JPH10307489A - 画像形成装置 - Google Patents
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- JPH10307489A JPH10307489A JP10047005A JP4700598A JPH10307489A JP H10307489 A JPH10307489 A JP H10307489A JP 10047005 A JP10047005 A JP 10047005A JP 4700598 A JP4700598 A JP 4700598A JP H10307489 A JPH10307489 A JP H10307489A
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Abstract
写残トナーを良好にクリーニングすることができる画像
形成装置を提供することである。 【解決手段】 クリーニングローラ5gを中間転写ベル
ト5aに接触させ、クリーニングローラ5gに電源5h
から交番電圧を印加し、中間転写ベルト5a上の2次転
写残トナーを現像装置4内におけるトナーの本来の極性
とは逆極性に帯電する。このとき、交番電圧のデューテ
ィ比が50%よりも大きい矩形波を用いる。これによ
り、2次転写残トナーを良好に均一に帯電することがで
きるので2次転写残トナーのクリーニング性能が向上す
る。
Description
像形成装置に関するものであり、特に、複写機、レーザ
ービームプリンタ等に好適に用いられる。
を示す。なお、同図に示す画像形成装置は、切替え式の
4個の現像器、及び中間転写体として中間転写ベルトを
使用したレーザービームプリンタである。
に回転駆動される感光ドラム1の表面を帯電ローラ(帯
電器)2により一様に帯電し、光源やミラーを有する露
光装置3のレーザー光の照射によってイエローに対応す
る静電潜像を形成する。現像装置4のロータリ4aの矢
印R4方向の回転によりイエローの現像器4Yを感光ド
ラム1に対向する現像位置Dに配置し、上述の感光ドラ
ム1上の静電潜像にイエローのトナーを付着させてイエ
ローのトナー像として現像する。このイエローのトナー
像は、中間転写体としての中間転写ベルト5aに1次転
写される。中間転写ベルト5aは、ローラ5b、5c、
5dに掛け渡されており、矢印R5方向に回転駆動され
るとともに、1次転写ローラ5eに所定の1次転写バイ
アスを印加することで、感光ドラム1上のイエローのト
ナー像が1次転写ニップ部T1 を介して中間転写ベルト
5a上に1次転写される。トナー像の1次転写後の感光
ドラム1は、表面に残った1次転写残トナーがクリーナ
6によって除去され、次のマゼンタの画像形成に供され
る。
連の画像形成プロセス、すなわち帯電、露光、現像、1
次転写、クリーニングをイエロー以外のマゼンタ、シア
ン、ブラックについても行い、中間転写ベルト5aで4
色のトナー像を重ねる。この4色のトナー像は、給紙カ
セット(不図示)から給紙ローラ(不図示)等を介して
矢印KP 方向に搬送されてきた紙等の転写材Pを矢印K
f方向に移動可能な2次転写ローラ5fと中間転写ベル
ト5aとの間にて挟持搬送しつつ、2次転写ローラ5f
に2次転写バイアスを印加することで、2次転写ニップ
部T2 を介して転写材P上に一括して2次転写される。
2次転写後の転写材Pは、搬送ベルト(不図示)によっ
て転写装置7に搬送され、ここで加熱加圧されてトナー
像が表面に定着されて画像形成が終了する。一方、トナ
ー像の2次転写後の中間転写ベルト5aは、クリーナ5
gによって表面の2次転写残トナーが除去され次の1次
転写に備える。
について説明する。クリーニングローラ5gは、芯金上
に、抵抗104 〜106 Ω・cmのゴムから成る基層を2
〜6mmの厚さに設け、この上に抵抗106 〜1012Ω・
cmのゴム又は樹脂からなる表層を50〜300μmの厚
さに設けたものである。クリーニングローラ5gは、駆
動手段(不図示)によって中間転写ベルト5aに対して
矢印Kg方向に接離される。クリーニングローラ5g
は、感光ドラム1上のトナー像が中間転写ベルト5a上
に順次に1次転写されているときは、中間転写ベルト5
aから離間され、一方、中間転写ベルト5a上のトナー
