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技術 画像形成装置

出願人 コニカミノルタビジネステクノロジーズ株式会社
発明者 萩本憲俊
出願日 2007年6月20日 (13年7ヶ月経過) 出願番号 2007-162110
公開日 2009年1月8日 (12年1ヶ月経過) 公開番号 2009-003046
状態 特許登録済
技術分野 電子写真における制御・保安 電子写真における帯電・転写・分離 電子写真における制御・管理・保安
主要キーワード 時計方向回り 通常記録媒体 初期シーケンス フィルム帯 プラス荷電 予備回転 複数モード 除去清掃
関連する未来課題
重要な関連分野

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図面 (5)

課題

画像形成時に像担持体帯電部材へ付着するトナー等の荷電粒子の該帯電部材への固着化を抑制して該付着トナー非画像形成時に円滑に像担持体へ放出させる。

解決手段

回転駆動される像担持体11の表面を帯電装置12で帯電させ、該像担持体帯電域に形成しようとする画像に応じた静電潜像を形成し、該静電潜像を現像してトナー像を形成し、該トナー像を記録媒体転写定着させることができる画像形成装置であり、帯電装置12は、導電性無端ベルト123及び該ベルトを巻き掛けた第1及び第2の導電性ローラ121、122を含んでおり、ローラ121、122のそれぞれへ印加する電圧を画像形成時と非画像形成時とで異ならせる。

概要

背景

電子写真方式画像形成装置では、感光体のような像担持体の表面を帯電装置帯電させ、該帯電域に画像露光装置から形成しようとする画像に応じた露光を施して静電潜像を形成し、該静電潜像を現像装置により現像して可視トナー像を形成し、該可視トナー像を被転写体転写する。

静電記録方式の画像形成装置では、静電記録誘電体のような像担持体の表面を帯電装置で帯電させ、該帯電域に静電記録装置にて、形成しようとする画像に応じた静電記録を施して静電潜像を形成し、該静電潜像を現像装置により現像して可視トナー像を形成し、該可視トナー像を被転写体に転写する。

いずれの方式の画像形成装置の場合も、前記被転写体は、モノクロ画像形成装置では、通常記録媒体であり、転写されたトナー像は該記録媒体定着される。カラー画像形成装置では、該被転写体は、一般的には、中間転写体であり、中間転写体に1次転写されたトナー像は、さらに記録媒体に2次転写され、定着される。

いずれの方式の画像形成装置においても、静電潜像及び可視トナー像を形成するための像担持体の表面を静電潜像形成に先立って帯電させる帯電装置は、これまで種々提案され、実用に供されてきたが、非接触式帯電装置と接触式帯電装置に大別できる。

非接触式帯電装置ではコロナ帯電装置が代表的なものである。接触式帯電装置では像担持体に接触する帯電ローラのような帯電部材を含む帯電装置が代表的なものである。このほかブラシ帯電装置フィルム帯電装置も知られている。今日では、コロナ帯電装置や帯電ローラ等の帯電部材による帯電装置が主流となっている。

コロナ帯電装置では、ワイヤー高電圧印加してコロナ放電を発生させて、グリッド電極を介して像担持体表面を所定の電位に帯電させる。この方式ではオゾンが発生するため、像担特体が劣化し易く、また、オゾンを排気するためのダクトフアンなどの装置が必要になり、またそのために画像形成装置が大型化し、高価になる。

そのため、近年の中低速領域のレーザービームプリンターなどの画像形成装置では、近接放電で感光体等の像担持体表面を帯電させることができる帯電ローラ等の像担持体表面に接触して回転する帯電部材による帯電装置が主流になりつつある。この帯電方式によると、オゾンの発生が抑制され、従ってまた、オゾンの排気のためのダクトやフアンを省略することが可能になり、それにより画像形成装置をそれだけ小型化、低価格化することができる。

しかし、このような像担持体表面に接触して回転する帯電部材による接触帯電方式では、帯電部材が像担持体に接触しているため、帯電部材に像担持体上の転写残トナー等が付着して帯電部材が汚れる。

このことに関連して、像担持体上の転写残トナー等の清掃についてみると、像担持体上に形成されたトナー像が被転写体に転写されたあと像担持体に残留する転写残トナーやその外添剤は、像担持体のクリーナを備えた画像形成装置では(例えば像担持体表面に接触配置されたクリーニングブレードを有するクリーナを備えた画像形成装置では)、該クリーナにより除去清掃され、また、所謂クリーナレスタイプの画像形成装置では、現像装置に回収され、或いは被転写体上に放出される。

ところが、像担持体上に残留するトナーやその外添剤をクリーナで除去する場合、クリーナをすり抜けてなお像担持体上に残るトナーや外添剤があり、クリーナレスタイプの画像形成装置の場合には、現像装置で回収しきれずに像担持体上になお残るトナーや外添剤もある。このようなトナーや外添剤が接触式帯電部材に付着し、帯電部材を汚す

このように帯電部材表面が汚れてくると、像担持体において帯電不良が生じ、良好な画像が形成できなくなってくるので、帯電部材を交換しなければならず、帯電部材の寿命が短かくなってしまう。

