JP2008309906A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】中間転写体上の残留トナーをより良好に像担持体に逆転写させて回収することのできる画像形成装置を提供する。
【解決手段】トナー像を担持する像担持体１と、移動可能な中間転写体５１と、像担持体１上のトナー像を中間転写体５１上に転写させる１次転写部材５２と、中間転写体５１上のトナー像を転写材Ｐに転写させる２次転写部材７と、中間転写体５１の移動方向において２次転写部材７の下流側で且つ１次転写部材５２の上流側に配置され、中間転写体５１に接触すると共に電圧が印加されることによって中間転写体５１上のトナーを帯電させるブラシ状の帯電部材５５と、を有する画像形成装置１００は、中間転写体５１の移動方向と略直交する方向において、中間転写体５１と帯電部材５５との接触部Ｎ３の長さが、中間転写体５１と１次転写部材５２との接触部Ｎ４の長さより短い構成とする。
【選択図】図５

Description

本発明は、電子写真方式等を利用して像担持体上に形成したトナー像を、中間転写体を介して転写材に転写する複写機、レーザービームプリンタ等の画像形成装置に関するものである。

従来、複写機、レーザービームプリンタ等の画像形成装置において、中間転写体を使用する中間転写方式のものが知られている。中間転写方式の画像形成装置は、感光体（第１の像担持体）の表面に形成したトナー像を中間転写体（第２の像担持体）に１次転写する。その後、中間転写体上のトナー像を紙等の転写材（記録シート）に２次転写し、転写材上に画像を形成する。１次転写工程を繰り返すことによって中間転写体上に複数色のトナー像を重ね合わせて１次転写し、この多重トナー像を転写材に一括して２次転写することによって、転写材上にカラー画像（多色画像）、例えばフルカラー画像を形成することができる。感光体としては一般にドラム型のもの、即ち、感光ドラムが用いられる。又、中間転写体としては一般に無端ベルト状のもの、即ち、中間転写ベルトが用いられる。

中間転写方式の画像形成装置において、転写材に転写されずに中間転写体上に残ったトナー（２次転写残トナー）を除去する方法としては、次のようなものが提案されている。即ち、クリーニングブレードを中間転写体に押し当てて中間転写体上からトナーを掻き取る方法や、帯電部材（トナー帯電部材）にバイアスを印加して中間転写体上からトナーを静電的に除去する方法等である。

クリーニングブレードを用いる方法では、中間転写体の表面を力学的に摺擦するため、中間転写体の表面の劣化やトナーの融着が発生し易い。又、クリーニングしたトナーを回収するための機構や廃トナーを貯めるための容器を中間転写体のために特別に設けることが必要になり、メンテナンス性に劣る。

一方、帯電部材にバイアスを印加してトナーを静電的に除去する方法では、装置構成が簡易であり、メンテナンス性も良く、コスト面で有利である、という利点を有するため、多くの装置で採用されている。

例えば、特許文献１に記載の構成では、帯電部材を２次転写位置の下流側で且つ１次転写部の上流側に配置し、この帯電部材によって２次転写残トナーを正規の帯電極性とは逆極性に帯電させる。次いで、その２次転写残トナーを、１次転写と同時に、１次転写部を介して感光体の表面に戻す。最後に、感光体に戻された２次転写残トナーは、感光体の表面のクリーニングを行うクリーニング手段によって回収される。特許文献１に記載の構成では、上述のような転写同時クリーニング工程によって、簡易な構成で中間転写体上の２次転写残トナーをクリーニングすることができる。

ところが、２次転写残トナーを静電的に除去する方法では、次のような事が発生することがあった。即ち、２次転写残トナーの帯電量が少なすぎると、２次転写残トナーを感光体に回収することができずに、クリーニング不良が発生することがある。逆に、２次転写残トナーの帯電量が多すぎると、転写同時クリーニングの際に、正規の帯電極性とは逆極性に帯電した、感光体に回収されるべきトナーが、正規の帯電極性に帯電した、中間転写体に転写されるべきトナーを引き連れて感光体に戻ってしまう。これによって、ネガゴーストが発生することがある。

特許文献２は、帯電部材を通過した後の２次転写残トナーの帯電電荷量（トリボ）を適切な範囲に制御し、クリーニング不良、ネガゴーストの発生を防ぐために、次のような構成を提案する。即ち、特許文献２には、帯電部材としてのローラ状部材（トナー帯電ローラ）に、ＤＣ（直流）成分にＡＣ（交流）成分を重畳したバイアス電圧を印加する構成が提案されている。

ここで、ＤＣ成分にＡＣ成分を重畳したバイアス電圧を帯電部材に印加することによる効果を説明する。ＤＣ成分のみのバイアス電圧を帯電部材に印加する場合、中間転写体上の２次転写残トナーが積層されていると、上層のトナーだけが帯電部材に接触して帯電される。そして、上層のトナーに隠れている下層のトナーは、帯電部材に接触しないため、帯電量が少なくなってしまう。そして、帯電量の少ないトナーが感光体に回収されずに、クリーニング不良が発生する。これに対し、ＤＣ成分にＡＣ成分を重畳したバイアス電圧を帯電部材に印加する場合には、トナーを静電的に振動させ、積層されているトナーを崩すことができる。積層されているトナーが崩れると、中間転写体上の実質的に全ての２次転写残トナーが均一に帯電部材に接触するため、これらのトナーを均一に帯電させることができる。従って、実質的に全てのトナーが感光体に回収され、良好なクリーニング性を確保することができる。

しかし、特許文献２に記載されるようにＤＣ成分にＡＣ成分を重畳したバイアス電圧を帯電部材に印加する場合、中間転写体上のトナーを振動させる静電気力が働く。その静電気力によって、トナーは、中間転写体上から剥ぎ取られ、飛散トナーとなり、装置内部を汚損してしまうことがある。又、高周波のＡＣ成分を重畳することにより騒音が発生することがある。

