(57)【要約】【課題】経時においても磨耗粉や異物混入に起因するリークによる不具合の発生を防止するとともに、ベルト除電不足が無く、これによる画像異常を生じさせない画像形成装置を提供する。【解決手段】表面にトナー像を形成して回動する像担持体と、前記像担持体に接触しながら同方向に回動し像担持体からトナー像を転写させるベルト状の一次転写体と、前記一次転写体に対して前記像担持体とは反対側にあり少なくともトナー同極性のバイアス印加部材とトナー逆極性のバイアス印加部材を持つ転写ステーションとを有する画像形成装置において、互いに異なる極性を有する複数のバイアス印加部材７１、７２の間にクリーニング部材が設けられている画像形成装置１である。【選択図】図３
2007241163.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面にトナー像を形成して回動する像担持体と、前記像担持体に接触しながら同方向に回動し像担持体からトナー像を転写させるベルト状の一次転写体と、前記一次転写体に対して前記像担持体とは反対側にあり少なくともトナー同極性のバイアス印加部材とトナー逆極性のバイアス印加部材を持つ転写ステーションとを有する画像形成装置において、
前記画像形成装置は、互いに異なる極性を有する複数のバイアス印加部材の間にクリーニング部材が設けられている
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
請求項１に記載の画像形成装置において、
前記画像形成装置は、前記クリーニング部材が、互いに異なる極性を有するバイアス印加部材の間に設けられた絶縁部材である
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項３】
請求項１に記載の画像形成装置において、
前記画像形成装置は、前記互いに異なる極性を有する複数のバイアス印加部材の少なくとも一方が、前記一次転写体から離れる方向に移動する動作にともなってクリーニング動作を行う
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項４】
請求項３に記載の画像形成装置において、
前記画像形成装置は、前記クリーニング部材、及びバイアス印加部材の表面に、低摩擦係数化表面処理が施されている
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれか一つに記載の画像形成装置において、
前記画像形成装置は、バイアス印加部材の長手方向に向かってエアーを流すエアー発生装置が設けられている
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、電子写真技術を利用した複写機、プリンター、ＦＡＸなどの画像形成装置に関し、特に、中間転写体を用いたカラー電子写真装置の一次転写におけるバイアス印加装置を有する画像形成装置に関するものである。さらに、カラー電子写真装置の二次転写やベルト除電のバイアス印加装置を有する画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の画像形成装置、特にカラー画像形成装置にあっては、感光体ドラム上に順次形成する各色トナー像を中間転写体システムに重畳転写し、そのカラー画像を転写材に一括転写する構成を有するものが用いられてきた。このような中間転写体システムでは、順次中間転写体上に各色トナー像を転移させる。その中間転写システムへ２色目以降が転移する工程において、前工程のトナーが中間転写体より感光体に逆戻りする“逆転写”現象が発生することがある。これは電子写真業界用語であり、“逆転写”または“再転写”の言葉で知られている。
この“逆転写”現象は、通常転写バイアスを下げると改善されるが、２色目以降のトナー転移率が上がらなくなる不具合がある。本来、転写バイアスを十分に上げないと“転写残”が発生する。よって、“逆転写”と“転写残”はトレードオフとなり、担当者はこのトレードオフの関係を考慮しつつ、“転写残”低減化または"“逆転写”低減化を調整していた。なお、このような調整は非常に細かいため、例えば転写ベルトや感光体電位などの微少の変動にもばらつくため、機械の転写性能がばらつく一因となっていた。
“逆転写”の原因は、一次転写ニップ近傍での放電である。この放電により、正負イオンがばらまかれ、これをトナーが受容して帯電電荷量を変動させてしまうことが直接の原因となる。なお、この放電が生じると、画像品質も低下してしまう。以上から十分に転写電界をかけて転写を行い、さらに余剰な放電を減らすことが重要である。転写残も逆転写も減らすためには、転写ニップの入口や出口にバイアス印加装置を配置し、トナー極性とは同極性バイアスによる電界を与えることが重要である。
