(57)【要約】【課題】  中間転写体を介し２次転写対向ローラに板状ブレードを当接することにより、中間転写体上の２次転写残トナーをクリーニングする構成時の、転写材の中間転写体からの分離性と中間転写体のクリーニング性を両立。【解決手段】  板状ブレードの当接位置は、２次転写ローラの２次転写対向ローラ当接位置から、２次転写対向ローラ中心に、中間転写体回転方向５０°以上下流とし、また２次転写対向ローラ外径Ｒは、２次転写ローラ外径ｒに対し、３ｒ≧Ｒ≧φ２０の大きさとする。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
像担持体と該像担持体を帯電する帯電手段と、像担持体の帯電面に静電潜像を形成する情報書き込み手段と、その静電潜像を現像剤像として可視化するための現像剤を内包する現像手段と、像担持体上に形成された現像剤像を中間転写体に転写する第１の転写手段と、前記中間転写体上の現像剤像を転写材上に一括転写する第２の転写手段を有する画像形成装置において、
前記第２の転写手段の対向部は、前記中間転写体とそれ内包され追従回転する対向ローラで形成され、かつ前記第２の転写手段後の、前記中間転写体上の転写残現像材を清掃する清掃手段は、前記対向部に板状弾性体を当接する構成であるとき、
前記対向ローラの外径Rは、前記第２の転写手段を構成するローラの外径rに対し、
３r≧R≧φ２０の大きさであることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
請求項１の画像形成装置において、前記対向部に対する前記板状弾性体の当接位置は、前記第２の転写手段の対向部に対する当接位置から、前記対向ローラ中心基準に、中間転写体駆方向５０°以上下流であり、かつ前記中間転写体の前記対向ローラに対する巻き付き範囲は、前記第２の転写手段の当接位置から前記板状弾性体の当接位置の範囲を含む、少なくともそれ以上の大きさであることを特徴とする画像形成装置。
【請求項３】
請求項１及び請求項２の画像形成装置において、前記中間転写体は、無端状ベルトで形成されていることを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レーザプリンタ、複写機、ファクシミリ等の電子写真記録方式を利用する画像形成装置に関し、特に、像担持体上の像を中間転写ベルトに転写し、中間転写ベルト上の像を転写材に転写する画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、電子写真を用いて像担持体上に形成したトナー像を転写材上に転写し、転写材に画像を得る電子写真方式の画像形成装置が知られている。この中で、カラー画像の高速出力のために、複数個の像担持体を1列に並べ、各像担持体で順次トナー像を形成し、そのトナー像を転写材に直接または中間転写体を介して転写するインライン型の画像形成装置が注目されている。
【０００３】
図１に電子写真方式のインライン型フルカラー画像形成装置の一例を説明する。本画像形成装置は、イエロー（Y）・マゼンタ（M）・シアン（C）・ブラック（K）の４色の画像形成部（以下ステーションと記す）0Y・0M・0C・0Kを備えた、中間転写方式のフルカラープリンタである。
【０００４】
画像形成は、まず矢印方向に回転する各ステーションの感光ドラム1（1Y〜１K）の表面を、帯電ローラ2（2Y〜2K）にて一様に帯電し、レーザー露光器3（3Y〜3K）により原稿を色分解した画像露光4（4Y〜4K）を施して、感光ドラム1の表面に原稿の分解色と対応した静電潜像を形成しする。次に潜像を現像器5（5Y〜5K）によりマイナストナーを用いて現像し、感光ドラム1（1Y〜１K）表面に各色のトナー像を形成する。このトナー像を、中間転写ベルト12を挟んで対向する1次転写ローラ6（6Y〜6K）に1次転写電源7（7Y〜7K）からバイアスを印加することにより、順次重ね合わされて、中間転写ベルト12上に1次転写される。なお中間転写ベルト12は、駆動ローラ15・テンションローラ・2転対向ローラの３本のローラにより張架され、各ステーションの1次転写ニップを縦貫した状態で、駆動ローラ15により矢印方向に駆動される。
