JPH08248850A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 転写ローラに付着したトナー及び感光体上の
トナーを容易にクリーニング可能とし、これにより記録
紙の裏面が転写ローラに付着したトナーにより汚れるこ
とのない画像形成装置を提供する。 【構成】 像担持体１０に形成されたトナー像を、該像
担持体１０に転写材Ｐを転写ローラ１８により圧着して
転写する画像形成装置において、弾性を有するクリーニ
ングブレード２２１であって、該クリーニングブレード
２２１の硬度が４０°から９０°（ＪＩＳＫ６３０１規
定Ａ硬度）であるブレード２２１を前記像担持体１０に
当接し、且つ前記転写ローラ１８には非転写時に転写時
と同極性及び逆極性のバイアスを交互に印加する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は電子写真方式による画像
形成装置に係わり、特にトナー像を転写する転写ローラ
及像担持体のクリーニングを改良した画像形成装置に関
する。

【０００２】

【従来の技術】像担持体（以下感光体とも言う）表面に
形成されたトナー像は、転写材（以下記録紙とも言う）
上に各種転写手段により転写される。各種転写手段の中
の１つとして、コロナ電極としての転写電極によりトナ
ー画像を記録紙上に転写する方法は多く用いられてい
る。しかし転写電極のコロナ放電による方法は、高電圧
を使用するためオゾン発生による環境問題があり、又高
電圧のため装置内で他の装置や回路に対する放電対策が
必要である。そのため近年に至って転写手段として転写
ローラによる方法が使用されるようになって来ている。

【０００３】転写ローラによる方法は、コロナ電極とし
ての転写電極より低い電圧を使用するため、オゾン発生
は少なくなり、転写効率が良くなる長所を有している。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上述のように転写ロー
ラによる転写方法は長所を有しているが、他方では転写
ローラに付着したトナーは、感光体に転写ローラを圧着
するためにトナーの感光体への付着力が大きくクリーニ
ングが難しい。

【０００５】転写ローラへのトナーの付着は各種状況に
より発生しやすい。その１つとして、前述のように転写
ローラによる感光体上のトナー画像の記録紙への転写
は、転写効率は良いが但し１００％トナーは記録紙へ転
写されるわけではなく感光体上に残留トナーが生ずる。
この感光体上の残留トナーはクリーニングブレードによ
りクリーニングされるが、これも完全にクリーニングさ
れるわけではなく、特にクリーニングブレードが長時間
の使用により変化してくると感光体上にトナーが残って
来る。

【０００６】そして感光体に対する転写ローラは、転写
ローラが感光体へ常時圧着している場合とカラー画像の
ように複数種類のカラートナーが重ね合わされてカラー
画像が形成された後、転写域において転写タイミングに
同期して感光体周面に転写ローラを圧着する場合とがあ
る。しかしいずれの場合も、トナー画像が形成されてい
ない部分の感光体面ではあっても残留トナーがある感光
体面に転写ローラは圧着されることになる。

【０００７】又記録紙が転写域に給紙される直前に紙詰
まり（ジャム）を起こしたような場合、感光体上のトナ
ー画像はそのまま転写ローラに圧着されることになる。
或いは感光体上の画像よりも小さい記録紙を間違って送
った場合も記録紙よりはみ出た部分のトナー画像はこれ
も又そのまま転写ローラに圧着される。更に感光体周辺
に浮遊しているトナーが転写ローラに付着する場合もあ
る。

【０００８】一方転写ローラは、シリコンゴム、ポリウ
レタン、ＥＰＤＭ等の発泡タイプの材料により作られて
いるため、非常に微粒子のトナーは転写ローラ表面にそ
もそも付着しやすい。このように転写ローラ表面にはト
ナーが付着しやすく、従って転写ローラに付着したトナ
ーにより記録紙の裏面は転写時に汚されることになる。
そのために転写ローラ表面にクリーニングブレードを当
接としてトナーを除去することも行なわれているが、必
ずしも満足した結果が得られていない。