【０００３】
そこで、特許文献１には、バイアス印加装置に関連する技術としては、各感光体ドラムに対して、転写材及び転写材搬送手段を間に介在させて対向する転写手段として、移動可能な移動式転写手段と転写材搬送手段に対して摺動可能に当接配置された固定式転写手段の異なる転写手段を有する画像形成装置が、開示されている。また、特許文献２には、機械的なニップの出入り口ローラに（−）バイアスを印加して転写電界を外に漏洩させない機械的ニップと電気的ニップが同幅とした画像形成装置が、開示されている。さらに、特許文献３には、ニップ後端の下流に（−）電界を印加する画像形成装置が、開示されている。また、特許文献４には、転写入口にニップより離れてトナー同極性の（−）バイアスを印加する画像形成装置が、開示されている。さらに、特許文献５には、板状ホルダの一側辺に長手方向に沿ってブレード部材が設けられた転写ブレードであって、両端部が板状ホルダよりも内側寄りの部分に固着され、自由端側の長手方向両端部に固着部分よりも外側に向かって延長された延長部が設けられ、延長部と板状ホルダの間に隙間が設けられた転写ブレードが、開示されている。
【０００４】
しかしながら、現在の中間転写ベルトは、ほぼ全部がカーボンなどを高分子体に練りこんで導通させるもので、電子導電性抵抗体であるため抵抗に電界依存性がある。このような中間転写ベルトを使ったとき、一次転写内では低抵抗だが、一次転写ニップを離れれば、抵抗が上昇する。ベルト内に残留した転写バイアスの電荷は、抵抗が少ない場合は移動するが、この場合は高抵抗化するため電荷は残るので、中間転写ベルト剥離時のギャップ拡大時に気中放電を発生させることがある。この放電の発生により、異極性イオンが発生し、像トナーに吸い込まれて、極性がばらつくようになり、これが転写ニップ後でも、トナーを不規則に揺さぶるので、チリが悪化する。また、ベタに対しても、表面層のトナーＱ／Ｍを変動させるため、転写率を低下させるという問題が生じていた。
従って、電界印加状態が無い場合に高抵抗となるベルトを使用する時、一次転写の出口放電を低減することが求められる。
そこで、例えば、前記特許文献１では、ニップよりかなり離れた下流側に電極を置いている。しかしながら、この方法では、容量が大きく、電界依存性の高いベルトでは電荷が残留することも多い。これには、２つの理由が考えられる。
第１は、特許文献２のように、出口剥離箇所にカウンタバイアスを印加しても、抵抗の電圧依存性が高いような中間転写ベルトでは、電界の印加が無くなると同時に高抵抗化が生じてしまい、除電した電位部への電流も少なくなり、ベルトの電位を下げるための電流を流せなくなる。この場合は、機械的なニップの出口で除電を行っているため、除電が不足すると考えられる。
第２は、中抵抗部材内に残る残留電荷は、表面への除電が完了しても、内部にはまだ残ってしまいがちである。これを除電するには、ＡＣチャージ放電を使用するのが良いが、ＤＣチャージなどによる除電は困難である。このような場合は除電時間が重要である。ここでは、機械的なニップの出口端部で除電を行っているため、除電時間が不足してしまう。
【０００５】
そこで、一次転写装置では、近接した複数のバイアス印加部材を持つ転写方式が提案されている。この方式では、できるだけ狭い領域に上記の複数のバイアス印加部材を配置することによりトナー像が転写される工程における電界を規制し、感光体と中間転写ベルトとの剥離時の放電現象が抑制できるというメリットがある。
しかしながら、近接したバイアス部材に互いに異なる極性のバイアスが印加される構成であるためにリークを防止することが必須である。経時的に複数のバイアス印加部材の間に蓄積する磨耗粉は、中間転写ベルト、或いはバイアス印加部材が磨耗して発生したものであり、電気的特性としては中抵抗領域（１０８〜１０１０Ω／□程度）である。磨耗粉が少量の場合にはリークに至らないが磨耗粉が多量に蓄積した場合や、磨耗粉自体が吸湿することによって複数のバイアス印加部材間の抵抗値が低下した場合にはリークが起きる可能性が高くなってしまうという問題点があった。また、近接する電極間を確実に絶縁しないと、多量のリーク電流が流れてしまい、これは電源仕様上明らかに問題であった。
【０００６】
【特許文献１】特開２００１−０１３７５９号公報
【特許文献２】特許第３３４６０６３号公報
【特許文献３】特開２００３−０５７９６３号公報
【特許文献４】特開平８−２０２１７７号公報
【特許文献５】特開平１１−１６１０５８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
