JP2002040825A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 オゾンの発生を防止しながら、剥離放電に伴
うトナーの飛び散りを防止する。 【解決手段】 中間転写体型の画像形成装置の二次転写
手段４に、前記中間転写体２のトナー担持面側に接触配
置される接触転写部材５と、前記中間転写体２を挟んで
前記接触転写部材５に対向し且つ当該中間転写体２に接
触配置される対向部材６と、前記接触転写部材５と前記
対向部材６との間に所定の二次転写バイアスを印加する
バイアス印加手段７とを具備させた画像形成装置におい
て、前記中間転写体２と前記接触転写部材５との間に形
成される転写ニップＮ出口側で当該転写ニップＮ通過直
後の記録媒体Ｋのトナー担持面裏面と接するように配設
され、導電性を有し且つ前記接触転写部材５と電気的に
接続される接触除電部材８を備えた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、中間転写体を用
いた電子写真複写機やレーザープリンタ等の画像形成装
置に係り、詳細には、中間転写体を介して感光体ドラム
等の像担持体上に形成されたトナー像を用紙等の記録媒
体に転写するタイプの画像形成装置の改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】多色画像を形成する画像形成装置の方式
の一つに、像担持体上に形成した各色トナー画像を、無
端状ベルトからなる中間転写ベルト（中間転写体）に順
次重ね転写（一次転写）してゆき、その後一括して記録
媒体に重ねトナー画像を転写（二次転写）する中間転写
型画像形成装置がある。このような画像形成装置におい
て、二次転写装置としては、例えば前記中間転写ベルト
のトナー像担持面に接触配置される転写ロールと、この
中間転写ベルトを挟んで転写ロールに対向配置されるバ
ックアップロールと、これら転写ロール及びバックアッ
プロールを介して転写バイアスを印加するバイアス印加
手段とを備えたものが知られている。このような二次転
写装置では、中間転写ベルトと転写ロールとの間に形成
される転写ニップ部を記録媒体が通過する際、転写ロー
ル−バックアップロール間に所定極性の転写バイアスを
印加することで、記録媒体に中間転写ベルト上のトナー
像を転写するようになっている。

【０００３】ところで、最近、懸濁重合法、溶解懸濁
法、乳化重合法等の造粒方法により製造したトナー（所
謂球形トナー）を用いる画像形成装置が開示・使用され
てきている。上記製造方法により、従来不定形だったト
ナー形状を略球形にすることが可能となり、その形状ゆ
え、トナーの像担持体や中間転写体への付着力が小さく
なることから、転写されずに残るトナーが少なくなり、
転写率が高くなる。よって、転写されずに回収・廃棄さ
れるトナーの量が減少するため、画像形成にかかるコス
トの節約や、環境への負荷を減らすことが可能となると
いう利点を有している。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】このような球形トナー
を使いこなすときの問題点として、次のようなものがあ
る。すなわち、中間転写体方式の画像形成装置に上述し
た球形トナーを導入すると、特に記録媒体の含水率が低
い場合、ハーフトーン画像上に、周囲より濃度の高い長
さ数ｍｍの線状模様が多数見られるような画質欠陥が発
生する。これは、記録媒体への二次転写直後で発生し、
その原因は、記録媒体が転写ロールから離れる時、記録
媒体と転写ロールとの間で起こる剥離放電により、トナ
ーが飛び散るためである。前記画質欠陥は、剥離放電が
発生した時に、トナーの記録媒体に対する付着力が小さ
ければそれだけ飛び散り易くなるため、転写率の良いト
ナーであればあるほどより目立つものとなる。よって、
球形トナーを使用する画像形成装置においては深刻な問
題となり、高い転写率と画質欠陥のない優れた画像を両
立させるためには、これを改善する手段が必要となる。

【０００５】このような画質欠陥を改善する方法とし
て、従来より、中間転写体方式に限らず、記録媒体が転
写ロールから剥離する位置にコロトロン型の除電手段を
設けるようにしたものが知られている。この技術では、
転写直後、コロトロンにより記録媒体を裏面から除電す
ることで剥離放電を防止することができ、前記画質欠陥
の改善、記録媒体の剥離性を向上させるといった効果が
ある。しかしながら、この技術では、コロナ放電を利用
するため、人体に有害なオゾンを大量に発生するため、
オゾンフィルターが必要となる他、転写用とは別に除電
用の高圧電源を必要とするため、装置が複雑化する上に
コストアップも招いてしまうという問題がある。

【０００６】また、転写ニップ部下流側近傍に、記録媒
体の裏面に対して放電を行う鋸歯状の放電電極部材を配
設し、電極部材に高電圧を印加することで、欠陥を改善
する技術が既に知られている（例えば特開平６−２３０
６８１号公報、特開平９−２５８５６５号公報参照）。
この技術では、鋸歯先端と記録媒体裏面との間で局所的
な放電を発生させることで記録媒体を除電し、記録媒体
の剥離性の確保及び剥離放電の緩和を行うことができ
る。しかしながら、球形トナー特有の線状飛び散りは転
写ロールと記録媒体の剥離点直後で発生するのである
が、直径の小さい２つのロール間で形成される中間転写
方式の二次転写部に鋸歯状の放電電極部材を導入するに
は、２つのロールの接触部付近まで電極を挿入しなけれ
ばならないことになる。すると、このような態様にあっ
ては、放電電極部材が記録媒体排出経路へ干渉してしま
い、紙詰まり、転写ロールに接触することで起こるロー
ル摩耗や、ひどい場合には転写ロールに対して鋸歯が突
き刺さるといった問題が生じる。また、放電を利用する
ため、コロトロン型除電器よりは少ないが、やはりオゾ
ンも発生するし、高圧電源も必要となる。

