像がイエロー現像器4Yにより第1色であるイエロートナーYにより現像される。イエロー現像器4Y、マゼンタ現像器4M、シアン現像器4C、ブラック現像器4Bkの各現像器は不図示の回転駆動装置によって図1の矢印方向に回転し、各々の現像器が現像過程で感光体ドラム1と対向するように配設されている。
【0017】
中間転写体5は矢示の反時計方向に感光体ドラム1と同じ周速度をもって回転駆動されている。感光体ドラム1上に形成担持された上記第1色のイエロートナー画像は、感光体ドラム1と中間転写体5とのニップ部を通過する過程で、中間転写体5に印加される一次転写バイアス電源E1 により形成される電界と圧力により、中間転写体5の外周面に中間転写されていく。以後この行程を一次転写という。
【0018】
以下、同様に第2色のマゼンタトナー画像、第3色のシアントナー画像、第4色のブラックトナー画像が順次中間転写体5上に重畳転写され、目的のカラー画像に対応した合成カラートナー画像が形成される。尚、本実施形態では中間転写体5として中抵抗の弾性ローラを使用している。
【0019】
次に、6は二次転写手段としての転写ベルトで、中間転写体5に対応して平行に軸受させて下面部に接触させて配設してある。転写ベルト6はバイアスローラ6aとテンションローラ6bとによって支持され、バイアスローラ6aには、二次転写バイアス電源E2 によって所望の二次転写バイアスが印加され、テンションローラ6bにもバイアスローラ6aと同じバイアスが印加されている。
【0020】
感光ドラム1から中間転写体5への第1〜第4色のトナー画像の順次重畳転写のための一次転写バイアスは、トナーとは逆極性(+)でバイアス電源E1 から印加される。中間転写体5に転写されたトナーは転写前帯電器7の帯電によって電荷が均一化される。
【0021】
感光ドラム1から中間転写体5への第1〜第4色のトナー画像の順次転写実行工程において、転写ベルト6及び中間転写体に残留したトナーに電荷を付与する接触帯電手段としてのクリーニング帯電ローラ8は中間転写体5から図示しない機構によって接離可能としている。
【0022】
中間転写体5上に重畳転写された合成カラートナー画像の転写材Pへの転写は、転写ベルト6が中間転写体5に当接されると共に、不図示の給紙カセットからレジストローラ9、転写前ガイド10を通過して中間転写体5と転写ベルト6との当接ニップに所定のタイミングで転写材Pが給送され、同時に二次転写バイアスがバイアス電源E2 からバイアスローラ6aに印加される。この二次転写バイアスにより中間転写体5から転写材Pへ合成カラートナー画像が転写される。以後この行程を二次転写という。
【0023】
トナー画像転写を受けた転写材Pは、定着器11へ導入されて加熱定着される。転写材Pへの画像転写終了後、中間転写体5上の転写残トナーはクリーニング帯電ローラ8が当接し、全てのトナーが感光体ドラム1上の電位とは逆極性に帯電され、一次転写部で感光体ドラム1に転写されて、感光体ドラムクリーナ12でクリーニングされる。
【0024】
ここで、本実施形態で用いたカラー画像形成装置の主要各部材について、より具体的に説明する。
【0025】
本発明で用いた、カラー画像形成装置は、A3対応のレーザービームプリンタであり、カラーA3: 3ppm 、A4: 6ppm のプリントスピードを有している。プロセススビードは、120mm/sec である。
【0026】
感光体ドラム1の外径は60mm、中間転写体5の外径は180mm であり、ギア比は外径比に同じにしている。中間転写体5はA4画像を2枚分保持できるので、プリントスピードを変えずとも上記のスループットを確保できる。
【0027】
上記中間転写体5、中間転写体クリーニングローラ8及び転写ベルト6について以下に詳述する。
【0028】
(中間転写体)
中間転写体5は、例えば円筒状の導電性支持体上に少なくともゴム、エラストマー、樹脂よりなる弾性層を有するローラ形状、更にはその弾性層の上層に一層以上の被覆層を有するローラ形状のものである。
