(57)【要約】【目的】早い時期での不良画像の発生を防ぐことができる画像形成装置を提供すること。【構成】像担持体上にトナーにより画像を形成し、トナー像を中間転写体上に転写した後、中間転写体上のトナーを転写材へ転写する際、熱を印加する転写方式を用いた画像形成装置において、中間転写体のクリーニングは、曲率３０ｍｍ以下のローラーに当接したクリーニング装置によりクリーニングする。ここで、前記クリーニング装置は、クリーニングブレードから成る。又、前記クリーニング装置は、ファーブラシを有する。更に、前記トナーは、離型剤を内包したトナーである。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
像担持体上にトナーにより画像を形成し、トナー像を中間転写体上に転写した後、中間転写体上のトナーを転写材へ転写する際、熱を印加する転写方式を用いた画像形成装置において、
中間転写体のクリーニングは、曲率３０ｍｍ以下のローラーに当接したクリーニング装置によりクリーニングすることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記クリーニング装置は、クリーニングブレードから成ることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記クリーニング装置は、ファーブラシを有することを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記トナーは、離型剤を内包したトナーであることを特徴とする請求項１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、電子写真方式を利用して、画像を記録材上に形成してハードコピーを得る複写機、ファクシミリ、プリンタ等の画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のタンデム型中間体転写加熱タイプのフルカラー画像形成装置を図２に基づいて説明する。
【０００３】
先ず、ドラム周りに関して説明する。記号の中のＫ，Ｃ，Ｍ，Ｙは、色を意味しＫは黒、Ｃはシアン、Ｍはマゼンタ、Ｙはイエローを意味する。
【０００４】
先ず、第１ステーションとしての黒（Ｋ）に関し説明する。Ｃ，Ｍ，Ｙに関しては同様の箇所は説明を省略する。
【０００５】
先ず、図２において、１Ｋは黒の画像形成ステーションである。中央に直径８４ｍｍの有機感光体（以下、ＯＰＣ又はＯＰＣドラム）２が配置されている。このＯＰＣドラム２は、不図示のモーターにより４００ｍｍ／ｓの速さで回転駆動される。尚、ＯＰＣドラム２は、電荷発生層が０．１μｍ、電荷輸送層２０μｍから成るネガ帯電タイプのものである。
【０００６】
３は帯電器であり、従来公知のコロナ放電タイプの帯電器である。ステンレスの枠体の中央にコロナワイヤーと呼ばれる直径６０μｍのタングステンワイヤーに金を鍍金した線が張ってある。斯かるワイヤーに約１ｍＡのマイナス電流を流す。これにより、コロナが発生し、印加電流のうちの一部がドラム方向に流れ、ドラム２が帯電する。これにより、ドラム２は、約−９００Ｖに帯電される。
【０００７】
５はレーザースキャナーユニットで、内部は不図示ながら、従来公知のポリゴンミラーが回転し、レーザーがパルス駆動され発光し、ポリゴンミラーに反射される。
【０００８】
而して、レーザー光は、何面かの反射ミラーを介してＯＰＣドラム２上に照射される。斯かるレーザーのスポットは、ドラム２の手前から奥方向の主走査方向５５μｍ、ドラムの進行方向の副走査方向５５μｍのスポット径で照射されている。
【０００９】
６は現像装置で、内部にマグネットを有するスリーブ６−１と、現像剤を攪拌するスクリュー６−２より成る。現像剤は、トナーとキャリアより成る２成分現像剤である。トナーは、ポリエステル樹脂をベースとしもので、又、トナーには各色の顔料も分散されている。
【００１０】