【０００７】上述した鋸歯型除電器ほど電極を奥まで挿
入せずにトナー飛び散りを改善する手段として、特開２
０００−１９８５６号公報記載の技術がある。これは、
記録媒体と転写ロールとの間で形成されるくさび領域
に、転写ロールと微小間隔を保った位置に金属薄板の放
電電極部材を配設し、放電電極部材と転写ロールとの間
に高電圧をかけることで微小ギャップ放電を発生させ、
発生したイオンにより記録媒体を除電して剥離放電を防
止する方法である。この方法では、トナー飛び散りに一
定の改善効果がある。しかしながら、この技術において
も、放電現象を利用しているため、コロトロン型の除電
器よりは格段に少ないが、オゾンの発生が伴う。また、
コロトロン型の除電器と同様に除電用の電源が必要なの
で、コスト高となる。加えて、記録媒体と転写ロールと
の間隔を約０．１ｍｍに保たなければならないが、金属
電極の歪みや転写ロールの外径ばらつきのためにこの間
隔が狂うと、放電むらによる白筋が発生したり、トナー
飛び散りに十分な効果が得られなくなってしまう。

【０００８】本発明は、以上の技術的課題を解決するた
めになされたものであって、オゾンの発生を防止しなが
ら、剥離放電に伴うトナーの飛び散りを防止することの
できる画像形成装置を提供するものである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】すなわち、本発明は、図
１（ａ）（ｂ）に示すように、トナー像Ｔが形成担持さ
れる像担持体１と、前記像担持体１に対向配置される中
間転写体２と、前記中間転写体２上に前記像担持体１上
のトナー像Ｔを転写する一次転写手段３と、記録媒体Ｋ
に前記中間転写体２上のトナー像Ｔを転写する二次転写
手段４とを備え、前記二次転写手段４には、前記中間転
写体２のトナー担持面側に接触配置される接触転写部材
５と、前記中間転写体２を挟んで前記接触転写部材５に
対向し且つ当該中間転写体２に接触配置される対向部材
６と、前記接触転写部材５と前記対向部材６との間に所
定の二次転写バイアスを印加するバイアス印加手段７と
を具備させた画像形成装置において、前記中間転写体２
と前記接触転写部材５との間に形成される転写ニップＮ
出口側で当該転写ニップＮ通過直後の記録媒体Ｋのトナ
ー担持面裏面と接するように配設され、導電性を有し且
つ前記接触転写部材５と電気的に接続される接触除電部
材８を備えたことを特徴とする。

【００１０】このような技術的手段において、本発明
は、一つの像担持体１を複数回転させて中間転写体２へ
各色のトナー像Ｔを順次転写する態様のものに限られる
ものではなく、複数の像担持体１を備えた態様（例えば
四つの像担持体を並列配置して中間転写体２へ各色のト
ナー像Ｔを転写する態様）をも含むものである。また、
像担持体１は、トナー像Ｔを担持可能なものであれば感
光体、誘電体等適宜選定して差し支えなく、その形状に
ついてもドラム状、ベルト状を問わず、更に、トナー像
Ｔの形成方式についても、少なくともトナー像Ｔが形成
されるものであれば、電子写真方式、静電記録方式等適
宜選定して差し支えない。また、中間転写体２として
は、その形状はベルト状、ドラム状を問わない。

【００１１】更に、一次転写手段３は、像担持体１上の
トナー像Ｔを中間転写体２上に転写するものであれば、
その転写方式に関しては適宜選定して差し支えなく、接
触転写方式、非接触転写方式を問わないが、オゾン発生
の防止という観点からすれば、接触転写方式を採用する
ことが好ましい。

【００１２】一方、二次転写手段４については、中間転
写体２のトナー担持面側に接触配置される接触転写部材
５と、前記中間転写体２を挟んで前記接触転写部材５に
対向し且つ当該中間転写体２に接触配置される対向部材
６と、前記接触転写部材５と前記対向部材６との間に所
定の二次転写バイアスを印加するバイアス印加手段７と
を具備させたものであり、接触転写方式が前提となる。

【００１３】ここで、接触転写部材５については、例え
ば転写ロール等が用いられる。一方、対向部材６につい
ては、例えば中間転写体２としてベルト形状のものを採
用する態様にあっては、例えば接触転写部材（転写ロー
ル等）に中間転写ベルトを挟んで対向配置される対向ロ
ール等が用いられ、中間転写体２としてドラム形状のも
のを採用する態様にあっては、例えば中間転写ドラムの
基材（例えば金属素管）等が用いられる。

【００１４】また、バイアス印加手段７は、前記接触転
写部材５と前記対向部材６との間に所定の二次転写バイ
アスを印加することで、記録媒体Ｋに前記中間転写体２
上のトナー像Ｔを転写できるものであれば、その極性
や、接触転写部材５又は対向部材６のどちら側から二次
転写バイアスを印加するか、等については適宜選定して
差し支えない。

