JP3057121B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、複写機、プリンター、
ファクシミリ、等の電子写真方式を用いた画像形成装置
に関し、より詳細には、トナー像を担持し、次工程まで
トナーを搬送する担持体を有する画像形成装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】カラー画像形成装置では、減法混色の３
原色の各トナー像を転写紙上に重ねて形成する必要があ
る。従来から、例えば特開昭５２−７３７３８号公報に
示されているように、各色成分のトナー像を感光体上に
数回に分けて作像するとともに、その各色成分のトナー
像を１回ずつ順番に転写紙上に転写することで、カラー
画像を形成する画像形成装置がある。

【０００３】例えば、第１の担持体と、第２の担持体
と、前記第１の担持体上のトナー像を前記第２の担持体
上に転移させる手段を有し、前記第２の担持体は前記第
１の担持体から転移されたトナー像を担持して回転駆動
されることにより前記トナー像を転写紙に転移させる工
程部まで搬送するものである画像形成装置が例示され
る。

【０００４】このようなカラー画像形成装置では、第１
の担持体としての感光体に対して転写紙を数回密着させ
るために、転写紙の端部をクランプするクランプ機構を
設けているが、その機構が非常に複雑であるとともに、
転写紙のクランプ部位には画像を転写できない。

【０００５】そこで、各色成分別のトナー像を感光体上
に数回に分けて作像するとともに、この各色成分別のト
ナー像を、回転駆動される第２の担持体としての中間転
写体上に順番にそれぞれ重ねて転写してフルカラートナ
ー像を作成し、このフルカラートナー像を転写紙上に一
括して転写する技術がある。

【０００６】この技術では、画像形成後、中間転写体に
残留したトナーはクリーニング装置により、クリーニン
グされるようになっている。ところで、このクリーニン
グ装置は、クリーニング手段として、例えばクリーニン
グブレードを備え、このクリーニングブレードを中間転
写体に当接させて残留するトナーを掻きとり、除去する
ようにしている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかし、前記技術で
は、クリーニングブレードで残留トナーを掻き落とした
後、ブレード解除時にトナーが飛散し、装置内を汚すと
いう問題がある。

【０００８】従って本発明の目的は、トナーの飛散を防
止し、長時間にわたって装置内にトナー汚れを発生させ
ない画像形成装置を提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、本発明は以下のように構成した。 （１）．第１の担持体と、第２の担持体と、前記第１の
担持体上のトナー像を前記第２の担持体上に転移させる
手段を有し、前記第２の担持体は前記第１の担持体から
転移されたトナー像を担持して回転駆動されることによ
り、前記トナー像を記録紙に転移させる工程部まで搬送
するものである画像形成装置において、前記第２の担持
体に残留するトナーを除去するクリーニング手段を設
け、このクリーニング手段にバイアス電圧の印加が可能
な導電性部材を付帯させ、前記第２の担持体から前記ク
リーニング手段が解除される直前から、前記導電性部材
にトナーの帯電極性と逆極性のバイアス電圧を印加し、
当接後に前記バイアス電圧の印加を停止することとした
（請求項１）。 （２）．第１の担持体と、第２の担持体と、前記第１の
担持体上のトナー像を前記第２の担持体上に転移させる
手段を有し、前記第２の担持体は前記第１の担持体から
転移されたトナー像を担持して回転駆動されることによ
り、前記トナー像を記録紙に転移させる工程部まで搬送
するものである画像形成装置において、前記第２の担持
体に残留するトナーを除去する弾性体のブレードからな
るクリーニング手段を設け、このクリーニング手段を支
持する支持部材をバイアス電圧の印加が可能な導電性部
材とすると共に、該支持部材の表面を粗面化処理した
（請求項２）。 （３）．第１の担持体と、第２の担持体と、前記第１の
担持体上のトナー像を前記第２の担持体上に転移させる
手段を有し、前記第２の担持体は前記第１の担持体から
転移されたトナー像を担持して回転駆動されることによ
り、前記トナー像を記録紙に転移させる工程部まで搬送
するものである画像形成装置において、前記第２の担持
体に残留するトナーを除去するクリーニング手段を設
け、このクリーニング手段にバイアス電圧の印加が可能
な導電性部材を付帯させ、前記第２の担持体からクリー
ニング手段が解除される直前から導電性部材にトナーの
帯電極性と逆極性のバイアス電圧を印加し、当接する直
前からトナーの帯電極性と同極性のバイアス電圧に切り
換えて印加し、当接後に印加を停止することとした（請
求項３）。

