JPH10260589A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 多孔質層表面が凹凸形状となっているため、
凹部に入り込んだ残留トナーをブレードクリーナでは取
り除くことができず、逆にブレードクリーナの当接によ
り残留トナーを押し込み、残留トナーの除去をより困難
なものとしていた。 【解決手段】 トナー担持体１と、トナー担持体に対向
する位置に設けられた背面電極４と、トナー担持体１と
背面電極４との間に位置し、トナーを飛翔制御させるた
めの制御電極３と、制御電極３と背面電極４との間にト
ナーの飛翔エネルギーを吸収しトナーを一時的に保持す
る表面を有する中間転写部材９と、中間転写部材９に接
し中間転写部材９の表面に残留したトナーを取り除くた
めとトナーの帯電極性と逆極性の電圧が印加されたクリ
ーニングローラ１５とを具備している。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、所定の極性に帯電
された顕像剤を飛翔させ記録紙に付着させて顕像剤像を
形成し、該顕像剤像を記録紙に定着させて画像を形成す
るプリンタ，ファクシミリ，複写機等の画像形成装置に
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の顕像剤（トナー）を飛翔させて画
像を形成する画像形成装置は、特開平５−８４９６４号
公報に記載されているように、所定の極性に帯電された
トナーを担持するトナー担持部材と、該トナー担持部材
に対向する位置に設けられた背面電極部材と、前記トナ
ー剤担持部材と背面電極部材との間に位置し、トナーを
飛翔制御させるための制御電極部材と、前記制御電極部
材と背面電極部材との間にトナーの飛翔エネルギーを吸
収しトナーを一時的に保持する表面を有する中間転写部
材である中間転写ベルトとを備え、中間転写ベルトのベ
ルト基材の表面にＰＴＦＥ等のフッ素化合物の高分子多
孔質膜や、アルミナやジルコニア等のセラミックの多孔
質材料、また粉体化した金属材料を固定化した金属多孔
質材料等で構成した多孔質層を形成していた。

【０００３】また、特開平７−１３２６４２号公報に記
載されているように、所定の極性に帯電されたトナーを
担持するトナー担持部材と、該トナー担持部材に対向す
る位置に設けられた背面電極部材と、前記トナー剤担持
部材と背面電極部材との間に位置し、トナーを飛翔制御
させるための制御電極部材と、前記制御電極部材と背面
電極部材との間にトナーの飛翔エネルギーを吸収しトナ
ーを一時的に保持する表面を有する中間転写部材である
中間転写ベルトとを備え、中間転写ベルト上の残留トナ
ーを除去するためのブレードクリーナを設けていた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記の特開平５−８４
９６４号公報のものにおいては、中間転写ベルトの多孔
質層により飛翔してくるトナーを捕獲し、トナーの飛び
跳ねを防止して良好な画像形成を可能としているが、ト
ナーを確実に捕獲し飛び跳ねを防止するために多孔質層
の表面が凹凸形状となっており、この多孔質層の表面の
凹部へトナーが入り込んだ場合、中間転写ベルトのトナ
ー像を転写部材に転写したときに、トナーが完全に多孔
質層から転写されず残留する場合があり、このような場
合には、中間転写ベルトの凹部の残留トナーにより次の
画像形成工程時に飛翔してきたトナーが捕獲されず、ト
ナーが飛び跳ねてしまい画像乱れが生じる虞れがあっ
た。

【０００５】また、特開平７−１３２６４２号公報のも
のにおいて、中間転写ベルトに残留したトナーをブレー
ドクリーナにより掻き取っているが、この中間転写ベル
トはその表面に多孔質層が形成されたものではないの
で、ブレードクリーナの掻き取りによって残留トナーは
取り除かれるが、このブレードクリーナを中間転写ベル
トの表面に多孔質層が形成されたものに用いても、多孔
質層表面が凹凸形状となっているため、凹部に入り込ん
だ残留トナーを取り除くことができず、逆にブレードク
リーナの当接により残留トナーを押し込み、残留トナー
の除去をより困難なものとしていた。