そこで、本発明は前記問題点に鑑みてなされたものであり、その課題は、経時においても磨耗粉や異物混入に起因するリークによる不具合の発生を防止するとともに、ベルト除電不足が無く、これによる画像異常を生じさせない画像形成装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記課題を解決する手段である本発明の特徴を以下に挙げる。
本発明は、表面にトナー像を形成して回動する像担持体と、前記像担持体に接触しながら同方向に回動し像担持体からトナー像を転写させるベルト状の一次転写体と、前記一次転写体に対して前記像担持体とは反対側にあり少なくともトナー同極性のバイアス印加部材とトナー逆極性のバイアス印加部材を持つ転写ステーションとを有する画像形成装置において、互いに異なる極性を有する複数のバイアス印加部材の間にクリーニング部材が設けられていることを特徴とする画像形成装置である。
本発明は、前記クリーニング部材が、互いに異なる極性を有するバイアス印加部材の間に設けられた絶縁部材であることを特徴とする。
本発明は、前記互いに異なる極性を有する複数のバイアス印加部材の少なくとも一方が、前記一次転写体から離れる方向に移動する動作にともなってクリーニング動作を行うことを特徴とする。
本発明は、前記クリーニング部材、及びバイアス印加部材の表面に、低摩擦係数化表面処理が施されていることを特徴とする。
本発明は、バイアス印加部材の長手方向に向かってエアーを流すエアー発生装置が設けられていることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明は、前記解決するための手段によって、経時においても磨耗粉や異物混入に起因するリークによる不具合の発生を防止するとともに、ベルト除電不足が無く、これによる画像異常を生じさせない画像形成装置を提供することが可能となった。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下に、本発明を実施するための最良の形態を図面に基づいて説明する。なお、いわゆる当業者は特許請求の範囲内における本発明を変更・修正をして他の実施形態をなすことは容易であり、これらの変更・修正はこの特許請求の範囲に含まれるものであり、以下の説明はこの発明における最良の形態の例であって、この特許請求の範囲を限定するものではない。
【００１１】
以下、図面を参照しつつ、この発明の実施の形態につき説明する。
図１に基づいて本実施形態における画像形成装置としてのタンデム型カラー複写機の構成及び動作概要を説明する。カラー複写機１は、装置本体中央部に位置する画像形成部１Ａと、該画像形成部１Ａの下方に位置する給紙部１Ｂと、画像形成部１Ａの上方に位置する原稿搬送部１Ｃと、スキャナ部とを有している。
画像形成部１Ａには、水平方向に延びる転写面を有する中間転写体としての中間転写ベルト２が配置されており、該中間転写ベルト２の上面には、色分解色と補色関係にある色の画像を形成するための構成が設けられている。すなわち、補色関係にある色のトナー（イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック）による像を担持可能な像担持体としての感光体３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３Ｂが中間転写ベルト２の転写面に沿って並置されている。
各感光体３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３Ｂは、それぞれ同じ方向（反時計回り方向）に回転可能なドラムで構成されており、その周りには、回転過程において画像形成処理を実行する帯電装置４、光書き込み手段としての書き込み装置５、現像装置８、一次転写装置７、及びクリーニング装置６が配置されている。各符号に付記しているアルファベットは、感光体３と同様、トナーの色別に対応している。図１中にはイエローに対応する帯電装置４Ｙ、現像装置８Ｙ、一次転写装置７Ｙ、及びクリーニング装置６Ｙに記号が付記されているが他の色の装置も同様である。５Ｙはイエロートナー画像の書き込み光を示す。
各現像装置８には、それぞれのカラートナーが収容されている。中間転写ベルト２は、駆動ローラ２Ｂと、従動ローラ２Ａに掛け回されて感光体３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３Ｂとの対峙位置において同方向に移動可能な構成を有している。従動ローラ２Ａと対向する位置には、中間転写ベルト２の表面をクリーニングするクリーニング装置１０が設けられている。
【００１２】