そのため、クリーニングローラクリーニングパッドクリーニングシート等による帯電部材の清掃装置を設けたり、帯電部材に、それに付着したトナー等を像担持体へ放出させるクリーニングバイアス電圧を印加するようにして、放出されたトナーを該像担持体用のクリーナに清掃させることが行われている。

これらのうち、清掃装置を採用する帯電部材清掃方式では、清掃装置のために帯電装置部分が大型化したり、帯電装置部分が高価となったりするので、そのような清掃装置を必要としないクリーニングバイアスによる清掃方式の方が好ましいと言える。

帯電部材清掃のために帯電部材にクリーニングバイアスを印加することは、例えば特開2002−207354号公報や特開2003−302816号公報に記載されている。
特開2002−207354号公報
特開2003−302816号公報

概要

画像形成時に像担持体の帯電部材へ付着するトナー等の荷電粒子の該帯電部材への固着化を抑制して該付着トナー非画像形成時に円滑に像担持体へ放出させる。回転駆動される像担持体11の表面を帯電装置12で帯電させ、該像担持体帯電域に形成しようとする画像に応じた静電潜像を形成し、該静電潜像を現像してトナー像を形成し、該トナー像を記録媒体に転写定着させることができる画像形成装置であり、帯電装置12は、導電性無端ベルト123及び該ベルトを巻き掛けた第1及び第2の導電性ローラ121、122を含んでおり、ローラ121、122のそれぞれへ印加する電圧を画像形成時と非画像形成時とで異ならせる。

目的

そこで本発明は、回転駆動される像担持体表面を該表面に接触して回転する帯電部材を含む帯電装置で帯電させ、該像担持体帯電域に形成しようとする画像に応じた静電潜像を形成し、該静電潜像を現像してトナー像を形成し、該トナー像を記録媒体に転写定着させることができる画像形成装置であって、画像形成時に帯電部材へ付着するトナー等の該帯電部材への固着化を抑制して該付着したトナー等を非画像形成時に円滑に像担持体へ放出でき、それにより帯電部材を長寿命化でき、それだけ長期にわたり良好な画像形成が可能である画像形成装置を提供することを課題とする。

効果

実績

技術文献被引用数
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牽制数
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請求項1

回転駆動される像担持体表面を該表面に接触して回転する帯電部材を含む帯電装置帯電させ、該像担持体帯電域に形成しようとする画像に応じた静電潜像を形成し、該静電潜像を現像してトナー像を形成し、該トナー像を記録媒体転写定着させることができる画像形成装置であり、前記帯電装置へ電圧印加するための電源装置と、該電源装置の制御部とを含んでおり、前記帯電装置は、前記帯電部材として導電性を有する無端ベルトを含んでいるとともに該無端ベルトを巻き掛けて前記像担持体表面に接触させる少なくとも2本のローラを含んでおり、該少なくとも2本のローラには第1及び第2の導電性を有するローラが含まれており、該第1のローラは前記像担持体表面移動方向において該第2ローラの下流側で前記無端ベルトを前記像担持体に接触させており、該第2ローラは該像担持体表面移動方向において該第1ローラの上流側で前記無端ベルトを前記像担持体に接触させており、前記電源装置は、前記第1ローラ用の第1電源部及び前記第2ローラ用の第2電源部を含んでおり、前記電源装置の制御部は、画像形成時には前記第1電源部から前記第1ローラへ像担持体帯電用電圧が印加されるとともに前記第2電源部から前記第2ローラへ該像担持体帯電用電圧とは逆極性の電圧が印加され、非画像形成時には少なくとも一部の時間帯で、前記無端ベルトに付着した荷電粒子を前記第1ローラにより前記像担持体に接触せしめられている前記無端ベルトの部分から該像担持体へ放出するための、前記画像形成時とは異なる電圧が前記第1電源部から前記第1ローラへ、前記第2電源部から前記第2ローラへそれぞれ印加されるように該第1及び第2の電源部を制御することを特徴とする画像形成装置。

請求項2

前記電源装置の制御部は、非画像形成時には少なくとも一部の時間帯で、前記荷電粒子放出のための前記画像形成時とは異なる電圧として、前記第1電源部から前記第1ローラへ前記像担持体帯電用電圧とは逆極性の荷電粒子放出用電圧が印加されるとともに前記第2電源部から前記第2ローラへ該荷電粒子放出用電圧とは逆極性の電圧が印加されるように該第1及び第2の電源部を制御する請求項1記載の画像形成装置。

請求項3

前記電源装置の制御部は、非画像形成時には少なくとも一部の時間帯で、前記荷電粒子放出のための前記画像形成時とは異なる電圧として、前記第1電源部から前記第1ローラへ前記像担持体帯電用電圧とは逆極性の荷電粒子放出用第1電圧が印加されるとともに前記第2電源部から前記第2ローラへ該荷電粒子放出用第1電圧とは逆極性の電圧が印加され、その後ひき続き前記第1電源部から前記第1ローラへ該荷電粒子放出用第1電圧とは逆極性の荷電粒子放出用第2電圧が印加されるとともに前記第2電源部から第2ローラへ該荷電粒子放出用第2電圧とは逆極性の電圧が印加されるように該第1及び第2の電源部を制御することを少なくとも1回行う請求項1記載の画像形成装置。

請求項4

前記第1ローラによる前記無端ベルトの前記像担持体への圧接力F1と前記第2ローラによる該無端ベルトの該像担持体への圧接力F2との大小関係がF1≦F2に設定されている請求項1、2又は3記載の画像形成装置。

