JPH1152748A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 中間転写体（中間転写ベルトや中間転写ドラ
ム）を用い、更に１次転写同時クリーニングを行う構成
の画像形成装置において、画像の濃度むらの発生やクリ
ーニング不良を防止できるようにする。 【解決手段】 ＩＣＬローラ１４で帯電された中間転写
ベルト６上の２次転写残トナーを、１次転写と同時に感
光ドラム１側で回収することによって中間転写ベルト６
のクリーニングを行う画像形成装置において、中間転写
ベルト６とＩＣＬローラ１４との表面粗さＲｚの和を、
用いたトナーの平均粒径以上で、かつ３０μｍ以下とし
たことにより、画像の濃度むらの発生やクリーニング不
良を防止することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電子写真方式によ
って画像形成を行う複写機、プリンタ、ファクシミリ等
の画像形成装置に係り、特に第１の像担持体上に形成し
た現像剤画像（トナー画像）を一旦第２の像担持体（中
間転写体）上に１次転写させ、該第２の像担持体に転写
材を接触転写部材で圧接させて一括２次転写すること
で、転写体上に画像形成する画像形成装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】ドラム型の電子写真感光体（以下、感光
ドラムという）上に形成したトナー像を、一旦中間転写
体（例えば中間転写ドラム）上に１次転写させ、該中間
転写体に転写されたトナー像を転写材へ接触転写部材に
より２次転写して画像形成を行う画像形成装置は、各成
分色画像の重ね合わせ位置の物理的なずれ（色ずれ）の
少ないカラー画像を得ることができるので、色再現性の
よいカラー画像情報を合成再現した画像形成物を出力す
る装置として実用化されている。

【０００３】ところで、中間転写体を用いた画像形成装
置においては、中間転写体から紙などの転写材への２次
転写後に、中間転写体上に残留した転写材に転写しきれ
なかったいわゆる２次転写残トナーを除去（クリーニン
グ）することが、良好な画像を得るうえで重要である。

【０００４】このため、従来、２次転写後、１次転写前
にファーブラシやクリーニングブレードを設けて２次転
写残トナーを掻き取る手法が用いられていた。この場
合、中間転写体表面を力学的に摺擦することになるた
め、表面が劣化する、トナーが融着する等の問題点が発
生しやすく、更に構成が複雑になったりクリーニングし
たトナーをためておく容器が別に必要になる等の問題点
があった。

【０００５】このような問題点を解決するために、１次
転写同時クリーニング方式が提案されている。これは、
中間転写体上の２次転写残トナーを、帯電ローラ（中間
転写体に当接離間自在な中間転写体クリーニング装置）
によって感光ドラムの帯電電位と逆極性に帯電させ、１
次転写ニップにおいて感光ドラムに回収し、同時に１次
転写も行うという手法である。

【０００６】この手法では２次転写残トナーは感光ドラ
ムを経て、感光ドラムのクリーニングユニットに回収さ
れるため、廃トナー容器が余分に必要なことや、中間転
写体をブラシ等で摺擦しないため長寿命化が図れる、ス
ループットが低下しない等の利点がある。

【０００７】また、連続プリント時においても、中間転
写体上の逆帯電された２次転写残トナーと、感光ドラム
上の１次転写される正規トナーのお互いの電荷は、短時
間の接触では相殺されないため、感光ドラムと中間転写
体の１次転写ニップ部で、逆帯電された２次転写残トナ
ーは感光ドラムへ、正規帯電している感光ドラム上のト
ナーは中間転写体へそれぞれ転写することができ、２次
転写残トナーが次のプリント時に転写材上に転写される
ことなく、良好な画像が出力される。

【０００８】また、２次転写直後の中間転写体は、それ
自身抵抗、容量を持つため、１次、２次転写時に帯電し
ている。そのため、連続プリント時において、中間転写
体の帯電状態が１枚目のプリントの１次転写直前と、２
枚目以降のプリントの１次転写直前で異なり、１次転写
の効率が変わってしまうことによって、プリントの濃度
等が変化してしまう。これを避けるために、前記帯電ロ
ーラは中間転写体を除電し、２枚目以降のプリントの１
次転写直前での中間転写体の帯電状態を、１枚目のプリ
ントの１次転写直前と同じにする役割も持っている。