【０００６】本発明の画像形成装置は上記の問題に鑑み
なされたものであり、クリーニング部材に顕像剤と逆極
性の電圧を印加し、クリーニング部材で中間転写部材に
残留した顕像剤を吸引し取り除くことにより、中間転写
部材の残留顕像剤を確実に取り除くことをを目的とした
ものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに請求項１記載の画像形成装置は、所定の極性に帯電
された顕像剤を担持する顕像剤担持部材と、該顕像剤担
持部材に対向する位置に設けられた背面電極部材と、前
記顕像剤担持部材と背面電極部材との間に位置し、顕像
剤を飛翔制御させるための制御電極部材と、前記制御電
極部材と背面電極部材との間に顕像剤の飛翔エネルギー
を吸収し顕像剤を一時的に保持する表面を有する中間転
写部材と、該中間転写部材に接し当該中間転写部材の表
面に残留した顕像剤を取り除くために該顕像剤の帯電極
性と逆極性の電圧が印加されたクリーニング部材とを具
備している。

【０００８】請求項２記載の画像形成装置は、前記クリ
ーニング部材を弾性部材もしくは導電性ブラシで形成し
ている。

【０００９】請求項３記載の画像形成装置は、前記中間
転写部材を巻き付けた供給部と、該供給部の中間転写部
材を巻き取る巻取部とを有している。

【００１０】

【発明の実施の形態】本発明の画像形成装置の実施形態
１を図とともに説明する。

【００１１】本発明の画像形成装置は図１に示すよう
に、１は所定の極性に帯電された顕像剤であるトナーを
担持するトナー担持体、２はトナーを収容しているトナ
ーボックス、３はトナーの飛翔を制御する制御電極、４
は背面電極、５は画像形成動作を制御するインターフェ
ース回路部とエンジンコントロール回路部で構成された
メインコントローラ基板，電源基板，高圧発生回路基板
が収納されているコントローラボックス、６は給紙トレ
イ、７は排紙トレイ、８は定着装置、９は制御電極３と
背面電極４との間に配設されトナーの飛翔エネルギーを
吸収しトナーを一時的に保持する表面を有する中間転写
部材、１０は中間転写部材９上に残留した残留トナーを
取り除くためのクリーニングユニット、１１は給紙トレ
イ６から給紙された記録紙１２を画像形成部分を通過し
定着装置８へ搬送する搬送ベルトである。

【００１２】画像形成部は、トナー担持体１と、該トナ
ー担持体１に近接配置されトナーの通過が可能な多数の
通過孔３ａを有する制御電極３と、メインコントローラ
基板から送られてくる画像信号に応じて制御電極３に電
圧を印加する電圧源と、制御部と少なくとも記録紙１２
の厚みより大きい所定の間隙を有するように配置された
中間転写部材９と、中間転写部材９上のトナーを記録紙
１２に転写する背面電極４と、記録紙１２に形成された
トナー像を定着させるための定着装置８とから構成され
ている。

【００１３】上記構成の画像形成装置の動作は、図示し
ないホストコンピュータより出力された画像形成開始信
号をコントローラボックス５内のメインコントローラ基
板のインターフェース回路部が受信すると、インターフ
ェース回路部は画像形成装置の動作に関する制御信号を
検出し、エンジンコントロール回路部に送信する。エン
ジンコントロール回路部には画像形成装置の動作順序な
どが予めプログラムされており、このプログラムにした
がって順に命令を実行していく。

【００１４】そして、画像形成開始信号に応じてメイン
モータが駆動し、動力伝達手段で接続されたトナーボッ
クス２内のトナー担持体１である現像ローラが回転し、
トナーを撹拌するとともにトナー担持体１の表面に所定
の層厚でトナーを担持してトナー層が形成される。給紙
トレイ６にセットされた記録紙１２が図示しない給紙ロ
ーラにより１枚ずつ引き出されて画像形成部分へ送られ
る。

【００１５】画像形成部分に記録紙１２が送られると制
御電極３に画像信号に応じた制御電圧が印加され、トナ
ー担持体１に担持されているトナーが制御電極３の通過
孔３ａを通過し中間転写部材９へ飛翔され、中間転写部
材９にてこの飛翔されたトナーを一時的に保持する。

【００１６】この中間転写部材９は図２及び図３に示す
ように、高分子材料や金属材料で形成された導電性のエ
ンドレスベルトである中間転写基材９ａと、該中間転写
基材９ａの表面に形成された多孔質層９ｂとから形成さ
れ、一対の駆動ローラ１３と従動ローラ１４により回転
駆動され、駆動ローラ１３を介して中間転写部材９全体
に電圧が誘起される。この多孔質層９ｂの表面の凹凸に
より飛翔されてきたトナーを補足し一時的に保持する。