【0029】
図2の中間転写体5の概略断面図に示すように、中間転写体5は剛体である円筒状導電性支持体5aに外周に弾性層5bが形成され、その外周に表層5cが形成されている。
【0030】
円筒状導電性支持体5aとして、厚さ3mmのアルミニウムの円筒を用いている。中間転写体5に用いる弾性層5bは抵抗値を重視してエピクロルヒドリンゴムにアクリロニトリル−ブタジエンゴム(NBR )を混合させ、導電材としてケッチェンブラックを分散して体積抵抗率を制御したものを用いている。その肉厚は、転写ニップの形成、回転による色ズレ、材料コスト等の面で0.5 〜7mmが望ましく、本実施形態では5mmの肉厚としている。また、表層5cの膜厚は、下層の弾性層の柔軟性を、更にその上層あるいは感光体ドラム表面に伝えるために、薄層にすることが好ましく、具体的には5〜20μm が望ましく、本実施形態では15μm としている。尚、中間転写体5のトータルの外径は180mm である。
【0031】
中間転写体の表層5cは二次転写残トナーのクリーニング性に大きく影響するために重要である。表層5cにはウレタン樹脂をバインダーに、抵抗制御の導電材としてほう酸アルミニウムウィスカー、離型性向上を目的としてPTFEパウダーを分散したものを用いた。
【0032】
体積抵抗率の測定は上記弾性層5bを100 ×100mm 、厚さを適宜のシート状に切り出しAdvantest 社製R8340A及びR12704を用い、印加電圧1kV、Discharge 5sec 、Charge 30sec 及びmeasure 30sec の条件で測定した。
【0033】
上記中間転写体5の実使用抵抗を図3に示す方法で測定した。ここで言う実使用抵抗とは、弾性層、離型層を含め、中間転写体5としての抵抗のことである。
【0034】
図3において、不図示の回転駆動体によってアルミシリンダ13aが回転し、それにならって中間転写体5が従動回転する。その当接圧は、実機使用状態と同等としており、総圧1kgf である。中間転写体5のアルミ基体である支持体5aには、高圧電源13bより一定の直流電圧Vdc が印加される。中間転写体5の弾性層5b、表層5cを通過して流れる電流は、アルミシリンダ13aに流入し、標準抵抗13cを介して接地される。標準抵抗13cの両端の電圧をVr (V)とすると、中間転写体5の抵抗値Rc は、Rc =106 / Vr (Ω)として求められる。その結果、本実施形態に係る中間転写体5の全体の抵抗値は、5×106 Ωであった。
【0035】
中間転写体5に印加されるバイアスは、DCバイアス200 〜300 Vである。尚、本実施形態では用いないが逆バイアスの設定も可能である。
【0036】
(クリーニング帯電ローラ)
次に、中間転写体上に形成したトナー像を転写材Pに転写した後の二次転写残トナーをクリーニングするために、前記トナーを帯電させる接触帯電手段としてのクリーニング帯電ローラ8について説明する。
【0037】
クリーニング帯電ローラ8は接触型の帯電手段であり、本実施形態では複数層を有する弾性ローラであるとして構成されている。図4に本実施形態で実際に使用したクリーニング帯電ローラ8の概略断面図を示す。
【0038】
本実施形態で用いたクリーニング帯電ローラ8は、例えば円筒状の導電性支持体8a上に少なくともゴム、エラストマー、樹脂よりなる弾性層8bを有するローラ形状、更にはその弾性層の上層に一層以上の被覆層8cを有するローラ形状のものである。
【0039】
円筒状の導電性支持体8aはステンレス等の金属を使用し、弾性層8bは体積抵抗率で106 〜1011Ωcm(1kV印加時)のゴム、又はスポンジで構成されるものである。被覆層8cの材質は、感光体ドラム1上を帯電する一次帯電ローラ2と同様、中間転写体クリーニングを実現する上で重要な要素となる。抵抗制御と表面の微視的な抵抗ムラを抑えるために、2層構成として機能分離し、下層の弾性層8bで大まかな抵抗値に制御し、表層の被覆層8cで微調整している。