【００１０】

【００１１】

【００１２】

【００１３】

【００１４】

【００１５】

【００１６】

【作用】ブレード解除時に飛散したトナーはバイアス電
圧により導電性部材に吸引される。

【００１７】

【実施例】本発明は、トナー像を担持し、次工程までト
ナー像を搬送する第２の担持体を有する画像形成装置に
関する。第２の担持体は具体的には、第１の像担持体た
る感光体上から転移したトナー像を担持し、転写紙等の
被転写体に転移する工程まで回転駆動されることにより
トナー像を搬送する中間転写体等であり、他の静電的に
担持物を担持搬送する担持体をも包含する。

【００１８】以下、第２の担持体を中間転写ベルトとし
た実施例に基づいて説明する。本発明に係るカラー複写
装置の概略構成図を図２に、また、感光体、中間転写ベ
ルト回りを拡大した構成を図３にそれぞれ示す。

【００１９】図２において、カラー画像読取装置（以
下、カラースキャナーと称す）１は、原稿３の画像を照
明ランプ４、ミラー群５−１、５−２、５−３及び、レ
ンズ６を介して光電変換素子、例えば、ＣＣＤによるカ
ラーセンサ７に結像する。そして、原稿のカラー画像情
報を、例えば、ブルー（以下Ｂと称す）、グリーン（以
下Ｇと称す）、レッド（以下Ｒと称す）の各色分解光毎
に読み取り、電気的な画像情報に変換する。

【００２０】そして、このカラースキャナー１で得た
Ｂ，Ｇ，Ｒの色分解画像信号強度レベルをもとにして、
画像処理部（図示なし）で色変換処理を行い、ブラック
（以下ＢＫと称す）、シアン（以下Ｃと称す）、マゼン
タ（以下Ｍと称す）、イエロー（以下Ｙと称す）のカラ
ー画像データを得る。

【００２１】これを、次に述べるカラー画像記録装置
（以下、カラープリンタと称す）２によって、ＢＫ，
Ｃ，Ｍ，Ｙの顕像化を行い、これを重ね合わせして４色
フルカラー画像を形成する。

【００２２】次に、カラープリンター２の概要を図２お
よび図３により説明する。書込光学ユニット８は、カラ
ースキャナー１からのカラー画像データを光信号に変換
して、原稿画像に対応した光書込を行い、第１の潜像担
持体としての感光体ドラム９に静電潜像を形成する。

【００２３】感光体ドラム９は、矢印の如く、反時計回
りの向きに回転するが、その回りには感光体クリーニン
グユニット（クリーニング前除電器を含む）１０、除電
ランプ１１、帯電器１２、電位センサー１３、ＢＫ現像
器１４、Ｃ現像器１５、Ｍ現像器１６、Ｙ現像器１７、
現像濃度パターン検知器１８、第２の担持体としての中
間転写ベルト１９などが配置されている。

【００２４】各現像器は、静電潜像を現像するために現
像剤を感光体ドラム９に対向させるよう回転する現像ス
リーブ（１４−１、１５−１、１６−１、１７−１）
と、現像剤を汲み上げ、撹拌するために回転する現像パ
ドル、及び、現像剤のトナー濃度検知センサーなどで構
成されている。