像が転写紙P上に2次転写された後、中間転写ベルト5
aに当接され、バイアス電源5iからバイアスが印加さ
れる。ここで用いられるクリーニング方法を簡単に説明
すると、中間転写ベルト5a上の2次転写残トナーは、
直流バイアスが印加されたクリーニングローラ5gによ
り、現像器4内におけるトナーの正規の帯電極性とは逆
極性に帯電され、1次転写ニップ部T1 を介して反対に
中間転写ベルト5aから感光ドラム1へ再転写され、中
間転写ベルト5a表面がクリーニングされる。なお、感
光ドラム1に転写された2次転写残トナーは、感光ドラ
ム1上に残留する1次転写残トナーを除去するのと同じ
感光ドラム1用のクリーナ6によって除去される。
従来例においては、特に4色フルカラーの画像形成を行
った場合に、中間転写ベルト5a上の2次転写残トナー
が多くなるため、クリーニングローラ5gによってこれ
ら2次転写残トナーを十分に逆極性に帯電することがで
きず、クリーニング性能が低下するという問題があっ
た。さらに、連続して画像を形成する場合、クリーニン
グ不良により次の画像に影響を及ぼしてしまうという問
題があった。一方、クリーニングローラ5gに印加する
バイアス値を高く設定すれば、2次転写残トナーを十分
に逆極性に帯電することができるが、この場合、中間転
写ベルト5aが過剰に帯電されてしまい、複数の転写材
Pに連続して画像を形成する場合、2枚目以降の中間転
写ベルト5aに対する1次転写性が低下するという問題
が発生する。
ルト5aの場合について説明したが、これが中間転写ド
ラムの場合についても同様の問題がある。
残留するトナーを均一に帯電することができる画像形成
装置を提供することである。
するトナーを良好にクリーニングすると共に、連続して
画像形成する場合のスループットを向上させることがで
きる画像形成装置を提供することである。
り達成される。本発明によれば、現像手段によりトナー
像が形成され、トナー像を担持する像担持体と、前記像
担持体上のトナー像が第1の転写位置で静電的に転写さ
れる中間転写体と、前記中間転写体上のトナー像が転写
材に第2の転写位置で静電的に転写された後、交番電圧
が印加されて、前記中間転写体上に残留する残留トナー
を所定の極性に帯電する帯電手段と、を有し、前記残留
トナーは前記第1の転写位置で前記中間転写体から前記
像担持体へ静電的に転写される画像形成装置において、
前記交番電圧のデューティー比は50%よりも大きいこ
とを特徴とする。
によりトナー像が形成され、トナー像を担持する像担持
体と、前記像担持体上のトナー像が第1の転写位置で静
電的に転写される中間転写体と、前記中間転写体上のト
ナー像が転写材に第2の転写位置で静電的に転写された
後、交番電圧が印加されて、前記中間転写体上に残留す
る残留トナーを前記現像手段におけるトナーの正規の極
性とは逆極性に帯電する帯電手段と、を有し、前記残留
トナーは前記中間転写体から前記像担持体へ前記第1の
転写位置で静電的に転写手段により転写されるのと同時
に、前記像担持体上の次のトナー像は前記第1の転写位
置で静電的に前記中間転写体へ前記転写手段により転写
される画像形成装置において、前記交番電圧のデューテ
ィー比は50%よりも大きいことを特徴とする。
施の形態について説明する。
示す。なお、同図は、電子写真方式の4色フルカラーの
レーザービームプリンタの概略構成を示す縦断面図であ
る。
及び画像形成プロセスの概略について説明する。なお、
以下の説明では、現像装置4内における本来の極性が負
極性のトナーを使用してイエロー(Y)、マゼンタ
(M)、シアン(C)、ブラック(B)の各色のトナー
像をこの順に順次に形成して最終的に4色フルカラーの
カラー画像を形成するものとする場合を例に説明する。
この画像形成装置は、単色画像も形成することができる
のはもちろんであり、形成されるトナーの色数は原稿に
応じて適宜選択すればよい。
ての電子写真方式のドラム型の感光体(以下「感光ドラ
ム」という)1を備えている。感光ドラム1は、アルミ
ニウムを円筒状に形成した導電性のドラム基体と、その
外周面に形成された感光体(感光層)を備えている。感
光体としては、例えば、OPC(有機光半導体)、A−
Si(アモルファスシリコン)、CdS(硫化カドミウ