【0040】
被覆層8cの抵抗は、中間転写体5と接して放電するために充分な表面抵抗を有している必要がある。その値としては、106 〜1015Ω(1kV印加時)が有効である。
表面抵抗の測定には100 ×100mm の導電性シートに、同様な条件で被覆層を塗布したサンプルを作り、Advantest 社製R8340A及びR12704 を用い、印加電圧1KV、Discharge 5sec 、Charge 30sec 及びmeasure 30sec の条件で測定した値である。
【0041】
本実施形態で使用したクリーニング帯電ローラ8の構成は、外径12mmのステンレス製芯金からなる導電性支持体8a上に、弾性層8bとして厚さt=3mmのウレタンスポンジ、体積抵抗率107 Ωcm(1kV印加時)を構成し、被覆層8cとして、フッ素樹脂を用いた。その厚さは200 μm 、表面抵抗値は1014Ωである。外径は約18mmである。
【0042】
上記ローラの実使用抵抗を前述した図3に示す方法で測定した。ここで言う実使用抵抗とは、弾性層、被覆層を含め、クリーニング帯電ローラとしての抵抗のことである。その結果クリーニング帯電ローラの実使用抵抗は2×109 Ωであった。
【0043】
尚、実験の結果、クリーニング帯電ローラ8に望まれる実使用抵抗値は、上記測定方法で5×106 〜5×109 Ωの範囲で使用可能である。
【0044】
また被覆層8cの厚みは100 〜300 μm で効果があることを確認した。
【0045】
クリーニング帯電ローラ8に印加されるバイアスは、DC成分として、正バイアス20μA 定電流制御(発生電圧: 4〜5kV)及び逆バイアス−2kV、AC成分として5kVpp、1000Hzが各々独立に印加可能となっている。
【0046】
(転写ベルト)
次に、二次転写手段としての転写ベルト6について以下に述べる。転写ベルト6を支持しているバイアスローラ6aとテンションローラ6bは同じ材質で構成しても、他の材質で構成していても一向に構わない。本実施形態では体積抵抗率5×104 (100 V印加時)のEPDMを用いた。硬度はJIS A で60度である。両ローラは直径14mmのSUS 芯金上に外径20mmになるように構成した。
【0047】
転写ベルト6では、その外径寸法は65×300mm のチューブ形状で、厚さは300 μm 、体積抵抗率は前述の測定方法と同様で、108 〜1012Ωcmである。
【0048】
本実施形態では、表層にフッ素樹脂、基層にウレタンエラストマーの2層構成の転写ベルトを用い、体積抵抗率1011Ωcm、表面抵抗1012〜1013Ωに制御している。
【0049】
中間転写体5の感光体ドラム1に対する当接圧は10kgf 。クリーニング帯電ローラ8の中間転写体5に対する当接圧1kgf 。転写ベルト6の中間転写体5に対する当接圧は5kgf である。
【0050】
また、本実施形態の画像形成装置は、感光体ドラム1上の暗電位(一次帯電による非画像部電位)Vd =−550 V、明電位(レーザ露光による画像部電位)VI =−150 Vであり、現像方法はYMCトナーの場合は非磁性1成分ジャンピング現像、現像バイアスVdc=−400 V、Vac=1800Vpp、周波数=2300Hzであり、Bkトナーは磁性1成分ジャンピング現像、現像バイアスVdc=−400 V、Vpp固定=1600Vpp、Duty55:45、周波数=2300Hzである。また、プロセススピード=120mm/sec であり、一次転写バイアスは1色目が+200 Vで、2色目は+300 V、3色目は+300 V、4色目は+200 Vである。
【0051】
{クリーニング構成}