【０００９】本発明は、上記課題を解決するためになさ
れたものである。すなわち、転写ローラに付着したトナ
ー及び感光体上のトナーを容易にクリーニング可能と
し、これにより記録紙の裏面が転写ローラに付着したト
ナーにより汚れることのない画像形成装置を提供するこ
とを目的としたものである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的は、像担持体に
形成されたトナー像を、該像担持体に転写材を転写ロー
ラにより圧着して転写する画像形成装置において、弾性
を有するクリーニングブレードであって、該クリーニン
グブレードの硬度が４０°から９０°（ＪＩＳＫ６３０
１規定Ａ硬度）であるブレードを前記像担持体に当接
し、且つ前記転写ローラには非転写時に転写時と同極性
及び逆極性のバイアスを交互に印加することを特徴とす
る画像形成装置によって達成されるものである。

【００１１】

【実施例】本発明の実施例の説明に先立って、本発明に
基づく画像形成装置の一例であるカラープリンタの構成
とその作用を図１によって説明する。

【００１２】このカラープリンタは、像担持体上に順次
形成される各色トナー像を重ね合わせたのち、転写部で
記録紙上に１回で転写してカラー画像を形成し、その
後、分離手段により像担持体面から剥離する方式のカラ
ー画像形成装置である。

【００１３】図１において10は像担持体で、該像担持体
は、感光体ドラム又は感光体ベルトである。ここでの感
光体ドラムとしてはＳｅ，ＡＳ₂Ｓｅ₃，ａ−Ｓｉ，ＯＰ
Ｃ有機感光体等の素材が用いられる。ここに用いられる
特にＯＰＣとしては特開昭６４−１７０６６号公報、特
開平２−１８３２５８号公報、特開平２−１８３２６５
号公報、特開平３−１２８９７３号公報記載のＹ型チタ
ニルフタロシアニンもしくは多結晶型チタニルフタロシ
アニンを用いたものが好ましい。そして前述のＯＰＣ感
光体をドラム基体上に塗布形成したもので、接地されて
図示の時計方向に駆動回転される。12はスコロトロン帯
電器で、感光体ドラム10周面に対しＶ_Hの一様な帯電を
Ｖ_Gに電位保持されたグリッドとコロナ放電ワイヤによ
るコロナ放電によって与えられる。このスコロトロン帯
電器12による帯電に先だって、前プリントまでの感光体
の履歴をなくすために発光ダイオード等を用いたＰＣＬ
（帯電前除電器）11による露光を行って感光体周面の除
電をしておく。

【００１４】感光体ドラム10への一様帯電ののち、像露
光手段13により画像信号に基づいた像露光が行われる。
像露光手段13は図示しないレーザダイオードを発光光源
とし回転するポリゴンミラー131，ｆθレンズ132，シリ
ンドリカルレンズ133を経て反射ミラー134により光路を
曲げられ主走査がなされるもので、感光体ドラム10の回
転（副走査）によって潜像が形成される。本実施例では
文字部に対して露光を行ない、文字部の方が低電位Ｖ_L
となるような反転潜像を形成する。

【００１５】感光体ドラム10の周縁には、イエロー
（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒色（Ｋ）等
のトナーとキャリアとから成る現像剤をそれぞれ内蔵し
た現像器14（14Ｙ，14Ｍ，14Ｃ，14Ｋ）が設けられてい
て、先ず１色目のイエローの現像がマグネットを内蔵し
現像剤を保持して回転する現像スリーブ141によって行
われる。現像剤はフェライトをコアとしてそのまわりに
絶縁性樹脂をコーティングしたキャリアと、ポリエステ
ルを主材料として色に応じた顔料と荷電制御剤、シリ
カ、酸化チタン等を加えたトナーとからなるもので、現
像剤は層形成手段によって現像スリーブ141上に100μｍ
から600μmの層厚（現像剤）に規制されて現像域へと搬
送される。

【００１６】現像域における現像スリーブ141と感光体
ドラム10との間隙は層厚（現像剤）よりも大きい0.2ｍ
ｍから1.0mmとして、この間にＶ_ACのＡＣバイアスとＶ
_DCのＤＣバイアスが重畳して印加される。Ｖ_DCとＶ_H、
トナーの帯電は同極性であるため、Ｖ_ACによってキャリ
アから離脱するきっかけを与えられたトナーはＶ_DCより
電位の高いＶ_Hの部分には付着せず、Ｖ_DCより電位の低
いＶ_L部分に付着し顕像化（反転現像）が行われる。