【００１７】そして、中間転写部材９が駆動ローラ１３
にて回転駆動され、記録紙１２と対向する位置にトナー
が到達すると背面電極４に電圧が印加され、中間転写部
材９上のトナーが記録紙１２へ転写されてトナー像が形
成され、トナー像が形成された記録紙１２を定着装置８
へ搬送し、定着装置８にてトナー像を定着して記録紙１
２を排紙トレイ７へ排紙し画像形成動作を終了する。

【００１８】このとき、中間転写部材９上のトナーが記
録紙１２へ転写された後、中間転写部材９上に残留した
残留トナーをクリーニングユニット１０にてクリーニン
グする。

【００１９】このクリーニングユニット１０は図４に示
すように、中間転写部材９に当接するトナーの帯電極性
と逆極性の電圧を印加されたクリーニングローラ１５
と、クリーニングローラ１５に付着したトナーを取り除
くクリスクレーパー１６と、クリスクレーパー１６によ
り取り除かれたトナーを収容するトナー受け１７とから
なり、クリーニングローラ１５に印加されている電圧に
より中間転写部材９上に残留している残留トナーを吸着
し中間転写部材９から取り除き、中間転写部材９をクリ
ーニングする。

【００２０】上記クリーニングローラ１５はゴム弾性の
ウレタン材料，発泡性のウレタン材料で形成され、中間
転写部材９の回転による進行方向と同一方向に回転され
る。また、上記クリーニングローラ１５は図５に示すよ
うに、ブラシローラ１７により形成されてもよく、ブラ
シローラの場合は中間転写部材９の回転による進行方向
と逆方向に回転される。そして、クリーニングローラ１
５には中間転写部材９の残留トナーのクリーニングを行
う時のみトナーと逆極性の電圧を印加する。

【００２１】そして、中間転写部材９の表面が多孔質層
９ｂで構成されている場合は、クリーニングローラ１５
の周速は中間転写部材９の周速に比べそれほど速くする
必要はない。

【００２２】次に、トナー担持体１，制御電極３，中間
転写部材９，背面電極４，クリーニングローラ１５への
電圧の印加方法を図６とともに説明する。

【００２３】画像形成開始信号に応じて中間転写部材９
に電圧印加信号Ｔ３、クリーニングローラ１５に電圧印
加信号Ｔ２をオンする。また、メインモータが駆動し、
動力伝達手段で接続されたトナーボックス２内のトナー
担持体１である現像ローラが回転し、トナーを撹拌する
とともにその表面に所定の層厚を保持してトナー層が形
成される。次に、図示されていない給紙トレイにセット
された記録紙が給紙ローラにより１枚ずつ引き出されて
画像形成部分に送られる。

【００２４】その後、画像信号に応じて制御電極３に電
圧印加信号Ｔ１をオンする。それにより、画像信号に応
じたトナーが制御電極３の通過孔３ａより飛翔し中間転
写部材９に到達保持される。中間転写部材９上のトナー
は中間転写部材９と背面電極４との間に搬送されてきた
記録紙１２に転写される。背面電極４の電圧印加信号Ｔ
４は、記録紙１２の先端部が背面電極４に搬送される直
前にオンされ、記録紙１２の後端部が背面電極４から排
出直後にオフされる。

【００２５】中間転写部材９の電圧印加信号Ｔ３は記録
紙１２が背面電極４を通過した時点でオフする。記録紙
１２に転写された後の中間転写部材９上の残留トナーは
クリーニングユニット１０に運ばれ、クリーニングロー
ラ１５に印加されているクリーニング電圧にて中間転写
部材９上の残留トナーが吸着され除去される。そして、
中間転写部材９はクリーニングローラ１５にて確実に残
留トナーが除去されるように少なくとも１周以上回転し
た後、中間転写部材９は回転を停止する。

【００２６】そして、中間転写部材９の回転停止と同時
にクリーニングローラ１５に印加していた電圧印加信号
Ｔ２をオフすると同時にクリーニングローラの回転も停
止し、クリーニング動作を終了する。