又、本例のような高速系の画像形成装置では、トナーの軟化点は、従来白黒系より低く設定されており、本例でもシャープメルト性低温定着性トナーを使用している。キャリアは、マグネタイトを樹脂に分散させたもので、帯電性を付与するため、表面を樹脂コートしている。
【００１１】
こうしたトナーとキャリアから成る現像剤が現像装置内に充填される。現像装置６内では現像剤はスクリュー６−２で攪拌され、ネガ帯電付与されたトナーを有する現像剤は、スリーブ６−１表面へ、内部のマグネットの磁力により搬送される。
【００１２】
而して、ＯＰＣドラム２と現像剤が摺擦される。
【００１３】
コロナ帯電器３により表面が−９００Ｖに帯電された感光体２は、レーザーにより画像信号通りに表面が光照射され、その電荷が減衰する。
【００１４】
画像の濃さにより、レーザー光の強さが変わり、画像の所謂白地に相当する電位が−７００Ｖ、濃い部分に相当する所が約−２００Ｖ、画像の中間調に相当する所はその間に適宜なるように、レーザー露光調整される。現像装置６のスリーブ６−１には、交流成分と直流成分が印加されている。直流成分は、約−５５０Ｖで、交流成分は２ｋＨｚ、２ｋＶ−ｐｐの矩形高周波が印加されている。斯かる現像バイアスにより、トナーがドラム方向へ飛翔する。
【００１５】
ドラムが高電位の箇所は白地に相当し、トナーは飛翔しない。ドラム電位が低い箇所にはトナーが飛翔し、ドラム２上にトナーが載る。ベタ画像に相当する、最も濃い画像信号の箇所で、１色当たり約０．５ｍｇ／ｃｍ２  のトナーが載るように設定されている。
【００１６】
而して、ＯＰＣドラム２上に形成されたトナー画像は、転写部へ移動する。
【００１７】
１３０は中間体ベルトであり、これは厚さ１００μｍのポリイミド樹脂を型成型にてシームレスに円筒状に作製されている。ここで、表層はトナーとの離型性を良くするために、フッ素樹脂をコートしてある。ポリイミドの樹脂内部には、カーボンを３部〜３０部内添し、抵抗を１０１２になるように調整した。これは、抵抗を１０９  以下に下げると、中間体の周回動作において、電荷の自己減衰機能が働き、除電器が要らない代わり、転写像が飛び散る現象が発生し、転写像が飛び散り、高画質化ができないためである。
【００１８】
ここで、前記トナーは、流動性が高い、即ち、凝集度が低い２０％のトナーを使用している。トナーの流動性は、凝集度として測ることが可能である。この凝集度は、その値が大きいほど試料の流動性は悪いと判断する。測定装置としてはパウダーテック（細川ミクロン社製）を用いた。
【００１９】
測定法としては、振動台に２００メッシュ、１００メッシュ、６０メッシュのフルイを目の狭い順位、即ち、６０メッシュフルイが最上位に位置するように２００メッシュ、１００メッシュ、６０メッシュのフルイの順に重ねてセットする。
【００２０】
このセットした６０メッシュフルイ上に正確に秤量した試料５ｇを加え、振動台への入力電圧を２１．７Ｖになるようにし、その際の振動台の振幅が６０〜９０μｍの範囲内に入るように調整し（レオスタットメモリ約２．５）、約１５秒間振動を加える。その後、各フルイ上に残った試料の重量を測定して下式に基づき凝集度を得る。
【００２１】
凝集度（％）＝（６０メッシュフルイ上の試料重量）／５ｇ）×１００
＋（１００メッシュフルイ上の試料重量）／５ｇ）×１００×（３／５）
＋（２００メッシュフルイ上の試料重量）／５ｇ）×１００×（１／５）
試料は２３℃、６０％ＲＨの環境下で約１２時間放置したものを用い、測定環境は２３℃、６０％ＲＨである。
【００２２】
ところで、駆動ローラ１３は直径６０ｍｍを有し、これによりこの中間転写ベルト１３０が回転され、各色ステーション１Ｋ，１Ｃ，１Ｍ，１Ｙで画像形成されたトナー像が、それぞれの第１転写部において、中間体転写ベルト上に重なるように作像、転写される。
【００２３】
７は転写ブレードであり、これはヒドリンゴムから成り、抵抗値が１０７  のものを使用している。
【００２４】
第１転写部において、順次重ね合わされて転写作像されたトナー像は、第４ステーションを終了した後は、４色のトナー像が中間体転写ベルト上に載っている。一方、記録材Ｐがレジストローラ１２から第２転写部８へ向けて搬送される。第２転写部８は、内側第２転写ローラー８−１と外側第２転写ローラー８−２より成る。そして、外側転写ローラー８−２には不図示の高圧電源より６０μＡの高圧が印加される。