【００２５】現像動作の順序（カラー画像形成順序）
を、ＢＫ，Ｃ，Ｍ，Ｙ，の例で以下説明する。但し、画
像形成順序は、これに限定されるものではない。

【００２６】コピー動作が開始されると、カラースキャ
ナー１で所定のタイミングからＢＫ画像データの読み取
りがスタートし、この画像データに基づき、レーザー光
による光書き込み・潜像形成が始まる（以下、ＢＫ画像
データによる静電潜像をＢＫ潜像と称す。Ｃ，Ｍ，Ｙに
ついても同じ）。

【００２７】このＢＫ潜像の先端部から現像可能とすべ
く、ＢＫ現像器１４の現像位置に潜像先端部が到達する
前に現像スリーブ１４−１を回転開始してＢＫ潜像をＢ
Ｋトナーで現像する。そして、以後、ＢＫ潜像領域の現
像動作を続けるが、ＢＫ潜像後端部がＢＫ現像位置を通
過した時点で現像不作動状態にする。これは、少なくと
も、次のＣ画像データによるＣ潜像先端部が到達する前
に完了させる。

【００２８】次に、こうして感光体ドラム９に形成した
ＢＫトナー像を、感光体ドラム９と等速駆動されている
中間転写ベルト１９の表面に転写する（以下、感光体か
ら中間転写べルトへのトナー像転写をベルト転写と称
す）。

【００２９】ベルト転写は、感光体ドラム９と中間転写
ベルト１９が接触した状態下において、転写バイアスロ
ーラ２０に所定のバイアス電圧を印加することにより行
う。

【００３０】中間転写ベルト１９には、感光体ドラム９
に順次形成するＢＫ，Ｃ，Ｍ，Ｙのトナー像を同一面に
順次位置合わせして４色重ねのベルト転写画像を形成
し、その後、転写紙に一括転写を行う。この中間転写ベ
ルトユニットの構成、動作については後述する。

【００３１】ところで、感光体ドラム９側では、ＢＫ工
程の次にＣ工程が行われるが、所定タイミングで、カラ
ースキャナー１によるＣ画像データ読み取りが始まり、
その画像データによるレーザー光書き込みで、Ｃ潜像の
担持が行われる。

【００３２】Ｃ現像器１５は、その現像位置に対して、
先のＢＫ潜像後端部が通過した後でかつ、Ｃ潜像の先端
が到達する前に現像スリーブ１５−１を回転開始してＣ
潜像をＣトナーで現像する。

【００３３】以後、Ｃ潜像領域の現像を続けるが、潜像
後端部が通過した時点で、先のＢＫ現像器の場合と同様
に現像不作動状態にする。これもやはり、次のＭ潜像先
端部が到達する前に完了させる。

【００３４】なお、Ｍ、及び、Ｙの各工程については、
それぞれの画像データ読み取り、潜像形成、現像、の動
作が前記のＢＫ，Ｃの工程と同様であるので、説明は省
略する。

【００３５】次に中間転写ベルトユニットについて、説
明する。中間転写ベルトユニット１９は、駆動ローラ２
１、転写バイアスローラ２０、及び、従動ローラ群に張
架されており、図示しない駆動モータにより後述の如く
駆動制御される。

【００３６】図３に示すように、ベルトクリーニングユ
ニット２２は、ブラシローラ２２−１、クリーニング手
段としてのブレード２２−２、及び、外ブレードを中間
転写ベルトに体し接離させる接離機構２２−３などで構
成されており、１色目のＢＫ画像をベルト転写した後
の、２、３、４色目をベルト転写している間は、接離機
構２２−３によって、ベルト面から離間させておく。

【００３７】紙転写ユニット２３は、紙転写バイアスロ
ーラ２３−１、ローラークリーニングブレード２３−
２、及び、ベルトからの接離機構２３−３などで構成さ
れている。

【００３８】該バイアスローラー２３−１は、通常は、
中間転写ベルト１９面から離間しているが、中間転写ベ
ルト１９面に形成された４色の重ね画像を転写紙に一括
転写する時に、タイミングをとって接離機構２３−３で
押圧され、該ローラー２３−１に所定のバイアス電圧を
印加して紙への転写を行う。