ム)、Se(セレン)等の光導電体を使用することがで
きる。
示)によって回転自在に支持されており、駆動手段(不
図示)によって矢印R1方向に所定のプロセススピード
で回転駆動される。
た帯電ローラ(帯電器)2に帯電電源(不図示)によっ
て帯電バイアスを印加することにより所定の極性、所定
の電位に均一に帯電処理される。
によって静電潜像が形成される。露光装置3は、光源、
ポリゴンミラー、レンズ、反射ミラー(いずれも不図
示)等を有し、イエローの画像信号に応じて発生された
レーザー光によって感光ドラム1表面を走査して、第1
色目のイエローの静電潜像を形成する。
置4によって現像される。現像装置4は、回転自在なロ
ータリ4aと、これに搭載された4個の現像器、すなわ
ちそれぞれイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各
色のトナーを収納した現像器4Y、4M、4C、4Bを
備えており、ロータリ4aの回転によって、感光ドラム
1上の静電潜像の現像に供される現像器(同図では、イ
エローの現像器4Y)が感光ドラム1に対向する現像位
置Dに配置される。現像位置Dに配置された現像器4Y
は、感光ドラム1上の静電潜像にイエローのトナーを付
着させてイエローのトナー像として現像する。
転写体としての中間転写ベルト5a上に1次転写され
る。中間転写ベルト5aは、EPDM(エチレン−プロ
ピレンゴム)、NBR(ニトリルゴム)、ウレタン、シ
リコーンゴム等のゴムシート、又は、PVdF(ポリフ
ッ化ビニリデン)、PET(ポリエチレンテレフタレー
ト)等の可撓性の樹脂シートによって構成されており、
駆動ローラ5b、従動ローラ5c、テンションローラ5
dに掛け渡されていて、駆動手段(不図示)によって駆
動ローラ5bを矢印方向(時計回り)に回転させること
で、矢印R5方向に回転駆動(移動)される。中間転写
ベルト5aの内側には、1次転写ローラ5eが配置され
ており、この1次転写ローラ5eは、感光ドラム1との
間に中間転写ベルト5aを挟持することにより、中間転
写ベルト5aとの間に第1の転写位置としての1次転写
ニップ部T1 を形成している。電圧印加手段は、1次転
写ローラ5eと、高圧電源5jとを備えており、1次転
写ローラ5eには、高圧電源5jからトナーの正規の極
性とは逆極性の所定の1次転写バイアス(本実施例では
正極性バイアス)が印加され、これにより感光ドラム1
上のイエローのトナー像が中間転写ベルト5a上に1次
転写される。トナー像転写後、感光ドラム1表面に残留
する1次転写残トナーをクリーニング手段としてのクリ
ーナ6によって除去し、次のマゼンタの画像形成に供さ
れる。
画像形成プロセス(帯電、露光、現像、1次転写、クリ
ーニング)を、他の3色(マゼンタ、シアン、ブラッ
ク)についても同様に行い、中間転写ベルト5a上に順
次、4色のトナー像を重ねる。なお、4色のトナー像の
1次転写を行うにあたり、1次転写ローラ5eに印加す
る1次転写バイアスは、各色毎に順次に数十〜数百V上
昇させる。
トナー像は、紙等の転写材Pに転写される。中間転写ベ
ルト5aの外側には、2次転写ローラ5fが配置されて
おり、この2次転写ローラ5fは、従動ローラ5cとの
間に中間転写ベルト5aを挟持するとともに、中間転写
ベルト5aとの間に第2の転写位置としての2次転写ニ
ップ部T2 を形成している。転写材Pは、給紙カセット
(不図示)に収納されており、給紙ローラ(不図示)に
よって矢印KP 方向に給送され、中間転写ベルト5aの
回転に同期するようにして2次転写ニップ部T2 に供給
される。2次転写ニップ部T2 に供給された転写材P
は、高圧電源(不図示)から2次転写ローラ5fにトナ
ーの正規の極性とは逆極性の所定の2次転写バイアス
(本実施例では正極性バイアス)を印加することで、中
間転写ベルト5a上の4色のトナー像が一括して2次転
写される。
写後、転写材Pは、搬送ベルト(不図示)によって定着
器7に搬送され、ここで加熱加圧されて転写材P表面に
トナー像が定着され、画像形成装置本体外部に排出さ
れ、フルカラーの画像形成が終了する。
スが印加された、矢印Kg 方向に接離可能な帯電手段と
してのクリーニングローラ5gによって中間転写体5a
