(57)【要約】【課題】  特に部材の追加によってコストアップとならず、転写性の低下やクリーニング不良を防止でき画質を低下させることのない中間転写方式の画像形成装置を提供すること。【解決手段】  表面にトナー像を形成する感光体ドラムと、トナー像が１次転写される中間転写体と、中間転写体から用紙に前記トナー像が２次転写された後に中間転写体に残留するトナーを回収するクリーニング装置を備える中間転写方式の画像形成装置であって、感光体ドラムの表面層が少なくとも窒素、酸素、フッ素の何れかの元素を含有した炭化ケイ素で、感光体ドラムとトナーの摩擦によるトナーの帯電極性が正規極性であることを特徴とする画像形成装置とする。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面にトナー像を形成する感光体ドラムと、前記トナー像が１次転写される中間転写体と、前記中間転写体から用紙に前記トナー像が２次転写された後に前記中間転写体に残留するトナーを回収するクリーニング装置を備える中間転写方式の画像形成装置であって、
前記感光体ドラムの表面層が少なくとも窒素、酸素、フッ素の何れか一種以上の元素を含有した炭化ケイ素で、前記感光体ドラムとトナーの摩擦によるトナーの帯電極性が正規極性であることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
表面にトナー像を形成する感光体ドラムと、前記トナー像が１次転写される中間転写体と、前記中間転写体から用紙に前記トナー像が２次転写された後に前記中間転写体に残留するトナーを回収するクリーニング装置を備える中間転写方式の画像形成装置であって、
前記中間転写体の基層の表面をコーティングするコート層が炭素、窒素、酸素、フッ素の何れかまたはこれらと電気陰性度が同程度である元素を含有し、前記中間転写体とトナーの摩擦によるトナーの帯電極性が正規極性であることを特徴とする画像形成装置。
【請求項３】
前記中間転写体が、基層と該基層の表面をコーティングするコート層の間に弾性層を有する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】
前記クリーニング装置が、導電性を有するファーブラシを備え、該ファーブラシに前記トナーの帯電極性と逆極性のバイアス電圧を印加することで前記中間転写体に残留するトナーを回収するクリーニング装置であることを特徴とする請求項１乃至３の何れか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、電子写真方式の画像形成装置に関するものであり、特に転写方式として中間転写方式を採用したカラー画像を形成する画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、フルカラー画像を形成する複写機、プリンタ等が実用化されてきており、これらは通常イエロー、マゼンダ、シアンの３色またはこれらにブラックを加えた４色の画像を重ねてカラー画像を形成する。このようなカラー画像を形成する電子写真方式の画像形成装置における転写方式としては、転写ドラム方式、直接タンデム方式、中間転写方式等が知られている。
【０００３】
この中で中間転写方式は、各色の画像をそれぞれ感光体上で現像して各色トナー像を形成し、この各色トナー像を中間転写体に転写（１次転写）して中間転写体上にて各色トナーを重ね合わせ、重ね合わせられたトナー像を用紙に転写（２次転写）してカラー画像を形成する方式である。
この中間転写方式は、他の転写方式と比べて、用紙への転写および給紙／排紙方法が通常のモノクロの画像形成装置と同様の構造であるため、モノクロの画像形成装置に使用できる多種の用紙をそのまま使用してカラー画像を形成することができるという利点をもち、多くの機種に採用されている。
【０００４】
１次転写（図４参照）では、中間転写体（１０１）を挟んで感光体（１０６）と対向する転写ローラ（１１２）にトナー（Ｔ）の正規の帯電極性（以下、正規極性と称す）とは逆極性（正規極性が正極性の場合は負極性）を示すバイアス電圧を印加することで、感光体（１０６）上のトナー（Ｔ）を静電的に吸引し、トナー（Ｔ）を中間転写体（１０１）へ転移させる。
２次転写（図示略）においては１次転写と同様にトナーの正規極性とは逆極性を示すバイアス電圧を、用紙を挟んで中間転写体と対向する転写ローラに印加することで、中間転写体上のトナーを用紙に転移させる。
【０００５】
２次転写後、転写されず中間転写体に残留するトナーを除去するため、クリーニングを行う。