前述した構成の画像形成装置にあっては、中間転写体5に一次転写されたトナー像を転写材Pに転写した後、クリーニング工程において中間転写体5に残留したトナーに対してクリーニング帯電ローラ8を中間転写体5の非画像領域に接触させてバイアス印加し、転写残トナーを逆極性に帯電させることでこれを感光体ドラム1に転移させ、感光体ドラムクリーナ12に回収させるようにしている。
【0052】
しかし、二次転写残トナーが多い場合、全てのトナー極性を反対極性に再帯電させることができず、その一部がクリーニング帯電ローラ8の表面に付着することがある。そのような状態で連続プリントされると、クリーニング帯電ローラ8上へのトナー付着が進行し、クリーニング帯電ローラ8のトナー保持能力が限界に達したときに、中間転写体5上にトナーを吐き出したり、或いはそのまま放置するとクリーニング帯電ローラ8表面にトナーが固着するおそれがある。
【0053】
そこで、本実施形態では中間転写体5の転写残トナーを感光体ドラム1を介して回収すると共に、クリーニング帯電ローラ8に付着したトナーを積極的に中間転写体5に吐き出し、これを感光体ドラム1を介して回収するようにしている。
【0054】
これを具体的に説明すると、前述したレーザープリンタでカラープリントする場合、クリーニング帯電ローラ8は中間転写体5上の画像が画かれない部分(非画像領域)で当接し、二次転写残トナーを帯電した後、再び非画像領域で離間する。この非画像領域へのクリーニング帯電ローラ8の接触の際に、図5に示すように、該ローラ8に付着したトナーを中間転写体5に吐き出す。尚、図5は中間転写体5を水平に展開した概念図であり、画像領域は感光体ドラム1からトナー像が一次転写される領域であり、非画像領域は一次転写されない領域であって、その左端と右端は同一地点である。
【0055】
中間転写体5は矢印A方向へ回転し、画像領域は図5▲1▼▲4▼▲7▼の領域であり、非画像領域は▲2▼▲3▼▲5▼▲6▼の領域である。そして、感光体ドラム1からの一次転写は図5▲1▼▲7▼の領域と▲4▼の領域とで一次転写工程とクリーニング工程とが交互に行われ、中間転写体5へのクリーニング帯電ローラ8の接離は非画像領域において行われる。
【0056】
ここでは、図5▲1▼▲7▼の領域で一次転写を行い、図5▲4▼の領域で二次転写残トナーのクリーニング帯電を行う例で説明する。前プリントのクリーニングによってトナーが付着したクリーニング帯電ローラ8は図5の▲2▼の領域に接触する。このとき、クリーニングバイアスがOFFの状態であるため、該ローラ8に付着したトナーは静電気的、機械的に中間転写体5に転移する(図5の当接時吐き出しトナー)。
【0057】
次に約200ms 後、クリーニング帯電ローラ8には二次転写残トナークリーニングバイアスであるDCバイアスとACバイアスを重畳して印加し、中間転写体5上の残トナーを帯電させるクリーニング工程にはいる(図5▲3▼▲4▼▲5▼の領域)。このバイアス印加によって前のプリント後に中間転写体5に残留した二次転写残トナーが逆極性に帯電されると共に(図5▲4▼の領域)、その前後の非画像領域(図5▲3▼▲5▼の領域)において前回及び今回クリーニング工程におけるクリーニング帯電ローラ8の離間時に中間転写体5に吐き出されたトナーが逆極性に帯電される。このクリーニングバイアス印加時はクリーニング帯電ローラ8から中間転写体5へトナーは転移しない。
【0058】
その後、クリーニング帯電ローラ8が中間転写体5に接触している非画像領域において、クリーニングバイアスをOFFする。このバイアスOFFによってクリーニング帯電ローラ8に付着しているトナーが中間転写体5に吐き出される(図5▲6▼の領域)。そして、クリーニング帯電ローラ8が画像形成領域へ入る前に中間転写体5から離間する。
【0059】