表面の2次転写残トナーが帯電され、1次転写ニップ部
T1において感光ドラム1へ転写される。この時、1次
転写ローラ5eには、トナーの正規の極性とは逆極性の
所定のバイアスが印加される。クリーニングローラ5g
は、2次転写残トナーを帯電する際、中間転写体5gに
当接し、それ以外の時は離間している。そして、中間転
写ベルト5aは、次画像のトナー像の1次転写に供され
る。
述する。中間転写ベルト5aは、厚さ50〜200μ
m、体積抵抗率108 Ω・cm〜1014Ω・cmに調整され
たPVdF、PET、ポリカーボネイト、ポリエチレ
ン、シリコン等の樹脂によって構成することができる。
この他には、厚さ0.3〜2mm、体積抵抗率104 〜1
08 Ω・cmに調整されたウレタンゴム、ヒドリンゴム、
NBR、EPDM等の基層上に、厚さ2〜100μm、
体積抵抗108 Ω・cm〜1014Ω・cmに調整されたゴム
又はPVdF、PET、ポリカーボネイト、ポリエチレ
ン、シリコン等の樹脂を表層として設けて構成すること
もできる。導電体としての基層の体積抵抗率は104 Ω
・cm〜108 Ω・cmと低く設定されているので、中間転
写ベルト5aの基層全体は1次転写電位となる。ゴム基
層と表層によって構成する場合、ゴム基層の体積抵抗率
が上述のように、104 〜108 Ω・cmと低く抑えられ
ているので、中間転写ベルト5aの基層全体は、1次転
写電位となる。
について詳述する。
抗104 〜106 Ω・cmのゴムからなる基層を2〜6mm
の厚さに設け、この上に体積抵抗が106 〜1012Ω・
cmのゴム又は樹脂かならる表層を50〜300μmの厚
さに設けたものである。このクリーニングローラ5g
は、駆動手段(不図示)によって矢印Kg 方向に移動可
能であり、中間転写ベルト5aに対して接離可能に構成
されている。クリーニングローラ5gは、感光ドラム1
上から中間転写ベルト5aに対してトナー像が順次に1
次転写されるとき、中間転写ベルト5aから離間されて
いる。また、クリーニングローラ5gは、中間転写ベル
ト5aにおける2次転写が終了した部分に当接し、さら
にバイアス電源5hによって2次転写バイアスが印加さ
れる。クリーニングローラ5gは、2次転写残トナーを
帯電する際、中間転写ベルト5aに当接しなくてもよ
い。しかしながら、中間転写ベルト5aに当接した方
が、印加バイアスをより小さくできるので一層好まし
い。これにより、中間転写ベルト5a上の2次転写残ト
ナーは、現像装置4内におけるトナーの正規の極性とは
逆極性に帯電され、1次転写ニップ部T1 に搬送され
る。1次転写ニップ部T1に搬送された2次転写残トナ
ーは、1次転写ローラ5eに所定のバイアスが印加され
て、感光ドラム1上へ転写される。また、1次転写ニッ
プ部T1で1次転写ローラ5eにより、感光ドラム1上
の次の画像の第1色目のイエローのトナー像を中間転写
ベルト5a上に1次転写するのと同時に、中間転写ベル
ト5a上の2次転写残トナーを感光ドラム1に転写する
ことにより、連続して画像を形成する際のスループット
を向上することができる。感光ドラム1に転写された2
次転写残トナーは、1次転写残トナーと同様に、クリー
ナ6によって除去される。
する。
ラ5gにバイアスを印加する高圧電源である。本発明の
特徴は、バイアスとして、非対称の交番電界を用いるこ
とにある。ここで、非対称の交番電界とは、図2(a)
に示すような、矩形波のデューティ比を変えた波形、
(b)に示すように電圧のプラス側とマイナス側とで周
波数が異なる2つの正弦波を組み合わせた波形、(c)
に示すような三角波のパルス波形、(d)に示すような
台形波のパルス波形等の非対称の交番電圧を印加したと
きに発生する電界をいう。これらの図中、Vmax は電圧
の最大値、Vminは最小値、Vcenterは最大値Vmax と
最小値Vmin との平均値、Vrms は実効値を示し、非対
称の交番電圧を印加することによって、実効値Vrms が
平均値Vcenterからずれる(これらの図ではプラス側に
ずれる)ようになっている。また、(a)〜(d)のい
ずれの波形においても、1周期Tに対して、電圧がプラ
スである時間T+が50%を超えるように設定されてい
る。
ラ5gに直流バイアスのみ印加した場合と、実施例とし
