(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の像担持体上でそれぞれの色のトナー像を形成し、表面が発泡樹脂材からなる１次転写ローラに電圧を印加して中間転写体に電位を発生させ、中間転写体と中間転写体に当接している像担持体との間に電位差を作ることで、複数の像担持体上のトナー像を中間転写体上へ順次転写させることにより形成した重ねトナー像を転写材に一括して２次転写する画像形成装置において、トナーを１次転写ローラへ塗布するトナー塗布機構を有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記トナー塗布機構は、塗布ブラシを備えていることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。  
【請求項３】
前記トナー塗布機構から１次転写ローラへ塗布されるトナーの粒径は、１次転写ローラ表面の凹部よりも小さいことを特徴とする請求項１又は２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記トナー塗布機構により前記１次転写ローラ表面に塗布されたトナーを回収するクリーニング機構を備えていることを特徴とする請求項１、２又は３に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記像担持体上から前記中間転写体上へトナー像を転写する時間のみ、前記１次転写ローラ表面にトナーを塗布するようトナー塗布機構を制御する制御手段を備えたことを特徴とする請求項１乃至４の何れか一項に記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記トナー塗布機構により前記１次転写ローラ表面に塗布されるトナーの付着力が上がるよう、前記トナー塗布機構を振動させる振動装置を備えていることを特徴とする請求項１乃至５の何れか一項に記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記トナー塗布機構は、画像形成時に回収されたトナーを前記１次転写ローラへ塗布する回収トナー塗布機構であることを特徴とする請求項１乃至６の何れか一項に記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の像担持体を有し、複数の像担持体上のトナー像を中間転写体上へ順次転写させた重ねトナー像を転写材に一括して２次転写する画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
中間転写ベルトなどの中間転写体を有するカラー画像形成装置では、像担持体（感光体）と対向している中間転写体の裏面に配置された、発泡樹脂材からなる１次転写ローラにトナーと逆極性の電圧を印加することにより、像担持体上のトナー像を中間転写体上へ転写した後、同様にして各色のトナー像を重ねて２次転写部で転写材である紙などに一括転写するよう構成されている。
発泡樹脂材を表面にもつ１次転写ローラは、低コストで製造できることから広く用いられているが、その表面に微細な凹凸が形成されているため、発泡樹脂材表面のムラによって転写ムラが発生してしまうという問題がある。
また、１次転写ローラ表面の凹部には、異物、たとえば現像剤や紙粉等の微細粉体を始めとしたホコリやゴミ類等が入り込み、付着したままになってしまう。ここで異物が１次転写ローラ表面の発泡樹脂材凹部に付着してしまうと、像担持体上のトナー像を中間転写ベルト上へ転写するために１次転写ローラに電圧が印加される時、印加電圧により１次転写部に流れる電流が上述の異物に集中してしまい、異物付着部で放電が発生してしまうことにより、トナー像に乱れが生じ、チリ・抜けといった画像不良が発生してしまうという問題がある。
そこで、例えば特許文献１記載の技術では、転写ローラに当接するように粉体塗布ローラを設け、粉体塗布ローラを用いて転写ローラ部材と同じ特性の材料を粉末化したものを転写ローラ表面に塗布し、転写ローラ表面のムラを無くし転写ムラを防止している。
また、例えば特許文献２記載の技術では、１次転写ローラ表面の発泡樹脂凹部に潤滑性粉体を充填し、現像剤や紙粉を始めとする異物が１次転写ローラ表面の発泡樹脂凹部に入り込むのを防止している。
【特許文献１】特開平０７−１９１５２５号公報