【００２７】本発明の画像形成装置の実施形態２を図７
とともに説明する。図７は画像形成装置の停止状態を示
しており、中間転写部材９は巻き取り機構を備えた構造
となっており、中間転写部材９を巻き付けた供給部１９
と、供給部１９に巻き付けられた中間転写部材９を巻き
取る巻取部２０と、中間転写部材９を保持する中間転写
部材保持ドラム２１とからなり、中間転写部材保持ドラ
ム２１は一部に巻取開口を有した円筒状に形成され、こ
の巻取開口部分に供給部１９と巻取部２０が配設されて
いる。

【００２８】そして、装置の停止時はクリーニングユニ
ット１０と対向する位置に巻取開口部分が停止し、クリ
ーニングユニット１０のクリーニングローラ１５が中間
転写部材９と当接しない状態で停止され、クリーニング
ローラ１５の変形を防止している。

【００２９】中間転写部材保持ドラム２１の保持機構に
ついて図８及び図９とともに説明すると、中間転写部材
保持ドラム２１は図示しない装置本体の一部に取り付け
てある軸受け２２にてドラム軸２３が回動可能に軸支さ
れている。装置本体の図示しないカバーを開けることに
より、中間転写部材保持ドラム２１は装置本体より取り
外し可能に配設されている。

【００３０】そして、中間転写部材保持ドラム２１は軸
受け２２にて軸支されたときに、中間転写部材保持ドラ
ム２１の一端部に設けられたドラムギア２４とドラム駆
動モータ２５にシャフト２６を介して設けられた駆動ギ
ア２７と歯合するようになっている。このドラム駆動モ
ータ２５は装置本体に配設されている。

【００３１】中間転写部材９は図１０に示すように、中
間転写部材保持ドラム２１の周面に移動可能に巻き付け
られている。

【００３２】そして、中間転写部材９の供給部１９は図
１１に示すように、供給軸２８に中間転写部材９が巻き
付けられており、この巻き付けられた中間転写部材９の
先端部には係止孔２９が設けられている。そして、中間
転写部材９の巻取部２０は図１２及び図１３に示すよう
に、巻取軸３０に中間転写部材９の先端部の係止孔２９
が係止される係止突起３１が設けられ、巻取軸３０の両
端には巻取部２０を中間転写部材保持ドラム２１に取り
付けるためのホルダー３２が設けられており、一方のホ
ルダー３２に後述する駆動モータのギアと歯合する巻取
軸ギア３３が設けられている。

【００３３】中間転写部材９の供給部１９は図１４に示
すように、供給軸２８が中間転写部材保持ドラム２１の
側面に設けられた挿入孔３４に挿入され取り付けられて
いる。そして、中間転写部材９の巻取部２０は図１５に
示すように、巻取軸３０が中間転写部材保持ドラム２１
の側面に設けられた挿入孔３４に挿入され、巻取軸３０
の巻取軸ギア３３が中間転写部材保持ドラム２１の側面
から外側に位置し、中間転写部材保持ドラム２１の側面
外側に設けられた駆動モータ３５のギア３６と歯合して
いる。

【００３４】上記供給軸２８及び巻取軸３０は図１６に
示すように、中間転写部材保持ドラム２１の側面に設け
られた挿入溝３７から挿入孔３４まで挿入され、この位
置でホルダー３２をビス３８により中間転写部材保持ド
ラム２１に固定することによって取り付けられている。

【００３５】上記構成の中間転写部材保持ドラム２１は
画像形成時に、ドラム駆動モータ２５の駆動力によって
回動され、中間転写部材保持ドラム２１が回動し中間転
写部材９によってトナーを捕捉し、記録紙にトナーを転
写させる。この画像形成時には、中間転写部材保持ドラ
ム２１が回動するのみで巻取部２０は回動駆動は行われ
ない。そして、中間転写部材９上のトナーが記録紙へ転
写された後の残留トナーがクリーニングユニット１０に
てクリーニングされる。

【００３６】上記動作が所定の枚数分の画像形成が行わ
れると、画像形成動作終了後もしくは次回の画像形成動
作開始前に、巻取部２０の巻取軸３０を駆動モータ３５
の駆動力により回動させ、使用後の中間転写部材９を巻
取軸３０へ巻き取り、中間転写部材保持ドラム２１上に
供給部１９に巻き付けられている未使用の中間転写部材
９を新しく移動させ、次回の画像形成動作を行う。

