JPH03235977A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は電子写真複写機等の画像形成装置の転写材を、
静電気的に支持・搬送して像担持体上のトナー像を物理
的手段によって前記転写材上に転写したのち定着手段へ
搬送を行う転写ベルト装置を有する画像形成装置に関す
る。

〔従来の技術〕

第５図は従来の電子写真複写機の一実施例を示す断面構
成図である。図において、ｌＯはドラム状の像担持体で
ある感光体ドラム、２０は感光体ドラム１０周面を帯電
する帯電器、３０は露光装置、１３は像露光部、４０は
現像器、５０は転写材供給装置、Ｐは転写材である記録
紙、１６は転写用帯電器である転写器、１７は分離用除
電器である分離器、８０は定着器、９０はクリーニング
装置、５６は記録紙Ｐの搬送手段である搬送ベルトであ
る。

前記複写機の動作を説明すると、帯電器２０により感光
体ドラム１０周面を一様に帯電した後、感光体ドラム１
０周面に露光装置３０により像露光部１３において露光
を行い静電的な潜像を形成する。その後現像器４０によ
り前記潜像は現像・顕像化されてトナー像となる。この
トナー像はタイミングを合わせて転写材供給装置５０よ
り給送される記録紙Ｐ上に転写される。この転写は記録
紙Ｐの背後より転写器１６によって前記トナーの帯電と
逆極性の帯電が施されてなされる。転写後分離器１７に
よって交流の高電圧が印加されて除電され前記記録紙Ｐ
は感光体ドラム１０より分離される。分離された記録紙
Ｐは搬送ベルト５６によって定着器８０に搬送されその
トナー像は定着され装置外に排出される。

一方、トナー像を転写した感光体ドラムｌＯは周面に残
留したトナーをクリーニング装置９０によってクリーニ
ングされる。

しかしながら、前記のような構成ではトナー像の転写性
及び分離性を確実にするために、転写器１６と分離器１
７間の放電効率を調整して最良に機能する点を見いださ
ねばならず、かつこの放電効率は環境の影響を大きく受
け、信頼性に対する許容範囲が狭い。前記転写性を左右
するのは、記録紙Ｐの持つ電荷、記録紙Ｐの機械的特性
（スティ７ネス１表面平滑性、カールなど）であり、こ
れらは記録紙Ｐの保存状態や転写時の環境（温度、湿度
）などによって大きく変動し、常に良好な状態に保持す
ることは困難である。

また、感光体ドラム１０のドラム径が大きい場合は、記
録紙Ｐが感光体ドラムｌＯに巻きついたときに元の平面
状態に戻ろうとする力がドラム径の小さい場合に比べ小
さいため、トナー像の転写を終了した記録紙Ｐはそのま
ま感光体ドラム１０に付着し紙詰まりを起こし易く、機
械としての通紙性の低下を招き信頼性を悪化させるなど
の欠点を有していた。

前記欠点を改善した技術として第６図に示すベルト状の
転写・搬送装置が、米国特許３　、３５７　、３２５号
公報等に開示されている。

第６図において、ｌＯはドラム状の像担持体である感光
体ドラム、７１は誘電体単層のベルトからなる転写ベル
ト、７２．７３は転写ベルト７１を支持・伸張し回転す
るためのローラ、７９は記録紙Ｐを導くためのローラ、
６０は記録紙Ｐを静電気力によって記録紙ベルト２１に
吸着させるためコロナ放電を行う紙帯電器、１６はトナ
ー像を感光体ドラムｌＯから記録紙Ｐに転写するための
帯電器である転写器、１６０は転写部である。かかる構
成によって、記録＝３ 紙Ｐを転写ベルト７１に強固に付着させ確実に搬送する
ことができ、優れた転写効率、分離効率を得ることがで
きる。

前記ベルト状の転写・搬送装置は、特に感光体ドラム１
０上にトナー像を重ねて形成して一度に記録紙Ｐに転写
を行うようにしたカラー画像形成装置では好ましい装置
である。前記カラー画像形成装置にあっては、感光体ド
ラム１０上にトナー像を重ねるためドラム径が大きくな
り、従来の静電転写分離方式では十分な分離性能が得ら
れないのでより確実な分離性能を必要とすること、トナ
ー像を重ねた場合にはトナー付着量が大きくなるため、
大きな転写電荷量が必要になるので大きな転写電荷保持
能力を持つことを必要とすること、きいう二点において
ベルト式の転写・搬送装置は優れているからである。