て、最大値Vmax が+1500V、最小値Vmin が−1
500V、ピーク間電圧である振幅電位VPP(Vmax と
Vmin の電位差)が3000V、デューティ比70%、
周波数3kHz、図2(a)のような矩形波のバイアス
を印加した場合とにおけるクリーニング性及び連続して
画像を形成する時の転写安定性を比較した結果を示す。
なお、デューティ比は、図2(a)〜(d)に示すよう
に、周期Tに対する、それぞれの波形(以下適宜「バイ
アス波形」という)が実効値Vrmsに対してVmax側にあ
る時間T+(即ち、Vmax側かVmin側のうち、印加時間
が長い方の時間)の比率で表わしている。
いては、バイアス値+500Vでは、2次転写残トナー
の表層部は感光ドラム1に戻りクリーニングされたが、
中間転写ベルト5aに近い深層部の2次転写残トナーは
感光ドラム1に戻らず、次の画像上にクリーニング不良
として発生した(図中×で示す)。一方、連続印字時の
2枚目の画像は良好に1次転写された(図中○で示
す)。次に、バイアス値+1000Vにおいては、クリ
ーニング性に関しては、2色重ね部(Y+M、M+C、
Y+C)は良好にクリーニングされたが、3色重ね部
(Y+M+C)においてクリーニング不良が発生した
(図中△で示す)。一方、連続印字時の2枚目以降の画
像は良好に1次転写された。次に、バイアス値+150
0Vにおいては、3色重ね部においても良好にクリーニ
ングされた(図中○で示す)。一方、連続印字時の2枚
目以降の画像は、特に1色目Yの1次転写効率が悪く、
色味が変化してしまった。これは、クリーニングローラ
5gに印加されたバイアスが+1500Vと高いため、
中間転写ベルト5aが帯電してしまい、次画像の1色目
Yの最適な転写条件から外れたためである。
は、クリーニング性に関しては、3色重ね部においても
良好にクリーニングされ、一方、連続印字時の2枚目以
降の画像も良好に1次転写された。
続印字時の転写安定性(1次転写)に優れているのは、
高圧電源5hがクリーニングローラ5gに印加するバイ
アスを交番電圧とし、これによってクリーニングローラ
5gと中間転写ベルト5aとの間に交番電界を発生さ
せ、この交番電界で中間転写ベルト5a上の2次転写残
トナーの帯電を行うことにより、中間転写ベルト5a上
の2次転写残トナーを攪拌して深層部にある2次転写残
トナーまで均一に帯電させることができることができ、
また、中間転写ベルト5aを過剰に帯電させることな
く、2次転写残トナーを現像装置4内のトナーの正規の
極性とは逆極性に帯電させることができるからである。
イアスのデューティを変化させながら、クリーニングロ
ーラ5gによる帯電後の中間転写ベルト5aの表面電
位、クリーニングローラ5g通過後の2次転写残トナー
の帯電量を調べた。図4は、デューティ比と中間転写ベ
ルト5aの表面電位との関係を示す。図を見れば明らか
なように、対称バイアスであるデューティ比50%で
は、中間転写ベルト5aの表面電位は0Vであり、中間
転写ベルト5a表面は完全に除電されている。さらに、
表面電位は、デューティ比が上昇するのに伴って徐々に
上昇し、デューティ比90%では+300Vになった。
一方、比較例で示した直流バイアスのみを印加した場合
の表面電位は、それぞれ、+500Vで0V、+100
0Vで+500V、+1500Vで+1000Vとなっ
た。
バイアスを変化させた場合の、感光ドラム1から中間転
写ベルト5aへのトナー像の1次転写効率を示した図で
ある。1次転写バイアスが1000Vを超えると急激に
1次転写効率が低下する。これは、1次転写バイアスが
高すぎるために、感光ドラム1上のトナー像が1次転写
される前に、感光ドラム1と中間転写ベルト5a間で放
電が発生し、トナーが逆極性に帯電してしまうためと考
えられる。実際の1次転写時には、クリーニングローラ
5gによって中間転写ベルト5aに生じる帯電電位と、
次の画像の1色目の1次転写バイアス値を加算した値
が、1次転写時の1次転写バイアスとなる。1次転写バ
イアス値を1転写効率が80%を超える最低の電圧+1
00Vとしても、比較例のように直流バイアス+150
0Vを1次転写ローラ5eに印加した場合、クリーニン
グローラ5g通過後の中間転写ベルト5aの表面電位が
+1000Vであるから、実際の1次転写バイアスは+