【００２５】
中間体上のトナー像と記録材は、タイミングが図られて第２転写部に送られる。そして、中間体上のトナーは、転写ローラーの高圧によって記録材に転写され、記録材は、定着装置へ送られる。
【００２６】
定着装置は、定着ローラー５１と加熱ローラー５２等より成る。該両ローラー５１，５２は、ゴムによる弾性層と表層に離型層としてのフッ素樹脂を被膜して構成されており、内蔵されたハロゲンヒーター５３−１，５３−２によって約１７０℃に加熱される。ローラー５１，５２の温度は、サーミスタ５８により、一定になるように不図示の制御回路によって制御される。
【００２７】
この定着装置には、従来のような積極的なオイル塗布装置が設けられていない。これは先述様にトナーにワックスを内包しているためで、加熱と加圧により、トナー内部のワックスがトナー外部に染み出し、ローラー表層とフッ素樹脂と離型性を有するためである。
【００２８】
こうして加熱定着された記録材は機外へ排出される。一方、転写が終了した感光ドラム２は、それぞれのクリーナ４により転写残トナーをクリーニング、除去され、引き続き次の潜像の形成以下に備えられる。転写ベルト１３０上に残留したトナー及びその他の異物は、転写ベルト１３０の表面に当接するクリーニングブレード１３１で除去するようにしている（例えば、特許文献１，２参照）。
【００２９】
【特許文献１】
特開平７−７２６８２号公報
【特許文献２】
特開平８−１９４３８７号公報
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、近年高画質化の流れと、構成の簡易化の流れの中で、転写同時定着という画像形成装置が考案され始めている。これは、先の第２転写部において加熱も同時に行い、定着を行うものである。例えば、図３に示すように、内側第２転写ローラー８−１は金属ローラーより成り、アースに接続されている。更に、内部にヒーターとしてのハロゲンヒーターを有する。
【００３０】
外側第２転写ローラー８−２は、３層より成る柔らかいローラーより成る。即ち、軸として金属のシャフトを有し、その外側にシリコンゴムで、抵抗値１０７のシリコンゴムを巻き、最外装にフッ素ゴムより成る離型層で構成されている。
【００３１】
ゴムの厚みは約２ｍｍである。こちらも内部にハロゲンヒーターを有する。内側第２転写ローラーと、外側第２転写ローラーにはそれぞれサーミスタ２１−１，２１−２が当接して成り、内側のローラー温度を１５０℃、外側のローラー温度を９０℃として成る。
【００３２】
中間体ベルト上のトナーと紙は、反射型センサー９により同期が取られ、第２中間体ローラーに熱と共に約６０μＡの電流を流して転写される。このとき、第２転写ローラーの熱によって、トナーは紙に熱固着される。
【００３３】
第２転写部より分離した記録材Ｐは、搬送部６２により排出装置９へ搬送される。
【００３４】
図２の従来例のように、定着装置を別途設けていない。これにより、第２転写部で、従来、可成りトナーが飛び散り、画像が劣化していたのがなくなり、高画質な画像形成が可能となった。
【００３５】
又、図２における定着部が無いことにより、構成も従来比で簡易化されるようになった。
【００３６】
しかしながら、従来の画像形成装置には、以下のような欠点があった。
【００３７】
即ち、第２転写部にて熱を用いて転写を行うと、紙に行かないで中間転写ベルト上に残ったトナーが半溶融状態となる。このとき、従来通りの転写ベルトクリーニング方式を用いると、クリーニング不良又はクリーニングブレードのエッジの欠け等が発生してしまう。
【００３８】
この寿命は画像形成装置により異なるが、例えば１０ｋ枚の通紙において、既にクリーニング不良が見られるものであった。
【００３９】
該構成でクリーニング不良が発生すると、中間体ベルト上にトナーのすじが残り、次の画像形成に対してトナーが残り、不良画像となってしまっていた。