【００１５】更に、接触除電部材８は、前記中間転写体
２と前記接触転写部材５との間に形成される転写ニップ
Ｎ出口側で当該転写ニップＮ通過直後の記録媒体Ｋのト
ナー担持面裏面と接するように配設されるものであれ
ば、その形状については適宜選定して差し支えないが、
記録媒体Ｋと接触する際に、記録媒体の走行を不能とさ
せたり、画像の乱れを発生させたりしないという観点か
らすれば容易に弾性変形するブラシ形状のものを用いる
ことが好ましい。

【００１６】そして、接触除電部材８は、導電性を有し
且つ前記接触転写部材５と電気的に接続されること、す
なわち、これら接触除電部材８及び接触転写部材５に同
極性の電流が流れるようにすることが必要となる。ここ
で、環境条件に関係なく良好な転写画像を得るという観
点からすれば、前記記録媒体Ｋが前記転写ニップＮを通
過する際に前記接触転写部材５に流れる電流をＩ_r、前
記接触除電部材８に流れる電流をＩ_bとしたとき、 １＜Ｉ_r／Ｉ_b＜２００ の関係を満たすよう設計を行うことが好ましい。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、添付図面に示す実施の形態
に基づいてこの発明を詳細に説明する。 ◎実施の形態１ 図２は本発明が適用されたカラー画像形成装置の実施の
形態１の概略構成を示す。同図において、本実施の形態
に係るカラー画像形成装置は、例えば電子写真方式にて
各色成分トナー像が形成される複数の画像形成ユニット
１０（具体的には１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｂｋ）
と、各画像形成ユニット１０にて形成された各色成分ト
ナー像を順次転写（一次転写）保持させる中間転写ベル
ト２０と、中間転写ベルト２０上に転写された重ね画像
を記録媒体としての用紙Ｐに一括転写させる二次転写手
段としての二次転写装置４０とを備えたものである。

【００１８】本実施の形態において、各画像形成ユニッ
ト１０は、矢線Ａ方向に回転する像担持体としての感光
体ドラム１１の周囲に、感光体ドラム１１が帯電される
帯電ロール１２、感光体ドラム１１上に静電潜像が書込
まれる図示外のレーザービームスキャナ（図中露光ビー
ムを符号Ｂｍで示す）、各色成分トナーが収容されて感
光体ドラム１１上の静電潜像が可視像化される現像器１
３、感光体ドラム１１上の各色成分トナー像を中間転写
ベルト２０に転写する一次転写手段としての一次転写ロ
ール１４、感光体ドラム１１上の残留トナーが除去され
るドラムクリーナ１５などの電子写真用デバイスを順次
配設したものである。

【００１９】ここで、感光体ドラム１１は、金属の薄肉
の円筒形ドラム上に有機感光体を形成したものであり、
ドラム径は３０ｍｍで、夫々が周速度２００ｍｍ／ｓｅ
ｃにて回転駆動される。また、帯電ロール１２は、金属
シャフトに導電性のウレタンゴムを被覆してなり、金属
シャフトに対しプラスの直流電圧に正弦波の交流電圧を
重畳して印加することで、感光体ドラム１１を例えば−
５００Ｖに帯電させるようになっている。更に、図示外
のレーザービームスキャナから発せられた露光ビームＢ
ｍ（破線矢印で表示）は、画像信号に応じた露光を行
い、感光体ドラム１１表面の電位を例えば−２００Ｖへ
落とすことで、画像情報に応じた静電潜像を形成する。
更にまた、現像器１３は、夫々、イエロー、マゼンタ、
シアン、ブラックのトナーと、磁性体を半導電性の物質
でコートしてなるキャリアとが混合された二成分現像剤
を内蔵しており、両者を摩擦することでトナーをマイナ
スに帯電させ、その後、現像スリーブ上に搬送され、ス
リーブに印加された現像バイアスにより感光体ドラム１
１の露光部に反転現像される。

【００２０】ここで、本実施の形態で使用したトナー
は、懸濁重合法、乳化凝集合一法、溶解懸濁法等によ
り、ポリエステルやスチレンアクリルなどのバインダー
樹脂に着色剤、ワックスを内添してなる微粒子である。
粒径は、コールターカウンター（コールター社製）で測
定した体積平均粒径が約５μｍであり、粒度分布指標
（ＧＳＤ）は１．２３であった。トナー形状（球形の度
合）は形状係数で表し、光学顕微鏡（ミクロフォトＦＸ
Ａ；ニコン社製）で得た該トナーの拡大写真を、イメー
ジアナライザーＬｕｚｅｘ３（ニレコ社製）により画像
解析を行い、次の式で算出した。

【００２１】

【数１】

【００２２】上式は、トナーの投影面積と、それに外接
する円の面積との比で表しており、真球で１００とな
り、形状が球形から離れるにつれ、数字が大きくなって
いく。形状係数が小さければ、転写の際に転写されずに
残るトナー量が減少してゆくため、トナーの形状係数は
１００〜１４０である事が望ましく、ここではイエロ
ー、マゼンタ、シアン、ブラック４色のトナーにおい
て、１２９〜１３４の範囲であった。そして、該トナー
には、平均粒径５〜２００ｎｍのシリカ及びチタニア等
の無機微粒子を複数種類、それぞれ適量外添し、二成分
現像剤とした。