【００３９】なお、転写紙２４は給紙ローラ２５、レジ
ストローラ２６によって、中間転写ベルト面の４色重ね
画像の先端部が紙転写位置に到達するタイミングに合わ
せて給紙される。

【００４０】さて、中間転写ベルト１９の動き方は、１
色目のＢＫトナー像のベルト転写が後端部まで終了した
後の動作方式として、次の３通りが考えられるが、この
中の１方式か、又は、コピーサイズに応じて、コピー速
度面等で、効率的な方式の組合せによって動作させる。

【００４１】（１）．一定速往動方式 ．ＢＫトナー像のベルト転写後も、そのまま一定速で
往動を続ける。

【００４２】．そして、中間転写ベルト１９面上のＢ
Ｋ画像先端位置が、再び、感光体ドラム９との接触部の
ベルト転写位置に到達した時、感光体ドラム９側には、
次のＣトナー像の先端部が丁度その位置にくるように、
タイミングをとって画像形成される。

【００４３】．その後も同様の動作によって、Ｍ，Ｙ
画像工程に進み、４色重ねのベルト転写画像を得る。

【００４４】．４色目のＹトナー像ベルト転写工程に
引き続き、そのまま往動しながら、ベルト面上の４色重
ねトナー像を、前記したように転写紙２４に一括転写す
る。

【００４５】（２）．スキップ往動方式 ．ＢＫトナー像のベルト転写が終了したら、感光体ド
ラム９面から中間転写ベルト１９を離間させ、そのまま
の往動方向に高速スキップさせて、所定量を移動した
ら、当初の往動速度に戻す。また、その後、再び、感光
体ドラム９に中間転写ベルト１９を接触させる。

【００４６】．そして、中間転写ベルト１９面上のＢ
Ｋ画像先端位置が再び中間転写ベルトの転写位置に到達
した時、感光体ドラム９側には次のＣトナー像の先端部
が丁度、その位置にくるようにタイミングを取って画像
形成されている。その結果、Ｃ画像はＢＫ画像に正確に
位置合わせして重ねてベルト転写する。

【００４７】．その後も、同様動作によって、Ｍ，Ｙ
画像工程に進み、４色重ねのベルト転写画像を得る。

【００４８】．４色目のＹトナー像のベルト転写工程
に引き続き、そのままの往動速度でベルト１９面上の４
色重ねトナー像を転写紙２４に一括転写する。

【００４９】（３）．往復動（クイックリターン）方式 ．ＢＫトナー像のベルト転写が終了したら、感光体ド
ラム９面から中間転写ベルト１９を離間させ、そして、
往動を停止させると同時に逆方向に高速リターンさせ
る。

【００５０】リターンは、中間転写ベルト１９面上のＢ
Ｋ画像先端位置がベルト転写相当位置を逆方向に通過
し、さらに、予め設定された距離分を移動した後に停止
させて待機状態にする。

【００５１】．次に、感光体ドラム９側のＣトナー像
の先端部がベルト転写位置より手前の所定位置に到達し
た時点で、中間転写ベルト１９を再び、往動方向にスタ
ートさせる。また、中間転写ベルト１９を再び、往動方
向にスタートさせる。

【００５２】また、中間転写ベルト１９を感光体ドラム
９面に再び、接触させる。この場合も、Ｃ画像は中間転
写ベルト１９面上でＢＫ画像に正確に重なるような条件
に制御してベルトに転写する。

【００５３】．その後も同様の動作によって、Ｍ，Ｙ
画像工程に進み、４色重ねのベルト転写画像を得る。

【００５４】．４色目のＹトナー像のベルト転写工程
に引き続き、リターンせずにそのままの速度で往動し
て、中間転写ベルト１９面上の４色重ねトナー像を転写
紙２４に一括転写する。

【００５５】さて、中間転写ベルト面から４色重ねトナ
ー像を一括転写された転写紙２４は、紙搬送ユニット２
７により定着器２８に搬送され、所定温度にコントロー
ルされた定着ローラ２８−１と加圧ローラ２８−２でト
ナー像が溶融定着され、コピートレイ２９に排出され、
フルカラーコピーを得る。

