(57)【要約】【課題】像間領域にトナー像が形成される形式の画像形成装置において、このトナー像の帯電量を低減させてクリーニング手段による残留トナーの清掃を良好に行えるようにすることのできる画像形成装置の提供。【解決手段】感光体の周囲に、帯電手段、現像手段、接触転写方式の転写手段、クリーニング手段を備え、作像領域に画像を形成して転写紙に転写するとともに、作像領域の間の像間領域に転写紙に転写されないトナー像を形成する制御を行う制御手段を有する電子写真画像形成装置であって、前記転写手段と前記クリーニング手段の間にプレ除電手段を備え、前記制御手段は、前記転写手段と前記プレ除電手段とに印加する電流の極性を、作像領域と像間領域とで異ならせるように制御することを特徴とする電子写真画像形成装置。【選択図】図２
2011007919.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
感光体の周囲に、帯電手段、現像手段、接触転写方式の転写手段、クリーニング手段を備え、作像領域に画像を形成して転写紙に転写するとともに、作像領域の間の像間領域に転写紙に転写されないトナー像を形成する制御を行う制御手段を有する電子写真画像形成装置であって、
前記転写手段と前記クリーニング手段の間にプレ除電手段を備え、
前記制御手段は、前記転写手段と前記プレ除電手段とに印加する電流の極性を、作像領域と像間領域とで異ならせるように制御することを特徴とする電子写真画像形成装置。
【請求項２】
前記転写手段は、転写ベルトまたは転写ローラであることを特徴とする請求項１に記載の電子写真画像形成装置。
【請求項３】
前記転写手段と前記プレ除電手段との電源が、定電流電源であることを特徴とする請求項１または２に記載の電子写真画像形成装置。
【請求項４】
像担持体上の作像領域に画像を形成して転写紙に転写するとともに、作像領域の間の像間領域に転写紙に転写されないトナー像を形成する画像形成装置であって、
前記像担持体上にトナー像を形成するトナー像形成手段と、
前記像担持体上のトナー像を用紙に転写する接触転写方式の転写手段と、
前記像担持体上に残留したトナーを清掃するクリーニング手段と、
前記転写手段と前記クリーニング手段との間で前記像担持体に対向して設けられたプレクリーニングチャージャと、
前記転写手段に電流を供給する第１電源と、
前記プレクリーニングチャージャに電流を供給する第２電源と、
前記第１電源と第２電源を制御する制御手段と、を有し、
前記制御手段は、像担持体の作像領域と像間領域とで、前記第１電源と第２電源が供給する電流の極性を切り替える制御を行うことを特徴とする電子写真画像形成装置。
【請求項５】
前記転写手段は、転写ベルトまたは転写ローラであることを特徴とする請求項４に記載の電子写真画像形成装置。
【請求項６】
前記第１電源と第２電源とが、定電流電源であることを特徴とする請求項４または５に記載の電子写真画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真方式の画像形成装置にかかわり、特には接触転写方式の電子写真画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真画像形成装置は、感光体を一様帯電し、この感光体に像露光を行って静電潜像を形成し、この静電潜像をトナーで現像し、トナー像を用紙に転写し定着することで、画像を用紙上に作成する。画像を用紙に転写した後の感光体は、クリーニング装置で感光体上に残留したトナーを清掃して次の作像に供される。
【０００３】
近年の電子写真画像形成装置は、負帯電の感光体に形成された静電潜像を反転現像（負極性トナーで現像）するものが多い。この場合、転写は、一般的に、正極性の転写チャージャにより用紙裏面に正の電荷を与えて、感光体上の負極性トナーを用紙側に引き付けることで行われる。また、転写チャージャの後に逆極性またはＡＣ印加の分離チャージャで用紙裏面の電荷を中和して分離性を高めることも行われている。
【０００４】
このような構成においては、転写後の感光体の表面電位、および残留トナーの電荷量は低下しており、クリーニング装置での残留トナーの除去は比較的容易であるが、クリーニング性をさらに助長するために、転写工程とクリーニング工程の間で、チャージャにより残留トナーの電荷をさらに中和する技術もある。
【０００５】
特許文献１は、この残留トナーの電荷中和と類似の技術を開示している。特許文献１は、正規現像方式においてクリーニングブレード先端に残ったトナーの電荷が感光体を劣化させ、画像上で白筋となる問題を、クリーニングの前に設けたチャージャによりトナーと逆極性の電荷を与えてトナーの電荷を除去している。