【００１７】１色目の顕像化が終った後２色目のマゼン
タの画像形成行程にはいり、再びスコロトロン帯電器12
による一様帯電が行われ、２色目の画像データによる潜
像が像露光手段13によって形成される。このとき１色目
の画像形成行程で行われたＰＣＬ11による除電は、１色
目の画像部に付着したトナーがまわりの電位の急激な低
下により飛び散るため行わない。

【００１８】再び感光体ドラム10周面の全面に亘ってＶ
_Hの電位となった感光体のうち、１色目の画像のない部
分に対しては１色目と同様の潜像がつくられ現像が行わ
れるが、１色目の画像がある部分に対し再び現像を行う
部分では、１色目の付着したトナーにより遮光とトナー
自身のもつ電荷によってＶ_M′の潜像が形成され、Ｖ_DC
とＶ_M′の電位差に応じた現像が行われる。この１色目
と２色目の画像の重なりの部分では１色目の現像をＶ_L
の潜像をつくって行うと、１色目と２色目とのバランス
が崩れるため、１色目の露光量を減らしてＶ_H＞Ｖ_M＞Ｖ
_Lとなる中間電位とすることもある。

【００１９】３色目のシアン、４色目の黒色についても
２色目のマゼンタと同様の画像形成行程が行われ、感光
体ドラム10周面上には４色の顕像が形成される。

【００２０】一方給紙カセット15より半月ローラ16を介
して搬出された一枚の転写材（記録紙）Ｐは一旦停止
し、転写のタイミングの整った時点で給紙ローラ17の回
転作動により転写域へと給紙される。

【００２１】転写域においては転写のタイミングに同期
して感光体ドラム10の周面に転写ローラ18が圧着され、
給紙された記録紙Ｐを挟着して多色像が一括して転写さ
れる。

【００２２】次いで記録紙Ｐはほぼ同時に分離ブラシ19
によって除電され、感光体ドラム10の周面より分離して
定着装置20に搬送され、熱ローラ（上ローラ）201と圧
着ローラ（下ローラ）202の加熱、加圧によってトナー
を溶着したのち、排紙ローラ21を介して装置外部に排出
される。なお前記の転写ローラ18および分離ブラシ19は
記録紙Ｐの通過後感光体ドラム10の周面より退避離間し
て、次なるトナー像の形成に備える。

【００２３】一方記録紙Ｐを分離した感光体ドラム10
は、クリーニング装置22のクリーニングブレード221の
当接により残留トナーを除去・清掃し、再びＰＣＬ11に
よる除電と帯電器12による帯電を受けて次なる画像形成
のプロセスに入る。なお前記のクリーニングブレード22
1は感光体面のクリーニング後、直ちに移動して感光体
ドラム10の周面より退避する。

【００２４】次に本発明の実施例を図２乃至図４により
説明する。

【００２５】図２は、前述した図１の感光体ドラム、転
写ローラを中心とした近傍の拡大図である。図３は、転
写ローラのバイアスの説明図である。図４は、感光体の
クリーニングブレードの説明図である。

【００２６】図２において、転写ローラ１８はブリヂス
トン(株)製で硬度３０゜（ＪＩＳＫ６３０１規定Ｃ硬
度）の外径が１６φ、軸径が８φのものを使用してい
る。電気抵抗は３．０×１０⁷Ω（温度２０℃、湿度５
０％の環境下で測定）で感光体ドラム１０に２３０ｇ／
ｃｍ²の押圧力で圧着している。転写ローラ１８には、
図３（Ａ）で示すようにプラス（＋）側では８μＡの定
電流モードのバイアスと、マイナス（−）側では転写時
との逆極性の−１．２ｋＶの定電圧モードのバイアス
が、転写ローラ１８が記録紙Ｐに感光体ドラム１０上の
トナー画像を転写していない間は、感光体ドラム１０に
転写ローラ１８は圧着し、転写ローラ１８の半回転から
１回転毎に交互に前記バイアスが印加されるようになっ
ている。そしてこのような転写ローラのバイアス印加条
件をＣ１、図３（Ｂ）に示すような−１．２ｋＶのバイ
アス印加条件をＣ２とした。

【００２７】一方、感光体ドラム１０をクリーニングす
るクリーニングブレード２２１は、ポリウレタンを使用
し、感光体ドラム１０に対するクリーニングブレード２
２１の当接方式を図４（Ａ）で示すカウンタ方式と図４
（Ｂ）で示すトレイル方式で行った。

