(57)【要約】【課題】中間転写体上に静電担持されたトナー像の飛び散りを防止する。【解決手段】像担持体１上のトナー像Ｔを、無端状の回転駆動された中間転写体２に一次転写し、前記中間転写体２上のトナー像Ｔを一括して記録媒体４上に二次転写を行う中間転写方式を用いた画像形成装置において、前記中間転写体２は複数の張架部材６，７，８，９，１０，１１及び一次転写ローラ３によって担持されることを特徴とし、前記中間転写体２において、中間転写体２の駆動方向に対して、一次転写部より直近下流の張架部材６について、中間転写体２から該張架部材６へ移動するトナー担持電荷量の検知手段を設置し、且つ、中間転写体２を介した該張架部材６の対向位置から上流側へずらした箇所に除電手段２９を設置して、トナー帯電電荷に対して前記検知手段で検知した電荷量の除電を行うように構成する。【選択図】図１
2007057731.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
像担持体上のトナー像を、無端状の回転駆動された中間転写体に一次転写し、前記中間転写体上の可視像を一括して記録媒体上に二次転写を行う中間転写方式を用いた画像形成装置において、
前記中間転写体は複数の張架部材によって担持され、前記中間転写体において、中間転写体の駆動方向に対して、一次転写部より直近下流の張架部材について、中間転写体から該張架部材へ移動するトナー担持電荷量の検知手段を設置し、且つ、中間転写ベルトを介した該張架部材対向位置から上流側へずらした箇所に除電手段を設置して、トナー帯電電荷に対して前記検知手段で検知した電荷量の除電を行うように構成したことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
除電器としてコロナ帯電器を用い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】
除電器として針電極を用い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】
像担持体上のトナー像を、無端状の回転駆動された中間転写体に一次転写し、前記中間転写体上の可視像を一括して記録媒体上に二次転写を行う中間転写方式を用いた画像形成装置において、
前記中間転写体は複数の張架部材によって担持され、前記張架部材のうち、中間転写体が一次転写部から二次転写部までの間に接触する少なくとも１つ以上の部材について、中間転写体から該張架部材へ移動するトナー担持電荷量の検知手段を設置し、且つ、中間転写ベルトを介した該張架部材対向位置から上流側へずらした箇所に除電手段を設置して、トナー帯電電荷に対して前記検知手段で検知した電荷量の除電を行うように構成したことを特徴とする画像形成装置。
【請求項５】
除電器としてコロナ帯電器を用いることを特徴とする請求項４記載の画像形成装置。
【請求項６】
除電器として針電極を用いることを特徴とする請求項４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、電子写真方式の複写機、プリンタ等の画像形成装置に関し、特に、中間転写ベルトを介して感光ドラム等の像担持体上に形成されたトナー像を記録用紙等の記録媒体に転写する、中間転写方式の画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
中間転写方式の画像形成装置において、中間転写ベルト上に一次転写されたトナー像Ｔが、一次転写部下流ローラを通過する時に飛び散ることで、記録媒体上に形成される画像の画質が低下してしまうという恐れがある。このようなトナーの飛び散りに対して、一次転写部直近下流に位置する一次転写部下流ローラの表面電位を中間転写ベルト裏面電位以上に保持する電位保持手段を用いた装置が公知である（例えば、特許文献１参照）。これは、電位保持手段として一次転写部下流ローラ表面に高抵抗の被覆層を形成したものである。
ここで、中間転写ベルト上に転写されたトナー像Ｔが一次転写部下流ローラを通過する時の飛び散りメカニズムについて説明する。但し、一次転写部下流ローラは導体であるとする。図４は一次転写部下流ローラ６近傍を軸方向から見た断面図である。又、中間転写ベルト２内部に存在する正のトナー担持電荷２７を記号＋で表している。
図４（Ａ）はトナー像Ｔが一次転写部を通過した直後の状態である。ここで、中間転写ベルト表面にはトナー像Ｔよりも電荷量の多い、正のトナー担持電荷２７が存在しており、一次転写部において、トナー像Ｔよりも１０％程度多い電荷量が中間転写ベルト２内部へ移動することが実験で確認されている。又、トナー担持電荷２７とトナー像Ｔの間には静電引力が働いており、トナー像Ｔは、中間転写ベルト２表面に担持された状態を保っている。
図４（Ｂ）はトナー像Ｔが一次転写部下流ローラ６方向に搬送された状態であり、トナー像Ｔよりも電荷量の多いトナー担持電荷２７によって一次転写部下流ローラ６表面に負電荷が誘起され始める。