請求項5

前記第1ローラの外径R1と前記第2ローラの外径R2との大小関係がR1≦R2に設定されている請求項1、2、3又は4記載の画像形成装置。

技術分野

0001

本発明は、複写機プリンタファクシミリ機、これらのうち2以上を組み合わせた複合機等の電子写真方式静電記録方式等による画像形成装置に関する。

背景技術

0002

電子写真方式の画像形成装置では、感光体のような像担持体の表面を帯電装置帯電させ、該帯電域に画像露光装置から形成しようとする画像に応じた露光を施して静電潜像を形成し、該静電潜像を現像装置により現像して可視トナー像を形成し、該可視トナー像を被転写体転写する。

0003

静電記録方式の画像形成装置では、静電記録誘電体のような像担持体の表面を帯電装置で帯電させ、該帯電域に静電記録装置にて、形成しようとする画像に応じた静電記録を施して静電潜像を形成し、該静電潜像を現像装置により現像して可視トナー像を形成し、該可視トナー像を被転写体に転写する。

0004

いずれの方式の画像形成装置の場合も、前記被転写体は、モノクロ画像形成装置では、通常記録媒体であり、転写されたトナー像は該記録媒体定着される。カラー画像形成装置では、該被転写体は、一般的には、中間転写体であり、中間転写体に1次転写されたトナー像は、さらに記録媒体に2次転写され、定着される。

0005

いずれの方式の画像形成装置においても、静電潜像及び可視トナー像を形成するための像担持体の表面を静電潜像形成に先立って帯電させる帯電装置は、これまで種々提案され、実用に供されてきたが、非接触式帯電装置と接触式帯電装置に大別できる。

0006

非接触式帯電装置ではコロナ帯電装置が代表的なものである。接触式帯電装置では像担持体に接触する帯電ローラのような帯電部材を含む帯電装置が代表的なものである。このほかブラシ帯電装置フィルム帯電装置も知られている。今日では、コロナ帯電装置や帯電ローラ等の帯電部材による帯電装置が主流となっている。

0007

コロナ帯電装置では、ワイヤー高電圧印加してコロナ放電を発生させて、グリッド電極を介して像担持体表面を所定の電位に帯電させる。この方式ではオゾンが発生するため、像担特体が劣化し易く、また、オゾンを排気するためのダクトフアンなどの装置が必要になり、またそのために画像形成装置が大型化し、高価になる。

0008

そのため、近年の中低速領域のレーザービームプリンターなどの画像形成装置では、近接放電で感光体等の像担持体表面を帯電させることができる帯電ローラ等の像担持体表面に接触して回転する帯電部材による帯電装置が主流になりつつある。この帯電方式によると、オゾンの発生が抑制され、従ってまた、オゾンの排気のためのダクトやフアンを省略することが可能になり、それにより画像形成装置をそれだけ小型化、低価格化することができる。

0009

しかし、このような像担持体表面に接触して回転する帯電部材による接触帯電方式では、帯電部材が像担持体に接触しているため、帯電部材に像担持体上の転写残トナー等が付着して帯電部材が汚れる。

0010

このことに関連して、像担持体上の転写残トナー等の清掃についてみると、像担持体上に形成されたトナー像が被転写体に転写されたあと像担持体に残留する転写残トナーやその外添剤は、像担持体のクリーナを備えた画像形成装置では(例えば像担持体表面に接触配置されたクリーニングブレードを有するクリーナを備えた画像形成装置では)、該クリーナにより除去清掃され、また、所謂クリーナレスタイプの画像形成装置では、現像装置に回収され、或いは被転写体上に放出される。

0011

ところが、像担持体上に残留するトナーやその外添剤をクリーナで除去する場合、クリーナをすり抜けてなお像担持体上に残るトナーや外添剤があり、クリーナレスタイプの画像形成装置の場合には、現像装置で回収しきれずに像担持体上になお残るトナーや外添剤もある。このようなトナーや外添剤が接触式帯電部材に付着し、帯電部材を汚す

0012

このように帯電部材表面が汚れてくると、像担持体において帯電不良が生じ、良好な画像が形成できなくなってくるので、帯電部材を交換しなければならず、帯電部材の寿命が短かくなってしまう。

0013

そのため、クリーニングローラクリーニングパッドクリーニングシート等による帯電部材の清掃装置を設けたり、帯電部材に、それに付着したトナー等を像担持体へ放出させるクリーニングバイアス電圧を印加するようにして、放出されたトナーを該像担持体用のクリーナに清掃させることが行われている。

0014

これらのうち、清掃装置を採用する帯電部材清掃方式では、清掃装置のために帯電装置部分が大型化したり、帯電装置部分が高価となったりするので、そのような清掃装置を必要としないクリーニングバイアスによる清掃方式の方が好ましいと言える。

0015

帯電部材清掃のために帯電部材にクリーニングバイアスを印加することは、例えば特開2002−207354号公報や特開2003−302816号公報に記載されている。
特開2002−207354号公報
特開2003−302816号公報

発明が解決しようとする課題

0016

ところが、画像形成時には像担持体表面を画像形成のために所定電位に帯電させるための像担持体帯電用電圧を帯電部材に印加しなければならないので、帯電部材にクリーニングバイアスを印加できるのは非画像形成時のみである。