【０００５】
その後、中間転写ベルト12上の4色のトナー像を、２次転写ニップに搬送された転写材P上に、２次転写電源10によりバイアスを印加された２次転写ローラ9により一括して２次転写し、２次転写の終了した転写材Pは定着器14に搬送され、加圧及び加熱によって4色のトナーを溶融混色して転写材Pに定着させる。
【０００６】
一方、1次転写後の感光ドラム1（1Y〜１K）上に残留する1次転写残トナーは、ポリウレタンゴムなどの弾性体からなる板ブレードを感光ドラム1（1Y〜１K）に当接させたクリーナー8（8Y〜8K）により除去される。
【０００７】
２次転写後の中間転写ベルト12上に残留する２次転写残トナーの除去手段は、近年ＰＩ（ポリイミド樹脂）、ＰＣ（ポリカーボネート樹脂、２１号）、ＰＶＤＦ（ポリフッ化ビニリデン樹脂）、ポリアルキレンフタレート樹脂、ＰＣ／ＰＡＴ（ポリテルキレンテレフタレート樹脂）のブレンド材料、ＥＴＦＥ（エチレンーテトラフルオロエチレン共重合体）／ＰＣ、ＥＴＦＥ／ＰＡＴ、ＰＣ／ＰＡＴのブレンド材料などの熱可塑性樹脂を母体とした、表面硬度の高い樹脂製中間転写ベルト12が用いられるようになったことから、1次転写残トナーの除去方法と同様に、ポリウレタンゴムなどの弾性体からなる板ブレードを中間転写ベルト12に当接させるクリーナー13を用いる。なお、クリーナー13の中間転写ベルト12に対する当接は、位置精度の出し易さから、中間転写ベルト12の駆動ローラに対向させる方法が一般的である。
【０００８】
以上のような工程により、転写材Pにフルカラー画像が形成される。
【特許文献１】特開２００２-０９１１２１号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
前述のような画像形成装置の別例として、画像形成ユニットのコンパクト化や、ジャム時の中間転写ベルト12上トナーを減少させる目的で、図２に示すような中間転写ベルト12のクリーナー13を、２次転写対向ローラに当接する構成が提案されている。
【００１０】
ところで２次転写対向ローラ11外径は、一般的に２次転写ローラ9外径より大径であるが、転写材Pを分離しやすくするため、２次転写ローラ9外径に近づく小径化する傾向にある。図３に２次転写ローラ9の外径と２次転写対向ローラ11の外径の比が大きい場合、図4に２次転写ローラ9の外径と２次転写対向ローラ11の外径の比が小さい場合の概念図を示す。相対して２次転写対向ローラ11の外径が小さい場合、曲率が大きくなり、中間転写ベルト12を介して接する転写材Pが２次転写対向ローラ11に追従し難くなるので、機械的に分離性が向上する。従って分離性の面から２次転写対向ローラ11は可能な限り小径化される。
【００１１】
一方で、クリーナー13を２次転写対向ローラ11に当接する場合には、２次転写対向ローラ11外径は、より大径であることが望ましい。これらのことについて、図５および図６に示す概念図に基づいて説明する。弾性体からなる板状のクリーニングブレードを、中間転写ベルト12を介して２次転写対向ローラ11に当接する場合、図５および図６に示すように、当接ニップにてクリーニングブレードは変形しクリーニングニップを形成する。このとき、クリーニングブレードの形状は２次転写対向ローラ11外径形状に完全に倣う訳ではないので、２次転写対向ローラ11が大径、つまり曲率の小さいときクリーニングニップが大きくなり、クリーニング性がよくなる。
【００１２】
本発明は以上のような相反する要因をバランスさせ、転写材Pの分離と中間転写ベルト12のクリーニングを両立させることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
（１）像担持体と該像担持体を帯電する帯電手段と、像担持体の帯電面に静電潜像を形成する情報書き込み手段と、その静電潜像を現像剤像として可視化するための現像剤を内包する現像手段と、像担持体上に形成された現像剤像を中間転写体に転写する第１の転写手段と、前記中間転写体上の現像剤像を転写材上に一括転写する第２の転写手段を有する画像形成装置において、前記第２の転写手段の対向部は、前記中間転写体とそれ内包され追従回転する対向ローラで形成され、かつ前記第２の転写手段後の、前記中間転写体上の転写残現像材を清掃する清掃手段は、前記対向部に板状弾性体を当接する構成であるとき、前記対向ローラの外径Rは、前記第２の転写手段を構成するローラの外径rに対し、３r≧R≧φ２０の大きさとする。
