JP3862426B2 - 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している。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課題になっている。
【0004】
上記課題を解決するために、例えば中間転写体クリーニング手段として中間転写体にクリーニングブレードを当接させ、中間転写体に付着したトナーを除去、回収する方法がある。しかし、この方法は中間転写体の表面が摩耗してしまい、本来の転写性能が満たされなくなって中間転写体の寿命を縮めてしまう問題がある。
【0005】
そこで、中間転写体上のトナーに電荷を付与するバイアス印加ローラを用いる方法がある。これは、例えば負帯電性のトナーを用いた場合、転写残トナーの付着した中間転写体に対してバイアス印加ローラを当接し、正バイアスを印加することによって転写残トナーを正極性に帯電する。そして像担持体と中間転写体との一次転写ニップ部では像担持体上の負に帯電したトナーを中間転写体に転写するために中間転写体に正バイアスが印加されており、正極性に帯電された転写残トナーは、この電位差によって一次転写ニップ部で中間転写体から像担持体に対して吸着、回収されることにより、中間転写体をクリーニングするものである。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記バイアス印加ローラを用いる構成においては、装置の置かれている環境やトナーの状態等によって転写残トナーのもつ電荷の極性は一定とはならないため、バイアス印加ローラによる帯電工程で転写残トナーがバイアス印加ローラに付着することがある。例えば、転写残トナーの負極性が強いと、バイアス印加ローラで正バイアスを印加した場合に、転写残トナーを正極性に電荷付与することができず、転写残トナーはバイアス印加ローラに付着してしまうことがある。そして、ローラに付着したトナーの量が多い場合はバイアス印加ローラに上に蓄積してしまい、いずれは負極性のトナーはバイアス印加ローラに付着せずにバイアス印加ローラを通過して一次転写ニップ部においても像担持体に回収されることなく、クリーニング不良となる可能性が出てくる。
【0007】
また清掃等のメンテナンスをしなければバイアス印加ローラに大量のトナーが付着した場合に、ローラに付着したトナーが中間転写体クリーニング工程において再び中間転写体に付着してしまい、画像不良を引き起こすという問題もある。
【0008】
また、バイアス印加ローラに付着したトナーが装置本体内に飛散してしまい、プリント出力物を汚してしまうなどの問題もある。
【0009】
本発明は上記課題を解決するものであり、その目的は、周囲の環境やトナー量の影響を受けることなく中間転写体に残留したトナーを確実に除去可能な画像形成装置を提供するものである。
【0010】
【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、像担持体上に形成される現像剤像を中間転写体に一次転写し、前記一次転写像を転写材に二次転写して画像を得る画像形成装置において、前記中間転写体に残留した現像剤を除電する除電手段と、前記中間転写体のクリーニングをするために、前記中間転写体に接触して前記中間転写体に残留した現像剤を帯電する帯電ローラを有する帯電手段と、を設け、前記帯電手段による中間転写体クリーニング工程後に前記中間転写体に前記帯電手段で帯電した極性と同極性のバイアスを印加するとともに前記帯電手段のバイアスをオフしてから、前記中間転写体に残留した現像剤を前記除電手段で除電した後、前記帯電手段により再度帯電して前記中間転写体をクリーニングすることを特徴とする。
【0011】
上記構成にあっては、中間転写体に残留したトナーを除電した後に再度帯電することにより転写残トナーを確実に回収するための帯電極性に帯電させることができ、周囲の環境やトナー量の影響を受けることなく確実に回収することが可能となる。
【0012】
また、中間転写体上の転写画像に対して電荷を付与する転写前帯電手段と、中間転写体上の現像剤に対して電荷を付与する現像剤帯電手段とにより、残留トナーの除電と回収するための帯電を行うようにすることにより、別途除電手段を設けることなく中間転写体に残留したトナーを回収することができ、装置本体のコストを抑え、装置の省スペース化も可能となるものである。
【0013】
【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1乃至図3を参照して説明する。尚、図1は電子写真方式のカラー画像形成装置全体の模式説明図であり、図2は転写残トナーの帯電回収工程の概念説明図、図3はクリーニング不良トナーの除電工程の概念説明図である。
【0014】
(全体構成)