【特許文献２】特開２００４−１０１７５５公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかし、特開平０７−１９１５２５号公報記載の技術の場合、塗布する粉体を消費してしまった時、粉体の再充填または粉体塗布機構を交換する必要が生じコストアップとなってしまうだけでなく、環境の面でも好ましくない。
また、特開２００４−１０１７５５公報記載の技術の場合、画像形成装置が稼働を続けることで、振動・負荷などにより凹部に充填している粉体が徐々に落ちてしまい、凹部に異物が付着・入り込むようになってしまう。画像形成装置の稼働初期は１次転写ローラに異物が付着することを押さえることができるが、経時で異物の付着を押さえることができなくなってしまうため、１次転写ローラを交換する必要が生じコストアップとなってしまう。
本発明は、粉体塗布機構により、発泡樹脂材からなる１次転写ローラ表面へ粉体を塗布する場合、塗布粉体を消費し終わった時に粉体の再充填や塗布機構の交換の必要がない画像形成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
上記目的を達成するために、請求項１記載の発明は、複数の像担持体上でそれぞれの色のトナー像を形成し、表面が発泡樹脂材からなる１次転写ローラに電圧を印加して中間転写体に電位を発生させ、中間転写体と中間転写体に当接している像担持体との間に電位差を作ることで、複数の像担持体上のトナー像を中間転写体上へ順次転写させることにより形成した重ねトナー像を転写材に一括して２次転写する画像形成装置において、トナーを１次転写ローラへ塗布するトナー塗布機構を有することを特徴とする。
請求項２の発明は、請求項１において、前記トナー塗布機構は、塗布ブラシを備えていることを特徴とする。
請求項３の発明は、請求項１又は２において、前記トナー塗布機構から１次転写ローラへ塗布されるトナーの粒径は、１次転写ローラ表面の凹部よりも小さいことを特徴とする。
請求項４の発明は、請求項１、２又は３において、前記トナー塗布機構により前記１次転写ローラ表面に塗布されたトナーを回収するクリーニング機構を備えていることを特徴とする。
請求項５の発明は、請求項１乃至４の何れか一項において、前記像担持体上から前記中間転写体上へトナー像を転写する時間のみ、前記１次転写ローラ表面にトナーを塗布するようトナー塗布機構を制御する制御手段を備えたことを特徴とする。
請求項６の発明は、請求項１乃至５の何れか一項において、前記トナー塗布機構により前記１次転写ローラ表面に塗布されるトナーの付着力が上がるよう、前記トナー塗布機構を振動させる振動装置を備えていることを特徴とする。
請求項７の発明は、請求項１乃至６の何れか一項において、前記トナー塗布機構は、画像形成時に回収されたトナーを前記１次転写ローラへ塗布する回収トナー塗布機構であることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００５】
本発明によれば、それぞれの１次転写ローラにトナー塗布機構を配置して、１次転写ローラの発泡樹脂材表面に機内に存在するトナーを塗布するので塗布粉体にかかるコストを低減することができ、また塗布粉体を充填する必要が無いのでメンテナンスを省略することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１は本発明の実施形態に係る画像形成装置の全体構成図である。複数の像担持体上でそれぞれの色のトナー像を形成し、表面が発泡樹脂材からなる１次転写ローラに電圧を印加して中間転写体に電位を発生させ、中間転写体と中間転写体に当接している像担持体の間に電位差を作ることで、複数の像担持体上のトナー像を中間転写体上へ順次転写させトナー像を重ねた後、転写材にこの重ねトナー像を一括して２次転写する作像部１が示されている。
図２は図１に示す作像部の詳細構成図である。本発明に関係ある部分のみその構成と動作を併せて説明する。図２において、まず１色目の像担持体１０１上に形成されたトナー像を、１次転写ローラ６０１で中間転写ベルト５０１の裏面にトナーと逆極性の１次転写バイアスを印加して中間転写ベルト５０１上に転写し、２色目以降の像担持体１０２〜１０４上のトナー像についても同様に中間転写ベルト５０１上に重ねて転写する。
中間転写ベルト５０１を２次転写ローラ６００と対向ローラ５０２で挟んだ２次転写部で、２次転写ローラ６００から転写材である紙に２次転写電圧を印加して、紙上に重ね合わせトナー像（カラートナー像）が転写される。それぞれの１次転写ローラ６０１〜６０４には回収トナー塗布機構７０１〜７０４が配置されている。また像担持体１０１〜１０４、中間転写ベルト５０１、中間転写ベルト５０１裏面に接している１次転写ローラ６０１〜６０４の部分で１次転写部を形成している。
