JP3186291B2

JP3186291B2 - 画像形成装置

Info

Publication number: JP3186291B2
Application number: JP01325893A
Authority: JP
Inventors: 和人増田; 康夫詫間; 重隆藤原; 輝章三矢; 高雄梅田; 正保安西; 夏城栗林; 正人三輪; 貴志鈴木
Original assignee: Hitachi Koki Co Ltd
Current assignee: Koki Holdings Co Ltd
Priority date: 1993-01-29
Filing date: 1993-01-29
Publication date: 2001-07-11
Anticipated expiration: 2016-07-11
Also published as: JPH06230684A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、プリンタ，ファクシミ
リ，複写機等のトナーを用いて画像を顕像化させる画像
形成装置に係り、特にベルト転写／搬送方式におけるト
ナー汚れ防止に関する。

【０００２】

【従来の技術】以下、従来の画像形成装置について説明
する。電子写真方式を用いた画像形成装置は、記録体表
面にトナー像を作像する装置である。その作像過程は、
未作像の記録体を送り出す給紙工程，トナーを記録体表
面に画像として顕像化させる現像／転写工程，顕像化さ
れたトナー画像を記録体に固定する定着工程，定着後の
記録体を排紙する排紙工程，上記各工程間に記録体を搬
送する搬送装置から成る。

【０００３】本発明では無端ベルトを用い、記録体を搬
送しつつ転写も行うベルト転写／搬送方式を用いた画像
形成装置に関する。図４に従来のベルト転写／搬送方式
を用いた画像形成装置の模式図を示す。一般の電子写真
画像形成装置と同様に感光体１表面にトナー像が顕像化
される。一方、記録体９は給紙ホッパより繰り出され、
転写ベルト１０上にまで搬送される。転写ベルト１０は
駆動ローラあるいは従動ローラ１１，２２，２４を囲ん
で取り付けられており、駆動ローラの回転に従って受け
渡された記録体９を搬送する。転写装置５に対応する位
置において、記録体９が転写ベルト１０と感光体１には
さみ込まれたまま感光体１上のトナー画像は記録体９に
転写される。転写ベルト１０はさらに記録体９を搬送
し、定着装置１２へと送り出す。定着装置１２にて、記
録体９上の未定着トナー画像は記録体９に固定される。
その後、片面印刷の場合は排紙スタッカへ記録体９を排
紙して印刷を終了する。両面印刷では反転搬送工程を経
て記録体９を反転させ、再び転写ベルト１０に記録体９
を受け渡し、上記転写，定着，排紙工程を繰り返して印
刷を終了する。以上が作像の基本的工程である。

【０００４】上記、作像工程を繰り返すと、感光体１の
記録体９と記録体９の間隙に対応する領域や記録体９の
搬送方向と直行する奥行き方向の領域より外側の領域な
ど記録体９と接しない領域に存在する微量なトナーが転
写ベルト１０に転写されるため転写ベルト１０が汚れる
という問題を引き起こすことがある。この問題を未然に
防止するため、転写ベルトクリーナ１２が設けられるの
が通常である。転写ベルトクリーナ１２にはトナーと逆
極性の電位を印加してベルト上に残存したトナーを転写
ベルト１０から回収するバイアスクリーニング方式が用
いられることが多い。また、バイアスクリーニング方式
を用いた場合、トナーはより強く帯電していた方がクリ
ーニング性能が高いことは言うまでもない。そのため、
ベルト上のトナーにトナーと同極性の電荷を供給する電
荷付与装置１４をクリーナ１２よりベルト駆動方向前方
に設置し、トナーをより強く帯電させる方法が多く用い
られる。