0017

しかも、画像形成のために帯電部材に像担持体帯電用電圧を印加する時間は、画像形成装置全体としてみたとき、非画像形成時、すなわち、画像形成開始前の像担持体の予備回転等の初期シーケンス処理時、画像形成を連続して行う場合の像間時、画像形成終了に際しての像担持体等のエンドシーケンス処理時等に比べると長く、特に画像形成を連続して複数枚行うときには圧倒的に長くなり、その間、一旦帯電部材に付着したトナー等は高圧の像担持体用電圧に繰り返し曝されることで、強く帯電部材に付着するようになる。

0018

そのため画像形成時の像担持体帯電用電圧の印加により帯電部材に付着するトナーやその外添剤等の荷電粒子が帯電部材に固着しやすく、非画像形成時にクリーニングバイアスを印加するだけでは、そのように固着した荷電粒子を放出させることが困難になってきて、所望の寿命を帯電部材に持たせ難い。

0019

そこで本発明は、回転駆動される像担持体表面を該表面に接触して回転する帯電部材を含む帯電装置で帯電させ、該像担持体帯電域に形成しようとする画像に応じた静電潜像を形成し、該静電潜像を現像してトナー像を形成し、該トナー像を記録媒体に転写定着させることができる画像形成装置であって、画像形成時に帯電部材へ付着するトナー等の該帯電部材への固着化を抑制して該付着したトナー等を非画像形成時に円滑に像担持体へ放出でき、それにより帯電部材を長寿命化でき、それだけ長期にわたり良好な画像形成が可能である画像形成装置を提供することを課題とする。

課題を解決するための手段

0020

前記課題を解決するため本発明は、回転駆動される像担持体表面を該表面に接触して回転する帯電部材を含む帯電装置で帯電させ、該像担持体帯電域に形成しようとする画像に応じた静電潜像を形成し、該静電潜像を現像してトナー像を形成し、該トナー像を記録媒体に転写定着させることができる画像形成装置であり、
前記帯電装置へ電圧を印加するための電源装置と、
該電源装置の制御部とを含んでおり、
前記帯電装置は、前記帯電部材として導電性を有する無端ベルトを含んでいるとともに該無端ベルトを巻き掛けて前記像担持体表面に接触させる少なくとも2本のローラを含んでおり、該少なくとも2本のローラには第1及び第2の導電性を有するローラが含まれており、該第1のローラは前記像担持体表面移動方向において該第2ローラの下流側で前記無端ベルトを前記像担持体に接触させており、該第2ローラは該像担持体表面移動方向において該第1ローラの上流側で前記無端ベルトを前記像担持体に接触させており、
前記電源装置は、前記第1ローラ用の第1電源部及び前記第2ローラ用の第2電源部を含んでおり、
前記電源装置の制御部は、
画像形成時には前記第1電源部から前記第1ローラへ像担持体帯電用電圧が印加されるとともに前記第2電源部から前記第2ローラへ該像担持体帯電用電圧とは逆極性の電圧が印加され、非画像形成時には少なくとも一部の時間帯で、前記無端ベルトに付着した荷電粒子を前記第1ローラにより前記像担持体に接触せしめられている前記無端ベルトの部分から該像担持体へ放出するための、前記画像形成時とは異なる電圧が前記第1電源部から前記第1ローラへ、前記第2電源部から前記第2ローラへそれぞれ印加されるように該第1及び第2の電源部を制御する画像形成装置を提供する。
ここで「荷電粒子」とは、帯電したトナーや帯電したトナーの外添剤等である。

0021

本発明に係る画像形成装置によると、電源装置の制御部は、画像形成時には第1電源部から導電性を有する第1ローラへ像担持体帯電用電圧を印加させるので、該第1ローラにより像担持体表面に圧接されている導電性を有する無端ベルトの部分を介して像担持体表面を画像形成に要求される電位に帯電させることができ、画像形成に支障はない。

0022

画像形成時において第1ローラに前記像担持体帯電用電圧が印加されることで無端ベルトに付着するトナー等の荷電粒子は無端ベルトの回動によって第2ローラへ到来し、そのとき第2ローラには第1ローラへ印加されている像担持体帯電用電圧とは逆極性の電圧が印加されているので、無端ベルトに付着したトナー等の荷電粒子のうち少なくとも前記像担持体帯電用電圧とは逆極性に帯電している荷電粒子は無端ベルトから像担持体へ電気的に放出され、無端ベルトに固着してしまうことが抑制される。この荷電粒子は像担持体の表面移動に伴って再び第1ローラへ到来することで再び第1ローラ上の無端ベルト部分に付着するが、無端ベルトの回動によって再び第2ローラへ到来することで無端ベルトから像担持体へ放出される。かくして、画像形成時における無端ベルト上の荷電粒子は無端ベルトに対する付着脱離を繰り返し、該無端ベルトへの固着が抑制される。

0023

そして、電源装置の制御部は、非画像形成時に少なくとも一部の時間帯で、前記無端ベルトに画像形成時に付着したトナー等の荷電粒子を前記第1ローラにより前記像担持体に接触せしめられている前記無端ベルトの部分から該像担持体へ放出するための、前記画像形成時とは異なる電圧を前記第1電源部から前記第1ローラへ、前記第2電源部から前記第2ローラへそれぞれ印加させる。これにより、画像形成時に無端ベルトに付着した荷電粒子が像担持体に放出され、無端ベルトがクリーニングされる。