1100Vとなり、転写効率は55%と転写不良が発生
する。これに対し、本実施例ではデューティ比90%の
場合でも、中間転写ベルト5aの表面電位は+300V
(図4参照)であり、1次転写バイアスの+100Vを
加えた場合でも+400Vであり、転写効率は90%と
良好な1次転写性とを両立させることが可能となる。
後の2次転写残トナーの帯電量を示す。
場合、バイアスが+500Vのときは−10μC/g、
+1000Vのときは+5μC/g、+1500Vのと
きは+25μC/gであった。一方、本実施例のように
交番電圧を印加した場合は、デューティ比50%では、
クリーニングローラ5gの通過後のトナー帯電量は、−
10μC/gであり、これはクリーニングローラ5g通
過前のトナー帯電量と同じであった。デューティ比60
%では+10μC/g、デューティ比70%においては
+15μC/g、デューティ比80%においては+20
μC/g、デューティ比90%においては+25μC/
gとなり、2次転写残トナーがプラス極性に反転するデ
ューティ比60%以上において、2次転写残トナーは良
好に感光ドラム1に転写された。ところがデューティ比
90%を超えるとトナーの帯電量は+5μC/gと逆に
減少してしまい、クリーニング性(感光ドラム1への転
写性)が悪化した。これは交番電界にトナーが追従でき
ず擾乱効果によってトナー深層部まで帯電できなくなっ
たためである。したがって、デューティ比は60〜90
%が好ましいといえる。さらに、高圧電源の特性上、デ
ューティ比の安定性と周波数特性(デューティ比が大き
くなる程、周波数特性をよくしなければならない)を考
慮した場合、デューティ比を70〜85%にすること
で、コストのかからない高圧電源を用いることができる
ため、一層よい。
5gにデューティ比を60〜90%とした非対称バイア
スを印加することにより、中間転写ベルト5aを過剰に
帯電することなく、2次転写残トナーを逆極性に均一に
帯電でき、その結果、良好なクリーニング性(感光ドラ
ム1への転写性)と連続印字時の1次転写性の安定とを
両立させることができる。この理由は、以下のように考
えられている。
間転写ベルト5a及び2次転写残トナーに移動する電荷
は、空間放電によるものと、クリーニングローラ5gと
中間転写ベルト5aとの間のニップ部で充電されるもの
と2つがある。中間転写ベルト5aに関しては、デュー
ティ比を変化させても帯電電位の変化が少ないことか
ら、主に空間放電で帯電される場合、バイアスの極性が
変化する際速やかに帯電されるのであり、Vmax 及びV
min が印加されている時間全体にわたって帯電されるの
ではないため、デューティ比が変化しても帯電電位は変
化せず、ほぼVcenter値となる。これに対し、2次転写
残トナーはデューティ比が変化すると帯電量が変化する
ため、主にニップ部での充電により、電荷を受けている
ものと考えられる。充電による場合、Vmax 及びVmin
が印加されている時間全体にわたって充電されるため、
Vmax 及びVmin の印加時間の差が帯電量に関係する。
せ、クリーニング性能をみたところ、VPPが1000V
以上の場合に上述した効果が見られたが、高すぎると中
間転写ベルト5a、クリーニングローラ5gの表層の耐
電圧を超えてリークしてしまうため、用いる中間転写ベ
ルト5a、クリーニングローラ5gにもよるが、VPPと
しては8kV以内を使用するのが好ましく、このときの
AC電流は、0.5〜5mAがよく、さらにクリーニン
グローラ5g、中間転写ベルト5aの抵抗変動を考慮す
ると、1〜3mAがよい。なお、AC電流の測定は、既
知の抵抗(1kΩ)をグランドと高圧電源との間に接続
し、クリーニングローラ5gに電圧を印加した時の前記
既知の抵抗の端子間電圧値を測定することで得られる。
このとき高圧出力側で測定すると測定が不安定になるた
め、高圧電源のグランド側で測定するとよい。
イアスの周波数を変化させたところ、500Hz以下で
は、帯電サイクル模様が画像上に現れてしまった。また
5kHz以上になると、トナー帯電量が低減し、クリー
ニング性(2次転写残トナーの感光ドラム1への転写
性)が低下した、これは交番電界にトナーが追従できず
擾乱効果によってトナー深層部まで帯電できなくなった