【００５６】なお、ベルト転写後の感光体ドラム９は、
感光体クリーニングユニット１０で表面をクリーニング
され、また、除電ランプ１１で均一に除電される。ま
た、転写紙２４にトナー像を転写した後の中間転写ベル
ト１９は、ベルトクリーニングユニット２２により、再
び、接離機構２２−３によって押圧されて、表面をクリ
ーニングされる。

【００５７】リピートコピーの時は、カラースキャナー
１の動作、及び、感光体ドラム９への画像形成は、１枚
目のＹ（４色目）画像工程に引き続き、所定のタイミン
グで２枚目のＢＫ（１色目）画像工程に進む。

【００５８】また、中間転写ベルト１９の方は、１枚目
の４色重ね画像の転写紙への一括転写工程に引き続き、
表面をベルトクリーニングユニット２２でクリーニング
された領域に、２枚目のＢＫトナー像がベルト転写され
るようにする。その後は、１枚目と同様の動作になる。

【００５９】なお、転写紙カセット３０、３１、３２、
３３には各種サイズの転写紙が収納されており、操作パ
ネル（図示省略）で指定されたサイズ紙の収納カセット
からタイミングをとって、レジストローラ２６方向に給
紙、搬送が行われる。オーバーヘッドプロジェクター用
の用紙や、厚紙等を手差しする場合は、手差し給紙トレ
イ３４を用いる。

【００６０】以上までは、４色フルカラーを得る場合の
コピーモードの説明であったが、３色コピーモード、２
色コピーモードの場合は、指定された色と回数の分につ
いて前記と同様の動作を行うことになる。

【００６１】また、単色コピーモードの場合は、所定枚
数が終了するまでの間、その色の現像器のみを現像状態
にして、中間転写ベルト１９は、感光体ドラム９の面に
接触したまま、往動方向に一定速度で駆動し、さらに、
ベルトクリーニングユニット２２も中間転写ベルト１９
に接触したままの状態でコピー動作を行う。

【００６２】さて、中間転写ベルト１９上にカラー画像
を形成する場合、前記クリーニング手段としてのブレー
ド２２−２を前記中間転写ベルト１９から解除する必要
がある。転写紙に転写後にベルト上に残留したトナーは
ブレードで掻き取られるが、掻き取られたトナーはクリ
ーニングユニット内部の空間に浮遊している。

【００６３】ここで、ブレード２２−２を解除すると、
浮遊トナーがユニット外、特にブレード２２−２の下流
側へ飛散する。この飛散したトナーが再び転写ベルト上
に付着してしまうと、コピー画像上に汚れとして現れて
しまう。

【００６４】そこで、図１に示すように電源手段５０の
スイッチの切り換えにより、ブレード２２−２を中間転
写ベルト１９より解除するときに飛散するトナーを収集
するためにブレード支持部材である導電性のブレードホ
ルダー３９にトナーの帯電極性と逆極性のバイアス電圧
を印加する。

【００６５】バイアス電圧は常に印加していてもよい
が、消費電力の点からブレード当接時には印加を停止
し、ブレード解除の直前から印加を開始することが好ま
しい（図４（Ａ））。

【００６６】また、前記ブレードホルダー３９の表面を
粗面化処理することにより、ホルダー表面に捕獲したト
ナーが落下し難くすることができる。

【００６７】本発明の他の例としては、ブレード解除の
直前からトナーと逆極性のバイアス電圧を印加し、当接
の直前からトナーと同極性のバイアス電圧を印加するこ
とが考えられる（図４（Ｂ））。

【００６８】従って、ブレードホルダー上に捕獲したト
ナー量が過剰になった場合、ホルダーとトナーとの静電
的反発力と当接時の衝撃力によって、ブレードの当接部
の下流側にトナーが落下し、ベルト上に付着する。