【０００９】上述した１次転写同時クリーニング方式を
以下ＩＣＬ方式もしくはＩＣＬと称し、また、２次転写
残トナーの帯電手段をＩＣＬ手段とし、更にＩＣＬ手段
に帯電ローラを用いた場合これをＩＣＬローラと称する
ことにする。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述したＩ
ＣＬ方式では、連続プリント時において、中間転写体を
除電する際に、中間転写体とＩＣＬローラ（帯電ロー
ラ）との当接状態がよくないと除電むらが生じ、２枚目
以降のプリントの１次転写直前の中間転写体の帯電状態
が中間転写体の各部分で異なってしまうと、その各部分
で１次転写効率に差が生じ、その差は濃度のむらとして
画像に現れてしまう。

【００１１】また、２次転写残トナーを帯電させる際
に、放電が不十分であると２次転写残トナーの帯電極性
を完全に反転させることができず、中間転写体のクリー
ニングが不完全になってしまう。その結果、クリーニン
グしきれなかった２次転写残トナーは、次プリント時に
汚れとして画像に現れてしまう。

【００１２】そこで本発明は、安定した第２の像担持体
のクリーニングと除電を行い、クリーニング不良による
汚れや濃度のむらのない良好な画像を出力することがで
きる画像形成装置を提供することを目的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明は、上述事情に鑑
みなされたものであって、第１の像担持体上に形成され
たトナー画像を１次転写される第２の像担持体と、該第
２の像担持体に１次転写された前記トナー画像を転写材
へ２次転写する２次転写体と、前記第２の像担持体に当
接離間自在に設置され、２次転写後に前記第２の像担持
体に当接しバイアス電源からのバイアス印加により前記
第２の像担持体に残留した２次転写残トナーを帯電する
トナー帯電部材と、を備え、該トナー帯電部材で帯電さ
れた前記２次転写残トナーを、１次転写と同時に前記第
１の像担持体側で回収することによって前記第２の像担
持体のクリーニングを行う画像形成装置において、前記
第２の像担持体の表面粗さＲｚと前記トナー帯電部材の
表面粗さＲｚの和を、用いたトナーの平均粒径以上で、
かつ３０μｍ以下としたことを特徴としている。

【００１４】また、前記第２の像担持体は、ベルト形状
で表層抵抗が少なくとも１０¹³Ωｃｍであることを特徴
としている。

【００１５】また、前記トナーの平均粒径が７μｍであ
ることを特徴としている。

【００１６】また、第１の像担持体上に形成されたトナ
ー画像を１次転写される第２の像担持体と、該第２の像
担持体に１次転写された前記トナー画像を転写材へ２次
転写する２次転写体と、前記第２の像担持体に当接離間
自在に設置され、２次転写後に前記第２の像担持体に当
接しバイアス電源からのバイアス印加により前記第２の
像担持体に残留した２次転写残トナーを帯電するトナー
帯電部材と、を備え、該トナー帯電部材で帯電された前
記２次転写残トナーを、１次転写と同時に前記第１の像
担持体側で回収することによって前記第２の像担持体の
クリーニングを行う画像形成装置において、前記トナー
帯電部材がローラ形状であり、該トナー帯電部材のアス
カーＣ硬度が１０〜７０°であることを特徴としてい
る。

【００１７】（作用）本発明者らの実験によれば、中間
転写ベルト（第２の像担持体）の表面粗さＲｚとＩＣＬ
ローラ（トナー帯電部材）の表面粗さＲｚの和を、用い
たトナーの平均粒径以上で、かつ３０μｍ以下とするこ
とにより、中間転写ベルトとＩＣＬローラとが良好に当
接されることによって、濃度むらとトナー飛散のない良
好な画像を出力できることを見いだした。