これに対し、ＡＣ成分を重畳した電圧を帯電部材に印加せずに、クリーニング性を向上させる方法が提案されている。即ち、帯電部材として、ローラ状部材ではなくブラシ状部材（トナー帯電ブラシ）を用いる。ブラシ状部材は、中間転写体上の積層されたトナーを機械的に崩す。積層されているトナーが崩れると、中間転写体上の実質的に全ての２次転写残トナーが均一に帯電部材に接触するため、これらのトナーを均一に帯電させることができる。従って、実質的に全てのトナーが感光体に回収され、良好なクリーニング性を確保することができる。又、トナー帯電ブラシにトナーの正規の帯電極性とは逆極性の電圧を印加すると、トナー帯電ブラシは、多数の繊維から構成されていることにより、正規の帯電極性に帯電したトナーを引き付けて保持する。そのため、トナーが中間転写体上から剥ぎ取られ、飛散トナーとなり、装置内部を汚損してしまうことはない。
特開平９−５０１６７号公報 特開平１１−１６１０４３号公報

しかしながら、中間転写体のクリーニングのためにトナー帯電ブラシを採用する従来の方法では、次のような問題があった。

即ち、画像形成装置は、紙詰まり（転写材が搬送経路中で詰まること）の発生等のために、中間転写体上にトナー像が形成され、そのトナー像が転写材に転写される前に停止することがある。その場合、次の画像形成を行う前に、中間転写体上の実質的に全ての残留トナーをクリーニングすることが望まれる。この時のトナー量は、２次転写残トナーに対し、約１０倍程度となることがある。大量のトナーがトナー帯電ブラシに堰き止められると、そのトナーはトナー帯電ブラシによって均されつつ、トナー帯電ブラシの長手方向に幅を広げる。そして、この長手方向に広がったトナーの幅が、同方向における１次転写部材の幅より有意に広くなってしまうことがある。そのため、その１次転写部材の長手方向の幅よりも外側に位置するトナーを、１次転写部を介して感光体の表面に戻すことができなくなることがある。

中間転写体上の残留トナーは、感光体の表面に戻すことができない場合には、次の画像形成時に２次転写部材に付着するなどして、２次転写部材上に蓄積して行く。そして、紙詰まりが繰り返し起こる場合などには、２次転写部材上に蓄積したトナーが転写材の端部に付着するなどして、画像品位が低下する原因となることがある。

従って、本発明の目的は、中間転写体上の残留トナーをより良好に像担持体に逆転写させて回収することのできる画像形成装置を提供することである。

上記目的は本発明に係る画像形成装置にて達成される。要約すれば、本発明は、トナー像を担持する像担持体と、移動可能な中間転写体と、前記像担持体上のトナー像を中間転写体上に転写させる１次転写部材と、前記中間転写体上のトナー像を転写材に転写させる２次転写部材と、前記中間転写体の移動方向において前記２次転写部材の下流側で且つ前記１次転写部材の上流側に配置され、前記中間転写体に接触すると共に電圧が印加されることによって前記中間転写体上のトナーを帯電させるブラシ状の帯電部材と、を有する画像形成装置において、前記中間転写体の移動方向と略直交する方向において、前記中間転写体と前記帯電部材との接触部の長さは、前記中間転写体と前記１次転写部材との接触部の長さより短いことを特徴とする画像形成装置である。

本発明によれば、中間転写体上の残留トナーをより良好に像担持体に逆転写させて回収することができる。

以下、本発明に係る画像形成装置を図面に則して更に詳しく説明する。

実施例１
［画像形成装置の基本構成］
先ず、本発明に係る画像形成装置の一実施例の基本構成について説明する。図１は、本実施例の画像形成装置１００の断面構成を示す。本実施例の画像形成装置は、電子写真方式を利用してフルカラー画像の形成が可能なレーザービームプリンタである。又、本実施例の画像形成装置１００は、中間転写方式、ロータリー現像方式を採用している。

画像形成装置１００は、像担持体としてのドラム型の電子写真感光体、即ち、感光ドラム１を有する。感光ドラム１は、図示矢印Ｒ１方向（反時計回り）に回転駆動される。感光ドラム１の周囲には、その回転方向に沿って、次の各手段が配置されている。即ち、１次帯電手段としての１次帯電器２、露光手段としての露光装置（レーザースキャナー）３、回転式現像装置４、中間転写装置５、感光体クリーニング手段としての感光ドラムクリーナー６などである。

本実施例では、感光ドラム１は、直径４６．７ｍｍのドラム型とされ、画像形成時には図示矢印Ｒ１方向に表面速度（周速度）１１７ｍｍ／秒で回転駆動される。

感光ドラム１の表面は、１次帯電器２によって所定の極性（本実施例では負極性）に帯電される。１次帯電器２によって帯電された感光ドラム１の表面の電位（帯電電位）は、通常、−４５０Ｖ〜−８００Ｖである。１次帯電器２には、感光ドラム１の帯電時に、１次帯電電圧印加手段としての１次帯電電源Ｓ１から、交流電圧に直流電圧を重畳した１次帯電バイアス電圧が印加される。

帯電された感光ドラム１の表面は、露光装置３からの画像情報に応じた露光Ｌにより露光される。これにより、感光ドラム１上に静電像（潜像）が形成される。本実施例では、露光装置３は、レーザー光Ｌを感光ドラム１に照射する。即ち、本実施例では、露光装置３は、レーザー光源３１、ラスタスキャンを行うための６面のポリゴンミラー３２、結像のためのレンズ３３、折り返しミラー３４等を備えている。