感光体３Ｙの表面が帯電装置４Ｙにより一様に帯電され、スキャナ部からの画像情報に基づいて感光体３Ｙ上に静電潜像が形成される。該静電潜像はイエローのトナーを収容した現像装置８Ｙによりトナー像として可視像化され、該トナー像は所定のバイアスが印加される一次転写装置７Ｙにより中間転写ベルト２上に一次転写される。他の感光体３Ｍ、３Ｃ、３Ｂでもトナーの色が異なるだけで同様の画像形成がなされ、それぞれの色のトナー像が中間転写ベルト２上に順に転写されて重ね合わせられる。転写後、感光体３上に残留したトナーは、クリーニング装置６Ｙにより除去され、また、転写後図示しない除電ランプにより感光体３Ｙの電位が初期化され、次の作像工程に備えられる。
給紙部１Ｂは、記録媒体としての用紙Ｐを積載収容する給紙トレイ１Ｂ１と、該給紙トレイ１Ｂ１内の用紙Ｐを最上のものから順に１枚ずつ分離して給紙する給紙コロと、給紙された用紙Ｐを搬送する搬送ローラ対１Ｂ２と、用紙Ｐが一旦停止され、斜めずれを修正された後、中間転写ベルト２上の画像の先端と搬送方向の所定位置とが一致するタイミングでニップに向けて送り出されるレジストローラ対１Ｂ３を有している。レジストローラ対１Ｂ３の近傍には、紙表面の反射率を検知する図示しないセンサを持ち、前工程におけるセンサ出力と異なる値の場合は中間転写ベルト２、或いは転写対向ローラ２Ｃの切替を行う。
感光体３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３Ｂから中間転写ベルト２上に一次転写されたトナー像Ｔ（以下、単にトナーともいう）は、図示しない二次転写バイアス印加手段によりバイアス（ＡＣ、パルスなどの重畳を含む）が転写対向ローラ２Ｃに印加され、中間転写ベルト２を介して二次転写ローラ９Ｂとの間で電界の作用により用紙Ｐの上に二次転写される。その後、表面にトナー像Ｔを二次転写された用紙Ｐは、定着装置１１にて熱と圧力の作用で表面にトナー像を強固に定着され、排出ローラ１２を経て排出トレイ１３から排出される。
【００１３】
次に図２から図４に基づき、本実施形態における画像形成装置の一次転写部の詳細な作用・動作を説明する。
図２は本発明の一次転写部であり、２つのバイアス印加部材が設けられた例で説明する。図２に示す複数のバイアス印加部材は、転写ニップの入口側前方に（−）バイアスローラ７０が中間転写ベルト２の裏側に接触して設けられており、転写ニップの内部に（＋）転写バイアスブレード７１と（−）バイアスブレード７２がそれぞれ中間転写ベルト２の裏側に接触して設けられている。
感光体３上に作像された図示しないトナー像は、中間転写ベルト２上に転写される。感光体３上のトナー像は中間転写ベルト２に近接していくに従って、中間転写ベルト２の電位に影響される。感光体３上のトナー像を中間転写ベルト２上に忠実に転写するためには、中間転写ベルト２の電位の影響によって感光体３と中間転写ベルト２により構成される一次転写ニップより前の位置でトナー像が転写されてしまう「プレ転写」を防止する必要がある。
そのため中間転写ベルト２の内面に設けた（−）バイアスローラ７０により中間転写ベルト２の表面電位をトナーと同極性（−）にすることで、一次転写工程に入る前にトナー像が移動して画像品質を劣化させることを防止している。（＋）転写バイアスブレード７１により感光体３と中間転写ベルト２により構成される一次転写ニップ中では、（−）トナーが感光体３から中間転写ベルト２へと転移される。その後、中間転写ベルト２の裏面に（−）バイアスブレード７２により中間転写ベルト２の電位を０Ｖ近傍まで落とすことで、感光体３と中間転写ベルト２の剥離時の電位差に起因する放電現象を防止している。
（＋）転写バイアスブレード７１と（−）バイアスブレード７２は、中間転写ベルト２に対して摺動しているため、経時的に微量の磨耗粉８０が発生し、（＋）転写バイアスブレード７１と（−）バイアスブレード７２の中間転写ベルト２の移動方向に対して上流側に付着し、稼動時のブレード振動により下方に落下するため、（−）バイアスブレード７２の先端から落下した磨耗粉８０は（＋）転写バイアスブレード７１と（−）バイアスブレード７２の間のスペースに付着する。これにより、複数のバイアス印加部材の間に蓄積した磨耗粉を効果的に除去することが、可能となる。ただし、（＋）転写バイアスブレード７１と（−）バイアスブレード７２の間には、２〜４ｍｍ程度の絶縁材料が設けられているものの、中間転写ベルト２は主にポリイミド樹脂にカーボンを分散させて成型した中抵抗の電気特性を持った部材であるため、発生した磨耗粉８０が経時的に蓄積していって（＋）転写バイアスブレード７１と（−）バイアスブレード７２の間に導通経路ができるとリーク発生の虞がある。
【００１４】