【０００６】
また、特許文献２は、高速連続作像を行うために転写チャージャを像間領域でもＯＦＦしない構成を採用したとき、問題となるメモリ（感光体上の残留電荷量の違いにより、主帯電でも感光体上の電荷量が不均一になり、後続の画像が乱れる現象）を解決するために、作像領域と像間領域とで異なる電荷をクリーニング前に与える技術を開示している。
【０００７】
一方、チャージャによる転写分離方式に替えて、転写ローラや転写ベルトを用いる接触転写方式を採用する画像形成装置もある。接触転写方式は、転写ローラや転写ベルトにより用紙を感光体に密着させるため、用紙の全領域で安定した転写性を得ることができる。特許文献３は、このような接触転写方式を開示しており、転写材の抵抗値分布の不均一性による局所的な絶縁破壊に起因する白ポチ状の画像欠陥、および転写材の裏汚れを解決することを目的とし、転写ローラや転写ベルトの表層に体積抵抗率が１×１０７Ωｃｍ以上の絶縁層を設け、また、１００〜１０００回の画像形成に１回ぐらいの頻度で転写バイアスとは異なる除去バイアスを印加する技術を開示するものである。
【０００８】
しかし、接触転写方式では、チャージャによる転写分離方式のように感光体を除電をしないので、感光体上の残留トナーの電気的付着力が強く、クリーニング装置でのクリーニングが充分できないときがある。特に、像間領域においてトナー像を形成する場合、このトナー像は用紙に転写されないので、感光体上に強固に付着しており、クリーニング性が不充分になったり、クリーニング装置に多大な負荷を与える。
【０００９】
像間領域のトナー像の一例は、像間領域にトナー像のパッチを形成し、このトナー像パッチの反射光量を検出し現像パラメータにフィードバックして現像濃度を安定させる技術である。また、他の例として、トナー印字率が低い画像が連続する場合などで、所定濃度に設定される現像装置内のトナー濃度が上昇し、あるいは現像装置内に滞留する時間が長いためトナーが劣化して、画質に悪影響を与えることがあるが、これを解決するため、印字率が低い画像が連続する場合は、像間領域で画像とは関係ないトナーの帯を作成して、滞留トナーを除去する技術がある。このトナーの帯は、クリーニング手段で清掃される。
【００１０】
このような像間領域のトナー像は、良好な画像を得るために必要な技術ではあるが、上述の通り、クリーニング装置に対しては多大な負荷を与えるものである。そして、クリーニング装置でクリーニング不良となると、感光体上に残ったトナーにより画像の汚れや画像欠損などの不具合が生じる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開平８−１３７３５６号公報
【特許文献２】特開平１１−１５３４３号公報
【特許文献３】特開２００４−９４０３７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
本発明は、作像領域の間の像間領域にもトナー像を形成するともに接触転写方式で画像の転写を行う画像形成装置において、このトナー像の帯電量を低減させてクリーニング手段による残留トナーの清掃を良好に行えるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記目的は、転写手段とクリーニング手段の間にプレ除電手段を配置し、このプレ除電手段と転写手段とに印加する電荷の極性を、用紙上に画像を形成する作像領域と、作像領域間の像間領域とで異ならせるように制御することで達成される。
【００１４】
具体的には、
感光体の周囲に、帯電手段、現像手段、接触転写方式の転写手段、クリーニング手段を備え、作像領域に画像を形成して転写紙に転写するとともに、作像領域の間の像間領域に転写紙に転写されないトナー像を形成する制御を行う制御手段を有する電子写真画像形成装置であって、前記転写手段と前記クリーニング手段の間にプレ除電手段を備え、前記制御手段は、前記転写手段と前記プレ除電手段とに印加する電流の極性を、作像領域と像間領域とで異ならせるように制御することを特徴とする電子写真画像形成装置。
【００１５】
あるいは、