0024

なお、「非画像形成時」とは、画像形成開始前の像担持体の予備回転等の初期シーケンス処理時、画像形成を連続して行う場合の像間時、画像形成終了に際しての像担持体等のエンドシーケンス処理時等である。
本発明に係る画像形成装置において、画像形成時に無端ベルトに付着したトナー等の荷電粒子を前記第1ローラにより前記像担持体に接触せしめられている該無端ベルトの部分から該像担持体へ放出するための、前記画像形成時とは異なる電圧を非画像形成時に、前記第1電源部から前記第1ローラへ、前記第2電源部から前記第2ローラへそれぞれ印加させる電源装置制御部による制御は、非画像形成時に該当する全時間にわたり行ってもよいが、無端ベルトの清掃を行えるのであれば、そうする必要はなく、非画像形成時に属する時間の少なくとも一部において行うだけでもよい。

0025

本発明に係る画像形成装置によると、このように、画像形成時に帯電部材である導電性を有する無端ベルトへ付着するトナー等の荷電粒子の該ベルトへの固着化を抑制して該付着した荷電粒子を非画像形成時に円滑に像担持体へ放出でき、それにより該無端ベルトを長寿命化できる。ひいては、それだけ長期にわたり良好な画像形成が可能である。

0026

前記電源装置の制御部による、非画像形成時の第1ローラ、第2ローラそれぞれへの印加電圧の制御は、前記無端ベルトに付着しているトナー等の荷電粒子を第1ローラにより前記像担持体に接触せしめられている該無端ベルトの部分から像担持体へ放出できるものであればよく、その極性や大きさは、画像形成時に無端ベルトに付着するトナー等の荷電粒子の帯電極性等に応じて様々に選択採用することができる。例えば次のものを例示できる。

0027

(1)前記電源装置の制御部は、非画像形成時には少なくとも一部の時間帯で、前記荷電粒子放出のための前記画像形成時とは異なる電圧として、前記第1電源部から前記第1ローラへ前記像担持体帯電用電圧とは逆極性の荷電粒子放出用電圧が印加されるとともに前記第2電源部から前記第2ローラへ該荷電粒子放出用電圧とは逆極性の電圧が印加されるように該第1及び第2の電源部を制御する。
(2)前記電源装置の制御部は、非画像形成時には少なくとも一部の時間帯で、前記荷電粒子放出のための前記画像形成時とは異なる電圧として、前記第1電源部から前記第1ローラへ前記像担持体帯電用電圧とは逆極性の荷電粒子放出用第1電圧が印加されるとともに前記第2電源部から前記第2ローラへ該荷電粒子放出用第1電圧とは逆極性の電圧が印加され、その後ひき続き前記第1電源部から前記第1ローラへ該荷電粒子放出用第1電圧とは逆極性の荷電粒子放出用第2電圧が印加されるとともに前記第2電源部から第2ローラへ該荷電粒子放出用第2電圧とは逆極性の電圧が印加されるように該第1及び第2の電源部を制御することを少なくとも1回行う。

0028

画像形成時において、像担持体帯電用電圧とは逆極性の電圧を第2ローラへ印加することで、無端ベルトに付着したトナー等の荷電粒子を像担持体へ電気的に放出するにあたっては、第2ローラによる無端ベルトの像担持体への圧接力を大きくした方が、該荷電粒子の放出をより円滑、確実に行える。そこで、前記第1ローラによる前記無端ベルトの前記像担持体への圧接力F1と前記第2ローラによる該無端ベルトの該像担持体への圧接力F2との大小関係をF1≦F2に設定してもよい。

0029

また、画像形成時において、像担持体帯電用電圧とは逆極性の電圧を第2ローラへ印加することで、無端ベルトに付着したトナー等の荷電粒子を像担持体へ電気的に放出するにあたっては、第2ローラによる無端ベルトの像担持体への圧接ニップを大きくした方が、該荷電粒子の放出をより円滑、確実に行える。そこで、前記第1ローラの外径R1と前記第2ローラの外径R2との大小関係をR1≦R2に設定してもよい。

発明の効果

0030

以上説明したように本発明によると、回転駆動される像担持体表面を該表面に接触して回転する帯電部材を含む帯電装置で帯電させ、該像担持体帯電域に形成しようとする画像に応じた静電潜像を形成し、該静電潜像を現像してトナー像を形成し、該トナー像を記録媒体に転写定着させることができる画像形成装置であって、画像形成時に帯電部材へ付着するトナー等の荷電粒子の該帯電部材への固着化を抑制して該付着したトナー等の荷電粒子を非画像形成時に円滑に像担持体へ放出でき、それにより帯電部材を長寿命化でき、ひいてはそれだけ長期にわたり良好な画像形成が可能である画像形成装置を提供することができる。

発明を実施するための最良の形態

0031

以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
図1は、本発明に係る画像形成装置の1例を示している。図1に示す画像形成装置は、タンデム型フルカラープリンタである。このプリンタは、駆動ローラ21とこれに対向するローラ22に巻き掛けられた無端の中間転写ベルト3を有している。転写ベルト3は、図示省略のベルト駆動部により駆動される駆動ローラ21により図中反時計方向(図中矢印方向)に回転させることができる。