【００２３】また、中間転写ベルト２０は、複数（本実
施の形態では３つ）の支持ロール２１〜２３に掛け渡さ
れている。ここで、支持ロール２１は中間転写ベルト２
０の駆動ロール、支持ロール２２は中間転写ベルト２０
の張力を調整するテンションロール、支持ロール２３が
後述するように二次転写装置４０のバックアップロール
である。

【００２４】この中間転写ベルト２０は、導電性の無端
状ベルトであり、その材質はポリイミドからなり、カー
ボンブラックを適当量含有させることで導電性を付与し
ている。中間転写ベルト２０の抵抗は、高抵抗・微小電
流計（アドバンテスト社製Ｒ８３４０Ａ）にＨＲプロー
ブ（三菱油化社製）を接続し、このＨＲプローブに１０
０Ｖを印加することで測定した結果、表面抵抗率は１０
⁸〜１０¹³Ω／□、体積抵抗率は１０⁶〜１０¹³Ω・ｃｍ
の範囲であった。また中間転写ベルト２０のサイズは、
最大プリント画像サイズより大きいことが必要で、且つ
その周長は、各色トナー像の色ずれ防止という観点か
ら、感光体ドラム１１の周長の整数倍であることが望ま
しく、本実施例では幅３３０ｍｍ、周長４７１ｍｍ（感
光体ドラム１１の周長の５倍）、厚み９０μｍのものを
用いた。

【００２５】また、一次転写ロール１４は、導電性の発
泡ウレタンゴムが金属シャフトに被覆されたものであっ
て、各感光体ドラム１１にバネ等で押し付ける形で配設
されている。そして、一次転写ロール１４には、トナー
の帯電極性と逆極性のバイアスを印加することで、感光
体ドラム１１上のトナー像が中間転写ベルト２０に静電
転写されるようになっている。本実施の形態では、各一
次転写ロール１４への印加バイアスが、ＤＣ２０μＡに
定電流制御される。

【００２６】更に、二次転写装置４０は、図２に示すよ
うに、中間転写ベルト２０のトナー担持面側に圧接配置
される接触転写部材としての二次転写ロール２４と、中
間転写ベルト２０の裏面側に配置されて二次転写ロール
２４の対向電極をなす対向部材としてのバックアップロ
ール２３とを備えている。尚、二次転写装置４０の詳細
については後述する。

【００２７】そして、二次転写装置４０下流側の中間転
写ベルト２０には、二次転写後に中間転写ベルト２０に
残留したトナーを除去するベルトクリーナ２５が配設さ
れている。また、用紙搬送系は、図示外の用紙トレイか
ら用紙Ｐを繰り出し、搬送ロール５１で搬送し、レジス
トロール５２にて一時停止させた後、所定のタイミング
で搬送シュート５３を介して二次転写位置へと送り込む
ようになっており、その後、図示外の定着装置へと搬送
するようになっている。

【００２８】次に、二次転写装置４０について詳細に説
明する。図３は、二次転写装置４０の要部拡大図を示
す。本実施の形態において、バックアップロール２３
は、ＳＵＳ合金の芯金２３ａの周囲に、カーボンを適量
添加して導電性を付与したシリコン、ＥＰＤＭなどのゴ
ム材からなる導電ゴム層２３ｂを被覆したものを用い
た。芯金２３ａは直径１６ｍｍ、導電ゴム層２３ｂの厚
みは７ｍｍ、幅は３２０ｍｍとした。抵抗は、金属板上
にバックアップロール２３を荷重５ｋｇで接触させ、高
抵抗微小電流計（アドバンテスト社製Ｒ８３４０Ａ）を
使い、１００Ｖ印加時の抵抗値を測定した。測定された
抵抗値は、１０⁵〜１０⁹Ωであった。尚、抵抗値が１０
⁹Ωを超えると、印加する二次転写電圧が著しく高くな
ってしまい、本装置では使うことができなかった。

【００２９】一方、二次転写ロール２４は、ＳＵＳ合金
の芯金２４ａの周囲にカーボンを適量添加して導電性を
付与した発泡ポリウレタンゴムの導電ゴム層２４ｂを形
成し、更に導電性のポリウレタンチューブ２４ｃを被覆
したものを用いた。芯金２４ａは直径１６ｍｍ、導電ゴ
ム層２４ｂ及びポリウレタンチューブ２４ｃの厚みは計
７ｍｍ、幅は３２０ｍｍとした。抵抗は、バックアップ
ロール２３と同じ方法で測定した結果、１０⁵〜１０⁹Ω
であった。尚、バックアップロール２３と同様に、抵抗
値が１０⁹Ωを超えると、印加する二次転写電圧が著し
く高くなってしまい、本装置では使うことができなかっ
た。

【００３０】また、バックアップロール２３には、マイ
ナスのバイアスを印加するバイアス印加手段としての直
流電源７１が接続されており、他方、二次転写ロール２
４は接地されている。そして、本実施の形態では、二次
転写ロール２４と中間転写ベルト２０との間に形成され
る転写ニップＮのニップ幅が、１０ｍｍに設定される。