【００３７】このように、所定の枚数分の画像形成を行
った中間転写部材９を巻き取り、新たに中間転写部材９
を中間転写部材保持ドラム２１へ移動させることによ
り、中間転写部材９上に残留トナーが堆積することがな
く、しかも、クリーニング動作による中間転写部材９の
経時劣化を防止することができ、飛翔されてきたトナー
の飛び跳ねを防止し確実に中間転写部材９でトナーを捕
捉することができ、画質の劣化を防止することができ
る。

【００３８】

【発明の効果】請求項１記載の画像形成装置は上記のよ
うな構成であるので、中間転写部材上の残留トナーをク
リーニング部材の吸着作用により確実に取り除くことが
でき、高画質の画像形成を行うことができる。

【００３９】請求項２記載の画像形成装置は上記のよう
な構成であるので、中間転写部材のクリーニング時の損
傷及び化学変化を防止することができ、高画質の画像形
成を行うことができる。

【００４０】請求項３記載の画像形成装置は上記のよう
な構成であるので、新しい中間転写部材を使用すること
ができ、中間転写部材上に残留トナーが堆積することが
なく、しかも、クリーニング動作による中間転写部材の
経時劣化を防止することができ、飛翔されてきたトナー
の飛び跳ねを防止し確実に中間転写部材でトナーを捕捉
することができ、画質の劣化を防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の画像形成装置の実施形態１を示す概略
断面図である。

【図２】図１の中間転写部材を示す断面図である。

【図３】図２の中間転写部材の断面図である。

【図４】図１のクリーニングユニットを示す拡大断面図
である。

【図５】図１のクリーニングユニットの他の例を示す拡
大断面図である。

【図６】図１における各部の電圧印加状態を示す説明図
である。

【図７】本発明の画像形成装置の実施形態２を示す概略
断面図である。

【図８】図７の中間転写部材保持ドラムの保持状態を示
す断面図である。

【図９】図７の中間転写部材保持ドラムの駆動部を示す
斜視図である。

【図１０】図７の中間転写部材の断面図である。

【図１１】図７の中間転写部材の供給部を示す斜視図で
ある。

【図１２】図７の中間転写部材の巻取部を示す斜視図で
ある。

【図１３】図７の中間転写部材の巻取部の拡大断面図で
ある。

【図１４】中間転写部材の供給部の中間転写部材保持ド
ラムへの取り付け状態を示す断面図である。

【図１５】中間転写部材の巻取部の中間転写部材保持ド
ラムへの取り付け状態を示す断面図である。

【図１６】中間転写部材の供給部及び巻取部の中間転写
部材保持ドラムへの固定状態を示す説明図である。

【符号の説明】

１ トナー担持体 ２ トナーボックス ３ 制御電極 ４ 背面電極 ８ 定着装置 ９ 中間転写部材 ９ａ 中間転写基材 ９ｂ 多孔質層 １０ クリーニングユニット １５ クリーニングローラ １９ 供給部 ２０ 巻取部 ２１ 中間転写部材保持ドラム

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 所定の極性に帯電された顕像剤を担持す
   る顕像剤担持部材と、 該顕像剤担持部材に対向する位置に設けられた背面電極
   部材と、 前記顕像剤担持部材と背面電極部材との間に位置し、顕
   像剤を飛翔制御させるための制御電極部材とを備えた画
   像形成装置において、 前記制御電極部材と背面電極部材との間に顕像剤の飛翔
   エネルギーを吸収し顕像剤を一時的に保持する表面を有
   する中間転写部材と、 該中間転写部材に接し当該中間転写部材の表面に残留し
   た顕像剤を取り除くために該顕像剤の帯電極性と逆極性
   の電圧が印加されたクリーニング部材とを具備したこと
   を特徴とする画像形成装置。
2. 【請求項２】 前記クリーニング部材を弾性部材もしく
   は導電性ブラシで形成したことを特徴とする請求項１記
   載の画像形成装置。
3. 【請求項３】 前記中間転写部材を巻き付けた供給部
   と、該供給部の中間転写部材を巻き取る巻取部とを有し
   たことを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。