回転式現像装置４は、現像手段としての４個の現像器４１Ｙ、４１Ｍ、４１Ｃ、４１Ｋを有している。４個の現像器４１Ｙ、４１Ｍ、４１Ｃ、４１Ｋは、それぞれイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色のトナーを収容し、各色の画像情報に従って感光ドラム１に形成された静電像を現像する。又、４個の現像器４１Ｙ、４１Ｍ、４１Ｃ、４１Ｋは、現像器支持体としてのロータリー（回転体）４２に装着されている。そして、適時、ロータリー４２を回転させることにより、所望の色用の現像器を感光ドラム１と対向する現像位置に配置するように構成されている。

中間転写装置５は、移動可能な中間転写体としての無端状のベルト部材、即ち、中間転写ベルト５１を有する。本実施例では、中間転写ベルト５１は、支持部材としての２本の支持軸、つまり従動ローラ５３及び２次転写対向ローラ５４に張架されて支持されている。そして、中間転写ベルト５１を駆動するローラとしての機能を兼ねる２次転写対向ローラ５４の図示矢印Ｒ２方向（時計回り）の回転に伴い、中間転写ベルト５１は図示矢印Ｒ３方向（時計回り）に回転（周回移動）する。本実施例では、中間転写ベルト５１は、画像形成時には感光ドラム１と等しい表面速度（周速度）、即ち、１１７ｍｍ／秒で回転駆動される。

中間転写ベルト５１としては、一例として、厚さ０．０５ｍｍ〜０．３ｍｍ程度の樹脂製の無端状のベルトを好適に用いることができる。又、中間転写ベルト５１は、好ましくは、カーボン、ＺｎＯ、ＳｎＯ₂、ＴｉＯ₂、その他の導電性の充填材により体積抵抗率が１０⁷〜１０¹¹Ω・ｃｍ程度になるように電気抵抗が調整される。樹脂ベルトの材質としては、例えば、ＰＶｄＦ（ポリフッ化ビニリデン）、ナイロン、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）、ポリカーボネートなどを用いることができる。

中間転写ベルト５１を介して感光ドラム１と対向する位置には、１次転写部材としての回転可能な転写部材である１次転写ローラ５２が設けられている。１次転写ローラ５２は、図示しない付勢手段によって付勢されることで、中間転写ベルト５１の内周面に接触し、中間転写ベルト５１を感光ドラム１に向けて押圧する。これにより、感光ドラム１と中間転写ベルト５１との当接部には、１次転写部Ｎ１をなすニップ部（１次転写ニップ）が形成されている。中間転写ベルト５１の内周面と１次転写ローラ５２との接触部を内周側接触部Ｎ４とする。

１次転写ローラ５２は、中間転写ベルト５１の回転により従動して回転する。本実施例では、１次転写ローラ５２は、直径１２ｍｍである。１次転写ローラ５２を構成する弾性部材の材料としては、次のような材料を好適に用いることができる。即ち、ＥＰＤＭ（エチレン・プロピレン・ジエンゴム）、ウレタンゴム、ＣＲ（クロロプレンゴム）、ＮＢＲ（ニトリル・ブタジエンゴム）などにカーボンなどの抵抗調整剤を加え、体積抵抗率を調整した材料である。

又、２次転写対向ローラ５４に対向する位置において中間転写ベルト５１に圧接するように、２次転写部材としての回転可能な転写部材である２次転写ローラ７が設けられている。２次転写ローラ７と中間転写ベルト５１との当接部には、２次転写部Ｎ２をなすニップ部（２次転写ニップ）が形成されている。２次転写ローラ７は、中間転写ベルト５１の回転により従動して回転する。

フルカラー画像を形成する場合は、先ず、第１色目として、色分解されたイエロー色の画像情報に従って、感光ドラム１に静電像が形成される。そして、この静電像には、イエロー現像器４１Ｙによって、負極性に帯電されたイエロー色のトナーが付着させられ、イエロートナー像として現像される。

次いで、感光ドラム１上（像担持体上）のイエロートナー像は、１次転写部Ｎ１を介して中間転写ベルト５１に転写（１次転写）される。この時、１次転写ローラ５２には、１次転写電圧印加手段としての１次転写電源Ｓ２から、トナーの正規の帯電極性とは逆極性（本実施例では正極性）の１次転写バイアス電圧が印加される。これにより、１次転写部Ｎ１には、正規の帯電極性に帯電したトナーを感光ドラム１から中間転写ベルト５１へと移動させる方向の電界が形成される。本実施例では、一例として、１次転写ローラ５２に印加する１次転写バイアス電圧は、＋５００Ｖの直流電圧とした。

１次転写が終了した後、中間転写ベルト５１に転写されずに感光ドラム１の表面に残ったトナー（１次転写残トナー）は、感光ドラムクリーナー６によって除去、回収される。感光ドラムクリーナー６は、クリーニング部材としての弾性体ブレード（クリーニングブレード）６１によって感光ドラム１上のトナーを掻き取って、回収トナー容器６２に収容する。

引き続き、以上の帯電、露光、現像、１次転写、クリーニングの一連の画像形成プロセスを、２色目（マゼンタ）、３色目（シアン）、４色目（ブラック）の画像情報についても同様に行う。これにより、周回移動する中間転写ベルト５１上に４色のトナー像を順次に重ね合わせて１次転写して、中間転写ベルト５１上に多重トナー像（カラートナー像）を形成する。

尚、本実施例では、１色目〜４色目まで全ての色のトナー像に対して、＋５００Ｖの１次転写バイアスを１次転写ローラ５２に印加することで、トナー像を中間転写ベルト５１に１次転写した。