ためである。したがって、周波数は500〜5000H
z(5kHz)の範囲が好ましい。さらに、高圧電源の
周波数公差及び周波数特性の点から、1000〜300
0Hzが、コストのかからない高圧電源が使用できてよ
い。
た他の非対称バイアスを用いたところ、デューティ比及
び周波数に関しては、上述の図2(a)の場合と同様な
結果となった。また、VPPに関しては、(d)で示した
台形波は、同様に1000V以上で効果が見られたが、
(b)の正弦波、(c)の三角波に関しては、VPPが1
500V以上で効果が見られた。これは、Vmax 及びV
min 、特にVmin の印加時間が短いためである。
場合について述べたが、正極性のトナーを用いる場合
は、Vmin側の印加時間をVmax側の印加時間より長く設
定して本実施例と同様にすればよい。
層上に表層を設けた場合について述べたが、基層のない
樹脂シートを用いて、クリーニングローラに対して中間
転写体を介して対向する対向電極部材を設け、クリーニ
ングローラと対向電極部材との間に本発明のような交番
電界を形成するようにしてもよい。
転写ベルト5aを用いる場合につい述べたが、これに代
えてドラム状の中間転写ドラムを用いてもよいのはもち
ろんである。
gを用いる場合について述べたが、これに代えて、ブレ
ード状の帯電ブレード、ブラシ状の帯電ブラシ等の他の
帯電部材を用いることもできる。
加するバイアスも非対称バイアスであれば他の波形を用
いてもよいのはいうまでもない。
帯電手段に印加される交番電圧のデューティ比は50%
ではないので、2次転写残トナーを中間転写体から像担
持体へ良好に転写することができる。
像形成のスループットを向上することができる。
断面図。
としての矩形波を示す図。(b)はデューティの異なる
非対称な交番電圧としての2つの正弦波を合成した波を
示す図。(c)はデューティの異なる非対称な交番電圧
としての三角波のパルス波を示す図。(d)はデューテ
ィの異なる非対称な交番電圧としての台形波のパルス波
を示す図。
す図。
を示す図。
との関係を示す図。
を示す図。
図。
Claims (28)
- 【請求項1】 トナー像を担持する像担持体と、前記像
担持体上のトナー像が第1の転写位置で静電的に転写さ
れる中間転写体と、前記中間転写体上のトナー像が転写
材に第2の転写位置で静電的に転写された後、交番電圧
が印加されて、前記中間転写体上に残留する残留トナー
を所定の極性に帯電する帯電手段と、を有し、前記残留
トナーは前記第1の転写位置で前記中間転写体から前記
像担持体へ静電的に転写される画像形成装置において、 前記交番電圧のデューティー比は50%よりも大きいこ
とを特徴とする画像形成装置。 - 【請求項2】 前記帯電手段は、前記中間転写体に接離
可能であり、前記残留トナーを帯電するときは前記中間
転写体に当接することを特徴とする請求項1の画像形成
装置。 - 【請求項3】 前記装置は、前記中間転写体に電圧を印
加する電圧印加手段を備え、前記残留トナーは、前記電
圧印加手段により前記第1の転写位置で前記中間転写体
から前記像担持体へ静電的に転写されることを特徴とす
る請求項1又は2の画像形成装置。 - 【請求項4】 前記電圧印加手段は、ローラを備えるこ
とを特徴とする請求項3の画像形成装置。 - 【請求項5】 前記交番電圧のデューティー比は、60
〜90%であることを特徴とする請求項1乃至4のいず
れかの画像形成装置。 - 【請求項6】 前記交番電圧のデューティー比は、70
〜85%であることを特徴とする請求項5の画像形成装
置。 - 【請求項7】 前記交番電圧の周波数は、500〜50
00Hzであることを特徴とする請求項1乃至6のいず
れかの画像形成装置。 - 【請求項8】 前記交番電圧の周波数は、1000〜3
000Hzであることを特徴とする請求項7の画像形成
装置。 - 【請求項9】 前記交番電圧のピーク間電圧は、100
0〜8000Vであることを特徴とする請求項1乃至8
のいずれかの画像形成装置。 - 【請求項10】 前記交番電圧のピーク間電圧は、15
00〜8000Vであることを特徴とする請求項9の画
像形成装置。 - 【請求項11】 前記帯電手段を流れる電流は、0.5
〜5mAであることを特徴とする請求項1乃至10のい