0032

駆動ローラ21には転写ベルト3上の2次転写残トナー等を清掃するクリーナ4が臨んでいるとともに2次転写ローラ5が臨んでいる。クリーナ4に回収されるトナー等は図示省略の搬送手段にて廃棄容器へ送られる。

0033

2次転写ローラ5の表層部は弾性材料で形成されており、図示省略の押圧手段にて駆動ローラ21に支持された中間転写ベルト3の部分に押圧され、中間転写ベルト3との間にニップ部を形成し、中間転写ベルト3の回転に従動して、或いは、後述するように該ニップ部に送り込まれる記録媒体Sの移動に従動して回転する。2次転写ローラ5には、図示省略の2次転写バイアス電源から2次転写バイアス電圧を印加することができる。

0034

中間転写ベルト3及び2次転写ローラ5の上方には定着装置6が配置されており、下方にはタイミングローラ対7が配置されており、さらにその下方に、図示省略の、記録紙等の記録媒体を収容した記録媒体収容カセットが配置されている。

0035

定着装置6は図示省略のハロゲンランプヒータ等の熱源を内蔵した定着加熱ローラとこれに圧接される加圧ローラとを含むものである。
図示省略の記録媒体収容カセットに収容された記録媒体Sは、図示省略の媒体供給ローラにて1枚ずつ引き出してタイミングローラ対7へ供給することができる。

0036

中間転写ベルト3を巻き掛けたローラ21、22の間には、転写ベルト3に沿って、ローラ21から22に向けて、イエロー画像形成部Y、マゼンタ画像形成部M、シアン画像形成部C及びブラック画像形成部Kがこの順序で配置されている。

0037

Y、M、C、Kの各画像形成部は、像担持体としてドラム型の感光体11を備えており、該感光体の周囲に接触式帯電装置12、画像露光装置13、現像装置14、1次転写ローラ15及びクリーナ16がこの順序で配置されている。

0038

1次転写ローラ15は転写ベルト3を間にして感光体11に対向しており、ベルトの走行従動回転する。1次転写ローラ15には、感光体11上に形成されるトナー像をベルト3へ1次転写するための1次転写バイアス電圧を図示省略の1次転写バイアス電源から印加できる。
露光装置13は、図示省略のパーソナルコンピュータ等から提供される画像情報に応じて、レーザービームを用いて感光体11に画像露光を施せるものである。

0039

各画像形成部における感光体11は、ここでは負帯電性の感光体であり、図示省略の感光体駆動モータにて図中時計方向回りに回転駆動できる。
各画像形成部における帯電装置12は、図2図4にそれぞれ示すように、帯電部材として導電性を有する無端ベルト123を含んでいるとともに該無端ベルトを巻き掛けて感光体11の表面に接触させる第1及び第2の導電性を有するローラ121、122を含んでいる。

0040

第1のローラ121は感光体11の表面移動方向において第2ローラ122の下流側で無端ベルト123を感光体11に接触させており、第2ローラ122は感光体表面移動方向において第1ローラ121の上流側で無端ベルト123を感光体11に接触させている。無端ベルト123は感光体11の回転に従動回転する。

0041

第1ローラ121には第1電源部P1が接続されており、第2ローラ122には第2電源部P2が接続されている。これら電源部P1、P2は帯電装置12に対する電源装置PWを構成している。第1電源部P1は第1ローラ121に直流電圧を印加できる直流電源を含んでおり、第2電源部P2は第2ローラ122に直流電圧を印加できる直流電源を含んでいる。

0042

各画像形成部における現像装置14は、それには限定されないが、本例では、負帯電性トナーを採用するもので、感光体11上に形成される静電潜像を、図示省略の現像バイアス電源から現像バイアス電圧が印加される現像ローラ141で反転現像することができる。

0043

このプリンタにおける各部はプリンタ全体の動作を制御する制御部Contの指示のもとに所定のタイミングで動作する。
前記帯電装置12に対する電源装置PWの第1電源部P1及び第2電源部P2もこの制御部Contの指示のもとに、対応するローラ121又は122へ所定のタイミングで所定の電圧を印加できる。

0044

このプリンタによると、Y、M、C、Kの画像形成部のうち1又は2以上を用いて画像を形成することができる。
画像形成部Y、M、C及びKのすべてを用いてフルカラー画像を形成する場合を例にとると、先ず、イエロー画像形成部Yにおいてイエロートナー像を形成し、これを転写ベルト3に1次転写する。

0045

すなわち、イエロー画像形成部Yにおいて、感光体11が図中時計方向に回転駆動され、帯電装置12にて表面が一様に所定電位に帯電せしめられた感光体11の該帯電域に画像露光装置13からイエロー画像用の画像露光が施され、感光体11上にイエロー用静電潜像が形成される。この静電潜像はイエロートナーを有する現像装置14の現像バイアスが印加された現像ローラ141にて現像されて可視イエロートナー像となり、該トナー像が1次転写ローラ15にて転写ベルト3上に1次転写される。このとき、1次転写ローラ15には図示省略の電源から1次転写バイアス電圧が印加される。