そこで、本発明では図３に示したように、（＋）転写バイアスブレード７１と（−）バイアスブレード７２がそれぞれ独立で解除できる構成になっている。そのため、（−）バイアスブレード７２が解除される動作に伴って（−）バイアスブレード７２の上流側に付着した磨耗粉は絶縁部材７２により除去される。ただし、除去されただけでは磨耗粉８０は絶縁部材Ａ７３の上部に付着した状態のままである。
そこで、さらに図３に示したように、絶縁部材Ａ７３、及び絶縁部材Ｂ７４は（＋）転写バイアスブレード７１と（−）バイアスブレード７２が図示しないブレード切替機構により解除された状態で、中間転写ベルト２の進行方向に向かって上面が傾斜した形状になっている。また絶縁部材Ａ７３、及び絶縁部材Ｂ７４の上面には、テフロン（登録商標）コーティング等の摩擦係数を小さくする処理が施してあり、マシン稼動による振動の作用により絶縁部材Ａ７３、及び絶縁部材Ｂ７４の上面に落下した磨耗粉８０は一次転写領域の外に移動する。最も外側に位置する絶縁部材Ａ７３の下方には異物回収部材Ａ７６が設けられており、落下してきた磨耗粉８０を貯める構成になっている。これにより、複数のバイアス印加部材の近傍領域に付着した磨耗粉が、バイアス印加部材の移動動作に伴い落下し、複数のバイアス印加部材の絶縁性を維持でき、安全性が確保できる。さらに、複数の絶縁部材の間に設けられている絶縁部材をクリーニング部材として兼用することにより構成の簡易化と、部品点数の削減と、コスト低減を図ることができる。
また、バイアスブレードの当接、解除の切り替え動作のタイミングは所定のプリント枚数毎に行われて、長時間の稼動でも磨耗粉８０が蓄積することがない。
テフロン（登録商標）コーティングは、（＋）転写バイアスブレード７１と（−）バイアスブレード７２の側面に施してもよく、ブレードの先端から落下した磨耗粉８０がブレードの側面に付着しにくくなるため、リークに対してより有利となる。
【００１５】
図４に示したように、（＋）転写バイアスブレード７１と（−）バイアスブレード７２の前側端部には、２つのブレード間の空隙に対してエアーを供給するノズル７８が設けられており、所定のタイミングでエアーポンプ７９によってエアーを供給することにより２つのブレード間に堆積した磨耗粉８０をノズル７８と反対側の後側端部に向かって送り出す。絶縁部材Ａ７３の上面には、テフロン（登録商標）コーティング等の摩擦係数を小さくする処理が施してあるため磨耗粉８０は滞留することなく一次転写領域の外に移動する。後側端部には異物回収部材Ｂ７７が設けられており、送り出されてきた磨耗粉８０を貯める構成になっている。
エアーを供給するタイミングは所定のプリント枚数毎に行われて、長時間の稼動でも磨耗粉８０が蓄積することがない。これにより、バイアス印加部材近傍に落下した磨耗粉８０が気流により一方の端部に移動するため、バイアス印加部材近傍に蓄積しない。
またリークが発生する条件は、一次転写部近傍の湿度によっても左右され高湿条件になるほど磨耗粉８０の吸湿量が増加してリークが発生する可能性は更に高くなることがわかっている。これを解決するには、（＋）転写バイアスブレード７１、（−）バイアスブレード７２、絶縁部材Ａ７３、絶縁部材Ｂ７４の側面に撥水剤コーティング等の処理を施すことで、結露が発生してもこれらの側面に水分が付着しにくくなるためリークに対してより有利となる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本実施形態における画像形成装置としてのタンデム型カラー複写機を示す図である。
【図２】本発明のブレード当接の形態を示した一次転写部を示す図である。
【図３】本発明のブレード解除の形態を示した一次転写部を示す図である。
【図４】本発明のエアーによる磨耗粉除去の形態を示した一次転写部を示す図である。
【符号の説明】
【００１７】
１  カラー複写機
１Ａ  画像形成部
１Ｂ  給紙部
１Ｂ１  給紙トレイ
１Ｂ２  搬送ローラ対
１Ｂ３  レジストローラ対
１Ｃ  原稿搬送部
２  中間転写ベルト
２Ａ  従動ローラ
２Ｂ  駆動ローラ
２Ｃ  対向ローラ
３  感光体
４  帯電装置
５  書き込み装置
６  クリーニング装置
７  一次転写装置
８  現像装置
９Ｂ  二次転写ローラ
１０  クリーニング装置
１１  定着装置
７０  （−）バイアスローラ
７１  （＋）転写バイアスブレード
７２  （−）バイアスブレード
７３  絶縁材Ａ
７４  絶縁材Ｂ
７５  絶縁材Ｃ
７６  異物回収部材Ａ
７７  異物回収部材Ｂ
７８  ノズル
７９  エアーポンプ
８０  磨耗粉
【図１】
2007241163.tif 000003
【図２】
2007241163.tif 000004
【図３】
2007241163.tif 000005
【図４】
2007241163.tif 000006