従来のクリーニング方法としては、クリーニングブレードを中間転写体に接触させ物理的に削ぎ落とす方法や、トナーの正規極性とは逆極性のバイアス電圧を印加した導電性ファーブラシを用いる方法等が知られている。しかし、クリーニングブレードによる方法は、中間転写体に弾性材を用いた場合、クリーニングブレードとの摩擦が大きくなり、中間転写体にクラックや永久歪等のダメージを与えてしまうため好ましくない。
【０００６】
ここで、前述した１次転写動作（図４）、２次転写動作（図示略）において、過剰な電界が中間転写体（１０１）に印加されると放電現象が起こり放電電荷によってトナー（Ｔ）が逆極性のトナー（Ｔ´）となることがある。
また、トナーと感光体の間、トナーと中間転写体の間における摩擦によって、トナー（Ｔ）が逆極性のトナー（Ｔ´）となることがある。
【０００７】
１次転写にて中間転写体（１０１）へ転移したトナーが逆極性に帯電すると、２次転写においてトナーの正規極性とは逆極性を示すバイアス電圧を印加した時に、逆極性に帯電したトナーは更に逆極性へとチャージアップされてしまい転写できず、転写性が低下する。
また、２次転写にて転写されず中間転写体に残留したトナーが逆極性に帯電すると、中間転写体をクリーニングする場合に、トナーの正規極性とは逆極性の電圧を印加した導電性ファーブラシを用いるクリーニング方法では、逆極性に帯電したトナーを静電的に吸着できずクリーニングできない。
クリーニングできず中間転写体に残留したトナーは堆積し、延いては画質の低下をも招くことがある。
【０００８】
これらの問題を解決するクリーニング方法として、トナーの帯電極性が逆極性にならないよう正規極性に帯電させる帯電装置を設けた方法（特許文献１）や、導電性ファーブラシにバイアス電圧を印加し導電性ローラを用いて静電回収する方法（特許文献２）や、バイアス電圧を印加した導電性ファーブラシと摩擦帯電によってトナーを逆極性に帯電させる導電性部材を併用する方法（特許文献３）が提案されている。
【０００９】
しかしながら、特許文献１及び２に記載の方法は高圧電源等が必要でコストアップとなる。特許文献３に記載の方法も部材コストがかかる上、トナーの帯電極性が不安定でありクリーニング性に問題が残る。
【００１０】
【特許文献１】特開平７−６４４４４号公報
【特許文献２】特開２００２−２５１０７６号公報
【特許文献３】特開２００７−２５１６３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明が解決しようとする課題は、上記の問題を鑑み、特に部材の追加によってコストアップとならず、転写性の低下やクリーニング不良を防止でき画質を低下させることの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】
【００１２】
請求項１に係る発明は、表面にトナー像を形成する感光体ドラムと、前記トナー像が１次転写される中間転写体と、前記中間転写体から用紙に前記トナー像が２次転写された後に前記中間転写体に残留するトナーを回収するクリーニング装置を備える中間転写方式の画像形成装置であって、前記感光体ドラムの表面層が少なくとも窒素、酸素、フッ素の何れか一種以上の元素を含有した炭化ケイ素で、前記感光体ドラムとトナーの摩擦によるトナーの帯電極性が正規極性であることを特徴とする画像形成装置に関する。
【００１３】
請求項２に係る発明は、表面にトナー像を形成する感光体ドラムと、前記トナー像が１次転写される中間転写体と、前記中間転写体から用紙に前記トナー像が２次転写された後に前記中間転写体に残留するトナーを回収するクリーニング装置を備える中間転写方式の画像形成装置であって、前記中間転写体の基層の表面をコーティングするコート層が炭素、窒素、酸素、フッ素の何れかまたはこれらと電気陰性度が同程度である元素を含有し、前記中間転写体とトナーの摩擦によるトナーの帯電極性が正規極性であることを特徴とする画像形成装置に関する。
【００１４】
請求項３に係る発明は、前記中間転写体が基層と該基層の表面をコーティングするコート層の間に弾性層を有する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に関する。
【００１５】
請求項４に係る発明は、前記クリーニング装置が、導電性を有するファーブラシを備え、該ファーブラシに前記トナーの帯電極性と逆極性のバイアス電圧を印加することで前記中間転写体に残留するトナーを回収するクリーニング装置であることを特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載の画像形成装置に関する。
【発明の効果】
【００１６】