上記各構成要素は、図示しない制御手段（ＣＰＵ）によって制御される。
【０００７】
図３乃至図６は本発明の第１乃至第４の実施例に係る画像形成装置の要部構成図である。１次転写ローラ６０１〜６０４は、図３乃至図６に示すように金属軸６００１の周りにウレタンなどのやわらかい発泡樹脂材６００２をローラ状に接着して加工しており、１次転写部では中間転写ベルト５０１と発泡樹脂材６００２が接触するように構成されており、１次転写ニップを十分に確保できるようになっている。
像担持体１０１〜１０４上に夫々形成されたトナー像は、１次転写部で１次転写ローラ６０１〜６０４に印加される電圧により、像担持体１０１〜１０４から中間転写ベルト５０１上へと移動される。図３乃至図６の構成については後述する。
図７は１次転写ローラの表面の一部を表した模式図である。転写ローラの表面は微細な凹部６００６をもっている。発泡樹脂材６００２は表面が凹凸を持っているため微小な異物が付着しやすく、また一度付着すると凹部６００６に入り込むため異物は取れにくい。
図８乃至図１０は図３のＡ部を拡大して表した模式図である。画像形成装置が画像形成動作を繰り返すうちに、画像形成装置内外から１次転写ローラ６０１〜６０４表面（特に凹部６００６内）へ異物６００３が付着してしまう。１次転写ローラ６０１〜６０４の発泡樹脂材６００２の抵抗よりも低抵抗である異物６００３が１次転写ローラ６０１〜６０４表面に付着したとすると、画像形成時に像担持体１０１〜１０４から中間転写ベルト５０１上へトナー像が移される際、異物６００３が中間転写ベルト５０１との当接部前後にきた時、１次転写ローラ６０１〜６０４に印加される電圧により異物６００３付着部には過電流が流れてしまい、それにより放電現象が発生してしまう（図９参照）。放電現象が発生することにより、中間転写ベルト５０１上に移ったトナー像は乱れてしまい、トナー像にはチリ・抜けなどの異常画像部が発生してしまう。
そこで本発明では図３乃至図６に示すように、１次転写ローラ６０１〜６０４に、画像形成時に回収されたトナー７００２を塗布する回収トナー塗布機構７０１〜７０４を設ける。回収トナー塗布機構７０１〜７０４は内部にトナー７００２を蓄えることができる。
【０００８】
図３に示す第１の実施例では、回収トナー塗布機構７０１〜７０４にローラ状の塗布ブラシ７００１を備えている。回収されたトナー７００２は、画像形成時に像担持体上１０１〜１０４に残ったトナーを回収するトナー回収機構（クリーニング装置）３０１〜３０４（図１）に蓄えられたトナーと、中間転写ベルト５０１上に残ったトナーを回収するトナー回収機構５２０に蓄えられたトナーからなり、これらのトナーはポンプ等を用いて回収トナー塗布機構７０１〜７０４のトナー貯蔵部（回収トナー塗布機構７０１〜７０４を構成するケース）へ搬送されている。
塗布ブラシ７００１は、１次転写ローラ６０１〜６０４軸方向にトナー７００２を均一に塗布できるよう、毛の長さ・太さ・密度・材質・形状・回転速度・回転方向・当接条件等各条件が決定されている。トナーを塗布ブラシ７００１でこすりつけるので、トナーの１次転写ローラへの付着力を向上させることができる。
トナー７００２は１次転写ローラ６０１〜６０４を構成すする発泡樹脂材６００２の抵抗値１０の７〜９乗よりも高抵抗である。回収トナー塗布機構７０１〜７０４によるトナー塗布で、凹部（セル径）が１００〜３００μｍ前後である発泡樹脂材６００２は、粒径１〜１０μｍのトナーによって埋められる。
また本実施例では１次転写ローラ６０１〜６０４の塗布に回収トナーを用いるとしているが、新品のトナーを用いてもよい。その時は新品のトナーを貯蔵している新品トナー貯蔵部からポンプ等で回収トナー塗布機構７０１〜７０４のトナー貯蔵部へ新品トナーを搬送する。
回収トナー塗布機構７０１〜７０４で１次転写ローラ６０１〜６０４の各表面に、セル径よりも小粒径であるトナーを塗布することでセル径が埋められ１次転写ローラ表面６００４（図８乃至図１０）はトナーで膜状に覆われ、１次転写ローラ６０１〜６０４表面上が平滑化される。
【０００９】
また、図１０のように１次転写ローラ６０１〜６０４の表面にホコリ・ゴミなどの異物６００３が付着していても、同様に回収トナー塗布機構７０１〜７０４により塗布されたトナーにより異物６００３が覆われやはり１次転写ローラ６０１〜６０４表面上は平滑化される。１次転写ローラ６０１〜６０４表面がトナーに覆われることで抵抗値が均一になり、１次転写部で電圧が印加されるときに電流が均一に流れるようになる。