0046

同様にして、マゼンタ画像形成部Mにおいてマゼンタトナー像が形成されて転写ベルト3に転写され、シアン画像形成部Cにおいてシアントナー像が形成されて転写ベルト3に転写され、ブラック画像形成部Kにおいてブラックトナー像が形成されて転写ベルト3に転写される。

0047

イエローマゼンタシアンブラックのトナー像はこれらが中間転写ベルト3上に重ねて転写されるタイミングで形成される。
かくして転写ベルト3上に形成された多重トナー像は転写ベルト3の回動により2次転写ローラ5へ向け移動する。

0048

一方、記録媒体Sが図示省略の記録媒体収容カセットから媒体供給ローラにて引き出され、タイミングローラ対7へ供給され、待機している。

0049

このようにタイミングローラ対7のところで待機する記録媒体Sは、中間転写ベルト3にて送られてくる多重トナー像に合わせて、転写ベルト3と2次転写ローラ5とのニップ部に供給され、図示省略の電源から2次転写バイアス電圧が印加された2次転写ローラ5にて該多重トナー像が記録媒体S上に2次転写される。その後記録媒体Sは定着装置6に通され、そこで多重トナー像が加熱加圧下に記録媒体Sに定着される。記録媒体Sはひき続き、図示省略の排出ローラ対等にて排出トレイに排出される。

0050

トナー像のベルト3への1次転写において感光体11上に残留する転写残トナー等はクリーナ16で清掃除去され、2次転写によりベルト3上に残留する2次転写残トナー等はクリーナ4にて除去清掃される。これら除去されたトナーはそれぞれ図示省略の搬送手段にて廃棄容器へ送られる。

0051

以上説明したように画像形成されるのであるが、画像形成部Y、M、C、Kのそれぞれにおける帯電装置12は次のように動作する。
画像形成時には、図2に示すように、制御部Contの指示のもとに、第1電源部P1から第1ローラ121へ感光体帯電用電圧(本例では−1100V)が印加され、第2電源部P2から第2ローラ122へ感光体帯電用電圧とは逆極性の電圧(本例では+300V)が印加される。

0052

このように第1ローラ121に感光体帯電用電圧が印加されることで、第1ローラ121により感光体11表面に圧接されている導電性を有する無端ベルト123の部分を介して感光体11表面が画像形成に要求される電位に帯電し、画像露光装置13による静電潜像の形成が可能となる。

0053

このとき、第1ローラ121により圧接されている無端ベルト123部分へ到来することがある感光体11上のトナーやその外添剤のうち正規の帯電極性とは逆極性に帯電した荷電粒子(本例ではプラス荷電粒子)t1は、第1ローラ121への感光体帯電用電圧印加(本例では−1100Vの印加)のために無端ベルト123に付着する。正規極性に帯電したトナー等は無端ベルト123に付着せず、そのまま感光体表面移動方向へ移動していく。なお、このように感光体11表面に存在するトナー等は、本例では主として前記の感光体クリーナ16で除去されずに通過しくるものである。

0054

このように無端ベルト123に付着するプラス荷電粒子t1は無端ベルト123の回動によって第2ローラ122へ到来し、そのとき第2ローラ122には感光体帯電用電圧とは逆極性の電圧(本例では+300V)が印加されているので、無端ベルト123に付着したプラス荷電粒子は無端ベルト123から感光体11へ電気的に放出され、無端ベルト123に固着してしまうことが抑制される。このプラス荷電粒子t1は再び無端ベルト123と感光体11との間に挟まれた状態で第1ローラ121へ到来することで再び第1ローラ121上の無端ベルト123部分に付着するが、無端ベルト123の回動によって再び第2ローラ122へ到来することで無端ベルト123から感光体へ放出される。かくして、画像形成時における無端ベルト123上のプラス荷電粒子t1は無端ベルト123に対する付着脱離を繰り返し、該無端ベルトへの固着が抑制される。

0055

そして、制御部Contは、非画像形成時の少なくとも一部の時間帯で(例えば、画像形成後のエンドシーケンス処理時に)、無端ベルト123に付着したトナー等の荷電粒子t1を、第1ローラ121により感光体11に接触せしめられている無端ベルト123の部分から感光体11へ放出するための前記画像形成時とは異なる電圧を第1電源部P1から第1ローラ121へ、第2電源部P2から第2ローラ122へそれぞれ印加させる(図3参照)。本例では、このとき第1ローラ121に印加される電圧は+300Vであり、第2ローラ122へ印加される電圧は−300Vである。

0056

これにより、画像形成時に無端ベルトに付着した荷電粒子t1が感光体11へ放出され、無端ベルトがクリーニングされる。感光体11へ放出されたトナー等はクリーナ16により清掃される。
非画像形成時には、プラス荷電粒子t1とは逆極性のトナー等のマイナス荷電粒子t2が無端ベルト123に付着するが、この粒子t2は、第1ローラ121に+300Vが、第2ローラ122に−300Vが印加されていることで、無端ベルト123に対して付着脱離を繰り返し、無端ベルト123への固着が抑制される。そしてこの荷電粒子t2は画像形成時に感光体11へ放出される。

0057

ところで、無端ベルト123には、図2図3にそれぞれ鎖線で例示するように弱帯電した粒子t3が付着することがある。このような弱帯電粒子は、既述の第1ローラ121、第2ローラ122への印加電圧制御だけでは感光体11へ放出し難い場合がある。