【００２８】そして上記転写ローラ１８のバイアス印加
条件及びクリーニングブレード２２１の硬度、厚さ、押
圧力、当接方式を、各種変えて組み合わせた条件の元で
行った実施例と比較例の結果を表１に示す。

【００２９】

【表１】

【００３０】上記実施例と比較例からも判るように、転
写ローラ１８のバイアス印加条件がＣ１、クリーニング
ブレード２２１の硬度が５０゜から８０゜の間において
は、ブレード２２１の厚さが２ｍｍから３ｍｍあって、
ブレード２２１の感光体ドラム１０への当接の押圧力が
１．５ｇ／ｃｍ^２から３ｇ／ｃｍ²であっても、ブレー
ド221の感光体ドラム１０への当接方式に関係なく、転
写ローラ１８のクリーニング効率は８００００枚プリン
ト後も初期の９５％以上を維持している。そして感光体
ドラム１０のクリーニング状況も、８００００枚プリン
ト後でも初期の状態が維持されている。このように転写
ローラ１８のクリーニング効率も、感光体ドラム１０の
クリーニング状況も非常に安定して良い結果を得てい
る。

【００３１】これは前述のように、転写ローラ１８へ転
写時と同極性及び逆極性のバイアスを交互に印加するこ
とにより、正規帯電のマイナス帯電トナーに混ざってい
る逆帯電トナーを除去し、逆極性の時に正規帯電のマイ
ナス帯電トナーを感光体ドラム１０へ戻し、感光体ドラ
ム１０に戻って転写ローラ１８により押し付けられ付着
力が増加したトナーも、適正な硬度のクリーニングブレ
ード２２１により、感光体ドラム１０上のトナーを除去
可能にするものと考えられる。

【００３２】そして、本発明者等は更に検討し、クリー
ニングブレード２２１の硬度が４０゜から９０゜（ＪＩ
ＳＫ６３０１規定Ａ硬度）において良い結果が得られる
ことを見い出した。そして、転写ローラ１８のローラ材
料はシリコン、ポリウレタン、ＥＰＤＭ等の発泡タイプ
が好ましい。又感光体ドラム１０のクリーニングブレー
ド２２１はウレタン、ニトリル、パーフロン、ネオプレ
ン、シリコン、ポリプレン、ブタジエン、プロピレンゴ
ム、弗素系ゴム等を含有するゴム弾性体が好ましい。

【００３３】なお転写ローラ１８は、前述のようにカラ
ー画像形成中は感光体ドラム１０の周面より退避離間
し、感光体ドラム１０への圧着を解除可能としており、
退避離間中は転写ローラ１８への前述のバイアス印加は
行わない。従って感光体ドラム１０上での画像形成には
影響を全く与えることはない。

【００３４】

【発明の効果】本発明により、転写ローラに付着したト
ナー及び感光体上のトナーは容易にクリーニング可能と
なり、従って記録紙の裏面が転写ローラに付着したトナ
ーにより汚れることがない画像形成装置が提供されるこ
ととなった。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に基く画像形成装置の構成図。

【図２】図１の感光体ドラム、転写ローラを中心とした
近傍の拡大図。

【図３】転写ローラのバイアスの説明図。

【図４】感光体のクリーニングブレードの説明図。

【符号の説明】 １０ 感光体ドラム １８ 転写ローラ ２２１ クリーニングブレード（ブレード） Ｐ 記録紙

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 像担持体に形成されたトナー像を、該像
   担持体に転写材を転写ローラにより圧着して転写する画
   像形成装置において、弾性を有するクリーニングブレー
   ドであって、該クリーニングブレードの硬度が４０°か
   ら９０°（ＪＩＳＫ６３０１規定Ａ硬度）であるブレー
   ドを前記像担持体に当接し、且つ前記転写ローラには非
   転写時に転写時と同極性及び逆極性のバイアスを交互に
   印加することを特徴とする画像形成装置。
2. 【請求項２】 前記転写ローラは前記像担持体への圧着
   を解除可能であることを特徴とする請求項１記載の画像
   形成装置。
3. 【請求項３】 前記転写ローラが前記像担持体への圧着
   を解除した時は、該転写ローラへの前記バイアス印加を
   停止可能であることを特徴とする請求項１又は２記載の
   画像形成装置。