〔発明が解決しようとする問題点〕

第６図に示す転写・搬送装置（転写ベルト装置ｔ）にお
いては、画像を転写した記録紙がジャム状態となった時
とか感光体ドラム上の画像が記録紙からはみ出した場合
に転写ベルトにトナーが付着して後続の記録紙の裏面を
汚すおそれがあるので、かかる転写ベルトにはクリーニ
ング用ブレードを圧接させて常時ベルト周面を清浄に保
つ手段が講じられる。

このクリーニング用ブレードはベルト面およびブレード
自体を保護するための潤滑剤として若干量のトナーを必
要とするので、前述したようなトラブルがなく長期にわ
たって正常に稼働している場合には逆に潤滑性が低下し
てベルトやブレードの耐久性を著しく損なうと云う問題
が生ずる。

本発明はこの点を解決して改良した結果、転写ベルトの
局面に対し定期的に適量のトナーを供給してベルト面に
対するクリーニング用ブレードの潤滑性を保ちそれによ
りベルトやブレードを長期にわたり効率良く使用するこ
との出来る画像形成装置の提供を目的としたものである
。

〔問題点を解決するための手段〕

上記目的は、像担持体上にトナー像を形成し、該トナー
像を転写ベルトによって搬送される転写村上に転写する
画像形成装置において、前記像担持体上の画像領域外の
一部を露光・現像して帯状のトナー付着部を形成し、こ
の付着トナーを前記転写ベルト上に転写し、該転写ベル
トに摺接するベルトクリーニング装置でクリーニングす
ることを特徴とする画像形成装置によって達成される。

〔実施例〕

第１図は本発明の画像形成装置の一実施例を示す構成断
面図である。

図において、ＩＯはドラム状の像担持体すなわち感光体
ドラムで、ＯＰＣ感光体をドラム上に塗布したもので接
地されて時計方向に駆動回転される。

２０は前記感光体ドラム１０周面の感光体に電荷を印加
するスコロトロンの帯電器、１３は図示しない露光光学
系によって感光体ドラム１０周面上で焦点を結ぶように
像露光光或はレーザビームが投射される像露光部である
。

前記露光光学系には例えばレーザ書込み系ユニットが使
用される。前記画像形成装置とは別体の画像読取り装置
から出力される色信号が前記レーザ書込み系ユニットに
入力されると、このレーザ書込み系ユニットにおいては
、半導体レーザより発生されるレーザビーム（波長７８
０ｎｍ）はポリゴンミラーにより回転走査され、ｆθレ
ンズを経て反射ミラーにより光路を曲げられ、予め前記
帯電器２０によって一様に帯電された感光体ドラム１０
周面上に投射される。

一方では走査が開始されるとレーザビームはインデック
スセンサによって検知され、第１の色信号によるレーザ
ビームの変調が開始され、変調されたレーザビームが前
記感光体ドラム１０周面上を走査する。従って、レーザ
ビームによる主走査と感光体ドラムｌＯの回転による副
走査により感光体ドラムｌＯ上の画像部に第１の色に対
する潜像が形成されて行く。この潜像は第１の色として
例えばイエロー（Ｙ）のトナーを収容する現像手段によ
り反転現像がなされて感光体ドラム１０周面にイエロー
のトナー像が形成される。得られた画像部のトナー像は
感光体ドラム１０周面に保持されたまま感光体ドラム１
０の周面より引き離されている転写− 手段及びクリーニング手段の下を通過し、次のコピーサ
イクルに入る。

すなわち、前記感光体ドラム１０は前記帯電器２０によ
り再び帯電され、次いで信号処理部から出力された第２
の色信号が前記書込み系ユニットに入力され、前述した
第１の色信号の場合と同様にして感光体ドラム１０周面
への第２の色信号による書込みが行われ潜像が形成され
る。この潜像は第２の色として例えばマゼンタ（Ｍ）の
トナーを収容する現像手段によって反転現像がなされ、
マゼンタのトナー像が形成される。このマゼンタのトナ
ー像は既に形成されている前述のイエローのトナー像の
上に重ねて形成される。