ずれかの画像形成装置。 - 【請求項12】 前記帯電手段を流れる電流は、1〜3
mAであることを特徴とする請求項11の画像形成装
置。 - 【請求項13】 前記交番電圧の波形は、矩形波である
ことを特徴とする請求項1乃至12の画像形成装置。 - 【請求項14】 前記像担持体は複数色のトナー像を担
持可能であり、前記像担持体上の前記複数色のトナー像
は前記中間転写体へ順次重ねて前記第1の転写位置で静
電的に転写され、前記中間転写体上の前記複数色のトナ
ー像は前記第2の転写位置で静電的に転写材に転写され
ることを特徴とする請求項1乃至13のいずれかの画像
形成装置。 - 【請求項15】 現像手段によりトナー像が形成され、
トナー像を担持する像担持体と、前記像担持体上のトナ
ー像が第1の転写位置で静電的に転写される中間転写体
と、前記中間転写体上のトナー像が転写材に第2の転写
位置で静電的に転写された後、交番電圧が印加されて、
前記中間転写体上に残留する残留トナーを前記現像手段
におけるトナーの正規の極性とは逆極性に帯電する帯電
手段と、を有し、前記残留トナーは前記中間転写体から
前記像担持体へ前記第1の転写位置で静電的に転写手段
により転写されるのと同時に、前記像担持体上の次のト
ナー像は前記第1の転写位置で静電的に前記中間転写体
へ前記転写手段により転写される画像形成装置におい
て、 前記交番電圧のデューティー比は50%よりも大きいこ
とを特徴とする画像形成装置。 - 【請求項16】 前記帯電手段は、前記中間転写体に接
離可能であり、前記残留トナーを帯電するときは前記中
間転写体に当接することを特徴とする請求項15の画像
形成装置。 - 【請求項17】 前記装置は、前記中間転写体に電圧を
印加する電圧印加手段を備え、前記電圧印加手段によ
り、前記残留トナーが前記第1の転写位置で前記中間転
写体から前記像担持体へ静電的に転写されると同時に、
前記像担持体上の次のトナー像は前記第1の転写位置で
前記中間転写体へ静電的に転写されることを特徴とする
請求項15又は16の画像形成装置。 - 【請求項18】 前記電圧印加手段は、ローラを備える
ことを特徴とする請求項17の画像形成装置。 - 【請求項19】 前記交番電圧のデューティー比は、6
0〜90%であることを特徴とする請求項15乃至18
のいずれかの画像形成装置。 - 【請求項20】 前記交番電圧のデューティー比は、7
0〜85%であることを特徴とする請求項19の画像形
成装置。 - 【請求項21】 前記交番電圧の周波数は、500〜5
000Hzであることを特徴とする請求項15乃至20
のいずれかの画像形成装置。 - 【請求項22】 前記交番電圧の周波数は、1000〜
3000Hzであることを特徴とする請求項21の画像
形成装置。 - 【請求項23】 前記交番電圧のピーク間電圧は、10
00〜8000Vであることを特徴とする請求項1乃至
22のいずれかの画像形成装置。 - 【請求項24】 前記交番電圧のピーク間電圧は、15
00〜8000Vであることを特徴とする請求項23の
画像形成装置。 - 【請求項25】 前記帯電手段を流れる電流は、0.5
〜5mAであることを特徴とする請求項15乃至24の
いずれかの画像形成装置。 - 【請求項26】 前記帯電手段を流れる電流は、1〜3
mAであることを特徴とする請求項25の画像形成装
置。 - 【請求項27】 前記交番電圧の波形は、矩形波である
ことを特徴とする請求項15乃至26の画像形成装置。 - 【請求項28】 前記像担持体は複数色のトナー像を担
持可能であり、前記像担持体上の前記複数色のトナー像
は前記中間転写体へ順次重ねて前記第1の転写位置で静
電的に転写され、前記中間転写体上の前記複数色のトナ
ー像は前記第2の転写位置で静電的に転写材に転写され
ることを特徴とする請求項15乃至27のいずれかの画
像形成装置。
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- 1998-03-04 US US09/034,242 patent/US5991567A/en not_active Expired - Lifetime
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