【００３１】この転写ニップＮの出口側には、転写ニッ
プＮ通過直後の用紙Ｐのトナー担持面裏面と接するよう
に、除電ブラシ６０が配設されている。この除電ブラシ
６０は、図３及び図４に示すように、保持部６０ａとブ
ラシ部６０ｂとを有している。ここで、保持部６０ａ
は、幅約１ｍｍの帯数本でブラシを編みこんでおり、ブ
ラシと帯とは接着剤で固定されている。また、保持部６
０ａは、画像形成装置に対して導電性の両面テープで固
定されており、このテープにより、ブラシの各々の束の
導通を取っているのと同時に、保持部６０ａの端部に接
続された電極と併せて電流路を形成している。。また、
ブラシ部６０ｂは、硫化銅を化学結合させ導電性を付与
したアクリル繊維でできており、１本１０デニールの繊
維を、６０本ひきそろえたものを１束とし、これを１ｍ
ｍピッチで直列に並べたものを使用した。そして、ブラ
シ部６０ｂの幅Ｗは３１０ｍｍ、保持部６０ａの長さＬ
_Hは５ｍｍ、ブラシ部６０ｂの長さＬ_Bは５ｍｍとし、ブ
ラシ部６０ｂの先端が転写ニップＮ出口に位置するよう
に配置した。また、繊維の抵抗率は、１０^-2Ω・ｃｍで
あった。

【００３２】そして、本実施の形態では、除電ブラシ６
０が二次転写ロール２４と電気的に接続され、共に接地
される。

【００３３】尚、ブラシ材質としては、アクリルの他
に、ポリエステル、レーヨン、ナイロンフッ素繊維等の
合成繊維にカーボンブラックを分散させて導電性を付与
したもの、チタンニッケル合金、ステンレス鋼などの金
属繊維を使用することが出来る。また、用紙走行性への
干渉を防ぐという観点から、繊維の反発力が小さいもの
が望ましい。繊維抵抗は、後述するように、転写ロール
抵抗とのバランスが重要であるが、除電効果を持たすた
めには、１０⁵Ω・ｃｍ以下が望ましい。

【００３４】次に、本実施の形態に係るカラー画像形成
装置の作像プロセスについて説明する。今、図示外のス
タートスイッチがオン操作されると、所定の作像プロセ
スが実行される。具体的に述べると、例えば、このカラ
ー画像形成装置をデジタルカラー複写機として構成する
場合には、図示しない原稿台にセットされる原稿をカラ
ー画像読み取り装置により読み取り、その読み取り信号
を画像信号処理手段によりデジタル画像信号に変換して
メモリーに一時的に蓄積し、その蓄積されている４色
（Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｂｋ）のデジタル画像信号に基づいて各
色のトナー像形成を行なわせるようにする。

【００３５】すなわち、画像信号処理手段から入力され
る各色のデジタル画像信号に応じて画像形成ユニット１
０（具体的には１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｂｋ）を
夫々駆動する。そして、各画像形成ユニット１０では、
帯電ロール１２により一様に帯電された感光体ドラム１
１に前記デジタル信号に応じた静電潜像を露光ビームＢ
ｍにて夫々書き込ませる。そして、これらの各静電潜像
を各色のトナーを収容した現像器１３により現像して上
記各色のトナー像を形成させる。尚、このカラー画像形
成装置をプリンタ等の装置として構成する場合には、外
部などから画像信号処理手段に入力される画像信号に基
づいて各色のトナー像形成を行うようにすればよい。

【００３６】そして、各感光体ドラム１１上に形成され
たトナー像は、各感光体ドラム１１と中間転写ベルト２
０とが接する一次転写位置で一次転写ロール１４によっ
て感光体ドラム１１から中間転写ベルト２０の表面に順
次転写される。また、一次転写後に感光体ドラム１１上
に残留するトナーは、ドラムクリーナ１５にてクリーニ
ングされる。

【００３７】このようにして中間転写体ベルト２０に一
次転写されたトナー像は、中間転写ベルト２０上で重ね
合わされ、中間転写ベルト２０の回動に伴って二次転写
位置へと搬送される。一方、用紙Ｐは所定のタイミング
で二次転写位置へと供給され、中間転写ベルト２０を介
しバックアップロール２３に対して二次転写ロール２４
が用紙Ｐをニップする。

【００３８】そして、二次転写位置において、二次転写
ロール２４とバックアップロール２３との間に形成され
る転写電界の作用で、中間転写ベルト２０上に担持され
たトナー像が用紙Ｐに二次転写される。このとき、バッ
クアップロール２３には、直流電源７１よりマイナスの
バイアスが印加される一方、二次転写ロール２４及び除
電ブラシ６０は同一のアースに接続されており、バック
アップロール２３に例えば−２ｋＶを印加することで、
用紙Ｐと中間転写ベルト２０との間に電界を作用させ、
トナーを用紙Ｐに静電的に引き寄せて用紙Ｐに静電転写
させる。そして、転写ニップＮを通過した用紙Ｐは、通
過直後に中間転写ベルト２０と除電ブラシ６０とで挟ま
れた領域を通過するが、その際、用紙Ｐのトナー担持面
裏面がブラシ部６０ｂ先端に触れることで、転写時に用
紙Ｐ裏面に蓄積した電荷をアースに逃がす。その後、ト
ナー像を保持した用紙Ｐは定着装置（図示外）を通過す
ることでトナー像の定着処理がなされる。また、二次転
写後の中間転写ベルト２０上に残留したトナーは、ベル
トクリーナ２５によってクリーニングされる。