このようにして得られた画像部のトナー像は感光体ドラ
ム１０周面に保持されたまま感光体ドラム１０周面より
引き離されている転写手段及びクリーニング手段の下を
通過し、次のコピーサイクルに入る。

同様にして感光体ドラム１０上には第３の色信号による
書込みが行われ潜像が形成される。この潜像は第３の色
として例えばシアン（Ｃ）のトナーを収容する現像手段
によって反転現像がなされる。

このシアンのトナー像は前述のイエロー、マゼンタのト
ナー像の上に重ねて形成することによってカラー画像が
得られる。さらに黒色のトナーを収容した現像手段を備
え、前記と同様に黒色のトナー像をさらに重ねることに
よって高画質のカラー画像を得るようにすることもある
。

４１ないし４３は前記の現像を行うそれぞれイエロ、マ
ゼンタ、シアンの各トナーを収容した現像手段たる現像
器でいずれも近似した構造を有している。

第２図は現像器４１の構造を示したもので、現像器４１
の内部には、現像スリーブ４１１．マグネットローラ４
１２、撹拌スクリュー４１３，４１４、掻取り板４１５
等が設けられている。現像スリーブ４１１と感光体ドラ
ム１０との間隙は、現像スリーブ４１１と同軸に設けら
れた感光体ドラム１０周面の画像部外に当接するコロ（
図示せず）によって、常に０　、５ｍｍ前後の一定間隙
に保持されている。

図示省略したトナー収納装置より補給されるトナーは、
互いに反対方向に回転される撹拌スクリュー４１４と撹
拌スクリュー４１３とによって磁性キャリアと十分に撹
拌混合される。この磁性キャリアとトナーからなる二成
分現像剤りは撹拌混合された後、現像スリーブ４１１に
供給される。現像スリーブ４１１の内部には固定した磁
極を有するマグネットローラ４１２が配設され、この現
像スリーブ４１１とマグネットローラ４１２とによって
前述した現像剤りによる薄層が形成される。

現像スリーブ４１１表面の現像剤りの薄層の厚さは現像
スリーブ４１１と感光体ドラムｌＯとの間隙よりも薄く
なるように、例えばマグネットローラ４１２の磁極に対
向して設けた磁性材からなる円柱棒の現像剤薄層形成手
段４１６を現像スリーブ４１１に押圧することにより現
像剤りは均等な３００μｍ前後の薄層状態に整形される
。現像スリーブ４１１上には現像バイアスが印加され、
感光体ドラム１０上の画像部潜像の現像を行う。現像の
終わった現像スリーブ４１１上の現像剤りの薄層は、掻
取り板４１５によって一旦掻き落とされ新しく前述の方
法によって現像剤りの薄層が形成される。

このような感光体ドラム１０とその周縁部に設けられた
帯電器２０による帯電と、各色刷のレーザ書込み系ユニ
ットによる露光及び現像器４１〜４３による現像処理は
各色毎に従って３回行われ、感光体ドラム１０の周面上
の画像部には重ね合わせによってカラーのトナー像が形
成される。

５］、５２は転写材供給装置から１枚ずつ給送されてく
るサイズ別の転写材である記録紙の通路、５３は感光体
ドラムｌＯ上の前記カラートナー像の移動に同期して転
写部１６０へ記録紙を搬送するためのレジストローラで
ある。

７０は転写ベルト装置で、７１はベルト部である転写ベ
ル）、７２．７３は導電性の金属材からなるローラで、
上流側のローラ７２は接地又は接地状態に近い所定の電
位にされている回転可能な軸を有するローラ、下流側の
ローラ７３は固定軸を有する転写ベルト７１駆動用のロ
ーラである。７４はベルト支持部材でその一端はローラ
７３の軸芯を固定軸とし、＝１１＝ ２ 他端はローラ７２の可動軸に連結していて、図示省略し
た弾性部材によりローラ７２が下方に位置するように付
勢されている。従って、常時は転写ベルト７１は感光体
ドラム１０周面より退避されていて、転写時には装置制
御部の制御によって作動する偏芯カム７７が板バネ７８
を介してベルト支持部材７４を図において上方に押圧し
、ローラ７３を揺動中心として反時計方向に回動し、ベ
ルト支持部材７４の両側端に設けたローラ７６が感光体
ドラム１０周面の画像部外の側端部に当接して、転写ベ
ル１−７１は感光体ドラム１０の転写部１６０に当接さ
れる。