次いで、中間転写ベルト５１上の多重トナー像は、２次転写部Ｎ２を介して転写材Ｐの表面に一括して転写（２次転写）される。この時、２次転写ローラ７には、２次転写電圧印加手段としての２次転写電源Ｓ３から、トナーの正規の帯電極性とは逆極性（本実施例では正極性）の２次転写バイアス電圧が印加される。これにより、２次転写部Ｎ２には、正規の帯電極性に帯電したトナーを中間転写ベルト５１から転写材Ｐへと移動させる方向の電界が形成される。本実施例では、一例として、２次転写ローラ７に印加する２次転写バイアス電圧は、＋１．５ｋＶの直流電圧とした。

２次転写が終了した後、転写材Ｐに転写されずに中間転写ベルト５１の表面に残ったトナー（２次転写残トナー）は、後続の画像の１次転写と同時に、１次転写部Ｎ１を介して感光ドラム１に逆転写され、感光ドラムクリーナー６によって除去、回収される。中間転写ベルト５１上のトナーのクリーニング動作については詳しくは後述する。

こうして表面に４色のトナーからなる未定着の多重トナー像を担持した転写材Ｐは、次いで定着手段としての定着器（図示せず）に搬送される。そして、定着器によって転写材Ｐの表面のトナー像が定着されて、転写材Ｐへの画像形成が完了する。その後、画像が定着された転写材Ｐは、画像形成装置本体外に排出される。

［中間転写ベルト上のトナーのクリーニング］
次に、図２を参照して、本実施例における中間転写ベルト５１上のトナーの除去、回収方法について詳しく説明する。

本実施例の画像形成装置１００は、中間転写ベルト５１上のトナーを感光ドラム１に戻して除去、回収する機構（静電クリーニング機構）を有する。

即ち、画像形成装置１００は、中間転写ベルト５１に接触すると共に、電圧が印加されることによって中間転写ベルト５１上のトナーを帯電させる帯電部材（トナー帯電部材）として、ブラシ状部材であるトナー帯電ブラシ５５を有する。

トナー帯電ブラシ５５は、中間転写ベルト５１の表面の移動方向において、２次転写部Ｎ２よりも下流側、且つ、１次転写部Ｎ１よりも上流側（即ち、２次転写ローラ７の下流側、且つ、１次転写ローラ５２の上流側）の位置に配置される。特に、本実施例では、トナー帯電ブラシ５５は、中間転写ベルト５１を介して２次転写対向ローラ５４に対向する位置に配置される。又、トナー帯電ブラシ５５は、中間転写ベルト５１に当接してトナー帯電部Ｎ３を形成する。尚、本実施例では、画像形成装置１００は、トナー帯電ブラシ５５を中間転写ベルト５１に対して選択的に当接又は離間させるための当接離間機構（図示せず）を有する。この当接離間機構により、トナー帯電ブラシ５５は、中間転写ベルト５１上のトナーを帯電させるときのみ中間転写ベルト５１に当接する。

本実施例では、トナー帯電ブラシ５５は、ナイロンを材料として作製されており、繊度は７デシデックス、パイル長さは５ｍｍ、ブラシ幅（中間転写ベルト５１の移動方向の幅）は５ｍｍ、電気抵抗は６．５×１０⁵Ωに設定されている。又、トナー帯電ブラシ５５には、トナー帯電電圧印加手段としてのトナー帯電電源Ｓ４から、トナーの正規の帯電極性とは逆極性（本実施例では正極性）のクリーニングバイアス（トナー帯電バイアス電圧）が印加される。本実施例では、トナー帯電ブラシ５５には、クリーニングバイアスとして、＋１ｋＶの直流電圧が印加される。尚、２次転写対向ローラ５４は、対向極として電気的に接地されている。

中間転写ベルト５１上の多重トナー像Ｔ１は、中間転写ベルト５１を介して２次転写対向ローラ５４と２次転写ローラ７とが当接する２次転写部Ｎ２を介して、転写材Ｐの表面に２次転写される。この時、通常は、転写材Ｐに転写されずに中間転写ベルト５１上に残るトナー（２次転写残トナー）Ｔ２が発生する。本実施例では、先ず、この２次転写残トナーＴ２を回収するために、中間転写ベルト５１上のトナーに電荷を与えるトナー帯電ブラシ５５を用いる。

例えば、１枚目の転写材Ｐに転写する多重トナー像Ｔ１の２次転写後に中間転写ベルト５１上に残留する２次転写残トナーＴ２は、トナー帯電ブラシ５５によって正極性に帯電される（図２中のトナーＴ３）。この時、中間転写ベルト５１上で積層されていたトナーは、トナー帯電ブラシ５５によって崩され、平らに均される。この正極性に帯電したトナーＴ３は、２枚目の転写材Ｐに転写するための１色目（本実施例ではイエロー色）のトナー像ＴＹの１次転写と同時に、感光ドラム１に逆転写される。この時、１次転写部Ｎ１には、正規の帯電極性に帯電したトナーを感光ドラム１から中間転写ベルト５１へと移動させ、又、正規の帯電極性とは逆極性に帯電したトナーを中間転写ベルト５１から感光ドラム１へと移動させる方向の電界が形成される。そして、この感光ドラム１に逆転写されたトナーＴ４は、感光ドラムクリーナー６により、１次転写残トナーと共に除去、回収される。

又、紙詰まりの発生等のために、中間転写ベルト５１上にトナー像が形成され、そのトナー像が転写材Ｐに転写される前に画像形成装置１００が停止した場合、中間転写ベルト５１上をクリーニングする動作（クリーニングシーケンス）を行う。これにより、次の画像形成を行う前に、中間転写ベルト５１の実質的に全ての残留トナーをクリーニングする。この時、トナー帯電ブラシ５５には、トナー帯電電源Ｓ４より＋１ｋＶの直流電圧が印加され、１次転写ローラ５２には、１次転写電源Ｓ２より＋５００Ｖの直流電圧が印加される。又、この時、中間転写ベルト５１は、画像形成時と同じ表面速度、即ち、１１７ｍｍ／秒で回転駆動される。この時のトナー量は、２次転写残トナーと比較して、重量比で１０倍程度となることがあるため、中間転写ベルト５１を２周回転させてクリーニングを行う。

