(57)【要約】【課題】転写操作が繰り返し行われてもベルト部材に電荷が蓄積されることがなく、中間転写体から用紙が確実に分離すると共に、トナー画像の散りが発生しないようにする。【解決手段】中間転写体１２の表面に対して当接離間自在で回転可能に配設されたベルト部材１３３に、トナーの帯電極性と逆極性の電圧を印加して、中間転写体１２の表面に形成されたトナー画像を用紙に転写すると共に、ベルト部材１３３に接触するようにブラシ部材１３４を設け、ベルト部材１３３にトナーの帯電極性と逆極性の電荷を供給する構成とした。ここで装置の構造を複雑化せず、省スペース化を図る観点から、ブラシ部材１３４としては、ベルト部材１３３と接触によりトナーの帯電極性と同極性に摩擦帯電するものが好ましい。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
像担持体表面のトナー画像を被転写部材に転写する転写手段を備えた画像形成装置において、
前記転写手段は、前記像担持体表面に対して当接離間自在で回転可能に配設されたベルト部材と、このベルト部材に対してトナーの帯電極性と逆極性の電圧を印加する転写電圧電源と、前記ベルト部材に蓄積された電荷を除去するブラシ部材とを有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
像担持体表面のトナー画像を被転写部材に転写する転写手段を備えた画像形成装置において、
前記転写手段は、前記像担持体表面に対して当接離間自在で回転可能に配設されたローラ部材と、前記ローラ部材に対してトナーの帯電極性と逆極性の電圧を印加する転写電圧電源と、前記ローラ部材に蓄積された電荷を除去するブラシ部材とを有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項３】
前記ブラシ部材が、前記ベルト部材又は前記ローラ部材と接触によりトナーの帯電極性と同極性に摩擦帯電するものである請求項１又は２記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複写機やファクシミリ、プリンターなどの画像形成装置に関し、より詳細には転写手段としてベルト転写方式又はローラ転写方式を用いる画像形成装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
画像形成装置における転写手段としてはおおよそ３つの方式に大別できる。すなわちコロナ放電方式、ベルト転写方式、ローラ転写方式である。このうちコロナ放電方式では、４〜６ｋＶもの高電圧を印加する必要があり、またコロナ放電により発生するオゾンを除去する必要もあるため、装置が大型化・複雑化し、小型・軽量化および環境安全性という近年の市場の要望に充分には対応できなかった。
【０００３】
一方、ベルト転写方式およびローラ転写方式では、転写のための印加電圧を低く抑えることができ、またオゾン発生量を微量に抑えることができる。しかし、これらの方式では転写操作が繰り返し行われることにより、ベルト部材やローラ部材などの転写部材にトナーと同極性の電荷が蓄積するいわゆるチャージアップが発生することがあった。このようなチャージアップが転写部材に発生すると、転写電圧電源から供給された電荷が転写部材に蓄積された電荷と相殺され、トナー画像の転写に実質的に作用する電荷が少なくなって被転写部材上のトナー画像の乱れや被転写部材の像担持体からの分離不良などが生じる。
【０００４】
このような転写部材のチャージアップを防止するため、例えば特許文献１では、転写ベルトを中間転写体に接触させた状態で、中間転写体の画像領域に対応した部分では、転写ベルトに転写バイアスを印加する一方、非画像領域に対応した部分では、転写ベルトに逆バイアスを印加することによって転写部材の除電を行う技術が提案されている。
【０００５】
【特許文献１】
特開平１１−６５３３２２号公報（特許請求の範囲、図５）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記提案された技術では、中間転写体の非画像領域でしか転写ベルトに逆バイアスを印加できないため、プロセススピードや被画像領域の大きさによって除電効果が左右されてしまう。
【０００７】
本発明はこのような従来の問題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、プロセススピードや被画像領域の大きさに関係なく、転写部材のチャージアップを確実に防止できる画像形成装置を提供することにある。
【０００８】