【０００５】また、上記作像工程において、記録体９が
転写ベルト１０と感光体１にはさみ込まれたまま感光体
１上のトナー画像が記録体９に転写される際、転写装置
５はトナーと逆極性の電荷を転写ベルト１０の裏側より
供給する。これにより、感光体１表面に配列したトナー
に転写装置５に向かうクーロン力が作用し、トナーは記
録体９表面に移動し、転写が行われるのである。その
際、感光体１のトナーに被覆されていない部分にもトナ
ーと同極性の電荷が存在しており、この電荷もトナーと
同様に記録体９表面に移動する。転写工程において、記
録体９はトナーと同極性に、転写ベルト１０はトナーと
逆極性に帯電することになる。その後、記録体９が転写
ベルト１０に密着している間は、記録体９と転写ベルト
１０を一体にみれば、記録体９と転写ベルト１０の合計
の電荷量は相互に打消しあっていかにも僅かに見える。
実際には、上述のように、記録体９はトナーと同極性
に、転写ベルト１０はトナーと逆極性に分極した状態に
なっているのである。その後、記録体９が定着装置１２
に向かうため、転写ベルト１０から分離する際、この分
極状態は顕在化し、記録体９と転写ベルト１０はそれぞ
れ逆極性に強く帯電する。これを、分離帯電と呼ぶ。ま
た、転写ベルト１０はローラ１１に沿って移動するた
め、分離帯電した直後に、記録体９と転写ベルト１０と
の間に間隙が発生する。記録体９と転写ベルト１０はそ
れぞれ逆極性に強く帯電しているため、この間隙におい
て両者の間で、火花放電が発生することがある。上記分
離帯電が発生すると、記録体９表面のトナーとトナーが
存在しない部分の記録体９表面の電荷は同極性となる。
そのため、トナーは記録体９表面に存在する周囲の同極
性の電荷から作用するクーロン力により押し出され移動
し、上方の空間に舞散ったり、画像としての配列を乱す
ことがある。また、上記火花放電が発生した場合でもそ
の力学的衝撃により同様の現象がみられ、著しい場合に
はトナーによる放電模様が観察されることもある。

【０００６】なお、この種の装置として関連するものに
は例えば特開昭63−83772 号等が挙げられる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上記従来技術は、上記
分離帯電や火花放電に配慮がされておらず、トナーが空
間に舞散ったり、画像としての配列を乱すという問題が
あった。

【０００８】また、上記従来技術は、転写ベルトクリー
ナのクリーニング性能についても配慮にも欠けており、
クリーニング性能が不十分あるいは高い性能を維持でき
ないという問題があった。

【０００９】そこで、本発明の目的は、上記従来技術に
おける問題を解決し、トナーの空間への舞散りや画像配
列の乱れが無く、転写ベルトクリーナのクリーニング性
能を高く維持する画像形成装置を提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するため、転写ベルトの記録体分離位置に対応するロ
ーラにトナーと逆極性のバイアス電位を印加し、かつ上
記ローラに対抗した位置にトナーと逆極性の電荷を記録
体と転写ベルトに供給する電荷付与装置を設置するよう
にしたものである。

【００１１】

【作用】転写ベルトの記録体分離位置に対応するローラ
に対抗した位置に設置された電荷付与装置はトナーと逆
極性の電荷を転写ベルトとの分離後の記録体の裏面と転
写ベルトに供給し、記録体を除電することにより、分離
後の記録体の帯電を防止し、適正な電荷を転写ベルト及
びベルト表面の残存トナーに付与して転写ベルトと残存
トナーの吸着力を緩和する。また、転写ベルトの上記ロ
ーラに印加されたトナーと逆極性のバイアス電位は記録
体との間にクーロン力を作用させ、記録体と転写ベルト
の分離位置をより電荷付与装置側へ移動させ、上記電荷
付与装置と分離位置とをより近接させることにより電荷
付与装置による記録体の除電効果を高める。かつ上記ロ
ーラへのバイアス電位は記録体とトナーとを密着させる
べく記録体表面のトナーとの間にもクーロン力を作用さ
せ、記録体と転写ベルトの分離時におけるトナーの移動
をも防止する。

【００１２】これにより、記録体と転写ベルトとの分離
時のトナーの移動と分離後の記録体の帯電を防止し、転
写ベルトと残存トナーの吸着力が緩和されるので、トナ
ーの空間への舞散りや画像配列の乱れが無く、転写ベル
トクリーナのクリーニング性能を高く維持することがで
きる画像形成装置を提供することができる。

【００１３】

【実施例】

〈実施例１〉本発明の一実施例を図１および図２を用い
て説明する。

【００１４】図１は本実施例の記録体９と転写ベルト１
０の分離位置付近の構成を示す断面側面図である。図２
は本発明における画像形成装置の基本構成を示す断面側
面図である。画像形成プロセスに関与する基本的な部品
は図４と同様であるが、トナー２３とは逆極性の電荷を
発生し、対抗電極を具備しない電荷付与装置１４の開口
部に、遮蔽板２５が設置されている。