【００３９】このように、転写ニップＮ通過直後の用紙
Ｐのトナー担持面裏面に除電ブラシ６０を接触させて除
電を行うようにすることで、オゾンを発生させることな
く、剥離放電及びこれに伴う画質不良（トナーの飛び散
り）を防止することができる。

【００４０】本実施の形態では、除電ブラシ６０のブラ
シ部６０ｂの先端が転写ニップＮ出口に位置するよう配
置を行ったが、これは、本発明者が転写ニップＮ出口と
ブラシ部６０ｂの先端位置との関係を調べた実験により
決定したものである。次にこの実験の詳細を説明する。
本発明者は、図３におけるブラシ部６０ｂの長さＬ
_B（以下必要に応じてブラシ長という）を３〜６ｍｍの
間で１ｍｍ刻みで異ならせた場合及びブラシを取り付け
ない場合の夫々について画質不良（トナー乱れ）及び薄
紙の転写画質の良否を評価した。尚、この実験におい
て、除電ブラシ６０の保持部６０ａとブラシ部６０ｂと
の境界部（以下、必要に応じてブラシ根本という）と転
写ニップＮ出口との間の距離は５ｍｍとした。また、ト
ナー乱れの評価は、トナー画像密度３０％のブラックの
ハーフトーン画像を用紙Ｐのほぼ全面に印刷し、トナー
乱れの程度を３段階で評価した（○…未発生、△…僅か
に発生、×…発生）。実験環境は１０℃、１５％ＲＨの
低温低湿環境で行い、用紙Ｐとしては、富士ゼロックス
オフィスサプライ社製のＬ紙Ａ３サイズを、前記環境に
２４時間放置したものを用いた。また、薄紙の画質評価
は、上記と同じ画像を、富士ゼロックスオフィスサプラ
イ社製のＳ紙に印刷し、先端部に画像の乱れがないかを
有り（×）、無し（○）で評価した。

【００４１】結果を図５に示す。ブラシ無し及びブラシ
長Ｌ_Bが４ｍｍ以下の場合では、転写ニップＮ通過直後
の用紙裏面の電荷を逃すことができず、トナー飛び散り
が発生した。一方、ブラシ長Ｌ_Bが５ｍｍ以上の場合で
は、転写ニップＮ通過直後の用紙裏面をブラシが触り、
二次転写時に蓄積された表面電荷をうまく逃してやるこ
とで、剥離放電が緩和され、トナー飛び散りの発生を防
止することができた。しかし、ブラシ長Ｌ_Bが６ｍｍの
場合には、薄紙の先端のトナー画像に白筋等の乱れが発
生した。これは、ブラシ先端が転写ニップＮ出口側の用
紙走行経路に対して大きく干渉したため、用紙Ｐの走行
経路が中間転写ベルト２０側に押しやられてしまい、ト
ナー像が中間転写ベルトへと逆転写されてしまったため
と推測される。以上より、ブラシ部６０ｂの先端位置
は、ほぼ転写ニップＮ出口に位置させるのがよく、ま
た、同じ理由から、ブラシ部６０ｂは出来る限り二次転
写ロール２４側に添わせるのが良く、また、その弾性
は、用紙Ｐとの接触時にブラシ自身がたわむことで干渉
を避けるよう小さい方が良いことが確認できた。

【００４２】また、本実施の形態では、バックアップロ
ール２３に直流電源７１を接続し、二次転写ロール２４
及び除電ブラシ６０を接地するようにしていたが、これ
は、次の理由による。本発明者は、各々の部材（バック
アップロール２３、二次転写ロール２４及び除電ブラシ
６０）の電気的接続として、高圧電源を少なくして低コ
ストにしたい、すなわち、除電ブラシ６０には独立の電
源を接続しないようにしたいという観点から、図６に示
す６種類の組み合わせを考えた。そして、これら合計６
つの組み合わせに関して、装置の動作確認を行った。
尚、図７は、図６に対応する各部材の電気的接続を図示
したものであり、符号７２は二次転写ロール２４にプラ
スのバイアスを印加する直流電源を示している。そし
て、この実験において、バイアスの絶対値は、バックア
ップロール２３、二次転写ロール２４のどちらに印加す
る場合でも３ｋＶとし、実施環境は低温・低湿環境（１
０℃、１５％ＲＨ）とした。