0058

そこで、非画像形成時において、例えば、先ず、図3に示すように荷電粒子(本例ではプラス荷電粒子t2)放出のための電圧として第1ローラ121に正極性の電圧(本例では+300V)を、第2ローラ122に負極性の電圧(本例では−300V)を印加する第1モードを実行し、その後ひき続き、図4に示すように、弱帯電荷電粒子t3を放出するために第1ローラ121に負極性の電圧(例えば−300V)を、第2ローラ122に正極性の電圧(例えば+300V)をそれぞれ印加する第2モードを実行してもよい。さらには、このような第1、第2のモードの組み合わせを複数回繰り返してもよい。

0059

以上、無端ベルト123に付着するトナー等の荷電粒子の感光体11への放出のためのローラ121、122への印加電圧の具体例を挙げて説明したが、ローラ121、122への印加電圧の制御はそれに限定されない。無端ベルト123に付着しているトナー等の荷電粒子を最終的に、第1ローラ121により感光体11に接触せしめられている無端ベルト123の部分から感光体11へ放出できるものであればよく、その極性や大きさは、画像形成時等に無端ベルト123に付着するトナー等の荷電粒子の極性等に応じて様々に選択採用することができる。例えば荷電粒子を像担持体へ放出するモードが複数モードで構成され、それらモードに、極性は同じで電圧の大きさだけが変化するような複数のモードが含まれていてもよい。

0060

以上の説明では、第1ローラ121、第2ローラ122のそれぞれの外径は同じであり、それらローラによる無端ベルト123の感光体11への圧接力は実質上同一のものであるが、次のようにしてしもよい。

0061

すなわち、画像形成時において、感光体帯電用電圧とは逆極性の電圧を第2ローラ122へ印加することで、無端ベルト123に付着したトナー等の荷電粒子を感光体11へ電気的に放出するにあたっては、第2ローラ122による無端ベルト123の感光体11への圧接力を大きくした方が、該荷電粒子の放出をより円滑、確実に行える。そこで、第1ローラ121による無端ベルト123の感光体11への圧接力F1と第2ローラ122による無端ベルト123の感光体11への圧接力F2との大小関係をF1≦F2に設定してもよい。

0062

また、画像形成時において、感光体帯電用電圧とは逆極性の電圧を第2ローラ122へ印加することで、無端ベルト123に付着したトナー等の荷電粒子を感光体11へ電気的に放出するにあたっては、第2ローラ122による無端ベルト123の感光体11への圧接ニップを大きくした方が、該荷電粒子の放出をより円滑、確実に行える。そこで、第1ローラ121の外径R1と第2ローラ122の外径R2との大小関係をR1≦R2に設定してもよい。

0063

また、図2図4に示す帯電装置12では、無端ベルト123を巻き掛けるローラとして第1、第2のローラ121、122のみを採用しているが、さらに多くのローラを採用してもよい。例えば、第3のローラをさらに採用し、ローラ121、122を含む合計3本のローラに側面からみて3角形状に無端ベルトを巻き掛けてもよく、さらに第4のローラを採用し、ローラ121、122を含む合計4本のローラに側面からみて4角形状に無端ベルトを巻き掛ける等してもよい。また、ローラ121、121の間に感光体11表面に沿ってさらに1又は2本以上のローラを配置することも許される。

0064

以上、タンデム型のフルカラー画像形成装置を例とって説明してきたが、本発明は、他のタイプのカラー画像形成装置にも適用でき、モノクロ画像形成装置にも適用できる。

0065

本発明は、回転駆動される像担持体表面を該表面に接触して回転する帯電部材を含む帯電装置で帯電させ、該像担持体帯電域に形成しようとする画像に応じた静電潜像を形成し、該静電潜像を現像してトナー像を形成し、該トナー像を記録媒体に転写定着させることができる画像形成装置であって、画像形成時に帯電部材へ付着するトナー等の荷電粒子の該帯電部材への固着化を抑制して該付着した荷電粒子を非画像形成時に円滑に像担持体へ放出でき、それにより帯電部材を長寿命化でき、それだけ長期にわたり良好な画像形成が可能である画像形成装置を提供することに利用できる。

図面の簡単な説明

0066

本発明に係る画像形成装置の1例の概略構成を示す図である。
図1の画像形成装置における感光体帯電装置の画像形成時の様子を示す図である。
図1の画像形成装置における感光体帯電装置の非画像形成時のクリーニングの様子を示す図である。
図1の画像形成装置における感光体帯電装置の非画像形成時のさらなるクリーニングの様子を示す図である。

符号の説明

0067

Yイエロー画像形成部
Mマゼンタ画像形成部
Cシアン画像形成部
Kブラック画像形成部
11感光体
12帯電装置
121 第1ローラ
122 第2ローラ
123無端ベルト
PW帯電装置用の電源装置
P1 第1電源部
P2 第2電源部
13画像露光装置
14現像装置
141現像ローラ
15 1次転写ローラ
16クリーナ
21駆動ローラ
22対向ローラ
3中間転写ベルト
4 クリーナ
5 2次転写ローラ
6定着装置
7タイミングローラ対
S記録媒体
Cont 制御部

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