【０００３】
図４（Ｃ）は図４（Ｂ）から更に搬送された状態であり、一次転写部下流ローラ６表面の負電荷との間に働く静電引力によって点線で囲まれた箇所のトナー担持電荷２７が中間転写ベルト裏面に移動するようになる。
【０００４】
図４（Ｄ）は図４（Ｃ）から更に搬送された状態であり、領域Ｉと領域IIのベルト表面における電位差が大きくなるので、これを打ち消すように領域Ｉの点線で囲まれた箇所の正電荷が移動する。
【０００５】
図４（Ｅ）は図４（Ｄ）から更に搬送された状態であり、領域Ｉの正電荷が移動したため、静電引力が弱まりトナーの飛び散りが発生する。又、中間転写ベルト裏面に移動したトナー担持電荷２７は、一次転写部下流ローラ６を通過するときに接地部へ流れ込む。以上が、飛び散りの発生原因である。
つまり、特許文献１にて公知の構成では、一次転写部下流ローラ６表面に高抵抗の被覆層を形成することで、トナー担持電荷２７の一次転写部下流ローラ６への移動を抑制することでトナーの飛び散りを回避することができるようになっている。
【特許文献１】特開２０００−２９８４０８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、一次転写部下流ローラ６表面に高抵抗の被覆層を形成しても被覆層表面に分極電荷が誘起されてトナー担持電荷２７と分極電荷間に静電引力が働くため、トナー担持電荷２７の移動を完全に阻止することはできない。その結果、トナー帯電電荷とトナー担持電荷間に働く静電引力の釣り合い関係が崩れ、トナーの飛び散りが発生してしまう恐れがある。
【０００７】
本発明は、上述の技術的課題を解決するためになされたもので、中間転写ベルト裏面が張架ローラに接触する際に、表面に担持されているトナー像が飛び散る現象を有効に防止することができる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】
【０００８】
上記目的を達成するため、本発明、像担持体上のトナー像を、無端状の回転駆動された中間転写体に一次転写し、前記中間転写体上の可視像を一括して記録媒体上に二次転写を行う中間転写方式を用いた画像形成装置において、前記中間転写体は複数の張架部材によって担持され、前記中間転写体において、中間転写体の駆動方向に対して、一次転写部より直近下流の張架部材について、中間転写体から該張架部材へ移動するトナー担持電荷量の検知手段を設置し、且つ、中間転写ベルトを介した該張架部材対向位置から上流側へずらした箇所に除電手段を設置して、トナー帯電電荷に対して前記検知手段で検知した電荷量の除電を行うように構成したことを特徴とする。
【０００９】
又、本発明は、像担持体上のトナー像を、無端状の回転駆動された中間転写体に一次転写し、前記中間転写体上の可視像を一括して記録媒体上に二次転写を行う中間転写方式を用いた画像形成装置において、前記中間転写体は複数の張架部材によって担持され、前記張架部材のうち、中間転写体が一次転写部から二次転写部までの間に接触する少なくとも１つ以上の部材について、中間転写体から該張架部材へ移動するトナー担持電荷量の検知手段を設置し、且つ、中間転写ベルトを介した該張架部材対向位置から上流側へずらした箇所に除電手段を設置して、トナー帯電電荷に対して前記検知手段で検知した電荷量の除電を行うように構成したことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、中間転写ベルトが一次転写部通過後最初に接触する張架部材について、中間転写体から該張架部材へ移動するトナー担持電荷量の検知手段を設け、且つ、中間転写ベルトを介した該張架部材対向位置から上流側へずらした箇所に除電手段を設けて、トナー帯電電荷に対して前記検知手段で検知した電荷量の除電を行うように構成した。その結果、トナー帯電電荷とトナー担持電荷間に働く静電引力による釣り合い関係を常に保てるようになり、中間転写ベルト上でのトナーの飛び散りを有効に防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
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。
【００１２】
＜実施の形態１＞
図１に本発明におけるカラー画像形成装置の一態様の概略構成を示す。
【００１３】
図１において、１は像担持体としての感光ドラムであり、アルミシリンダ上にＯＰＣ（有機感光体）を塗布して構成される。感光ドラム１は、帯電装置１４で表面を一様に帯電させた後、露光装置１３によって画像情報に応じた静電潜像が形成される。本実施の形態では、帯電装置１４としてコロナ帯電器を用い、放電ワイヤにＤＣバイアスにＡＣバイアスを重畳して印加する。例えば、ＤＣバイアスとして−５００Ｖを、ＡＣバイアスとして１２００Ｖｐ−ｐの正弦波を印加する。又、この感光ドラム１の周りにはイエロ、マゼンタ、シアン及びブラックの各色トナーに対応する現像器を含む現像器ユニット１２が設けられている。現像器ユニット１２は回転駆動されており、感光ドラム１上に形成された、各色成分の静電潜像に対応して各色トナー像Ｔを順次形成する。尚、本実施の形態で用いたトナー像Ｔは、オイルを含真して懸濁重合法によって得られたトナーであり、負極性に帯電するネガトナーである。