ここで、前述のように、中間転写ベルト５１上のトナーを均一に帯電させるために帯電部材にＤＣ成分にＡＣ成分を重畳させたバイアス電圧を印加すると、トナーの飛散や騒音といった問題が発生することがある。これに対し、帯電部材としてブラシ状部材（トナー帯電ブラシ）を用いる場合、ＡＣ成分を重畳させたバイアス電圧を印加しない場合であっても、中間転写ベルト５１上のトナーを均一に帯電させることができる。

しかしながら、例えば紙詰まりの発生によって中間転写ベルト５１上に大量のトナーが残留した場合、このトナーは、トナー帯電ブラシに堰き止められると、トナー帯電ブラシによって均されつつ、トナー帯電ブラシの長手方向に幅を広げる。そして、この幅を広げたトナーを端部まで全て感光ドラム１に戻しきれない場合には、中間転写ベルト５１上に残留したトナーが２次転写ローラ７に付着、蓄積し、後続の画像出力時に転写材Ｐの端部に付着することがある。

従って、本実施例の主要な目的は、中間転写体上の残留トナーをより良好に像担持体に逆転写させて回収することを可能とすることである。本実施例のより詳細な目的の１つは、転写材Ｐの端部にトナーが付着するという事が発生することを抑制することである。又、本実施例のより詳細な目的の他の１つは、トナー飛散及び騒音を最小限に抑えることである。

［トナー帯電ブラシと１次転写ローラ］
Ａ．構成
次に、図３及び図４を参照して、トナー帯電ブラシ５５と１次転写ローラ５２などとの長手方向の長さ（以下「長手幅」という）の関係について説明する。

ここで、感光ドラム１、中間転写ベルト５１、クリーニングブレード６１、トナー帯電ブラシ５５、１次転写ローラ５２、２次転写ローラ７、転写材Ｐに関連して長手方向とは、感光ドラム１及び中間転写ベルト５１の表面移動方向と略直交する方向である。

本実施例では、中間転写ベルト５１とトナー帯電ブラシ５５との接触部（トナー帯電部）Ｎ３の長手幅Ｌ１は、中間転写ベルト５１と１次転写ローラ５２との接触部（内周側接触部）Ｎ４の長手幅Ｌ２より短くする。即ち、上記Ｌ１及びＬ２は、Ｌ１＜Ｌ２の関係を満たす。ここで、本実施例では、中間転写ベルト５１とトナー帯電ブラシ５５との接触部（トナー帯電部）Ｎ３の長手幅Ｌ１は、トナー帯電ブラシ５５の長手幅に相当する。又、本実施例では、中間転写ベルト５１と１次転写ローラ５２との接触部（内周側接触部）Ｎ４の長手幅Ｌ２は、１次転写ローラ５２の長手幅に相当する。以下、更に詳しく説明する。

本実施例では、転写材Ｐの最大長手幅であるレター（ＬＴＲ）サイズの長手幅は２１６ｍｍであり、画像形成可能領域の長手幅（Ｌａ）は２１６ｍｍである。即ち、中間転写ベルト５１上の２次転写残トナーが残留する領域の最大長手幅（Ｌａ）は２１６ｍｍである。

トナー帯電ブラシ５５の長手幅（Ｌ１）は、画像全域においてトナーを均すことが好ましいため、画像形成可能領域の長手幅（Ｌａ）より長い２２５ｍｍに設定されている。

又、１次転写ローラ５２の長手幅（Ｌ２）、即ち、中間転写ベルト５１と１次転写ローラ５２とが接触しており、電界の及ぼす影響が均一である領域の長手幅（転写有効幅）は、トナー帯電ブラシ５５の長手幅（Ｌ１）より長い２３０ｍｍに設定されている。即ち、上記Ｌ１、Ｌ２及びＬａは、Ｌａ＜Ｌ１＜Ｌ２の関係を満たす。

又、感光ドラム１の長手幅（Ｌｂ）及びクリーニングブレード６１の長手幅（Ｌｃ）は、１次転写ローラ５２によってトナーを感光ドラム１へ逆転写して回収するために、少なくとも１次転写ローラ５２の長手幅（Ｌ２）より長くすることが好ましい。即ち、上記Ｌｂ、Ｌｃ及びＬ２は、Ｌ２＜Ｌｂ、Ｌ２＜Ｌｃの関係を満たすことが好ましい。尚、通常、感光ドラム１の長手幅は、クリーニングブレード６１の長手幅以上である。従って、本実施例では、感光ドラム１の長手幅（Ｌｂ）は２４６ｍｍ、クリーニングブレード６１の長手幅（Ｌｃ）は２４１ｍｍに設定されている。

又、本実施例では、中間転写ベルト５１の長手幅（Ｌｄ）は、２４２ｍｍに設定されている。

Ｂ．作用
ブラシ状の帯電部材（トナー帯電ブラシ）５５を用いることによって、中間転写ベルト５１上の積層されたトナーを平らに均す効果がある。従って、上層のトナーだけが帯電され、下層のトナーは帯電量が少なくなるという事の発生を抑制することができ、中間転写ベルト５１上のトナーをより均一に帯電させることができる。そして、トナーをより均一に帯電させることができることにより、中間転写ベルト５１上のトナーをより良好に感光ドラム１に回収することができ、クリーニング不良の発生を抑制することができる。又、中間転写ベルト５１上のトナーを均一に帯電させるためにＡＣ電圧の印加を必要としないので、トナー飛散及び騒音の発生を抑制することができる。