【００１８】また、本発明者らの実験によれば、ＩＣＬ
ローラ（トナー帯電部材）のアスカーＣ硬度を１０〜７
０°とすることにより、中間転写ベルト（第２の像担持
体）とＩＣＬローラ（トナー帯電部材）とが良好に当接
されることによって、中間転写ベルトの傷の発生をなく
し、クリーニング不良を防止して良好な画像を出力でき
ることを見いだした。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下、図面に基づいて本発明の実
施の形態について説明する。

【００２０】（第１の実施の形態）図１は、本実施の形
態に係る画像形成装置（本実施の形態では、カラー画像
形成可能なレーザービームプリンタ）を示す概略構成図
である。

【００２１】この画像形成装置は、第１の像担持体とし
ての感光ドラム１、帯電器２、露光装置３、現像装置
５、第２の像担持体としての中間転写ベルト６、２次転
写体としての２次転写ローラ７などを備えている。

【００２２】感光ドラム１は、ＯＰＣ感光ドラムであ
り、アルミニウム等からなるシリンダ状の基体上に下引
き層、電荷注入層、電荷発生層、電荷輸送層を有し、所
定のプロセススピードで矢印ａ方向に回転駆動され、帯
電器２により一様帯電される。露光装置３は、入力され
る画像情報に応じてレーザー光（走査光）Ｌによる露光
を、反射ミラー４を介して帯電処理された感光ドラム１
上に行って静電潜像を形成する。

【００２３】現像装置５は、イエロー（Ｙ）現像器５
ａ、マゼンタ（Ｍ）現像器５ｂ、シアン（Ｃ）現像器５
ｃ、及びブラック（Ｋ）現像器５ｄを備えている。

【００２４】中間転写ベルト６は、駆動ローラ８、２次
転写対向ローラ９、及びテンションローラ１０によって
張架されており、駆動ローラ８の回転駆動によって矢印
ｂ方向に回転する。

【００２５】中間転写ベルト６が感光ドラム１に接触す
る１次転写部には、中間転写ベルト６を介して感光ドラ
ム１に当接する１次転写ローラ１１が配置されており、
１次転写ローラ１１には１次転写バイアス電源１２が接
続されている。また、２次転写対向ローラ９には、中間
転写ベルト６を介して２次転写ローラ７が当接離間自在
に設置され、２次転写部が形成されている。２次転写ロ
ーラ７には２次転写バイアス電源１３が接続されてい
る。

【００２６】中間転写ベルト６の２次転写対向ローラ９
とテンションローラ１０との間の外周面には、ローラ状
の多層構成のＩＣＬローラ（帯電ローラ）１４が当接離
間自在に設置されている。ＩＣＬローラ１４にはＩＣＬ
バイアス電源１５が接続されており、ＩＣＬ帯電バイア
スが印加される。

【００２７】次に、上述した画像形成装置の画像形成動
作について説明する。

【００２８】画像形成時には、感光ドラム１は駆動手段
（不図示）により所定のプロセススピードで回転駆動さ
れ、所定の帯電バイアスが印加された帯電器２により所
定の極性、電位に帯電処理される。

【００２９】そして、帯電された感光ドラム１上に露光
装置３により反射ミラー４を介してレーザー光Ｌによる
画像露光が与えられ、目的のカラー画像の第１の色成分
像（例えばイエロ成分像）に対応した静電潜像が形成さ
れる。次いで、イエロー（Ｙ）現像器５ａにより前記静
電潜像が第１色であるイエロートナーにより現像され
る。

【００３０】感光ドラム１上に形成担持された第１色の
イエロートナー画像は、感光ドラム１と中間転写ベルト
６間の１次転写ニップ部を通過する過程で、この１次転
写ニップ部での圧力と１次転写バイアス電源１２より１
次転写ローラ１１に印加される１次転写バイアスにより
形成される電界とによって、中間転写ベルト６上に１次
転写されていく。以下、同様にしてマゼンタ（Ｍ）現像
器５ｂ、シアン（Ｃ）現像器５ｃ、ブラック（ＢＫ）現
像器５ｄにより感光ドラム１上にそれぞれ形成担持され
た第２色のマゼンタトナー画像、第３色のシアントナー
画像、第４色のブラックトナー画像が順次中間転写ベル
ト６上に重畳転写され、目的のカラー画像に対応した合
成カラートナー画像が形成される。