像担持体上の作像領域に画像を形成して転写紙に転写するとともに、作像領域の間の像間領域に転写紙に転写されないトナー像を形成する画像形成装置であって、前記像担持体上にトナー像を形成するトナー像形成手段と、前記像担持体上のトナー像を用紙に転写する接触転写方式の転写手段と、前記像担持体上に残留したトナーを清掃するクリーニング手段と、前記転写手段と前記クリーニング手段との間で前記像担持体に対向して設けられたプレクリーニングチャージャと、前記転写手段に電流を供給する第１電源と、前記プレクリーニングチャージャに電流を供給する第２電源と、前記第１電源と第２電源を制御する制御手段と、を有し、前記制御手段は、像担持体の作像領域と像間領域とで、前記第１電源と第２電源が供給する電流の極性を切り替える制御を行うことを特徴とする電子写真画像形成装置。
である。
【発明の効果】
【００１６】
本発明のプレ除電手段と転写手段の印加制御により、感光体上の像間領域に形成されるトナー像の帯電量は低減され、クリーニング手段の負荷を低減し、良好に清掃することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明に係る画像形成装置の要部断面図
【図２】本発明に係る転写ベルトとプレクリーニングチャージャとの極性切換え制御のタイミングチャート
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明を図を用いて説明する。図１は、本発明を実施した画像形成装置の要部断面図である。
【００１９】
図１において、１は像担持体としての感光ドラムであり、この感光ドラム１の回転方向に沿って、帯電チャージャ２、ＬＥＤ光源の画像書込み装置３、二成分現像方式の現像装置４、転写紙を転写領域に導く転写紙ガイド５、感光ドラム１上に形成されたトナー像を転写紙に転写する転写ベルト６、ブラシとブレードを併用して感光ドラム１を清掃するクリーニング装置７、及び感光ドラム１にイレース光を照射して電荷を除去する光イレーサ８を有している。そして、転写ベルト６とクリーニング装置７の間に、プレクリーニングチャージャ９が設けられている。また、転写ベルト６の下流には、定着装置１０が設けられ、転写紙にトナー像を定着する。
【００２０】
現像装置４は、そのハウジング４０の開口部に現像スリーブ４１を有し、現像スリーブ４１の後方（図中右方向）には、現像スリーブ４１に現像剤（トナーとキャリア）を搬送する現像剤搬送部材４２、トナーとキャリアを攪拌する攪拌部材４３が配置される。
【００２１】
転写ベルト６は、２つの支持ローラ６１、６２の間に張架され、支持ローラ６１、６２の間で、転写ベルト６の内側に設けられるバックアップローラ６３により感光ドラム１に圧接されている。転写ベルト６は、半導電性のベルト基材と、表層として設けられた体積抵抗率が１×１０７Ωｃｍ以上の絶縁層の２層からなる構造である。ベルト基材は、例えば、クロロプレンなどのゴム基材を、絶縁層は、例えば、４フッ化エチレン−パーフロロアルキルビニルエーテル共重合体樹脂（ＰＦＡ）などを用いることができる。
【００２２】
バックアップローラ６３には、定電流電源６４が接続され、制御手段１１により印加タイミング及び電流量を制御される。
【００２３】
プレクリーニングチャージャ９は、コロトロン形式のチャージャであり、その電極に定電流電源９０が接続されて、制御手段１１により印加タイミング及び電流量を制御される。なお、制御手段１１は、転写ベルト６、プレクリーニングチャージャ９への電流印加以外に、各プロセス手段を制御して画像形成を行うものである。
【００２４】
本発明においては、転写ベルト６とプレクリーニングチャージャ９への電流印加を、用紙上に画像を形成する作像領域と、作像領域間の像間領域とで異ならせる制御を行うものである。具体的には、作像領域と像間領域とで、転写ベルト６、プレクリーニングチャージャ９に印加する極性を夫々互いに逆極性に切り替える。
【００２５】
図２を用いてこの切換え制御を説明する。まず、画像形成プロセスとして、負帯電の感光体を用い、負帯電トナーを用いた反転現像方式で現像を行うものとする。感光体上のトナー像は負に帯電しているので、このトナー像を用紙に転写するためには、転写ベルトに正極性の電荷を与えなければならない。
【００２６】
図２において、上段は、感光ドラム１を展開した状態を示し、紙１、紙２・・と記載されている領域が作像領域Ａであり、この作像領域Ａに形成されたトナー像が用紙に転写される。そして、作像領域Ａ（紙１、紙２・・）の間の領域が像間領域Ｂである。図２の例では、像間領域Ｂにトナーの黒帯を形成して滞留トナーを排出する例を示している。もちろん、像間領域Ｂにトナーパッチを形成してその反射濃度を測定し、測定値に基づき画質向上の制御を行う場合でも良い。
【００２７】