そして、本実施例によれば、トナー帯電ブラシ５５と１次転写ローラ５２との長手幅の関係を上述のように設定したことによって、次のような効果が得られる。

図５に、本実施例におけるトナー帯電部Ｎ３及び１次転写部Ｎ１の模式図を示す。

画像形成装置１００は、紙詰まりの発生等のために、中間転写ベルト５１上にトナー像が形成され、そのトナー象が転写材Ｐに転写される前に停止することがある。その場合、次の画像形成を行う前に、中間転写ベルト５１上の実質的に全てのトナーＴ５をクリーニングすることが望まれる。この時のトナー量は、２次転写残トナーと比較して、重量比で１０倍程度となることがある。このような大量のトナーがトナー帯電ブラシ５５に堰き止められると、トナーはトナー帯電ブラシ５５によって均されつつ、帯電部材５５の長手方向に幅を広げる（図中Ｗで示す部分）。

しかし、本実施例では、トナー帯電ブラシ５５の長手幅は２２５ｍｍに設定されているため、通常、帯電部材５５で均されたトナーＴ６の長手幅は２２５ｍｍを有意に超えることはない。これに対し、１次転写ローラ５２の長手幅は、トナー帯電ブラシ５５の長手幅より長い２３０ｍｍに設定されている。そのため、トナー帯電部Ｎ３を通過したトナーＴ６に対し、長手方向全域で、１次転写ローラ５２による電界の作用を及ぼすことができる。これにより、長手方向全域で、このトナーＴ６を中間転写ベルト５１上から感光ドラム１上に回収することができる。従って、中間転写ベルト５１上の残留トナーは、中間転写ベルト５１の２周の間に実質的に全てクリーニングすることができる。そのため、回収しきれずに中間転写ベルト５１上の長手方向両端部付近に残留したトナーが２次転写ローラ７に付着、蓄積していくことにより、後続の画像出力時に転写材Ｐの端部に付着するという事が発生することを抑制することができる。

［評価］
本実施例の効果を調べるため、画像形成装置１００を用いて、次に示す比較例と共に、クリーニングバイアス印加時の騒音、紙詰まり発生後のクリーニング不良について評価した。又、トナー飛散による装置内部の汚損の発生の有無についての観察も行った。

（比較例１）
比較例１では、トナー帯電ブラシ５５は、長手幅が２２５ｍｍで、クリーニングバイアスとして＋１．５ｋＶの直流電圧が印加される。又、比較例１では、１次転写ローラ５２の長手幅は、トナー帯電ブラシ５５より短い２２０ｍｍに設定した。比較例１におけるその他の構成は実施例１と同一とした。

（比較例２）
比較例２では、帯電部材としてローラ状部材であるトナー帯電ローラを用いた。このトナー帯電ローラは、長手幅が２２５ｍｍで、クリーニングバイアスとして周波数が２ｋＨｚ、振幅が２．４ｋＶの正弦波電圧に、＋１ｋＶの直流電圧を重畳したバイアスが印加される。又、比較例２では、１次転写ローラ５２の長手幅は、トナー帯電ローラより短い２２０ｍｍに設定した。比較例２におけるその他の構成は実施例１と同一とした。

（評価結果）
評価結果を下記表１に示す。

音の測定方法は、次の通りである。暗騒音３０ｄＢの無響室にプリンタを設置し、帯電部材（トナー帯電ブラシ、トナー帯電ローラ）の前面（感光体の軸に対して垂直方向）から５０ｃｍに相当する位置に、騒音計「ＮＬ−０２」（リオン株式会社製）を設置する。そして、帯電部材に電圧を印加したときの音圧（ｄＢ）を測定した。

又、転写材Ｐの端部の汚れ（端部クリーニング不良）は、次のようにして評価した。紙詰まり発生後にクリーニングシーケンスを行い、その直後に中間転写ベルト５１上に残った、長手方向端部におけるクリーニング不良のトナー残量を目視で確認した。この評価は、評価用の画像パターンとしてシアン、マゼンタの２色ベタ画像２００％を用い、又転写材ＰとしてＸｅｒｏｘ社製４０２４・坪量７５ｇ/ｍ²（レターサイズ）の記録用紙を用いて行った。

本実施例では、騒音レベルは４４ｄＢと良好であり、端部クリーニング不良も発生しなかった。又、クリーニングバイアスに起因すると考えられるトナー飛散による装置内部の汚損は観察されなかった。

比較例１では、騒音レベルは４４ｄＢと良好であるものの、端部クリーニング不良が発生した。この理由としては、トナー帯電ブラシ５５によって長手幅の広がったトナーの端部が、１次転写ローラ５２の作用により感光ドラム１に回収しきれなかったことが挙げられる。

比較例２では、端部クリーニング不良は発生しなかったものの、騒音レベルは６０ｄＢと大きくなっていた。騒音レベルが大きくなった理由としては、周波数２ｋＨｚの交流電圧を印加していることが挙げられる。又、端部クリーニング不良が発生しなかった理由としては、トナー帯電ローラが中間転写ベルト５１上のトナーの長手幅を広げないことが挙げられる。又、クリーニングバイアスとしてＡＣ電圧を印加することに起因すると考えられるトナー飛散による装置内部の汚損が観察された。

以上、本実施例によれば、トナー帯電ブラシ５５の長手幅よりも１次転写ローラ５２の長手幅を長く設定することで、紙詰まり発生後の転写材Ｐの端部の汚れを抑制することができる。又、帯電部材をブラシで構成し、クリーニングバイアスとしてＡＣ成分を重畳せずに、ＤＣ成分のみを印加することにより、騒音抑制効果、トナー飛散抑制効果を得ることができる。