【００３１】この際、感光ドラム１から中間転写ベルト
６への第１〜第４色のトナー画像の重畳転写のための１
次転写バイアス電源１２から印加される１次転写バイア
スは、トナーと逆極性（正極性）である。なお、感光ド
ラム１から中間転写ベルト６への第１〜第４色のトナー
画像の重畳転写過程においては、２次転写ローラ７及び
ＩＣＬローラ１４は中間転写ベルト６から離間してい
る。

【００３２】そして、給紙カセット（不図示）から紙な
どの転写材Ｐが中間転写ベルト６と２次転写ローラ７間
の２次転写ニップ部に搬送される。この際、２次転写バ
イアス電源１３より２次転写ローラ７へ２次転写バイア
ス（正極性）が印加され、中間転写ベルト６から転写材
Ｐ上に合成カラートナー画像が転写される。

【００３３】そして、合成カラートナー画像が転写され
た転写材Ｐは、転写材Ｐによって定着装置（不図示）に
搬送され、転写材Ｐ上に合成カラートナー画像が定着さ
れて出力される。

【００３４】前記２次転写時において、中間転写ベルト
６上に２次転写されずに残った２次転写残トナーは、Ｉ
ＣＬバイアス電源１５から所定のＩＣＬバイアス（本実
施の形態では、直流成分に交流成分を重畳したバイア
ス）が印加された中間転写ベルト６に当接するＩＣＬロ
ーラ１４によって、本来とは逆極性の正極性に転換され
て感光ドラム１に静電的に吸着し、中間転写ベルト６上
は清掃化される。

【００３５】従って、１次転写ニップ部では負極性のト
ナーは中間転写体７に向かう力が、正極性のトナーは感
光ドラム１に戻る力が働くことになり、１次転写部での
クリーニングプロセスが可能になる。

【００３６】感光ドラム１上に吸着した２次転写残トナ
ーはその後、クリーニング装置１６によって回収され、
除電露光器１７によって感光ドラム１表面を初期化して
次の画像形成動作に備える。

【００３７】前記中間転写ベルト６として、本実施の形
態では周長４００ｍｍ、厚さ１ｍｍのＥＰＤＭＵゴムの
基層上に、ウレタンゴムにＰＴＦＥ等のフッ素樹脂を分
散させた抵抗が１０¹³〜１０¹⁶Ωｃｍと高抵抗な表層を
設けたものを用た。また、ＩＣＬローラ１４として、本
実施の形態では導電ゴムの基層上に保護層を設けた弾性
ローラを用いた。

【００３８】そして、上述した画像形成動作によって得
られる画像の濃度むらの発生及び中間転写ベルト６とＩ
ＣＬローラ１４との間のニップ部におけるトナー飛散の
様子と、中間転写ベルト６とＩＣＬローラ１４との表面
粗さＲｚの和の関係とを評価した。なお、このときに用
いたトナーは平均粒径が７μｍであった。以下に示す表
１はこれらの評価結果である。

【００３９】

【表１】 表１に示すように、中間転写ベルト６とＩＣＬローラ１
４との表面粗さＲｚの和が４０μｍ以上になると、中間
転写ベルト６にＩＣＬローラ１４が当接した際に良好に
当接しない部分ができ、その部分の除電が不完全になる
ために画像上に濃度むらが発生した。一方、中間転写ベ
ルト６とＩＣＬローラ１４との表面粗さＲｚの和が３０
μｍ以下になると、中間転写ベルト６にＩＣＬローラ１
４が良好に当接することによって、画像上に濃度むらは
発生しなかった。