また本発明の目的は、逆バイアスを印加する電源を必要とせず、簡単な構造で転写部材のチャージアップを防止できる画像形成装置を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、像担持体表面のトナー画像を被転写部材に転写する転写手段を備えた画像形成装置において、前記転写手段は、前記像担持体表面に対して当接離間自在で回転可能に配設されたベルト部材と、このベルト部材に対してトナーの帯電極性と逆極性の電圧を印加する転写電圧電源と、前記ベルト部材に蓄積された電荷を除去するブラシ部材とを有することを特徴とする画像形成装置が提供される。
【００１０】
また本発明によれば、像担持体表面のトナー画像を被転写部材に転写する転写手段を備えた画像形成装置において、前記転写手段は、前記像担持体表面に対して当接離間自在で回転可能に配設されたローラ部材と、前記ローラ部材に対してトナーの帯電極性と逆極性の電圧を印加する転写電圧電源と、前記ローラ部材に蓄積された電荷を除去するブラシ部材とを有することを特徴とする画像形成装置が提供される。
【００１１】
ここで装置の構造を複雑化せず、省スペース化を図る観点から、ブラシ部材としては、ベルト部材又はローラ部材と接触によりトナーの帯電極性と同極性に摩擦帯電するものが好ましい。
【００１２】
【発明の実施の形態】
本発明者は、プロセススピードや被画像領域の大きさに関係なく、ベルト部材やローラ部材などの転写部材のチャージアップを確実に防止できないか鋭意検討を重ねた。この結果、転写部材にブラシ部材を接触させることにより、トナーの帯電極性と逆極性の電荷をブラシ部材から転写部材に供給して、トナーの被転写部材への転写に伴って転写部材に蓄積される、トナーの帯電極性と同極性の電荷を消去させればよいことを見出し本発明をなすに至った。
【００１３】
以下、本発明の画像形成装置について図に基づいて詳述する。なお、本発明は以下説明する実施形態に何ら限定されるものではない。
【００１４】
図１は、本発明の画像形成装置を用いたカラーレーザプリンタ装置の概略構成図である。図１のプリンタ装置では、イエロー（Ｙ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、そしてブラック（Ｂ）の４色のトナーを重ね合わせてフルカラー画像を形成すると共に、ブラック（Ｂ）のトナーのみを用いてモノクロ画像をも形成する。第１の像担持体である感光体ドラム１の周りにはその回転方向に沿って、帯電器３と、前記４つ色を現像するための現像装置４，５，６，７と、クリーニング装置１０とが配設されている。
【００１５】
感光体ドラム１は反時計回りに回転し、まず帯電器３により感光体ドラム１の表面は均一に帯電される。次に、光走査ユニットから感光体ドラム１の表面にレーザ光が照射されて、画像部分又は背景部分に相当する電荷が消去され、感光体ドラム１の表面に静電潜像が形成される。そして現像装置４，５，６，７のいずれか１つの現像装置によって、感光体ドラム１上の静電潜像に所定の一色のトナーが供給され静電潜像が顕在化する。
【００１６】
感光体ドラム１上に形成されたトナー画像は、感光体ドラム１と接触し同じ周速度で回転している中間転写体（像担持体）１２上に１次転写される。転写されなかった感光体ドラム１上の残留トナーは、クリーニング装置１０におけるクリーニングローラ１５及びクリーニングブレード１７で感光体ドラム１の表面から除去される。そしてまた、帯電器３による感光体ドラム１の帯電に始まる一連の工程が他の１色について行われ、これが４色分繰り返される。
【００１７】
このような処理により、中間転写体１２の表面には４色のトナーが重ね合わされたカラー画像が形成される。なお、中間転写体１２上に４色のトナーが重ね合わされる間、中間転写体１２は４回転することになるが、この間は後述するクリーニング手段１１及び２次転写手段１３は中間転写体１２から離隔位置に退避している。
【００１８】
中間転写体１２が時計回りに回転し、中間転写体１２上のカラー画像がちょうど転写手段１３と対向する位置に到達するのに合わせて、給紙搬送装置（不図示）によって中間転写体１２と転写手段１３との間に用紙（被転写部材）が搬送される。このとき、転写手段１３に、トナーの帯電極性と逆極性の電圧が印加されることにより、中間転写体１２上のカラー画像が用紙８上に転写される。転写手段及び転写機構については詳述する。そして、中間転写体１２上の転写されなかった残留トナーはクリーニング手段１１によって中間転写体１２上から除去される。一方、カラー画像が転写された用紙は、搬送ベルト９により定着器１４に搬送され、ここでカラー画像は加熱・加圧されて用紙に定着する。そして排紙経路を通って外部に排出される。
【００１９】
図２に、転写手段１３の拡大構成図を示す。転写手段１３は、２本のローラ部材１３１，１３２と、これらのローラ部材１３１，１３２に張設されたベルト部材１３３と、このベルト部材１３３に接触するように配設されたファーブラシ（ブラシ部材）１３４と、ローラ部材１３１に転写電圧を印加する転写電圧電源１３５とを備える。