このように、本実施例によれば、紙詰まりの発生等のために、中間転写ベルト５１上にトナー像が形成され、転写材Ｐに転写される前に装置が停止した場合でも、良好なクリーニングを行うことができる。これにより、後続の画像出力時に転写材Ｐの端部にトナーが付着して画像品位を低下する原因となることを抑制することができる。又、クリーニングバイアスとしてＡＣ電圧を印加しない場合でも上記の如き良好なクリーニング性を発揮できるので、騒音やトナー飛散の発生を抑制することができる。

実施例２
次に、本発明の他の実施例について説明する。本実施例の画像形成装置の基本的な構成及び動作は実施例１と同じである。従って、実施例１の画像形成装置のものと同一又はそれに相当する要素には同一符号を付して詳しい説明を省略する。

図６は、本実施例の画像形成装置２００の概略断面構成を示す。本実施例の画像形成装置２００は、第１の帯電部材としてのトナー帯電ブラシ５５に加えて、第２の帯電部材としてのローラ状部材であるトナー帯電ローラ５６を有する。

トナー帯電ブラシ５５の構成及び作用は実施例１と同様である。

トナー帯電ローラ５６は、中間転写ベルト５１の移動方向において、第１のトナー帯電部Ｎ３よりも下流側、且つ、１次転写部Ｎ１よりも上流側（即ち、トナー帯電ブラシ５５の下流側、且つ、１次転写ローラ５２の上流側）の位置に配置される。特に、本実施例では、トナー帯電ローラ５６は、中間転写ベルト５１を介して２次転写対向ローラ５４に対向する位置に配置される。又、トナー帯電ローラ５６は、中間転写ベルト５１に当接して第２のトナー帯電部Ｎ５を形成する。尚、本実施例では、画像形成装置２００は、トナー帯電ブラシ５５と同様に、トナー帯電ローラ５６を中間転写ベルト５１に対して選択的に当接又は離間させるための当接離間機構（図示せず）を有する。この当接離間機構により、トナー帯電ローラ５６は、中間転写ベルト５１上のトナーを帯電させるときのみ中間転写ベルト５１に当接する。

本実施例では、トナー帯電ローラ５６として、直径６ｍｍの芯金の周面に弾性部材として厚さ３ｍｍのゴム材料を設けてローラ形状に成型した部材を用いた。ゴム材料の電気抵抗値は、次のように調整されている。即ち、温度／湿度が２４℃／６０％の環境下にて、３０ｒｐｍで回転する直径３０ｍｍの金属ローラとトナー帯電ローラ５６とを荷重１ｋｇｆで当接させてローラ間に＋１ｋＶの直流電圧を印加する。この場合に、ローラ間に１５〜９０μＡ程度の電流が流れるように、ゴム材料の電気抵抗値は調整されている。又、本実施例では、トナー帯電ローラ５６には、第２のトナー帯電電圧印加手段としての第２のトナー帯電電源Ｓ５から、トナーの正規の帯電極性とは逆極性（本実施例では正極性）のクリーニングバイアス（トナー帯電バイアス電圧）が印加される。本実施例では、トナー帯電ローラ５６には、クリーニングバイアスとして、＋１．４ｋＶの直流電圧が印加される。このように、トナー帯電ローラ５６にも、クリーニングバイアスとしてＡＣ成分を重畳しないＤＣ電圧を印加することで、騒音やトナー飛散を抑制する効果を得ることができる。

次に、図７及び図８を参照して、トナー帯電ブラシ５５とトナー帯電ローラ５６と１次転写ローラ５２などとの長手幅の関係について説明する。

実施例１と同様、トナー帯電ブラシ５５、トナー帯電ローラ５６等に関連して長手方向とは、感光ドラム１及び中間転写ベルト５１の表面移動方向と略直交する方向である。

本実施例では、転写材Ｐの最大長手幅であるレター（ＬＴＲ）サイズの長手幅は２１６ｍｍであり、画像形成可能領域の長手幅（Ｌａ）は２１６ｍｍである。即ち、中間転写ベルト５１上の２次転写残トナーが残留する領域の最大長手幅（Ｌａ）は２１６ｍｍである。

トナー帯電ブラシ５５の長手幅（Ｌ１）は、画像全域においてトナーを均すことが好ましいため、画像形成可能領域の長手幅（Ｌａ）より長い２２５ｍｍに設定されている。

又、トナー帯電ローラ５５の長手幅（Ｌ３）は、画像形成可能領域の長手幅（Ｌａ）より長く、トナー帯電ブラシ５５の長手幅（Ｌ１）よりわずかに短い２２３ｍｍに設定されている。その理由は次の通りである。

図９に示すように、紙詰まりが連続して起こった場合、トナー帯電ブラシ５５に大量のトナーＴ５が堆積する。その場合、トナーがトナー帯電ブラシ５５の長手方向端部から微量にあふれ、トナー帯電ブラシ５５で均されたトナーＴ６の領域である長手幅２２５ｍｍの領域よりわずかに長手方向外側の位置に、トナーＴ７が積層した個所が発生する場合がある。この積層したトナーＴ７は、トナー帯電ローラ５６と中間転写ベルト５１との接触部に入り込むと、そのトナーの上層とトナー帯電ローラ５６との間で放電を起こし、トナー帯電ローラ５６の長手方向端部を汚損する場合がある。従って、トナー帯電ローラ５６の長手幅（Ｌ３）は、トナー帯電ブラシ５５の長手幅（Ｌ１）より短く設定することが望ましい。又、画像全域の残留トナーを帯電させることが好ましいため、トナー帯電ローラ５６の長手幅は、画像形成可能領域幅（Ｌａ）に対して十分広く設定することが好ましい。即ち、上記Ｌ１、Ｌ３及びＬａは、Ｌａ＜Ｌ３＜Ｌ１の関係を満たす。