前述のように、クリーニング帯電ローラ8を中間転写体5の非画像領域で当接、離間すると共にクリーニングバイアスのON、OFFを調整し、且つ中間転写体5へのクリーニング帯電ローラ8の接触時間をTc 、中間転写体5への画像形成周期をTp 、中間転写体5に接触したクリーニング帯電ローラ8へのバイアス印加時間をTbとしたとき、Tp<Tb<Tcの関係を有するように、クリーニング帯電ローラ8の中間転写体5への当接時間を中間転写体5の画像転写1周期よりも長くすることにより、クリーニング帯電ローラ8に付着したトナーを積極的に中間転写体5に吐き出し、且つこの吐き出されたトナーに対しても帯電バイアスを印加して電荷が付与される。
【0060】
即ち、クリーニング帯電ローラ8を中間転写体5に接触させた直後に中間転写体5に吐き出されたトナー(図5▲2▼)は1周期後の図5▲5▼において帯電され、中間転写体5から離間直前に吐き出されたトナーは(図5▲6▼)は1周期後の図5▲3▼において帯電される。
【0061】
よって、中間転写体5に残留した転写残トナー及びクリーニング帯電ローラ8から吐き出されたトナーの双方が確実に感光体ドラム1に転移し、このドラム1から感光体ドラムクリーナ12に回収される。このため、クリーニング帯電ローラ8に付着したトナーがクリーニングされずに長期間放置されて固着することはない。
【0062】
尚、本実施形態においては、非画像領域が90mmでこの領域の通過時間は約740ms である。クリーニング帯電ローラ8が中間転写体5に当接するタイミングは、画像形成後(画像領域▲1▼の後端)から100ms 後に当接し、その200ms 後にクリーニングバイアスを印加する。
【0063】
一方、クリーニング帯電ローラ8が中間転写体5から離間するタイミングは、画像領域先端(画像領域▲7▼の先端)手前400ms でクリーニングバイアスをOFFし、画像先端手前200ms でクリーニング帯電ローラ8を離間させるようにしている。
【0064】
また、フルカラープリントでは、前記工程の繰り返しによって画像形成が行われた後、最終工程の後回転にはいる。本実施形態ではこの後回転では中間転写体5上に存在する残トナーを全てクリーニング帯電ローラ8によって再帯電して感光体ドラム1を介して感光体ドラムクリーナ12に回収させ、転写残トナーの完全回収を図るようにしている。
【0065】
〔第2実施形態〕
次に本発明の第2実施形態として、画像形成終了時の後処理時、即ち後回転中にクリーニング帯電ローラ8からトナーを吐き出し、クリーニング帯電ローラ8に付着したトナーをクリーニングする構成を図6を参照して説明する。尚、図6は後回転中のクリーニング帯電ローラ8のトナー吐き出し概念説明図である。
【0066】
図6(a) に示すように、プリント最終周でトナー像を転写材に転写した後の中間転写体5に残留した二次転写残トナーがクリーニング帯電ローラ8の位置に到達する以前に、クリーニング帯電ローラ8はクリーニングバイアスOFF状態で中間転写体5に当接する。このとき、前述した第1実施形態で述べたと同様に、クリーニング帯電ローラ8の当接による吐き出しトナーが中間転写体5上に付着する(図6(a) の当接吐き出しトナー)。
【0067】
次に、図6(b) に示すように、後回転1周目ではクリーニングバイアスを印加してクリーニングを行う。この周回で前記クリーニング帯電ローラ8の当接による吐き出しトナーは再帯電され、感光体ドラム1に転移(クリーニング)して感光体ドラムクリーナ12に回収される。
【0068】
その後、本実施形態では、クリーニング帯電ローラ8を中間転写体5に当接させたまま印加バイアスを振って、クリーニング帯電ローラ8上に付着したトナーを吐き出す。各バイアスの印加時間は約1秒で、外径18mmのクリーニング帯電ローラ8が約2周回る時間である。
【0069】
即ち、後回転1周目では、DC正バイアスとACバイアスを重畳したクリーニングバイアスのうち、DC正バイアスをOFFし、ACバイアスのみを印加する。このACバイアスにより、クリーニング帯電ローラ8と中間転写体5との間でジャンピング(交互運動)していた無極性のトナーは、中間転写体5に吐き出される(図6(b) のAC吐き出しトナー)。