請求項１に係る発明によれば、感光体ドラムの表面層が少なくとも窒素、酸素、フッ素の何れかの元素を含有する炭化ケイ素であって、感光体ドラムとトナーの摩擦によるトナーの帯電極性が正規極性であることにより、１次転写にて中間転写体に転移したトナーが逆極性に帯電することを防止でき、特に部材の追加を要さずに２次転写における転写性の低下による画質の低下を防止できる。
【００１７】
請求項２に係る発明によれば、中間転写体のコート層が炭素、窒素、酸素、フッ素の何れか又はこれらと同程度の電気陰性度を示す元素を含有し、中間転写体とトナーの摩擦によるトナーの帯電極性が正規極性であることにより、２次転写にて中間転写体に残留するトナーが逆極性に帯電することを防止でき、特に部材の追加を要さずに中間転写体のクリーニング不良による画質の低下を防止できる。
【００１８】
請求項３に係る発明によれば、中間転写体が弾性層を有することにより、中間転写体が用紙に追従できるので、高画質の画像を得ることができる。
【００１９】
請求項４に係る発明によれば、中間転写体のクリーニング装置が導電性ファーブラシにバイアス電圧を印加する方法によるものであることにより、クリーニングブレードを用いたクリーニング装置のように中間転写体がクリーニングによってクラックや弾性層の永久歪等のダメージを受けることがない。
また請求項１及び２の発明によりトナーの帯電極性が常に正規極性であるので、逆極性に帯電したトナーを静電的に吸着できないという問題が生じない。そのため、当該クリーニング装置によってクリーニング不良を生じることがなく、画質の低下を防止できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明に係る画像形成装置の好適な実施形態について、図面を参照しつつ説明する。
図１は本発明に係る画像形成装置の要部を示す概略図である。
本発明に係る画像形成装置は図１に示すように、中間転写体として無端状の中間転写ベルト（１）を有し、中間転写体（１）は駆動ローラ（２）と従動ローラ（３）とバックアップローラ（４）等にわたって巻き掛けられ図中矢印方向に回転駆動されている。
【００２１】
この中間転写ベルト（１）の上方には、異なる色のトナーで現像する複数の現像ユニット（５）、より詳しくは中間転写ベルト（１）の回転方向上流側から下流側に向けて、マゼンダトナー用現像ユニット（５Ｍ）、シアントナー用現像ユニット（５Ｃ）、イエロートナー用現像ユニット（５Ｙ）、及びブラックトナー用現像ユニット（５Ｂ）が順に配設されている。
各現像ユニット（５Ｍ）、（５Ｃ）、（５Ｙ）、（５Ｂ）は、夫々回転駆動する感光体ドラム（６）を有しており、感光体ドラム（６）の周りには夫々帯電装置（７）、露光装置（８）、現像装置（９）、クリーニング装置（１０）、及び除電装置（１１）を備えている。
【００２２】
中間転写ベルト（１）を挟んで各感光体ドラム（６）と対向するように夫々１次転写ローラ（１２）が設けられている。
また、中間転写ベルト（１）を挟んでバックアップローラ（４）と対向するように２次転写ローラ（１３）が設けられている。
１次転写ローラ（１２）及び２次転写ローラ（１３）は、図４に示す従来の画像形成装置における転写ローラ（１１２）と同様でありトナーの正規の帯電極性（以下、正規極性と称す）とは逆極性を示すバイアス電圧（図４では負極性）を印加する電源を備えているが図１では省略し図示していない。
ここで本実施形態では、トナーの帯電極性に関し正規極性は正極性であり、逆極性は負極性であるが、これに限定されず、正規極性を負極性、逆極性を正極性としても良い。
【００２３】
この画像形成装置による画像形成動作は、従来と特に変わるところはなく、各現像ユニット（５）において、感光体ドラム（６）が回転駆動されながら帯電装置（７）によって帯電され露光装置（８）によって露光されることにより、感光体（６）表面にトナー像が形成される。
その後、１次転写ローラ（１２）に前記バイアス電圧を印加することで、前記トナー像が転写ベルト（１）に転写される。
この動作は転写ベルト（１）を駆動しながら、各色トナーの現像ユニット（５Ｍ）、（５Ｃ）、（５Ｙ）、（５Ｂ）にて順次行われ、転写ベルト（１）上に異なる色のトナーが重ね合わされ、フルカラートナー像が形成される。
そして、２次転写ローラ（１３）に前記バイアス電圧を印加することで、前記フルカラートナー像が用紙（Ｐ）に転写される。
【００２４】
中間転写ベルト（１）を挟んで従動ローラ（３）に対向するようにクリーニング装置（１４）を備える。クリーニング装置（１４）は導電性ファーブラシにトナーの正規極性とは逆極性を示すバイアス電圧（負極性）を印加してトナーを回収する方式である。
【００２５】
この方式は、トナーを静電的に吸着し回収するものであり、物理的な接触はファーブラシによるので、中間転写ベルト（１）に抵抗を与えず、クラックや永久歪等のダメージを防止できる。