２は像担持体１に対向配置された中間転写ベルトであり、複数の張架部材６，７，８，９，１０，１１及び一次転写ローラ３に張架支持され、図示しない駆動手段によって、図中矢印方向に回転駆動を受ける。ここで、中間転写ベルト２はポリイミド、エチレン−四フッ化エチレン共重合体（ＥＴＦＥ）、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶｄＦ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリエチレンテレフタラート（ＰＥＴ）等の樹脂材料を用いて作製することができる。本実施の形態の中間転写ベルト２は、厚み８５［μｍ］のポリイミド樹脂を基材とし、体積抵抗率が１０7 〜１０１２12［Ω・ｃｍ］となるようにカーボンブラックを抵抗調整剤として分散させて作製した。更に、中間転写ベルト２の駆動速度は０．１３０［ｍ／ｓｅｃ］とした。
６は中間転写ベルト２が一次転写部通過後最初に接触する一次転写部下流ローラであり、本実施の形態では、中間転写ベルト２を介して一次転写部下流ローラ６に対向した位置にコロナ帯電器１６を設置した。ここで、図９は図１の一次転写部下流ローラ６を軸方向から見た断面図である。
【００１４】
又、図１０は一次転写部下流ローラ６周りの構成を説明するフローチャートである。
【００１５】
先ず、中間転写ベルト２から一次転写部下流ローラ６へ移動するトナー担持電荷量は電流検知手段で検知され、その値を定電流制御装置３１へ伝える。定電流制御装置３１はコロナ帯電器の放電ワイヤから中間転写ベルト２表面へ電流検知手段で検知した電流を流すように電圧を設定する。その結果、中間転写ベルト２から一次転写部下流ローラ６へ移動したトナー担持電荷と等価な電荷量だけトナー帯電電荷が除電される構成になっている。
【００１６】
又、除電器の設置場所は、中間転写ベルト２を介した一次転写部下流ローラ６の対向位置から上流側へずらした方が効果的であることが確認できた。尚、除電器としてコロナ帯電器をシールドレス状態で使用するのが好ましく、代わりに針電極を使用しても良い。この理由は、シールド有り状態で使用すると、放電ワイヤと中間転写ベルトの間だけでなく放電ワイヤとシールド間にも放電が発生するため、トナー像を担持しない領域への放電が発生するためである。
中間転写ベルト２の像担持体１に対向する位置には一次転写ローラ３が設けられており、正の電圧、例えば＋２００Ｖを印加することで、像担持体１上のトナー像Ｔは、中間転写ベルト２に転写される。このとき、一次転写ローラ３から中間転写ベルト２に注入された正電荷はトナー像Ｔ直下に移動して、トナーを静電引力により担持するトナー担持電荷となる。一次転写部では、トナー像Ｔよりも１０％程度多い電荷量が中間転写ベルト２内部へ移動することが実験で確認されており、図７は確認実験の方法を表している。ここでは、一次転写ローラ３に電圧を印加し、高圧電源から一次転写ローラ３へ流れ込む電流量を測定している。又、像担持体１表面に表面電位計３０を設置して表面電位の増加量を計測し、中間転写ベルト２から像担持体１へ流れ込む電流量を算出している。更に、一次転写部下流ローラ６に流れ込む電流量を測定し、一次転写部における電流量の収支を確認している。
一次転写ローラ３により、中間転写ベルト２上に転写されたトナー像Ｔは、二次転写ローラ５まで運ばれる。そして、記録媒体４を二次転写ローラ５と中間転写ベルト２の間に担持して正の電圧、例えば＋３．５ｋＶを印加することで、中間転写ベルト２上のトナー像Ｔは記録媒体４に転写され、定着器１７にて加熱定着後、機外に搬送される。
一方、一次転写後に像担持体１上に残留したトナーは、感光ドラムクリーニング装置１５によって除去される。又、二次転写後に中間転写ベルト２上に残留したトナーは、中間転写ベルトクリーニング装置１８によって除去される。
ここで、本発明におけるカラー画像形成装置において、中間転写ベルト２上におけるトナーの飛び散り具合を観察したところ、トナーの飛び散りが殆ど発生しないことを目視レベルで確認することができた。
図５（Ａ）はトナーが飛び散る直前の状態（図４（Ｄ）に対応）であり、図５（Ｂ）は一次転写部下流ローラへ移動したトナー担持電荷量と等価な電荷量だけトナー帯電電荷を除電した状態である。又、図６は中間転写ベルト表面の電位分布を表している。トナー像を担持する領域Ｉの中間転写ベルト表面の電位は領域IIよりも低くなるのでシールドレスのコロナ帯電器からの放電は領域Ｉに対して生じる。その結果、本実施の形態ではトナー帯電電荷のみが除電され、トナー帯電電荷とトナー担持電荷間に働く静電引力による釣り合い関係を常に保つことができるようになる。