【００１５】但しここで、感光体１はマイナス帯電の有
機感光体を用い、現像装置４による現像方式は、二成分
現像剤を用いた反転現像方式で、トナー２３がマイナス
電荷を持つ。また転写装置５はプラスのコロトロン感光
体帯電装置で、そのコロナ電流値を制御しているが、転
写装置５に印加する電位を制御する方法をとることも可
能である。更に転写ベルト１０は常温常室における体積
抵抗が１０の１０乗Ω・cmから１０の１３乗Ω・cmで厚
さが０.０６cm の無端ベルトであり、記録体９及び転写
ベルト１０の静電容量がそれぞれ１０２６ｐＦ及び４７
４ｐＦにおいて、記録体９と転写ベルト１０が重なった
状態でのローラ１１に対する電位は−１８００Ｖ、転写
ベルト１０単独でのローラ１１に対する電位は−６５０
Ｖである。これらの条件は以下の実施例において同一で
ある。

【００１６】本装置における画像形成の過程および記録
体９の搬送の過程を図２を用いて詳述すると以下のよう
になる。まず感光体１の表面に感光体帯電装置２により
一様なマイナス電荷を与えた後、露光装置３により形成
すべき所望の画像部分に光を照射することにより光の照
射されないバックグラウンド部分より零電位に近い静電
潜像が形成される。現像装置４の内部に蓄えられたトナ
ー２３は摩擦帯電によりほぼ一定のマイナス電荷が付与
されており、上記バックグラウンド部分の電位と静電潜
像部分の電位の中間にあたる電位を現像装置４に印加す
ることにより、トナー２３が静電潜像のみに吸引され、
感光体１上にトナー２３による可視画像が形成される。
一方記録体９は図示しない記録体供給機から図の矢印Ａ
の向きに供給され、転写ベルト１０上へと搬送され、感
光体１と転写ベルト１０との接するニップ領域に送られ
る。ここにおいて転写ベルト１０には転写装置５からプ
ラス電荷を与えられるため、感光体１上のマイナス電荷
を持つトナー２３は、このニップ領域において記録体９
上に転写される。記録体９がニップ領域を通過する際、
転写ベルト１０上に与えられたプラス電荷の影響で、感
光体１上にあるトナー２３と同極性のマイナス電荷が記
録体９に転移する。このため記録体９は転写ベルト１０
上のプラス電荷、及びローラ１１に印加されているプラ
スのバイアス１７との静電吸着力により転写ベルト１０
に吸着して搬送される。

【００１７】ローラ１１付近に搬送された記録体９は、
ここで転写ベルト１０がローラ１１の円筒に沿って曲げ
られると、記録体９自身の剛性により前記静電吸着力に
打勝って分離し始める。この際、記録体９と転写ベルト
１０との分離によって急激に記録体９はマイナスに分離
帯電しようとする。

【００１８】記録体９とトナー２３とは逆極性のプラス
電荷を発生し、対向電極を具備しない電荷付与装置１４
は記録体９と転写ベルト１０との分離直後で、未固着の
トナー２３が付着している記録体９の面とは逆の面に向
かって設置されている。電荷付与装置１４の開口部に記
録体９が突入しないように、ローラ１１上の転写ベルト
１０と電荷付与装置１４との段差は５mm程度とってい
る。記録体９と転写ベルト１０との分離点と、電荷付与
装置１４のワイヤーとの間は、電荷付与装置１４のシー
ルド部や、または転写ベルト１０等で遮蔽されている
が、より効果的に除電するためには、記録体９が転写ベ
ルト１０から分離する点と、電荷付与装置１４のワイヤ
ーとの間は、電荷付与装置１４のシールド部や、または
転写ベルト１０等で遮蔽されていないことが望ましい。
電荷付与装置１４には＋１μＡ以上の定電流が印加され
ているが、電荷付与装置１４に印加する投入電流を任意
に制御することも可能である。

【００１９】上記電荷付与装置１４において、記録体９
が転写ベルト１０との分離によって分離帯電しても、記
録体９とトナー２３とは逆極性の電荷を発生し、対向電
極を具備しない電荷付与装置１４を記録体９と転写ベル
ト１０との分離直後で、未固着のトナー２３が付着して
いる記録体９の面とは逆の面に向かって設置されている
ので、電荷付与装置１４が発生させる記録体９とトナー
２３とは逆極性の電荷が記録体９と転写ベルト１０との
分離点に投与され、分離帯電した記録体９が直ちに除電
される。