【００２６】
図２は、感光体ドラム（６）の模式断面図である。
図２に示すように感光体ドラム（６）は、円筒状基体（６１）の表面に感光層（６２）を形成している。
円筒状基体（６１）の材料としては、アルミニウム合金や銅合金等の導電性金属材料を用いることができる。
【００２７】
感光層（６２）は、ブロッキング層（６２ａ）、光導電層（６２ｂ）及び表面層（６２ｃ）を積層形成したものである。
光導電層（６２ｂ）は、アモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ：Ｈ）により形成される。
【００２８】
表面層（６２ｃ）は、炭化ケイ素（ＳｉＣ）により形成されており、少なくとも窒素（Ｎ）、酸素（Ｏ）、フッ素（Ｆ）の何れか一種以上の元素が添加されている。
【００２９】
ここで前記元素の含有率は、トナーに外添された帯電制御剤と表面層（６２ｃ）に含有するＮ、Ｏ、Ｆの何れかの元素の比率によって決まり、具体的にはトナーと感光体ドラム（６）の摩擦によるトナーの帯電極性が正規極性（本実施形態では正極性）となる含有率であれば良い。
【００３０】
トナーの帯電極性が常に正規極性に維持されていることにより、１次転写にて中間転写ベルト（１）に転移されたトナーの帯電極性は正規極性を示すので、トナーの逆極性のバイアス電圧を印加して行う２次転写にて転写性を低下させることがなく、画質の低下を防止できる。
トナーの帯電制御剤としては、本実施形態では二酸化ケイ素（ＳｉＯ２）を用いたが、特に限定されるものではない。
【００３１】
図３は、中間転写ベルト（１）の模式断面図である。
図３に示すように中間転写ベルト（１）は、基層（１ａ）と、基層（１ａ）の表面をコーティングするコート層（１ｂ）から成る。
基層（１ａ）の材質としては、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）等の樹脂材料が挙げられる。
【００３２】
また、基層（１ａ）とコート層（１ｂ）の間には弾性材料で構成される少なくとも１層の弾性層（１ｃ）を有することが好ましい。
基層（１ａ）とコート層（１ｂ）の間に弾性層（１ｃ）を有することにより、中間転写ベルト（１）が用紙に追従できるので、高い転写性を得られ、高画質な画像を形成できるからである。
弾性層（１ｃ）に用いられる弾性材料としては、クロロプレーンゴムやウレタンゴム等が挙げられる。
【００３３】
コート層（１ｂ）は、炭素（Ｃ）、窒素（Ｎ）、酸素（Ｏ）、フッ素（Ｆ）の何れかの元素又はこれらと電気陰性度が同程度の元素を含有する材料であり、例えばフッ素樹脂等が挙げられる。
【００３４】
ここで前記元素の含有率は、トナーに外添された帯電制御剤（本実施形態ではＳｉＯ２）と、コート層（１ｂ）に含有するＣ、Ｎ、Ｏ、Ｆの何れかの元素又はこれらと電気陰性度が同程度の元素の比率によって決まり、具体的にはトナーと中間転写ベルト（１）の摩擦によるトナーの帯電極性が正規極性（本実施形態では正極性）となる含有率であれば良い。
【００３５】
トナーと中間転写ベルト（１）の摩擦によるトナーの帯電極性が常に正規極性に維持されていることにより、２次転写にて転写されずに中間転写ベルト（１）に残留したトナーの帯電極性は正規極性を示すので、導電性ファーブラシにトナーの正規極性とは逆極性を示すバイアス電圧を印加するクリーニング装置（１４）を用いればトナーを静電的に吸着できクリーニング不良を生じない。その結果、画質の低下を防止できる。
【産業上の利用可能性】
【００３６】
本発明は、転写方式として中間転写方式を採用した画像形成装置に好適に利用されるものである。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明に係る画像形成装置の要部を示す概略図である。
【図２】本発明に係る画像形成装置の感光体ドラムの模式断面図である。
【図３】本発明に係る画像形成装置の中間転写体の模式断面図である。
【図４】従来の画像形成装置における転写動作を示す模式図である。
【符号の説明】
【００３８】
１      中間転写ベルト
１ａ    基層
１ｂ    コート層
１ｃ    弾性層
６      感光体ドラム
６１    基体
６２    感光層
６２ｂ  光導電層
６２ｃ  表面層
１２    １次転写ローラ
１３    ２次転写ローラ
１４    クリーニング装置
Ｐ      用紙
【図１】
2009294475.tif 000003
【図２】
2009294475.tif 000004
【図３】
2009294475.tif 000005
【図４】
2009294475.tif 000006