又、図７（Ａ）は図５（Ｂ）を矢印方向から見た図であり、中間転写ベルトの長手方向にトナー像が一様に担持されてない状態を表している。この場合の中間転写ベルト表面の電位分布は図７（Ｂ）のようになり、図７（Ｃ）は放電開始電圧Ｖ［Ｖ］と、シールドレスコロナ帯電器と中間転写ベルト間のギャップｄ［ｍ］の関係を表している。ここで、トナー像と放電ワイヤ間の距離をｄ１［ｍ］、中間転写ベルト表面と放電ワイヤ間の距離をｄ２［ｍ］とし、この場合の電位曲線を図７（Ｃ）上にプロットする。
【００１７】
トナー担持部での電位のみがシールドレスコロナ帯電器の放電曲線を超えるように定電流制御することで、トナー像のみへの放電を行うことができる。その結果、中間転写ベルトの長手方向にトナー像が一様に担持されてない状態においても、トナー帯電電荷のみが除電され、トナー帯電電荷とトナー担持電荷間に働く静電引力による釣り合い関係を常に保つことができるようになる。
【００１８】
＜実施の形態２＞
図２に本発明の実施の形態２を示す。ここでは、一次転写部通過後の中間転写ベルト２が二次転写ローラ５に到達するまでに接触する全ての張架部材６，７，８のトナー担持面側にコロナ帯電器１６，１９，２０を設置して、中間転写ベルト２から張架部材６，７，８へ移動するトナー担持電荷と等価な電荷量だけトナー帯電電荷を除電するように構成している。
実施の形態１だけでも十分な効果を得ることができるが、コロナ帯電器の設置数を実施の形態１よりも増やしたことで、中間転写ベルト２上でのトナー像Ｔの飛び散りを回避できるようになる。
【００１９】
＜実施の形態３＞
図３に本発明の実施の形態３を示す。本実施の形態は、実施の形態１を４ドラム中間転写方式の場合に適用している。具体的には、張架部材２４のトナー担持面側にコロナ帯電器２３を設置して、中間転写ベルト２から張架部材２４へ移動するトナー担持電荷と等価な電荷量だけトナー帯電電荷を除電するように構成している。その結果、実施の形態１同様、中間転写ベルト２上でのトナーの飛び散りが回避されるようになる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の実施の形態１を示す説明図である。
【図２】本発明の実施の形態２を示す説明図である。
【図３】本発明の実施の形態３を示す説明図である。
【図４】金属製の一次転写部下流ローラ通過時におけるトナー像の飛び散りメカニズムの説明図である。
【図５】トナー電荷とトナー担持電荷間に働く静電引力の説明図である。
【図６】中間転写ベルト表面の電位分布の説明図である。
【図７】中間転写ベルト進行方向から見たトナー像への除電方法の説明図である。
【図８】一次転写ローラから中間転写ベルトへ流れ込む電荷量を確認する実験方法の説明図である。
【図９】本発明の実施の形態１における一次転写部下流ローラ周りの構成図である。
【図１０】本発明の実施の形態１におけるフローチャートである。
【符号の説明】
【００２１】
１          像担持体
２          中間転写ベルト
３          一次転写ローラ
４          記録媒体
５          二次転写ローラ
６          一次転写部下流ローラ
７〜１１    張架部材
１２        現像器ユニット
１３        露光装置
１４        帯電装置
１５        感光体クリーニング
１６        コロナ帯電器
１７        定着装置
１８        中間転写ベルトクリーニング装置
１９〜２０  コロナ帯電器
２１Ｙ      像担持体（イエロ）
２１Ｍ      像担持体（マゼンタ）
２１Ｃ      像担持体（シアン）
２１Ｋ      像担持体（ブラック）
２２Ｙ      一次転写ローラ（イエロ）
２２Ｍ      一次転写ローラ（マゼンタ）
２２Ｃ      一次転写ローラ（シアン）
２２Ｋ      一次転写ローラ（ブラック）
２３        コロナ帯電器
２４〜２６  張架部材        
２７        トナー担持電荷
２８        誘起電荷
２９        除電器
３０        表面電位計
３１        定電流制御
３２        シールドレスのコロナ帯電器
【図１】
2007057731.tif 000003
【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】
2007057731.tif 000009
【図８】
2007057731.tif 000010
【図９】
2007057731.tif 000011
【図１０】
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