【００６９】この場合、図５に示すように、ブレード当
接開始以降から次の画像形成領域が始まり、中間転写ベ
ルトの周長は使用可能な最大の転写紙の周長よりも大き
いので、落下したトナーＴは次の画像生成時の非画像領
域、つまり、次の画像領域先端部よりも前で、画像領域
後端部よりも後に付着する。

【００７０】従って、コピー画像上に落下するトナーに
よる汚れは発生しない。ベルト上に付着させたトナー
は、次回のクリーニング動作により除去される。

【００７１】

【発明の効果】本発明によれば、トナーの飛散を防止
し、長時間にわたって装置内にトナー汚れを発生させな
い画像形成装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るクリーニング手段の構成を説明し
た図である。

【図２】本発明に係るカラー複写機の概略構成を説明し
た図である。

【図３】図２の感光体及び、中間転写ベルト回りを拡大
して説明した図である。

【図４】ブレードの接離とバイアス電圧の印加タイミン
グの関係を説明した図である。

【図５】中間転写ベルトの説明図である。

【符号の説明】

１９ （中間転写体としての）中間転写ベルト ２２−２ （クリーニング手段としての）ブレード ３９ （導電性部材としての）ブレードホルダー

フロントページの続き (56)参考文献 特開 平２−282776（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−76875（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−22176（ＪＰ，Ａ) 特開 昭49−62137（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−87382（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−64279（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G03G 13/14 - 13/18 G03G 15/14 - 15/14 101 G03G 15/16 - 15/16 103 G03G 15/18 - 15/18 101 G03G 21/10 - 21/12 G03G 21/00 370 - 540 G03G 21/14

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】第１の担持体と、第２の担持体と、前記第
   １の担持体上のトナー像を前記第２の担持体上に転移さ
   せる手段を有し、前記第２の担持体は前記第１の担持体
   から転移されたトナー像を担持して回転駆動されること
   により、前記トナー像を記録紙に転移させる工程部まで
   搬送するものである画像形成装置において、 前記第２の担持体に残留するトナーを除去するクリーニ
   ング手段を設け、このクリーニング手段にバイアス電圧
   の印加が可能な導電性部材を付帯させ、前記第２の担持
   体から前記クリーニング手段が解除される直前から、前
   記導電性部材にトナーの帯電極性と逆極性のバイアス電
   圧を印加し、当接後に前記バイアス電圧の印加を停止す
   ることを特徴とする画像形成装置。
2. 【請求項２】第１の担持体と、第２の担持体と、前記第
   １の担持体上のトナー像を前記第２の担持体上に転移さ
   せる手段を有し、前記第２の担持体は前記第１の担持体
   から転移されたトナー像を担持して回転駆動されること
   により、前記トナー像を記録紙に転移させる工程部まで
   搬送するものである画像形成装置において、 前記第２の担持体に残留するトナーを除去する弾性体の
   ブレードからなるクリーニング手段を設け、このクリー
   ニング手段を支持する支持部材をバイアス電圧の印加が
   可能な導電性部材とすると共に、該支持部材の表面を粗
   面化処理したことを特徴とする画像形成装置。
3. 【請求項３】第１の担持体と、第２の担持体と、前記第
   １の担持体上のトナー像を前記第２の担持体上に転移さ
   せる手段を有し、前記第２の担持体は前記第１の担持体
   から転移されたトナー像を担持して回転駆動されること
   により、前記トナー像を記録紙に転移させる工程部まで
   搬送するものである画像形成装置において、 前記第２の担持体に残留するトナーを除去するクリーニ
   ング手段を設け、このクリーニング手段にバイアス電圧
   の印加が可能な導電性部材を付帯させ、 前記第２の担持体からクリーニング手段が解除される直
   前から導電性部材にトナーの帯電極性と逆極性のバイア
   ス電圧を印加し、当接する直前からトナーの帯電極性と
   同極性のバイアス電圧に切り換えて印加し、当接後に印
   加を停止することを特徴とする画像形成装置。