７９は転写ベルト７１上の付着トナーを掻き落としてク
リーニングするベルトクリーニング装置のクリーニング
ブレード、９５は内部に可撓性の搬送スクリューを有す
るトナー搬送管でクリーニングブレード７９で掻き取ら
れたトナーを図示しないトナー回収ボックスへ搬送する
。

１６は転写部１６０に対向する位置に設けられた転写用
の帯電器である転写器、６０は転写ベルト７１と感光体
ドラム１０との間の楔形断面空間においてローラ７２に
対向する位置にその開口部を転写ベルト７１に対向する
よう配設された紙帯電器である。

前述のようにして感光体ドラム１０上に３色目のトナー
を収容した現像器４３による現像が開始された後、レジ
ストローラ５３の作動、転写ベルト装置７０の圧接動作
及び紙帯電器６０の放電ワイヤへの高電圧印加がほぼ同
時に行われる。

これにより紙帯電器６０は転写材供給装置より１枚ずつ
給送される記録紙に向かってコロナ放電を行い、記録紙
を感光体ドラム１０上のトナーと同極性に帯電させる。

上記紙帯電器６０は接地状態に近いローラ７２を対向電
極として効率良く確実に帯電を行うとともに、転写部＋
６０に極めて近接して設けられているので搬送中の電荷
の減少が少なく、記録紙を強固に転写ベルト７１に吸着
保持して転写部１６０へ搬送することができる。

転写部１６０へ記録紙の前端が到達すると転写ベルト７
１により記録紙は感光体ドラム１０に圧接される。する
と転写器１６は感光体ドラム１０上のトナーの帯電とは
逆極性の帯電を行い、記録紙上に前記トナー像を転写す
る。トナー像を転写された記録紙は、転写ベルト２１に
よってさらに搬送されて図示省略した定着部に至り加熱
溶着による定着がなされたのち、外部の排紙皿に排出さ
れる。５５は記録紙が上方に誤まって侵入するのを防止
するための分離爪である。

前記転写手段として使用される転写ベルト７１の構成は
、例えば２層からなり、本体は０．５〜１ｍｍ厚程度の
シリコンゴム、ポリウレタンゴム、ブチルゴムなどのエ
ンドレス状の体積抵抗１０”Ω・ｃｍ前後の高抵抗シー
トで、このシートの上層に例えばふっ素糸樹脂をスプレ
ー塗布などして摩擦抵抗を低くしである。

さらに本発明においては次に記す手段によって前記転写
ベルト７１の周面に対し適量のトナーを周期的に供給し
、それによって前記のスプレー塗布層の損傷やクリーニ
ングブレード７９の摩滅、めくれ等の防止を図っている
。

第１図に示した画像形成装置は感光体ドラム１０に対し
各像形成手段を第３図に示すような位置関係に配設して
いて、その画像形成のプロセスは第４図のタイムチャー
トにもとづくシーケンスによって制御される。

感光体ドラム１０の周面に第３の色信号による像露光が
行われたあと、画像部後端より例えば２０ｍｍ前後距て
た非画像領域の一部が帯状露光されて例えば輻０．３ｍ
ｍ程度のドラム幅方向に長い帯状の静電潜像面が形成さ
れる。

この静電潜像面は現像器４３の作動時間を延長するよう
制御することによって第３の色に相当する画像部の現像
処理と同時に現像器４３により引続いて現像されて画像
領域外の帯状のトナー付着部とされる。

前記トナー付着部の付着トナーは転写される画像域外に
あるので、記録紙の転写・搬出後も継続して圧接・回転
状態にある転写ベルト７１の局面に対し転写器１６の作
用によって帯状に転移し、さらにクリーニングブレード
７９の圧接個所に搬送されてベルト全面に拡げられ潤滑
剤としての作用効果が生じる。