まず、装置の全体構成について概略説明すると、これは図1に示すように、装置は像担持体としての感光体ドラム1と、該ドラム1の表面を一様に帯電する一次帯電手段としての帯電ローラ2と、表面が一様に帯電された感光体ドラム1に画像情報に応じた露光を行うレーザー露光装置3と、前記露光によって形成された潜像をブラック(Bk)トナーで現像するブラック現像器4及びイエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)の色トナーで現像する回転式の色現像器5と、現像されたトナー像を一次転写するための中間転写体6、中間転写体6にトナー像転写後に感光体ドラム1に残留したトナーを除去するクリーニング器7、中間転写体6に転写された像を転写材Pに転写するための二次転写ベルト8、転写材Pに転写されたトナー像を定着するための定着器9、転写材Pにトナー像を転写した後に中間転写体6上に残留したトナーに電荷を付与するトナー帯電手段としてのクリーニングバイアス印加ローラ10、転写前帯電手段としての転写前帯電器11で構成される。
【0015】
上記画像形成装置の動作は、例えば感光体ドラム1の表面は帯電ローラ2によって−550 Vに均一に帯電され、次いでレーザー露光装置3によって画像パターンが露光されて静電潜像が形成される。露光後の感光体ドラム1の表面は未露光部分電位が−550 V、電光部分電位は−180 Vとなる。現像器4,5の現像スリーブには−350 Vの現像バイアスが印加され、表面は負帯電性のネガトナーで現像され、静電潜像が顕像化する。
【0016】
感光体ドラム1と中間転写体6は略等速で回転し、中間転写体6には+200 Vの一次転写バイアスが印加され、感光体ドラム1上のトナー像は一次転写ニップ部(感光体ドラムと中間転写体との圧接部)において感光体ドラム1と中間転写体6との電位差と圧力によって中間転写体6に転写される。上記行程をイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの4色のトナーについて繰り返すことで中間転写体6上に4色の版が重なった画像が形成される。
【0017】
転写前帯電器11は開口幅約15mmのシールドの中央に直径約6μm のタングステン線に金メッキを施したものを張って構成されている。シールドは接地され、転写前帯電器11の帯電線に10kVpp、500 Hzの交流成分に−1200Vの直流成分を重量させたバイアスを印加し、中間転写体6上の未転写画像に対してコロナ放電によって電荷を付与する。
【0018】
次の二次転写工程では中間転写体6に二次転写ベルト8が加圧され、二次転写バイアスとして+2kVの電圧が印加されると共に、転写材Pとして紙等を通過させる。中間転写体6上の各色のトナーは転写前帯電器11によって均一な電荷に揃っているため、トナー像は安定して転写材Pに転写される。そして、転写材Pが定着器9を通過すると、トナー像は混色と同時に転写材Pに定着され、フルカラー画像が得られる。
【0019】
(残留トナー除去構成)
上記カラー画像の転写形成に際し、中間転写体6に一次転写されたトナーが転写材Pに二次転写しきれずに、僅かなトナーが残留することがある。次に前記残留トナーを回収するための構成について説明する。
【0020】
図2のトナー回収工程の概念図において、クリーニングバイアス印加ローラ10は中間転写体6と平行に支持されていて、クリーニングバイアス印加ローラ10を中間転写体6に圧接させると中間転写体6の回転と共に従動する。中間転写体6には二次転写残トナーT1 が付着している。
【0021】
そこで、クリーニングバイアス印加ローラ10に2kHz、3kVppの交流電圧に+1000Vの直流電圧を重量させて印加する。すると、中間転写体6とクリーニングバイアス印加ローラ10とのニップを通過するトナーは逆極性の正極性に帯電される。このとき負極性に帯電した転写残トナーT1 はクリーニングバイアス印加ローラ10に付着してしまう。正極性の転写残トナーT1 はクリーニングバイアスによってさらに正極性に帯電されながら中間転写体6とクリーニングバイアス印加ローラ10のニップを通過する。そして、正極性に帯電した帯電トナーT2 は、その後一次転写ニップ部において+200 Vの一次転写バイアスと−180 〜−550 Vの感光体ドラム1との電位差によって感光体ドラム1に吸着し、クリーニング器7によって回収される。
【0022】
このとき、クリーニングバイアス印加ローラ10による帯電が不十分で正極性の弱いトナーは一次転写ニップ部において感光体ドラム1に回収されずに中間転写体6上に残る。そこで、図3に示すように、転写前帯電器11に交流バイアスのみを印加すると、一次転写ニップ部において十分に感光体ドラム1に回収されなかったトナーはここで除電されてほとんど電荷を持たない状態となる。その結果、除電されたトナーが再びクリーニングバイアス印加ローラ10を通過する際に、通常のクリーニング工程と同様に正極性に帯電されて一次転写ニップ部において感光体ドラム1に回収されることになる。
【0023】