【００２０】これによってトナー２３と記録体９とは静
電的に反発しないうえに、トナー２３の電荷の極性と電
荷付与装置１４の電荷の極性は逆であるので、トナー２
３は電荷付与装置１４が設置されている方向に引き付け
られるので、記録体９上のトナー２３は、記録体９と転
写ベルトとの分離点以降で飛散することはない。さらに
トナー２３また記録体９が除電されることによって、記
録体９がガイド部材１５に接触しても記録体９とガイド
部材１５との間で火花放電は発生しないので、記録体９
上に枝状、或いは班点状のトナー２３による模様が発生
せず、記録体９上のトナー２３を乱すことなく、画像品
質が保持される。

【００２１】また、本実施例では、従来技術において図
４を用いて説明した転写ベルトクリーナ１２の電荷付与
装置１４の極性を反転させたため、ベルトクリーニング
性能が低下することが懸念された。しかし、本発明者ら
の実験によれば、ベルト上に残存したトナーに電荷を全
く供給しないより、正電荷であろうとも、適切な範囲で
あれば若干の電荷をベルト上に残存したトナーに供給し
た方が良好なベルトクリーニング性能が得られ、負電荷
を供給した場合に比較してもむしろ良好なベルトクリー
ニング性能が得られ、この性能を維持できることが判っ
た。この理由は、残存トナーに微少な逆特性電荷を付与
することにより転写ベルトクリーナ８と残存トナーとの
クーロン力が弱まる以上に残存トナーと転写ベルト１０
との吸着力を弱める効果が発生するためである。

【００２２】本発明における上記電荷付与装置１４の開
口部に設置された遮蔽板２５によって、電荷付与装置１
４から発生した電荷がローラ１１に流入するのを抑制
し、転写ベルトクリーナ８のクリーニング性能を良好な
状態に保持できる。遮蔽板２５の高さは、転写ベルトク
リーナ８のクリーニング性能が良好な状態になる様に調
整されたものであり、本実施例では電荷付与装置１４の
底面から１０mmとなっており、電荷付与装置１４の上面
との開口幅（図中記号Ｃ寸法）は５mmである。また、残
存トナーに付与される電荷はローラ１１に流れ込む電流
に換算して、５〜１０μＡである。この幅Ｃは電荷付与
装置１４の形状や投入電流により変わるが、通常１〜１
８mmの間に設定される。また、残存トナーに付与される
電荷はローラ１１に流れ込む電流に換算して、０.５〜
２０μＡであれば良好なクリーニング性能が得られ
る。

【００２３】上記のように、遮蔽板２５が設置された電
荷付与装置１４によって除電された記録体９は、接地さ
れたガイド部材１５を通過し、下流の定着装置１２によ
りトナー２３を溶融し画像の定着が行われ、図の矢印Ｂ
の向きに搬送される。更に、前記感光体１上の電荷はイ
レーズランプ６により除電され、また同様に残存したト
ナー２３は感光体クリーナ７により除去され次の新たな
画像形成に備える。また転写ベルト１０上に飛散したト
ナー２３は遮蔽板２５が設置された電荷付与装置１４に
よってクリーニング性能が常に良好な転写ベルトクリー
ナ８によって除去される。

【００２４】以上のような構成において、トナー２３を
転写された記録体９が定着装置１２を通過するまでの
間、画像劣化を招くトナー２３の飛散を防止でき、放電
模様がなく、長期の使用によっても画像を著しく乱すこ
となく、高品位な画像が得られる画像形成装置を提供で
きると同時に、転写ベルトクリーナ８のクリーニング性
能を常に良好な状態に保持できる。

【００２５】更に、本実施例で説明した電荷付与装置１
４の電荷を発生するワイヤー側のシールド面や、遮蔽板
２５を一部絶縁することにより、除電効果を高めたり、
ローラ１１に流入する電荷付与装置１４からの電荷を抑
制し、転写ベルトクリーナ８のクリーニング性能を良好
に保持することも可能である。

【００２６】〈実施例２〉次に本発明の他の実施例を説
明する。

【００２７】本実施例を図２に示す。図３は実施例２の
記録体９と転写ベルト１０の分離位置付近の構成を示す
断面側面図である。本実施例では、実施例１の場合と同
様な構成であるが、転写ベルトクリーナ８のクリーニン
グ性能を常に良好な状態に保持するための、電荷付与装
置１４の開口部に遮蔽板２５及び、傾斜板２６が設置さ
れている。傾斜板２６を設置することにより、更なる記
録体９の除電効果が得られることが実験によって確認さ
れている。遮蔽板２５と傾斜板２６との空隙Ａは、ロー
ラ１１に流入する電荷付与装置１４からの電荷を抑制
し、転写ベルトクリーナ８のクリーニング性能を良好に
保持する様に調整されたものである。空隙Ａは３mmであ
る。この空隙幅は電荷付与装置１４の形状や投入電流あ
るいは傾斜板２６の長さにより変わるが、通常１〜１０
mmの間に設定される。