【００４０】
本発明は上記問題に鑑みてなされたもので、その目的とする処は、早い時期での不良画像の発生を防ぐことができる画像形成装置を提供することにある。
【００４１】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１記載の発明は、像担持体上にトナーにより画像を形成し、トナー像を中間転写体上に転写した後、中間転写体上のトナーを転写材へ転写する際、熱を印加する転写方式を用いた画像形成装置において、中間転写体のクリーニングは、曲率３０ｍｍ以下のローラーに当接したクリーニング装置によりクリーニングすることを特徴とする。
【００４２】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記クリーニング装置は、クリーニングブレードから成ることを特徴とする。
【００４３】
請求項３記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記クリーニング装置は、ファーブラシを有することを特徴とする。
【００４４】
請求項４記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記トナーは、離型剤を内包したトナーであることを特徴とする。
【００４５】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
【００４６】
＜実施の形態１＞
本実施の形態に係る画像形成装置を図１に示す。
【００４７】
本実施の形態において使用する画像形成装置断面は従来例と同じであるので、同説明は省略する。
【００４８】
本実施の形態においては、トナーは従来例と異なり、離型剤を内包したものを使用した。
【００４９】
斯かるトナーは、樹脂にワックスを内包するように作製されているもので、熱が掛かったときに後述の転写ベルトからの離型性を発揮するため、離型剤としてのワックスが内包して成る。このワックスは従来公知のもので良いが、本実施の形態では、カルバナワックスを使用した。斯かるワックスは、樹脂に対して５部入れている。
【００５０】
即ち、熱を斯かるトナーに付与した時に、母体のポリエステルが軟化すると同時に、トナーの内部よりワックスが染み出し、離型作用が発する。これにより、中間体に付着する力が弱まる。即ち、離れ易くなる。
【００５１】
斯かるトナーの作製方法は粉砕法、重合法等があるが、本実施の形態では粉砕法を用いた。
【００５２】
本実施の形態においては、中間体転写クリーニング装置の構成が従来例と異なる。
【００５３】
本実施の形態における中間体クリーナーは、１４０に示すように、中間体の折り返しローラー１４１に当接して成る。１４１はウレタンより成るクリーニングブレード、１４２はファーブラシである。
【００５４】
更に、折り返しローラー１４１は、中間体駆動ローラーに変更した。これは、クリーナーを当接させたことにより、中間体ベルトにブレーキが掛かるため、従来のように、ローラー１３で駆動すると、ローラー１３のローラ部でスリップが生じ易くなったためである。
【００５５】
又、中間体折り返しローラーは直径を従来のφ６０ｍｍからφ３０ｍｍと小径化した。これは、大きな直径、特にφ４０ｍｍ以上であると、クリーニングしにくいためである。即ち、第２転写部にて溶融されたトナーが基本的には紙に転写されるが、一部残ったトナーは中間体上に半溶融状態でベルト上に存在する。
【００５６】
しかし、中間体の折り返しローラーへ到達するころには、若干温度が低下して、溶融状態から固化状態となっている。このとき、中間体折り返しローラーの直径がφ４０ｍｍ以上であると、トナーがベルトより剥れにくい。この点、中間体折り返しローラーの直径をφ３０ｍｍとすることにより、固化しつつあるトナーが中間体ベルトより剥離され、先述のファーブラシとクリーニングブレードによって除去される。この結果、初期のクリーニングラチチュードが増えたとともに、耐久での寿命が長くなり、従来例の約５倍の寿命を持たせることが可能となった。
【００５７】