【００４３】その結果、図６あるいは図７の（ａ）
（ｄ）のケース（バックアップロール２３：接地、二次
転写ロール２４及び除電ブラシ６０：プラス電圧印加）
では、動作不良・トナー飛び散りとも見られなかった。
また、（ｂ）のケース（バックアップロール２３及び除
電ブラシ６０：接地、二次転写ロール２４：プラス電圧
印加）では、転写不良が発生した。これは、二次転写ロ
ール２４から流れ出た電流の大部分が除電ブラシ６０に
流れ込んでしまったためである。更に、（ｃ）（ｆ）の
ケースでは、二次障害は見られなかったが、トナー飛び
散りはわずかに減少するに留まった。これは、除電ブラ
シ６０が電気的に浮いているため、十分な除電効果が発
揮されなかったものと思われる。最後に、（ｅ）のケー
スでは、飛び散りは改善するどころか、むしろ悪化し
た。除電ブラシ６０にプラスの電圧を印加した（ａ）の
ケースでは改善がみられ、マイナスの電圧を印加した
（ｅ）のケースで悪化してしまったという結果より、用
紙Ｐのトナー担持面裏面（二次転写ロール２４側）には
マイナスの電荷が蓄積していると考えられ、これを打ち
消す方向の電流が除電ブラシ６０を流れることが必要で
ある。よって、トナーの飛び散りを改善するためには、
バックアップロール２３、二次転写ロール２４のどちら
からバイアスを印加するにしても、二次転写ロール２４
と除電ブラシ６０とを接続するとよいことが判明した。
この結果に基づき、実施の形態１では（ａ）の構成を採
用した。尚、（ｄ）で示す構成を採用してもよいことは
勿論である。

【００４４】次に、本発明者は、二次転写ロール２４及
び除電ブラシ６０に流れる電流の最適比について検討を
行った。高温高湿環境では、用紙Ｐが含水することでそ
の抵抗が著しく低下するため、二次転写電流が除電ブラ
シ６０にリークする割合が大きくなり、転写性への影響
が出る。除電ブラシ６０に流れ込む電流は、二次転写ロ
ール２４の抵抗と除電ブラシ６０の抵抗との大小関係で
決まるため、異なる水準の抵抗を持つ４種類の二次転写
ロール２４を図２に示すカラー画像形成装置に導入し、
二次転写ロール２４に流れる電流Ｉ_r及び除電ブラシ６
０に流れる電流Ｉ_bと、含水紙転写不良の発生の程度と
を３段階で評価した（○…未発生、△…僅かに発生、×
…発生）。評価に使用した画像は、トナー画像密度３０
％のブラックのハーフトーン画像、及び、イエロー、マ
ゼンタ、シアンをトナー画像密度１００％づつ重ねた、
合計で３００％となるトナー像により行った。実験環境
は２８℃、８５％ＲＨであり、使用した用紙Ｐは、富士
ゼロックスオフィスサプライ社製のＬ紙Ａ３サイズを、
前記環境に２４時間放置したものを用いた。

【００４５】実験結果を図８に示す。同図は、各抵抗値
を示す二次転写ロール２４について、各ロールで二次転
写に最適なバックアップロール２３への印加電圧に設定
したときの、二次転写ロール電流Ｉ_r及び除電ブラシ電
流Ｉ_bの比、及び、含水紙転写不良の程度を表してい
る。これによれば、二次転写ロール２４の転写ロール抵
抗が増加するにつれ、電流比が減少していき、より除電
ブラシ６０を流れる電流Ｉ _bが増加しているのが分か
る。そして、ロール抵抗が７．２ｌｏｇΩ以下の場合に
は問題は起きないが、７．８ｌｏｇΩでは、転写不良が
僅かに起き、８．３ｌｏｇΩでは完全に転写不良が発生
した。よって、除電ブラシ設置による転写不良を避ける
ためには、電流比Ｉ_r／Ｉ_bを約１以上、好ましくは２以
上にするのが望ましい。尚、高抵抗の二次転写ロール２
４を使用する場合には、除電ブラシ６０自身の抵抗を高
くしてもよいし、あるいは、除電ブラシ６０を抵抗を介
してアースに接続することで、見かけ上の抵抗を高くし
てもよい。

【００４６】一方、除電ブラシ６０の抵抗を高くして、
電流比Ｉ_r／Ｉ_bを上げてゆくと、低含水率の用紙Ｐ使用
時における除電ブラシ６０によるトナー飛び散り改善効
果が弱まっていった。これは、除電ブラシ６０の抵抗が
高くなることで、用紙裏面の除電が行われなくなったた
めである。抵抗を上げてゆき、電流比Ｉ_r／Ｉ_bが１５０
を超えると、トナー飛び散りグレードが○（未発生）か
ら△（僅かに発生）へ、２００を越えると、×（発生）
となった。よって、電流比Ｉ_r／Ｉ_bの上限は２００以
下、望ましくは１５０以下がよい。

【００４７】このようにして、本実施の形態では、除電
ブラシ６０のブラシ長Ｌ_B５ｍｍ、二次転写ロール抵抗
７．２ｌｏｇΩ以下の部材を用い、これら両者を同一の
アースに接続したところ、低温・低湿環境下での含水量
の少ない用紙Ｐに画像を形成しても、トナー飛び散りは
発生せず、かつ含水量の多い用紙Ｐでの転写不良などの
二次障害も発生しなかった。

【００４８】◎実施の形態２ 図９は本発明が適用されたカラー画像形成装置の実施の
形態２の概略構成を示す。尚、本実施の形態に係るカラ
ー画像形成装置の構成要素のうち、実施の形態１に係る
カラー画像形成装置と同様のものについては、実施の形
態１と同様の符号を付してここではその詳細な説明を省
略する。