【００４０】ところが、中間転写ベルト６とＩＣＬロー
ラ１４との表面粗さＲｚの和が、用いたトナーの平均粒
径７μｍ以下になると、中間転写ベルト６とＩＣＬロー
ラ１４との間のニップ部においてトナー飛散が発生し
た。これは、中間転写ベルト６とＩＣＬローラ１４との
間のニップ部において、交流電界が印加された際に、中
間転写ベルト６及びＩＣＬローラ１４の表面がトナーを
保持することができないためと考えられる。

【００４１】以上のことから、本実施の形態では、中間
転写ベルト６とＩＣＬローラ１４との表面粗さＲｚの和
を、用いたトナーの平均粒径（本実施の形態では７μ
ｍ）以上、かつ３０μｍ以下とした。これにより、中間
転写ベルト６の除電むらと画像の濃度むらの発生を防止
することができ、かつトナー飛散のない良好な画像を出
力することができた。

【００４２】尚、本実施の形態では、第２の像担持体と
して中間転写ベルトを用いたが、第２の像担持体として
中間転写ドラムを用いても同様の効果を得ることができ
る。

【００４３】（第２の実施の形態）本実施の形態では、
図１に示した第１の実施の形態における画像形成装置を
用いて、上述した画像形成動作による中間転写ベルト６
の傷の様子及び中間転写ベルト６のクリーニングの様子
と、ＩＣＬローラ１４のアスカーＣ硬度との関係を評価
した。以下に示す表２はこれらの評価結果である。

【００４４】

【表２】 表２において、中間転写ベルト６の傷の様子について
は、○は中間転写ベルト６上に傷が見られない、△は中
間転写ベルト６上に傷が見られるものの画像上には現れ
ていない、×は中間転写ベルト６上に生じた傷が画像上
に現れていることを示している。また、中間転写ベルト
６のクリーニングの様子については、○は中間転写ベル
ト６全体のクリーニングが良好、△は中間転写ベルト６
の一部がクリーニング不良、×は中間転写ベルト６全体
がクリーニング不良を示している。

【００４５】表２に示すように、ＩＣＬローラ１４のア
スカーＣ硬度が５°以下の場合では柔らかすぎるため、
図２に示すように、中間転写ベルト６との間で適正なニ
ップをとることができなくなる。このため、ＩＣＬロー
ラ１４と中間転写ベルト６間で良好な放電が行われなく
なるために、２次転写残トナーの帯電極性を反転させる
ことができず、中間転写ベルト６全体でクリーニング不
良が発生した。

【００４６】ＩＣＬローラ１４のアスカーＣ硬度が１０
°の場合では、中間転写ベルト６との当接圧が弱くなる
ＩＣＬローラ１４の中央部ではニップが適正になり、中
間転写ベルト６の中央部ではクリーニング不良は発生し
なかったが、中間転写ベルト６との当接圧が強くなるＩ
ＣＬローラ１４の両端部ではニップが適正にならず、ク
リーニング不良が発生した。

【００４７】ＩＣＬローラ１４のアスカーＣ硬度が２０
°以上の場合では、図３に示すように、中間転写ベルト
６とＩＣＬローラ１４とのニップが適正になり、中間転
写ベルト６全体にクリーニング不良は発生しなかった。

【００４８】また、ＩＣＬローラ１４のアスカーＣ硬度
が７０°以上の場合では硬すぎるために、アスカーＣ硬
度が７０〜８０°では中間転写ベルト６上に傷が見られ
るものの画像上には現れなかったが、アスカーＣ硬度が
８０°以上になると、中間転写ベルト６上に生じた傷が
画像上に現れた。

【００４９】以上のことから、本実施の形態では、ＩＣ
Ｌローラ１４のアスカーＣ硬度を１０〜７０°、より好
ましくは２０〜６０°とした。これにより、中間転写ベ
ルト６の傷の発生と中間転写ベルト６のクリーニング不
良の発生を防止して、良好なな画像を出力することがで
きた。