（２）（１）の画像形成装置において、前記対向部に対する前記板状弾性体の当接位置は、前記第２の転写手段の対向部に対する当接位置から、前記対向ローラ中心基準に、中間転写体駆方向５０°以上下流であり、かつ前記中間転写体の前記対向ローラに対する巻き付き範囲は、前記第２の転写手段の当接位置から前記板状弾性体の当接位置の範囲を含む、少なくともそれ以上の大きさとする。
（３）（１）及び（２）の画像形成装置において、前記中間転写体は、無端状ベルトで形成される。
【発明の効果】
【００１４】
以上説明したように、中間転写体上に多色トナー像を１次転写した後、２次転写により転写材上に多色のトナー像を一括転写することにより、転写材上に画像を形成する画像形成装置において、中間転写体を介し２次転写対向ローラに板状ブレードを当接することにより、中間転写体上の２転残トナーをクリーニングするとき、上記板状ブレードの当接位置は、２次転写ローラの２次転写対向ローラ当接位置から、２次転写対向ローラ中心に、中間転写体回転方向５０°以上下流とし、また２次転写対向ローラ外径Rは、２次転写ローラ外径rに対し、３ｒ≧Ｒ≧φ２０の大きさとすることにより、転写材の中間転写体からの分離性と中間転写体のクリーニング性を両立させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下に本発明の実施例を示す。本発明の画像形成装置の構成は、図２に示されるような構成の画像形成装置であり、２次転写対向ローラに中間転写ベルトを介して、中間転写ベルトクリーナーが当接する構成である。画像形成動作は従来の画像形成装置と同様であり、その説明は省略する。以下に図７に示す２次転写部構成図を基に、本発明の実施例を説明する。
【００１６】
（実施例１）
図７に示すように、２次転写ローラは転写材P及び中間転写ベルトを挟んだ状態で２次転写対向ローラ11に当接し、RD1方向に回転する。このとき転写材PはDP方向に搬送され、中間転写ベルト12は不図示の駆動ローラ15によりDI方向に駆動される。２次転写対向ローラ11は、中間転写ベルト12の駆動に従動しRD2方向に回転する。２次転写ローラ9は、２次転写電源10によりバイアスを印加され、中間転写ベルト12上に担持される不図示のトナー像を転写材P上に転写する。なお本実施例の画像形成装置に用いる中間転写ベルト12は無端状ベルトであり、材料構成はPI（ポリイミド樹脂）による単層シートとし、その膜厚は80μmとした。
【００１７】
また本実施例の画像形成装置の中間転写体クリーナー13は、中間転写ベルト12を介して、２次転写対向ローラ11に当接している。クリーニングブレード131は、ポリウレタンゴムなどの弾性体などからなり、中間転写ベルト12に押し付けられ、緩やかに変形している。当接圧はクリーニングブレード厚やトナー特性等により異なるが、10〜100N/mの範囲である。10N/m未満の場合にはクリーニング不良が発生し、100N/mを越える場合は、中間転写ベルト12の駆動トルクアップやブレードめくれなどの問題が発生する。本実施例の画像形成装置は35N/mとした。
【００１８】
クリーニングブレード131の板厚は1.2〜3.0mmの範囲である。1.2mm未満ではブレード剛性が低すぎ、ブレードめくれとなる。3.0mmを越えるとブレード剛性が高すぎ中間転写ベルト12表面に追従し難くなり、クリーニング不良となる。本実施例の画像形成装置は1.6mmとした。
【００１９】
またクリーニングブレード131の当接角βは、クリーニングブレード131と中間転写ベルト12とのすべり性やクリーニングブレード131の板厚、トナー特性などにより異なるが、10〜35°の範囲である。10°未満ではクリーニング不良となり、35°以上ではブレードめくれとなる。本実施例の画像形成装置は当接角β25°とした。