＝１５− ６ 実験によればベルト面に対して全くトナーを供給しない
場合には６万枚程度のコピーで転写ベルト表面のコーテ
ィング層に剥れを生じそのあと付着したトナーが剥れ目
に詰まって記録紙の裏面を汚す事態を生じたのに対し、
コピー１０枚終了毎に前記の手段によって１ｍｍ程度の
トナーを供給した場合にはコピーが１２万枚以上に達し
てもベルト面に全く損傷が認められずクリーニングが正
常に作用して記録紙を汚すような事態は発生しなかった
。

特にカウンター形式で使用するブレードの場合には高温
・高湿の環境ではブレードがめくれ易い傾向があるが適
度にトナーを供給することによりそのような現象もなく
ブレードの耐久性も著しく向上することが確認された。

前記転写へルト７１の回転、圧接と転写器１６による帯
電作用とにより転写を終えた感光体ドラム１０はクリー
ニング手段たるクリーニング装置９０によりてクリーニ
ングがなされるが、クリーニング装置９０にはクリーニ
ングブレード９１、静電気的に残留トナーを回収するト
ナー回収ローラ９２等を有していて、感光体ドラム１０
周面上にトナー像を形成中は前記クリーニングブレード
９１は退避状態にあり、転写を終えた状態で感光体ドラ
ム１０に圧接してクリーニングを行う。またクリーニン
グ装置９０の上流側には除電ランプ９３、下流側には除
電ランプ９４が位置していて、除電ランプ９３は感光体
ドラム１０周面上の残留トナーを除去し易い状態に除電
し、除電ランプ９４はクリーニングされた感光体ドラム
１０周面を一様に除電して均一な帯電が行われるように
する。さらにクリーニング装置９０の底部には可撓性の
材料からなるトナー搬送スクリューを有するトナー搬送
管９５が設けられていて、クリーニングによって回収し
た廃トナーを図示しないトナー回収ボックスに搬送する
。前記クリーニングを終えた感光体ドラム１０は次の画
像形成のプロセスに入る。

なお本実施例においては３色のトナー像によってカラー
画像を合成する画像形成装置について説明したが、本発
明はさらに黒色のトナー像を加えた４色のトナー像によ
って画像を形成するカラー画像形成装置に対しても、第
４の色信号により像露光が行われる際その画像部の後端
より僅かに離れて帯状露光を行い、これを第４の色に相
当する現像装置で現像し、之を転写ベルト上に転写する
よう構成することによって同様の形式で適用することが
出来るものである。

〔発明の効果〕

本発明によりベルトを使用した画像転写装置の性能と耐
久性が著しく向上され、その結果長期にわたりメンテナ
ンス等を要せずして画像の転写を転写材を汚損すること
なく確実に遂行することの出来る画像形成装置が提供さ
れることとなった。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の画像形成装置の断面構成図、第２図は
前記装置の現像器の断面図、第３図は前記装置における
各像形成手段の配置を示す位置関係口、第４図は画像形
成のプロセスを示すタイムチャート、第５図および第６
図は転写装置の各従来例を示す構成図。 １０・・・感光体ドラム　　１６・・・転写器２０・・
・帯電器　　　　　４１．４２．４３・・・現像器５３
・・・レジストローラ　５５・・分離爪６０・・・紙帯
電器　　　　７０・・・転写ベルト装置７１・・・転写
ベルト　　　７２．７３・・・ローラ７９・・・クリー
ニングブレード １６０・・・転写部

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）像担持体上にトナー像を形成し、該トナー像を転
   写ベルトによって搬送される転写材上に転写する画像形
   成装置において、前記像担持体上の画像領域外の一部を
   露光・現像して帯状のトナー付着部を形成し、この付着
   トナーを前記転写ベルト上に転写し、該転写ベルトに摺
   接するベルトクリーニング装置でクリーニングすること
   を特徴とする画像形成装置。
2. （２）前記帯状のトナー付着部を所定回数の像形成毎に
   行うことを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。