【００５０】尚、本実施の形態では、第２の像担持体と
して中間転写ベルトを用いたが、第２の像担持体として
中間転写ドラムを用いても同様の効果を得ることができ
る。

【００５１】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、第
２の像担持体とトナー帯電部材との表面粗さＲｚの和
を、用いたトナーの平均粒径以上で、かつ３０μｍ以下
とすることによって、第２の像担持体とトナー帯電部材
とが良好に当接されることにより、第２の像担持体の帯
電むらが生じることが防止され、濃度むらのない良好な
画像を出力することができる。

【００５２】また、トナー帯電部材のアスカーＣ硬度を
１０〜７０°とすることによって、第２の像担持体とト
ナー帯電部材とが良好に当接されることにより、第２の
像担持体に傷が生じることはなく、クリーニング不良を
防止して良好な画像を出力することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態に係る画像形成装置
を示す概略構成図。

【図２】ＩＣＬローラと中間転写ベルトとの間のニップ
のようすを示す図。

【図３】ＩＣＬローラと中間転写ベルトとの間のニップ
のようすを示す図。

【符号の説明】

１ 感光ドラム（第１の像担持体） ２ 帯電器 ３ 露光装置 ５ 現像装置 ６ 中間転写ベルト（第２の像担持体） ７ ２次転写ローラ（２次転写体） １４ ＩＣＬローラ（トナー帯電部材） １５ ＩＣＬバイアス電源

フロントページの続き (72)発明者 小林 逹也 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キヤ ノン株式会社内

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 第１の像担持体上に形成されたトナー画
   像を１次転写される第２の像担持体と、該第２の像担持
   体に１次転写された前記トナー画像を転写材へ２次転写
   する２次転写体と、前記第２の像担持体に当接離間自在
   に設置され、２次転写後に前記第２の像担持体に当接し
   バイアス電源からのバイアス印加により前記第２の像担
   持体に残留した２次転写残トナーを帯電するトナー帯電
   部材と、を備え、該トナー帯電部材で帯電された前記２
   次転写残トナーを、１次転写と同時に前記第１の像担持
   体側で回収することによって前記第２の像担持体のクリ
   ーニングを行う画像形成装置において、 前記第２の像担持体の表面粗さＲｚと前記トナー帯電部
   材の表面粗さＲｚの和を、用いたトナーの平均粒径以上
   で、かつ３０μｍ以下とした、 ことを特徴とする画像形成装置。
2. 【請求項２】 前記第２の像担持体の表層抵抗が少なく
   とも１０¹³Ωｃｍである、 請求項１記載の画像形成装置。
3. 【請求項３】 前記第２の像担持体がベルト形状であ
   る、 請求項１または２記載の画像形成装置。
4. 【請求項４】 前記トナーの平均粒径が７μｍである、 請求項１記載の画像形成装置。
5. 【請求項５】 第１の像担持体上に形成されたトナー画
   像を１次転写される第２の像担持体と、該第２の像担持
   体に１次転写された前記トナー画像を転写材へ２次転写
   する２次転写体と、前記第２の像担持体に当接離間自在
   に設置され、２次転写後に前記第２の像担持体に当接し
   バイアス電源からのバイアス印加により前記第２の像担
   持体に残留した２次転写残トナーを帯電するトナー帯電
   部材と、を備え、該トナー帯電部材で帯電された前記２
   次転写残トナーを、１次転写と同時に前記第１の像担持
   体側で回収することによって前記第２の像担持体のクリ
   ーニングを行う画像形成装置において、 前記トナー帯電部材がローラ形状であり、該トナー帯電
   部材のアスカーＣ硬度が１０〜７０°である、 ことを特徴とする画像形成装置。
6. 【請求項６】 前記第２の像担持体の表層抵抗が少なく
   とも１０¹³Ωｃｍである、 請求項５記載の画像形成装置。
7. 【請求項７】 前記第２の像担持体がベルト形状であ
   る、 請求項５または６記載の画像形成装置。
8. 【請求項８】 前記トナー帯電部材のアスカーＣ硬度が
   ２０〜６０°である、 請求項５または６記載の画像形成装置。