【００２０】
ローラ部材１３１は、ローラ部材１３２の軸を中心に揺動自在で、中間転写体１２にトナー画像が形成されている間は、ローラ部材１３１は中間転写体から離間した状態となる（図２の破線）。他方、中間転写体１２に完成したトナー画像を用紙に転写する時には、ローラ部材１３１は中間転写体に当接した状態となる（図２の実線）。この時、転写電圧電源１３５からローラ部材１３１に、トナーの帯電極性と逆極性の電圧が印加される。転写電圧電源１３５からローラ部材１３１に供給された電荷はベルト部材１３３に移動する。これにより、用紙がベルト部材１３３に吸着されるとともに中間転写体１２上のトナーが用紙上に転写される。
【００２１】
このようなトナーの用紙への転写処理を繰り返し行っていくと、ベルト部材１３３がチャージアップする。そこで、ベルト部材１３３に接触するようにファーブラシ１３４を設け、ベルト部材１３３とファーブラシ１３４との摩擦帯電により、トナーの帯電極性と逆極性にベルト部材１３３を帯電させて、ベルト部材１３３のチャージアップを防止している。ファーブラシ１３４はベルト部材１３３に常時接触させていてもよいし、ベルト部材１３３に対しファーブラシ１３４を接触・離間自在に設け、トナーの帯電極性と同極性の電荷がベルト部材１３３にある程度蓄積されたときにファーブラシ１３４をベルト部材１３３に接触させるようにしてもよい。
【００２２】
摩擦帯電によってベルト部材１３３を所望の極性に帯電させるには、ファーブラシ１３４とベルト部材１３３との組み合わせを選ぶ必要がある。例えば、摩擦帯電によってベルト部材１３３をプラスに帯電させ、ファーブラシ１３４をマイナスに帯電させるには、ベルト部材１３３としてウレタンゴムを主成分とする基材の表面にフッ素系塗料を塗布したものを用いると共に、ファーブラシ１３４としてナイロンなどのポリアミド系の繊維やアクリル系繊維（例えば鐘淵化学工業社製「カネカロン」など）、ポリエステル系繊維（例えばクラレ社製「クラカーボ」など）などからなるものを用いればよい。前記フッ素系塗料としては例えばダイエルラテックスＧＬＳ系（ダイキン工業社製）が挙げられる。
【００２３】
ベルト部材１３３の体積抵抗としては１０５〜１０１５Ωの範囲が好ましく、１０７〜１０１２Ωの範囲がより好ましい。ベルト部材１３３に対するファーブラシ１３４の押圧力はベルト部材１３３の材質などから適宜決定すればよいが、ベルト部材１３３及びファーブラシ１３４の長寿命化の観点から一般的に５００ｇ以下が好ましい。
【００２４】
本発明で使用するブラシ部材の形状としては特に限定はなく、円筒状の基部の外周面に繊維が植設された形状であってもよいし、板状の基部の一方面側に繊維が植設された形状であってもよい。ブラシ部材は個々の繊維がループ状になっているものを用いてもよい。この場合、ループ状繊維１本は複数の単繊維を束ねて構成され、ループ状繊維のデニール数（Ｄ）と、その単繊維のフィラメント数（Ｆ）との比率、すなわち単繊維の太さ（Ｄ／Ｆ）が０．１〜５０の範囲が好ましく、また繊維の植設密度は１平方インチ当たり１×１０２〜５×１０５本の範囲が好ましい。
【００２５】
ブラシ部材によってベルト部材のチャージアップを防止するもう一つの方法として、図３に示すように、ファーブラシ（ブラシ部材）１３４’のブラシを導電性とすると共に電源１３６を増設し、トナーの帯電極性と逆極性の電圧をファーブラシ１３４’に印加してベルト部材１３３のチャージアップを防止してもよい。ただ、小型軽量化および低コスト化を図る観点からは電源を必要としない前記の摩擦帯電による方法が望ましい。
【００２６】
次に本発明の画像形成装置の第２の実施形態について説明する。図４の画像形成装置は、いわゆるモノクロ画像を形成する装置であって、前記実施形態と異なって中間転写体を用いず、感光体ドラム（像担持体）１から用紙８にトナーが転写されるものである。この画像形成装置の概略構成を説明する。例えば非晶質シリコン層が表面に形成された感光体ドラム１が、帯電器３’によってプラスに帯電される。次に、光走査ユニットから感光体ドラム１の表面にレーザ光が照射され、画像部分に相当する電荷が消去され、感光体ドラム１の表面に静電潜像が形成される。そして現像装置４’によって、プラスに帯電したトナーが画像部分に供給されて、感光体ドラム１上の静電潜像が顕在化する。
【００２７】
そして、感光体ドラム１が時計回りに回転し、感光体ドラム１上のトナー画像がちょうどローラ部材１３７と対向する位置に到達するのに合わせて、給紙ローラ対１８を含む給紙搬送装置（不図示）によって感光体ドラム１とローラ部材１３７との間に用紙（被転写部材）８が搬送される。ここで、ローラ部材１３７には、転写電圧電源１３５からトナーの帯電極性と逆極性の電圧が印加される。これにより感光体ドラム１上のトナー画像は用紙８上に転写される。他方、感光体ドラム１上の転写されなかった残留トナーはクリーニングブラシ１５及びクリーニングブレード１７からなるクリーニング手段１０によって感光体ドラム１上から除去される。