そして、中段に、転写ベルト６への高圧電源出力を、下段に、プレクリーニングチャージャ９への高圧電源出力を示している。この図は、出力の極性を説明するものであり、出力の大きさは示していないことに注意すべきである。出力の大きさについては後述する。
【００２８】
作像領域Ａにおいては、転写ベルト６には正極性の電荷が付与される。これは先述の通り、感光ドラム１上の負帯電のトナー像を用紙側に転移させる電界を形成するためである。一方、像間領域Ｂでは、転写ベルト６には負極性の電荷が付与される。これは、感光ドラム１上の負帯電のトナーの黒帯を反撥する電界を形成し、転写ベルト６側に転移させないようにするためである。
【００２９】
プレクリーニングチャージャ９には、作像領域Ａに対し負極性の電荷が付与される。作像領域Ａのトナー像はほとんどが用紙に転写され、残留トナーが一部残るのみであり、この残留トナーは転写ベルト６によって帯電量が低下しているか、或いは正帯電に転換しているからである。一方、像間領域Ｂのトナーの黒帯は転写ベルト６の負極性電荷付与によって、より強固に感光ドラム１に付着しているので、プレクリーニングチャージャ９により正極性の電荷を付与する。これにより、トナー黒帯の電荷量は減少し、クリーニング装置７によって容易に除去できるようになる。
【００３０】
転写ベルト６とプレクリーニングチャージャ９とに接続される高圧電源は、定電流電源を使うとして説明したが、定電圧電源を使うこともできる。転写ベルト６に定電圧電源を使う場合、感光ドラム表面電位が数百Ｖであるので、これ以上の、例えば１ｋＶ程度の電圧を印加する。また、プレクリーニングチャージャ９の電源は、感光体上のトナーの除電であるので、ＤＣにＡＣ重畳の電源でも良い。
【００３１】
また、転写ベルト６の電源が定電流電源の場合には印加される電圧値を測定し、転写ベルト６の電源が定電圧電源の場合には印加される電流値を測定し、夫々の測定値から転写領域における抵抗値を求め、この抵抗値に応じてプレクリーニングチャージャ９の出力を制御することもできる。転写領域の抵抗値とは、転写ベルトや転写紙など電流の作用する系全体の抵抗値を意味し、この抵抗値が高い場合は、非常に低湿環境などの場合で電流が流れにくいので、プレクリーニングチャージャ９の出力をアップさせるように制御すればよい。
【実施例】
【００３２】
上述した本発明を、コニカミノルタビジネステクノロジーズ社製Ｂｉｚｈｕｂ  Ｐｒｏ１０５０の改造機で実施した。その際の画像形成プロセスのパラメータは以下の通りである。
【００３３】
感光ドラム・・・直径１００ｍｍＯＰＣ感光体
現像剤    ・・・６μｍ重合トナー＋６０μｍキャリア
感光ドラム表面電位・・・−７５０Ｖ
現像バイアス      ・・・−６００Ｖ
転写ベルト（作像領域）・・・＋８０μＡ
転写ベルト（像間領域）・・・−８μＡ
ＰＣＣ    （作像領域）・・・−２０μＡ
ＰＣＣ    （像間領域）・・・＋４０μＡ
６０秒の平均カバレッジが３％以下になると像間領域に黒帯作成
注）ＰＣＣはプレクリーニングチャージャの略称
注）カバレッジは用紙上のトナー占有率。
【００３４】
通常の複写とほぼ同様な条件となるように、さまざまなカバレッジの画像を連続して５０万枚複写したところ、連続複写の最後であっても、清掃不良に起因する用紙上の汚れや画像欠損は無く、残留トナーなどがクリーニング装置で正常に清掃されていることが分かった。また、クリーニングブレードの異常磨耗も発生していなかった。
【００３５】
なお、転写手段としては、転写ベルトで説明してきたが、転写ローラであってもよい。また、以上の説明では、単色の画像形成装置を対象にしたが、本発明をカラー画像形成装置に適用できることは勿論である。カラー作像方式として４サイクル方式の場合は、本発明と同様に感光ドラムの対する転写ベルトとプレクリーニングチャージャとに適用すればよいし、タンデム方式の場合は、中間転写ベルト（像担持体）上のカラートナー像を用紙に転写する二次転写ベルトと、中間転写ベルトに対して設けられるプレクリーニングチャージャに適用することができる。
【符号の説明】
【００３６】
１  感光ドラム（像担持体）
２  帯電チャージャ
４  現像装置
６  転写ベルト
７  クリーニング装置
９  プレクリーニングチャージャ
１１  制御手段
６３  バックアップローラ
６４  転写ベルトの電源
９０  プレクリーニングチャージャの電源
Ａ  作像領域
Ｂ  像間領域
【図１】
2011007919.tif 000003
【図２】
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