【００２０】
さらにクリーニングブレード131の侵入量L（仮想線として、ブレードが当接物に突き刺さるときの、突き刺さり長さ。ここではブレード変曲部より先端の平滑部分であり、有効クリーニング長である）は、1.2〜3.0mmである。1.2mm未満では、クリーニング不良及びブレードめくれが起きやすい。3.0mmを越える場合では、中間転写ベルト12の駆動トルクが大きくなるのに対しクリーニング効果の増加は少なく、適正な設計値ではない。
【００２１】
補助シート132は、クリーニングブレード131が除去した２次転写残トナーをすくい受け、残トナーが画像形成装置内に噴出すことを防止している。本実施例の画像形成装置では、厚さ40μmのPETシートを用いた。
【００２２】
以上のような清掃手段により、中間転写ベルト12から掻き落とされた２次転写残トナーは、廃トナー容器133に受けられる。そして必要に応じて、不図示のスクリューやベルトにより廃トナー容器133から不図示の廃トナーボックスに掻き出せばよい。
【００２３】
さらに本発明の画像形成装置の特徴として、２次転写対向ローラ11の外径Rは、２次転写ローラの外径rに対し、３r≧R≧φ２０の大きさである。上述の中間転写体クリーナー13条件を満たす場合においては、φ２０＞Rの場合では、図５・図６に図示して説明したように、クリーニングニップが小さくなり、クリーニング不良が発生するので好ましくない。R＞３rの場合では、図３・図４に図示して説明したように、２次転写ローラ9と２次転写対向ローラ11の外径比が大きすぎ、転写材Pが中間転写ベルト12を介して接する２次転写対向ローラ11から分離し難くなる。本実施例の画像形成装置では、２次転写ローラ9外径をφ15、２次転写対向ローラ外径をφ30とした。
【００２４】
また中間転写ベルト12を安定して駆動するために、２次転写対向ローラ11に対する２次転写ローラ当接位置T2CPから、２次転写対向ローラ11に対する中間転写体クリーナー13当接位置CCPの範囲で、中間転写ベルト11は２次転写対向ローラ12に巻き付いており、またそれぞれの当接位置（T2CP,CCP）の角度αは、50°以上である。角度αの大きさは、上述の中間転写体クリーナー13条件及び２次転写後の転写材Pの搬送スペースなどから50°未満では構成が成立しない。さらに角度αが50°未満の場合には、２次転写対向ローラ11の外径が前述の範囲であっても、中間転写ベルト12の軌跡が緩やかになってしまい、転写材Ｐは中間転写ベルト12から分離し難くなってしまう。
【００２５】
画像形成の機能面からは、角度αの上限は規定されないが、装置の不要な大型化を防ぐため、200°未満であることが望ましい。本実施例の画像形成装置では、角度αを110°とした。
【００２６】
（実施例の評価）
本実施例の画像形成装置の効果を調べるため、転写材PとしてXerox社製Premium Multipurpose 4024paper（以下Xx4024と記す）及びBadger Paper Mills社製Bader Bond/offset paper（以下Bbと記す）を用い、それぞれの転写材を１０℃/１５％ＲＨ環境下にて100ｋ枚の通紙耐久を行った。中間転写ベルト12のクリーニング性と、転写材Pの中間転写ベルト12からの分離性の評価を行った。
【００２７】
（比較例１）
２次転写ローラ9外径をφ9、２次転写対向ローラ11外径をφ30とした。それ以外の条件は本実施例の画像形成装置と同様である。
【００２８】
（比較例２）
２次転写ローラ9外径をφ6、２次転写対向ローラ11外径をφ30とした。それ以外の条件は本実施例の画像形成装置と同様である。
【００２９】
（比較例３）
２次転写ローラ9外径をφ15、２次転写対向ローラ11外径をφ19とした。それ以外の条件は本実施例の画像形成装置と同様である。
【００３０】
（比較例４）
２次転写ローラ9外径をφ15、２次転写対向ローラ11外径をφ15とした。それ以外の条件は本実施例の画像形成装置と同様である。
【００３１】
（評価結果）
本実施例と各比較例の画像形成装置の評価結果を表１に示す。本実施例の画像形成装置は、100ｋ枚の通紙耐久を通じて中間転写ベルト12のクリーニング不良・転写材Ｐの分離不良共に発生しなかった。