【００２８】
一方、トナー画像が転写された用紙８は、搬送ガイド１９に沿って定着器２０に案内される。ここで定着ローラ２０１と加圧ローラ２０２とにより加熱・加圧されて、トナー画像は用紙８に定着する。そしてトナー画像が定着された用紙８は排紙経路（不図示）を通って外部に排出される。
【００２９】
この画像形成装置においても感光体ドラム１から用紙８へのトナー転写を繰り返し行うと、ローラ部材１３７にトナーの帯電極性と同極性の電荷が蓄積されるチャージアップが生じる結果、転写処理時に転写電圧電源１３５からローラ部材１３７に電荷が供給されても、前記蓄積されている電荷と相殺されてしまい、転写に実質的に作用するローラ部材１３７中の電荷が減少することがある。そこでこの画像形成装置では、ローラ部材１３７に接触するようにファーブラシ（ブラシ部材）１３４を配設し、ファーブラシ１３４をローラ部材１３７に接触させて摩擦帯電を起こし、トナーの帯電極性と逆極性の電荷をローラ部材１３７に付与して、ローラ部材１３７のチャージアップを防止している。
【００３０】
また前記と同様に摩擦帯電によらず、ファーブラシ１３４に、トナーの帯電極性と逆極性の電圧を印加してローラ部材１３７のチャージアップを防止しても構わないが、小型軽量化および低コスト化を図る観点からは、電源を必要としない摩擦帯電による方式が望ましい。また、ファーブラシ１３４はローラ部材３７に常時接触させていてもよいし、あるいはローラ部材１３７に対しファーブラシ１３４を接触・離間自在に設け、トナーの帯電極性と同極性の電荷がローラ部材１３７にある程度蓄積されたときにファーブラシ１３４をローラ部材１３７に接触させるようにしてもよい。
【００３１】
摩擦帯電によってローラ部材１３７を所望の極性に帯電させるには、ブラシ部材１３４とローラ部材１３７との組み合わせを選ぶ必要がある。例えば、摩擦帯電によってローラ部材１３７をマイナスに帯電させ、ブラシ部材１３４をプラスに帯電させるには、ローラ部材１３７としてウレタンゴムを用いると共に、ブラシ部材１３４としてナイロンなどのポリアミド系繊維やポリエステル系繊維（例えばクラレ社製「クラカーボ」）などからなるものを用いればよい。
【００３２】
また、ローラ部材１３７の体積抵抗としては１０５〜１０１５Ωの範囲が好ましく、１０７〜１０１２Ωの範囲がより好ましい。ローラ部材１３７に対するブラシ部材１３４の押圧力はローラ部材１３７の材質などから適宜決定すればよいが、ローラ部材１３７及びブラシ部材１３４の長寿命化の観点から一般的に５００ｇ以下が好ましい。
【００３３】
【発明の効果】
本発明の画像形成装置では、像担持体表面に対して当接離間自在で回転可能に配設されたベルト部材又はローラ部材に、トナーの帯電極性と逆極性の電圧を印加して、像担持体表面に形成されたトナー画像を被転写部材に転写すると共に、ベルト部材又はローラ部材に接触するようにブラシ部材を設け、ベルト部材又はローラ部材にトナーの帯電極性と逆極性の電荷を供給する構成としたので、転写操作が繰り返し行われても、ベルト部材又はローラ部材に電荷が蓄積されることがなく、被転写部材の像担持体からの分離が円滑に行われ、被転写部材上のトナー画像の劣化が防止される。
【００３４】
ブラシ部材としてベルト部材又はローラ部材と接触によりトナーの帯電極性と同極性に摩擦帯電するものを用いると、新たな電源を必要としないので装置の構造を複雑化せず、また省スペース化が図れる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る画像形成装置の第１の実施形態を示す概略構成図である。
【図２】図１の転写手段の拡大図である。
【図３】本発明で用いる転写手段の他の実施形態を示す図である。
【図４】本発明に係る画像形成装置の第２の実施形態を示す概略構成図である。
【符号の説明】
１  感光体ドラム（像担持体）
３，３’  帯電器
４，４’，５，６，７  現像装置
９  搬送ベルト
１０，１１  クリーニング手段
１２  中間転写体（像担持体）
１３  転写手段
１４，２０  定着器
１３１，１３２  ローラ部材
１３３  ベルト部材
１３４，１３４’  ファーブラシ（ブラシ部材）
１３５  転写電圧電源
１３６  電源
１３７  ローラ部材
【図１】
2004177447.tif 000003
【図２】
2004177447.tif 000004
【図３】
2004177447.tif 000005
【図４】
2004177447.tif 000006