【００２８】本構成においても実施例１で述べた全ての
効果と同様、トナー２３を転写された記録体９が定着装
置１２を通過するまでの間、画像劣化を招くトナー２３
の飛散を防止でき、放電模様がなく、長期の使用によっ
ても画像を著しく乱すことなく、高品位な画像が得られ
る画像形成装置を提供できると同時に、転写ベルトクリ
ーナ８のクリーニング性能を常に良好な状態に保持でき
る。

【００２９】

【発明の効果】以上述べた本発明によれば、転写ベルト
の記録体分離位置に対応したローラに対抗した位置にト
ナーと逆極性の電荷を転写ベルトとの分離後の記録体の
裏面と転写ベルトに供給する電荷付与装置を設置して記
録体を除電し、分離後の記録体の帯電を防止し、かつ転
写ベルトクリーナ性能を高め、転写ベルトの上記ローラ
にトナーと逆極性のバイアス電位を印加して記録体と転
写ベルトの分離位置をより電荷付与装置に近接させて電
荷付与装置による記録体の除電効果を高め、かつ上記バ
イアス電位により上記ローラと記録体表面のトナーとの
間にもクーロン力を発生させ記録体とトナーとを密着さ
せるので、記録体と転写ベルトの分離時におけるトナー
の舞散りや移動を防止し、転写ベルトクリーナのクリー
ニング性能を高く維持する効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は実施例１の記録体９と転写ベルト１０の
分離位置付近の構成を示す断面側面図。

【図２】図２は本発明における画像形成装置の基本構成
を示す断面側面図。

【図３】図３は実施例２の記録体９と転写ベルト１０の
分離位置付近の構成を示す断面側面図。

【図４】従来のベルト転写／搬送方式を用いた画像形成
装置の模式図。

【符号の説明】

１…感光体、２…感光体帯電装置、３…露光装置、４…
現像装置、５…転写装置、７…感光体クリーナ、８…転
写ベルトクリーナ、９…記録体、１０…転写ベルト、１
１，２２，２４…駆動ローラ，従動ローラ、１２…定着
装置、１４…電荷付与装置、２５…遮蔽板、２６…傾斜
板。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者三矢輝章茨城県日立市大みか町七丁目１番１号株式会社日立製作所日立研究所内 (72)発明者梅田高雄東京都千代田区大手町二丁目６番２号日立工機株式会社内 (72)発明者安西正保東京都千代田区大手町二丁目６番２号日立工機株式会社内 (72)発明者栗林夏城東京都千代田区大手町二丁目６番２号日立工機株式会社内 (72)発明者三輪正人東京都千代田区大手町二丁目６番２号日立工機株式会社内 (72)発明者鈴木貴志東京都千代田区大手町二丁目６番２号日立工機株式会社内 (56)参考文献特開平６−110338（ＪＰ，Ａ) 特開平４−29174（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G03G 15/16 G03G 15/14 101

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】無端ベルトを用いて記録体を搬送し、その
搬送過程において、感光体から記録体にトナーを転写す
る電子写真の画像形成装置において、該記録体が該無端
ベルトから分離する位置に対応したローラに該トナーと
逆極性の電位を付与し、該ローラに対抗した位置にトナ
ーと逆極性の電荷を該記録体及び上記無端ベルトに供給
する電荷付与装置を設置することを特徴とする画像形成
装置。
【請求項２】該電荷付与装置はコロトロン帯電器であっ
て、該記録体が該無端ベルトから分離する位置に対応し
たローラと対抗する面に開口を有す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】該電荷付与装置の該記録体が該無端ベルト
から分離する位置に対応したローラと対抗する面の一部
分に開口を有す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】該電荷付与装置の該記録体が該無端ベルト
から分離する位置に対応したローラと対抗する面に遮蔽
板を有し、該電荷付与装置と該無端ベルトとの中間位置
に傾斜板を有することを特徴とする請求項２記載の画像
形成装置。