尚、二次転写の転写残トナーの極性が強い負極性であった場合は、中間転写体クリーニング工程でプラスバイアスを印加したクリーニングバイアス印加ローラ10に転写残トナーが付着してしまう。そこで、中間転写体クリーニング工程後に中間転写体6にプラスバイアスを印加したままクリーニングバイアス印加ローラ10のバイアスをOFFにすると、クリーニングバイアス印加ローラ10に付着した負極性のトナーは中間転写体6の表面に移動する。これらのトナーは感光体ドラム1に回収されることなく、中間転写体6に付着したまま転写前帯電器11の位置を通過するので、転写前帯電器11に交流バイアスのみを印加してこれらのトナーを除電する。除電されたトナーは前記と同様に再びクリーニングバイアス印加ローラ10を通過する際に正極性に帯電されて一次転写ニップにおいて感光体ドラム1に回収される。
【0024】
前述のように、中間転写体6のクリーニング工程において、中間転写体6に残留したトナーを除電してから再度帯電することにより、装置環境や記録されるトナー量の影響を受けることなく、また大量の連続記録時においても中間転写体6に残留したトナーを確実に除去し、クリーニングバイアス印加ローラ10に付着したトナーも除去することができる。
【0025】
(他の実施形態)
前述した実施形態ではクリーニングバイアス印加ローラ10を中間転写体6に対して従動する例を示したが、前記ローラ10は駆動をもって回転させるようにしてもよい。
【0026】
また、前述した実施形態では中間転写体6としてドラム形状のものを用いた例を示したが、中間転写体はこれに限らず、例えばベルト状の中間転写体でも効果は同じである。
【0027】
また、中間転写体6に一次転写したトナー像を転写材Pに二次転写する部材として、前述した実施形態では二次転写ベルト8を用いた例を示したが、これはベルト転写方式に限らず、従来のコロナ転写、転写ローラ方式等を用いてもよい。
【0028】
また、前述した実施形態における転写バイアス、クリーニングバイアス等の値はそれぞれの系に最適な値にするものであって、前述した実施形態の値に限定されるものでないことは当然である。
【0029】
更に、前述した実施形態では反転現像プロセスを例示したが、これは正転現像プロセスであっても適用可能である。
【0030】
【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を除電した後に再度帯電することにより残留トナーを確実に回収するための帯電極性に帯電させることができ、周囲の環境やトナー量の影響を受けることなく確実に回収することが可能となる。そして、中間転写体クリーニング工程後に中間転写体を残留現像剤極性と同極性のバイアス印加して再度クリーニングすることで帯電手段に付着した現像剤も確実に回収することができる。
【0031】
また、中間転写体上の転写画像に対して電荷を付与する転写前帯電手段と、中間転写体上の現像剤に対して電荷を付与する現像剤帯電手段とにより、残留トナーの除電と回収するための帯電を行うようにすることにより、別途除電手段を設けることなく中間転写体に残留したトナーを回収することができ、装置本体のコストを抑え、装置の省スペース化も可能となるものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】電子写真方式のカラー画像形成装置全体の模式説明図である。
【図2】転写残トナーの帯電回収工程の概念説明図である。
【図3】クリーニング不良トナーの除電工程の概念説明図である。
【符号の説明】
P …転写材
T1 …転写残トナー
T2 …帯電トナー
1 …感光体ドラム
2 …帯電ローラ
3 …露光装置
4 …色現像器
5 …ブラック現像器
6 …中間転写体
7 …クリーニング器
8 …二次転写ベルト
9 …定着器
10 …クリーニングバイアス印加ローラ
11 …転写前帯電器

Claims (2)

  1. 像担持体上に形成される現像剤像を中間転写体に一次転写し、前記一次転写像を転写材に二次転写して画像を得る画像形成装置において、
    前記中間転写体に残留した現像剤を除電する除電手段と、
    前記中間転写体のクリーニングをするために、前記中間転写体に接触して前記中間転写体に残留した現像剤を帯電する帯電ローラを有する帯電手段と、
    を有し、
    前記帯電手段による中間転写体クリーニング工程後に前記中間転写体に前記帯電手段で帯電した極性と同極性のバイアスを印加するとともに前記帯電手段のバイアスをオフしてから、前記中間転写体に残留した現像剤を前記除電手段で除電した後、前記帯電手段により再度帯電して前記中間転写体をクリーニングする
    ことを特徴とする画像形成装置。
  2. 前記除電手段は画像転写工程においては交流電界と直流電界によって前記中間転写体上に転写された転写画像に電荷を付与し、前記中間転写体クリーニング工程においては交流電界のみによって前記中間転写体に残留した現像剤を除電す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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