【0070】
次いで後回転2周目では、図6(c) に示すように、中間転写体5上の二次転写残トナーはクリーニングされているので、その部分(ここでは画像領域に相当する)に、まずDC逆バイアスのみを印加し、次いで全てのバイアスをOFFする。前記DC逆バイアスでは負極性に帯電しているトナーが、バイアスOFF状態では機械的に付着しているトナーが吐き出される(図6(c) のDC逆バイアス吐き出しトナー及び無極性トナーの吐き出し)。
【0071】
この周回の後半から、印加バイアスをDC正バイアスとACバイアスを重畳したクリーニングバイアスにに変更し、先に吐き出されたACバイアスのみ印加されたときのトナーをクリーニングする(図6(c) のAC吐き出しトナーのクリーニング)。
【0072】
最後の3周目では、図6(d) に示すように、クリーニングバイアスで、DC逆バイアスでは負極性に帯電しているトナーと、バイアスOFF状態で機械的に付着しているトナーをクリーニングする(図6(d) のDC逆バイアス吐き出しトナーのクリーニング及び無極性トナーのクリーニング)。
【0073】
最後に、クリーニング帯電ローラ8を中間転写体5から離間するときは、クリーニング帯電ローラ8の表面にトナーが付着していないので、クリーニングバイアスをOFFした状態でクリーニング帯電ローラ8を中間転写体5から離間させても中間転写体5上にはクリーニング帯電ローラ8からの吐き出しによるトナーは残らない。
【0074】
前述のようにして画像形成の後回転中においてクリーニング帯電ローラ8のクリーニングを完全に行うことで、クリーニング帯電ローラ8のトナー吐き出しによる画像不良やクリーニング帯電ローラ8表面のトナー固着等を防止することができる。
【0075】
〔第3実施形態〕
次に本発明の第3実施形態として、画像形成開始直前の前処理時、即ち前回転中にクリーニング帯電ローラ8からトナーを吐き出し、クリーニング帯電ローラ8表面のクリーニングする構成を図7を参照して説明する。尚、図7は前回転中のクリーニング帯電ローラのトナー吐き出し概念説明図である。
【0076】
図7(a) に示すように、プリントシーケンスの回転開始直後の前回転時に、クリーニング帯電ローラ8の当接位置における非画像領域で、クリーニング帯電ローラ8をクリーニングバイアスOFF状態で中間転写体5に当接させてトナーを吐き出す(図7(a) の当接吐き出しトナー)。当接時間は約1秒で、クリーニング帯電ローラ8の2周分相当である。その後、クリーニング帯電ローラ8にはクリーニングバイアスを印加する。
【0077】
次にプリント1周目においては、図7(b) に示すように、中間転写体5に一次転写されたトナー像はクリーニング帯電ローラ8位置には到達していないため、継続してクリーニングバイアスを印加し、クリーニング帯電ローラ8が当接して1周の後、先に吐き出されたトナーを再帯電し、感光体ドラム1に回収させる(図7(b) の当接吐き出しトナーのクリーニング)。
【0078】
この場合、クリーニング帯電ローラ8が中間転写体5に当接してトナーを吐き出した後、前記クリーニングバイアスを印加せず、クリーニング帯電ローラ8を一旦離間させても1周の後に改めてクリーニング帯電ローラ8を当接させ、吐き出されたトナーを再帯電してやれば、その効果に変わりはない。
【0079】
このようにトナーを吐き出す場合、クリーニング帯電ローラ8に付着するトナーは大部分吐き出されるので、クリーニング帯電ローラ8の離間時に再びトナーが吐き出されることはほとんど無い。
【0080】
前述のように、画像形成の前回転中においてクリーニング帯電ローラ8のクリーニングを実施した場合でも、クリーニング帯電ローラ8のトナー吐き出しによる画像不良や、クリーニング帯電ローラ8表面トナー固着等を防止することができる。
【0081】
〔他の実施形態〕