実際に１次転写ローラ６０１〜６０４上に付着した異物が原因で異常画像（抜け：トナー像内でトナー付着量が少なく斑点のように見える画像）が発生している画像形成装置を用いて、１次転写ローラ６０１〜６０４表面上にトナーを塗布してから画像を出して検証を行った。トナーを塗布する前に発生していた異常画像が、１次転写ローラ６０１〜６０４表面にトナーを塗布することにより発生しなくなることが確認された。
ここで、１次転写ローラ６０１〜６０４に電圧を印加して像担持体１０１〜１０４から中間転写ベルト５０１上へトナー像を移動させる時のみ、１次転写ローラ６０１〜６０４へ回収トナー塗布機構７０１〜７０４を当接できるようソレノイド等により接離動作を行う接離機構を有し、トナー塗布タイミングに合わせて接離動作を行うよう制御するとトナーの塗布消費量を押さえることができる。
【００１０】
図４に示す第２の実施例では、１次転写ローラ６０１〜６０４に回収トナー塗布機構７０１〜７０４を設ける他、クリーニング機構８０１〜８０４を設けている。クリーニング機構８０１〜８０４は１次転写ローラ表面６００４に塗布した余分なトナーを掻き取るブレード８００１が１次転写ローラ６０１〜６０４に当接するように設けられており、掻きとられた余分なトナー６００２はクリーニング機構８０１〜８０４内に収められる。またクリーニング機構８０１〜８０４内に回収されたトナーを回収トナー塗布機構７０１〜７０４へ搬送するポンプ等の手段を設けることで、トナーを再利用することができる。
１次転写ローラ６０１〜６０４にクリーニング機構８０１〜８０４を配置することにより、回収トナー塗布機構７０１〜７０４から１次転写ローラ６０１〜６０４に塗布されるトナーの塗布量が過剰になることなく、常に安定させることができる。
図５に示す第３の実施例では、回収トナー塗布機構７０１〜７０４は振動装置７００３を備えている。振動装置７００３はモータやソレノイドを用いて１次転写ローラ軸方向の振動を回収トナー塗布機構７０１〜７０４に発生させることができる。
回収トナー塗布機構７０１〜７０４を振動装置７００３により振動させるので、トナーを１次転写ローラ表面６００４に擦りつけることができ、トナーの１次転写ローラ６０１〜６０４への付着力を向上させることができる。
図６に示す第４の実施例では、回収トナー塗布機構７０１〜７０４は１次転写ローラ６０１〜６０４上部に設置され、１次転写ローラ６０１〜６０４と対面する底部には複数の補給穴７０１０が形成されている。回収したトナーは重力及び本体の動作による振動等で補給穴７０１０から１次転写ローラ６０１〜６０４表面に落下することにより、１次転写ローラ６０１〜６０４表面上にトナーを塗布することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施形態に係る画像形成装置の全体構成図。
【図２】図１に示す作像部の詳細構成図。
【図３】本発明の第１の実施例に係る画像形成装置の要部構成図。
【図４】本発明の第２の実施例に係る画像形成装置の要部構成図。
【図５】本発明の第３の実施例に係る画像形成装置の要部構成図。
【図６】本発明の第４の実施例に係る画像形成装置の要部構成図。
【図７】１次転写ローラの表面の一部を表した模式図。
【図８】図３のＡ部を拡大して表した模式図（その１）。
【図９】図３のＡ部を拡大して表した模式図（その２）。
【図１０】図３のＡ部を拡大して表した模式図（その３）。
【符号の説明】
【００１２】
１０１〜１０４  像担持体、５０１  中間転写ベルト（中間転写体）、６０１〜６０４  １次転写ローラ、６００２  発泡樹脂材、６００６  凹部、７０１〜７０４  回収トナー塗布機構（トナー塗布機構）、７００１  塗布ブラシ、７００３  振動装置、８０１〜８０４  クリーニング機構、８００１  ブレード
【図１】
0004723950.tif 000002
【図２】
0004723950.tif 000003
【図３】
0004723950.tif 000004
【図４】
0004723950.tif 000005
【図５】
0004723950.tif 000006
【図６】
0004723950.tif 000007
【図７】
0004723950.tif 000008
【図８】
0004723950.tif 000009
【図９】
0004723950.tif 000010
【図１０】
0004723950.tif 000011