又、実施例１と同様、１次転写ローラ５２の長手幅、即ち、中間転写ベルト５１と１次転写ローラ５２とが接触している部分の長手幅（転写有効幅）（Ｌ２）は、トナー帯電ブラシ５５の長手幅（Ｌ１）より長い２３０ｍｍに設定されている。即ち、上記Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３及びＬａは、Ｌａ＜Ｌ３＜Ｌ１＜Ｌ２の関係を満たす。これにより、トナー帯電ブラシ５５の長手幅２２５ｍｍの領域よりわずかに長手方向外側の位置に、トナーＴ７が堆積した個所が発生した場合にも、そのトナーＴ７を１次転写ローラ５２の作用により感光ドラム１に回収することができる。

又、感光ドラム１の長手幅（Ｌｂ）及びクリーニングブレード６１の長手幅（Ｌｃ）は、１次転写ローラ５２によってトナーを感光ドラム１へ逆転写して回収するために、少なくとも１次転写ローラ５２の長手幅（Ｌ２）より長くすることが好ましい。即ち、上記Ｌｂ、Ｌｃ及びＬ２は、Ｌ２＜Ｌｂ、Ｌ２＜Ｌｃの関係を満たすことが好ましい。尚、通常、感光ドラム１の長手幅は、クリーニングブレード６１の長手幅以上である。従って、実施例１と同様、本実施例では、感光ドラム１の長手幅（Ｌｂ）は２４６ｍｍ、クリーニングブレード６１の長手幅（Ｌｃ）は２４１ｍｍに設定されている。

又、本実施例では、中間転写ベルト５１の長手幅（Ｌｄ）は、２４２ｍｍに設定されている。

上述の構成において、中間転写ベルト５１上のトナーは、トナー帯電ブラシ５５によって、正極性に帯電されると共に、積層されたトナーが崩されて平らに均される。そして、このトナーは、トナー帯電ローラ５６によって、再度、正極性に帯電される。この２回の帯電により、トナーの電荷量はより強い正極性になり、且つ、トナー電荷量の分布も均一になる。そのため、このトナーの、１次転写ローラ５２に正極性のバイアスを印加することによる感光ドラム１への逆転写の効率も大幅に向上され、中間転写ベルト５１上のトナー量が多い場合にも良好な回収効率を得ることができる。

従って、例えば、実施例１では紙詰まりの発生後のクリーニングシーケンスにおいて中間転写ベルト５１を２周回転させていたが、本実施例では中間転写ベルト５１を１周回転するだけで、中間転写ベルト５１上の実質的に全てのトナーを回収することができる。これにより、紙詰まり後の復帰シーケンスも短時間で行うことができるため、ユーザビリティーを更に向上することができる。

以上、本実施例によれば、実施例１と同様の効果が得られると共に、更に中間転写ベルト５１上のトナーの回収効率を向上させることができる。

本発明に係る画像形成装置の一実施例の断面構成図である。 本発明に係る中間転写ベルトのクリーニング動作を説明するための模式図である。 図１の画像形成装置における各部材の長手幅の関係を説明するための模式図である。 図１の画像形成装置における各部材の長手幅の関係を説明するための模式図である。 図１の画像形成装置における各部材の長手幅の関係を説明するための模式図である。 本発明に係る画像形成装置の他の実施例の概略断面構成図である。 図６の画像形成装置における各部材の長手幅の関係を説明するための模式図である。 図６の画像形成装置における各部材の長手幅の関係を説明するための模式図である。 図６の画像形成装置における各部材の長手幅の関係を説明するための模式図である。

符号の説明

１ 感光ドラム
５ 中間転写装置
５１ 中間転写ベルト
５２ １次転写ローラ
５５ トナー帯電ブラシ（第１の帯電部材）
５６ トナー帯電ローラ（第２の帯電部材）
Ｎ１ １次転写部
Ｎ２ ２次転写部
Ｎ３ トナー帯電部（第１のトナー帯電部）
Ｎ４ 内周側接触部
Ｎ５ トナー帯電部（第２のトナー帯電部）

Claims (4)

1. トナー像を担持する像担持体と、移動可能な中間転写体と、前記像担持体上のトナー像を中間転写体上に転写させる１次転写部材と、前記中間転写体上のトナー像を転写材に転写させる２次転写部材と、前記中間転写体の移動方向において前記２次転写部材の下流側で且つ前記１次転写部材の上流側に配置され、前記中間転写体に接触すると共に電圧が印加されることによって前記中間転写体上のトナーを帯電させるブラシ状の帯電部材と、を有する画像形成装置において、
   前記中間転写体の移動方向と略直交する方向において、前記中間転写体と前記帯電部材との接触部の長さは、前記中間転写体と前記１次転写部材との接触部の長さより短いことを特徴とする画像形成装置。
2. 前記帯電部材には、前記トナーの帯電のために直流電圧が印加されることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記中間転写体の移動方向において前記帯電部材の下流側で且つ前記１次転写部材の上流側に配置され、前記中間転写体に接触すると共に電圧が印加されることによって前記中間転写体上のトナーを帯電させる第２の帯電部材を有し、前記中間転写体の移動方向と略直交する方向において、前記中間転写体と前記第２の帯電部材との接触部の長さは、前記中間転写体と前記帯電部材との接触部の長さより短いことを特徴とする請求項１又は２に記載の画像形成装置。
4. 前記第２の帯電部材には、前記トナーの帯電のために直流電圧が印加されることを特徴とする請求項３に記載の画像形成装置。

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