前述した実施形態では電子写真画像プロセスを例示したが、本発明の画像形成装置は静電記録プロセス、磁気記録プロセスであっても同様に適用することができる。従って、前述した実施形態では像担持体として電子写真感光体を例示したが、静電記録誘電体、磁気記録磁性体等であってもよい。
【0082】
また、中間転写体としてはドラム形状に限定するものではなく、ベルト形状であってもよい。
【0083】
また、転写材としては転写紙、記録紙、印刷紙、カード、封筒、ハガキ等であり、材質も紙に限定する必要はなく、プラスチックシート等であってもよい。
【0084】
【発明の効果】
本発明は前述のように構成したために、中間転写体に残留したトナーに電荷を付与するために中間転写体に接触した接触帯電手段から中間転写体に吐き出されたトナーに対しても接触帯電手段から電荷が付与されるために、中間転写体に残留した転写残トナー及び接触帯電手段から吐き出されたトナーの双方を確実に回収することが可能となる。
【0085】
このため、接触帯電手段に付着したトナーがクリーニングされずに長期間放置されて固着することも防止できるものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】電子写真プロセスを利用したカラーレーザープリンタの概略断面説明図である。
【図2】中間転写体の断面説明図である。
【図3】中間転写体の抵抗測定構成の説明図である。
【図4】接触帯電手段としてのクリーニング帯電ローラの断面説明図である。
【図5】画像形成中のクリーニング帯電ローラのトナー吐き出しクリーニングの概念説明図である。
【図6】後回転中のクリーニング帯電ローラ8のトナー吐き出し概念説明図である。
【図7】前回転中のクリーニング帯電ローラのトナー吐き出し概念説明図である。
【符号の説明】
E1 …一次転写バイアス電源
E2 …二次転写バイアス電源
P …転写材
1 …感光体ドラム
2 …一次帯電ローラ
3 …画像露光
4Bk…ブラック現像器
4C …シアン現像器
4M …マゼンタ現像器
4Y …イエロー現像器
5 …中間転写体
5a …円筒状導電性支持体
5b …弾性層
5c …表層
6 …転写ベルト
6a …バイアスローラ
6b …テンションローラ
7 …転写前帯電器
8 …クリーニング帯電ローラ
8a …導電性支持体
8b …弾性層
8c …被覆層
9 …レジストローラ
10 …転写前ガイド
11 …定着器
12 …感光体ドラムクリーナ
13a …アルミシリンダ
13b …高圧電源
13c …標準抵抗

Claims (4)

  1. 像担持体上に順次形成される複数色の現像剤像を中間転写体に順次一次転写し、前記中間転写体に形成された現像剤像を一括して転写材に二次転写してカラー画像を得る画像形成装置において、
    前記中間転写体上に残留した現像剤に電荷を付与するために前記中間転写体に接離可能な接触帯電手段を有し、
    前記中間転写体の画像領域外で前記接触帯電手段の接離を行うと共に、前記中間転写体への接触帯電手段の接触時間をTc 、前記中間転写体への画像形成周期をTp 、前記中間転写体に接触した接触帯電手段へのバイアス印加時間をTbとしたとき、Tp<Tb<Tcの関係を有するよう構成したことを特徴とする画像形成装置。
  2. 前記接触帯電手段を前記中間転写体に接触させた状態で印加バイアスをオン、オフすることを特徴とする請求項1記載の画像形成装置。
  3. 前記接触帯電手段に付着した現像剤を前記中間転写体の非画像領域に転写し、該現像剤を接触帯電手段で帯電させて前記像担持体を介して回収するよう構成したことを特徴とする請求項1又は請求項2記載の画像形成装置。
  4. 前記接触帯電手段に付着した現像剤の中間転写体への転写を、画像形成の後処理時、又は前処理時に行うことを特徴とする請求項3記載の画像形成装置。
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