比較例として、従来中間体駆動ローラーの直径がφ４０ｍｍ以上のときは、トナーがベルトの固着する力が強かったため、トナーがブレードを摺り抜けたり、ブレードのエッジが欠けたりして例えば約１５ｋ枚程度でクリーニング不良が発生してしまっていたが、本実施の形態では６０ｋ枚以上、良好にクリーニングすることが可能となった。
【００５８】
上述のように、中間体駆動ローラーは小さい方がクリーニングには好ましいが、小さ過ぎても弊害があり、φ１０ｍｍより小さいものは好ましくない。ローラーの直径がφ１０ｍｍ以下であると、高強度のポリイミドベルトと言えども、屈曲して寿命がもたない。
【００５９】
尚、ここで、中間体駆動ローラーの直径がφ３０ｍｍ以下でクリーニング性が良くなった理由は、φ３０ｍｍ以下だと、第２転写部で溶融されたトナーが中間体駆動ローラーのクリーニング部に達したとき、トナーがベルトより、その曲率で剥れようとする最大の大きさである。これ以上直径が大きいと、トナーとポリイミド界面の接着が落ちず、良好なクリーニング性が得られなかった。
【００６０】
＜実施の形態２＞
本実施の形態では、クリーニングブレードが実施の形態１と異なる。本実施の形態でのブレードはナイロンコートブレードとした。ナイロンコートブレードは、従来のものと同じく、ウレタンゴムの上に、ナイロンにカーボンを分散させたものを溶剤に希釈し、塗布、乾燥させたもので、ナイロンはウレタンより固いため、当接部が固い。これによって、中間体ベルトのポリイミドに固着したトナーが更に剥がれ易くなった。
【００６１】
尚、前述のように、トナーとしてはワックスを内包したものが好ましい。
【００６２】
従来通り、トナーとして、内部にワックスを内包しないトナーを用いて、図３と同様の構成でクリーニングしようとしたところ、ブレードの設定圧を上げる必要があった。これは、トナー自体が離型性を持たないことにより、ベルトとの付着力が強いためで、このようなトナーに対してもローラー径を小さくすることは効果があるが、よりブレードが軽圧でもクリーニング可能のためには、ワックス内包トナーが好ましい。
【００６３】
＜実施の形態３＞
前記実施の形態１に対し、ローラーの径をφ２０ｍｍとした。
【００６４】
これによって、前記実施の形態と同様、クリーニング不良発生が従来は１５ｋ枚程度で発生してしまっていたものが、８０ｋ以上まで維持されるようになった。
【００６５】
又、本実施の形態の場合、中間体として採用しているポリイミド樹脂の屈曲性が課題となるが、中間体ベルトの厚みを従来１５０μｍに対し、１７５μｍにすることにより、問題のないものとした。
【００６６】
【発明の効果】
以上の説明で明らかなように、本発明によれば、像担持体上にトナーにより画像を形成し、トナー像を中間転写体上に転写した後、中間転写体上のトナーを転写材へ転写する際、熱を印加する転写方式を用いた画像形成装置において、中間転写体のクリーニングは曲率３０ｍｍ以下のローラーに当接させたことにより、従来短寿命にてクリーニング不良が発生してしまっていたのに対し、長期に亘って良好なクリーニングを行うことができ、早い時期での不良画像の発生が防がれるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係る画像形成装置の概略図である。
【図２】従来の画像形成装置の概略図である。
【図３】従来の画像形成装置の概略図である。
【符号の説明】
１Ｋ，１Ｃ，１Ｍ，１Ｙ  各色画像形成ステーション
２        感光ドラム
３        一次帯電器
６        現像器
４        クリーナー
７        一次転写
１３０    中間転写ベルト
８−１    第２次部内側第２転写ローラー
８−２    第２次部外側第２転写ローラー
９        定着装置
１４０    中間体クリーナー
１４１    クリーニングブレード
１４２    ファーブラシ
【図１】
2005003936.tif 000003
【図２】
2005003936.tif 000004
【図３】
2005003936.tif 000005