【００４９】本実施の形態に係るカラー画像形成装置
は、感光体ドラム１１が一つのみであること、４色の現
像剤を収容した現像器１３Ｙ、１３Ｍ、１３Ｃ、１３Ｂ
ｋが現像ロータリー８０にセットされている以外は、実
施の形態１で説明したカラー画像形成装置と近似した構
成を有している。

【００５０】但し、本実施の形態に係るカラー画像形成
装置では、二次転写ロール２４及びベルトクリーナ２５
が、中間転写ベルト２０に対して接離可能に配設されて
おり、複数色のトナー像からなるカラー画像が形成され
る場合には、最終色前のトナー像が二次転写ロール２４
及びベルトクリーナ２５を通過するまでは中間転写ベル
ト２０から離間するようになっている。これは、このタ
イプのカラー画像形成装置では、中間転写ベルト２０を
４周させなければ１枚のカラー画像を形成することがで
きないためである。

【００５１】そして、本実施の形態では、図１０に示す
ように、二次転写ロール２４が軸８１を中心に揺動自在
な取付ユニット８２に取り付けられており、また、除電
ブラシ６０もこの取付ユニット８２に取り付けられる。
従って、二次転写ロール２４を中間転写ベルト２０から
離間させる際には、同時に除電ブラシ６０も中間転写ベ
ルト２０から離間することとなる。

【００５２】本実施の形態においても、トナー像が転写
され、転写ニップＮより排出された用紙Ｐは、実施の形
態１と同様に、その裏面が除電ブラシ６０の先端に触れ
ることで、転写時に蓄積した電荷が除電されるので、オ
ゾンを発生させることなく、剥離放電及びこれに伴う画
質不良（トナーの飛び散り）を防止することができる。

【００５３】また、一次転写中は中間転写ベルト２０か
ら除電ブラシ６０を離間させているので、除電ブラシ６
０が画像形成中の中間転写ベルト２０上の画像を乱すと
いう事態も生じない。

【００５４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
中間転写型の画像形成装置において、二次転写直後の記
録媒体の裏面を接触除電部材を用いて接触除電するよう
にしたので、オゾンの発生を防止しながら、剥離放電に
伴うトナーの飛び散りを防止することができる。また、
接触除電部材と接触転写部材とを電気的に接続すること
で上述した効果を得ることができるため、新たな高圧電
源等も不要となり、装置の簡易化、低コスト化を図るこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 （ａ）（ｂ）は本発明に係る画像形成装置の
基本構成を示す説明図である。

【図２】 本発明が適用された画像形成装置の実施の形
態１の概略構成図である。

【図３】 実施の形態１に係る画像形成装置の二次転写
装置の説明図である。

【図４】 除電ブラシの概略図である。

【図５】 ブラシ長と画質不良の度合いとの関係を示す
図表である。

【図６】 バックアップロール、二次転写ロール、除電
ブラシの電気的接続の組み合わせを示す図表である。

【図７】 （ａ）〜（ｆ）は図６の電気的接続を図示し
た概要図である。

【図８】 二次転写ロールの抵抗（流れる電流の比）と
含水紙転写不良との関係を示す図表である。

【図９】 本発明が適用された画像形成装置の実施の形
態２の概略構成図である。

【図１０】 実施の形態２に係る画像形成装置の二次転
写装置の説明図である。

【符号の説明】

１…像担持体，２…中間転写体，３…一次転写手段，４
…二次転写手段，５…接触転写部材，６…対向部材，７
…バイアス印加手段，８…接触除電部材，Ｋ…記録媒
体，Ｔ…トナー像

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 我妻 正博 神奈川県海老名市本郷2274番地 富士ゼロ ックス株式会社内 Ｆターム(参考） 2H032 AA05 AA15 BA09 BA23 BA28 BA29

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 トナー像が形成担持される像担持体と、 前記像担持体に対向配置される中間転写体と、 前記中間転写体上に前記像担持体上のトナー像を転写す
   る一次転写手段と、 記録媒体に前記中間転写体上のトナー像を転写する二次
   転写手段とを備え、 前記二次転写手段には、前記中間転写体のトナー担持面
   側に接触配置される接触転写部材と、前記中間転写体を
   挟んで前記接触転写部材に対向し且つ当該中間転写体に
   接触配置される対向部材と、前記接触転写部材と前記対
   向部材との間に所定の二次転写バイアスを印加するバイ
   アス印加手段とを具備させた画像形成装置において、 前記中間転写体と前記接触転写部材との間に形成される
   転写ニップ出口側で当該転写ニップ通過直後の記録媒体
   のトナー担持面裏面と接するように配設され、導電性を
   有し且つ前記接触転写部材と電気的に接続される接触除
   電部材を備えたことを特徴とする画像形成装置。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の画像形成装置におい
   て、 前記接触除電部材は、ブラシ形状を有していることを特
   徴とする画像形成装置。
3. 【請求項３】 請求項１に記載の画像形成装置におい
   て、 前記記録媒体が前記転写ニップを通過する際に前記接触
   転写部材に流れる電流をＩ_r、前記接触除電部材に流れ
   る電流をＩ_bとしたとき、 １＜Ｉ_r／Ｉ_b＜２００ の関係を満たすことを特徴とする画像形成装置。