【００３２】
比較例１の画像形成装置は、中間転写ベルト12のクリーニング不良は発生しなかった。一方でXx4024では分離不良は発生しなかったものの、Bbでは通紙枚数の5％で分離不良が発生した。
【００３３】
比較例２の画像形成装置は、中間転写ベルト12のクリーニング不良は発生しなかった。一方でXx4024では通紙枚数の20％で分離不良が発生し、Bbでは通紙枚数の40％で分離不良が発生した。
【００３４】
比較例３の画像形成装置は、転写材の分離不良は発生しなかったが、85k枚通紙した以降で、中間転写ベルト12のクリーニング不良が発生した。
【００３５】
比較例４の画像形成装置は、転写材の分離不良は発生しなかったが、30k枚通紙した以降で、中間転写ベルト12のクリーニング不良が発生し、その不良レベルは100ｋ枚まで悪化する一方であった。
【００３６】
【表１】
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【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】従来の画像形成装置の概念構成を示す縦断面図
【図２】本発明の画像形成装置の概念構成を示す縦断面図
【図３】２次転写ローラ外径と２次転写対向ローラの外径比が大きい場合の転写材の分離状態を示す概念図
【図４】２次転写ローラ外径と２次転写対向ローラの外径比が小さい場合の転写材の分離状態を示す概念図
【図５】２次転写対向ローラの外径が大径の場合の、中間転写体のクリーニング状態を示す概念図
【図６】２次転写対向ローラの外径が小径場合の、中間転写体のクリーニング状態を示す概念図
【図７】本発明の画像形成装置の２次転写部構成を示す縦断面図
【符号の説明】
【００３８】
0  ステーション（Y0；イエロー、M0；マゼンタ、C0；シアン、K0；ブラックの各ステーション）
1  感光ドラム（Y1；イエロー、M1；マゼンタ、C1；シアン、K1；ブラックの各感光ドラム）
2  帯電ローラ（Y2；イエロー、M2；マゼンタ、C2；シアン、K2；ブラックの各帯電ローラ）
3  レーザー露光器（Y3；イエロー、M3；マゼンタ、C3；シアン、K3；ブラックの各レーザー露光器）
4  レーザー露光（Y4；イエロー、M4；マゼンタ、C4；シアン、K4；ブラックの各レーザー露光）
5  現像器（Y5；イエロー、M5；マゼンタ、C5；シアン、K5；ブラックの各現像器）
6  １次転写ローラ（Y6；イエロー、M6；マゼンタ、C6；シアン、K6；ブラックの各１次転写ローラ）
7  １次転写ローラ電源（Y7；イエロー、M7；マゼンタ、C7；シアン、K7；ブラックの各１次転写ローラ電源）
8  感光ドラムクリーナー（Y8；イエロー、M8；マゼンタ、C8；シアン、K8；ブラックの各感光ドラムクリーナー）
9  ２次転写ローラ
10  ２次転写ローラ電源
11  ２次転写ローラ対向ローラ
12  中間転写ベルト
13  中間転写ベルトクリーナー
131  クリーニングブレード
132  補助シート
133  廃トナー容器
14  定着器
P  転写材
r  ２次転写ローラ外径
R  ２次転写対向ローラ外径
L  クリーニングブレード侵入量
DP  転写材搬送方向
DI  中間転写ベルト搬送方向
RD1  ２次転写ローラ回転方向
RD2  ２次転写対向ローラ回転方向
T2CP  中間転写ベルトを介した、２次転写対向ローラに対する２次転写ローラの当接点
CCP  中間転写ベルトを介した、２次転写対向ローラに対するクリーニングブレードの当接点
CN  クリーニングブレードを、中間転写ベルトを介して２次転写対向ローラに対して当接する際のクリーニングニップ
α  T2CPからCCPまでの、２次転写対向ローラ中心からみた角度
β  クリーニングブレードの中間転写ベルトに対する当接角
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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