JP2019164220A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】記録部材の裏面が汚れず、生産性が高い画像形成装置を提供する。【解決手段】この画像形成装置では、二次転写ローラ３３の回転方向においてニップＮＰよりも下流の所定位置に放電部材３４を設け、トナーと同極性の直流電圧ＶＮ２を放電部材３４に印加して放電６３を発生させ、二次転写ローラ３３の表面のトナーを帯電させて二次転写ローラ３３に電気的に吸着させる。したがって、二次転写ローラ３３の表面に付着したトナーによって用紙Ｓの裏面が汚れることを防止できる。【選択図】図３

Description

この発明は画像形成装置に関し、特に、像担持体に形成されたトナー像を記録部材に転写する画像形成装置に関する。

中間転写ベルト（像担持体）に常時圧接しているタイプの二次転写ローラを備えた画像形成装置において、中間転写ベルトにパッチ画像を形成した場合、二次転写位置（ニップ）でパッチ画像と二次転写ローラが接触し、パッチ画像のトナーが二次転写ローラに付着してしまう。二次転写ローラにトナーが付着していると、次回の印刷時に用紙（記録部材）の裏面が汚れる。

この対策として、パッチ画像と二次転写ローラとが接触する際に、トナーと同極性の電圧を二次転写ローラに印加することにより、二次転写ローラへのトナーの付着を抑制する第１の方法がある。しかし、この第１の方法を実行しても、多少のトナーは二次転写ローラに付着してしまう。

そこで、たとえば特開２０１３−１０５１４５号公報（特許文献１）には、第１の方法を実行した後に、二次転写ローラに正電圧と負電圧を交互に繰り返し印加することにより、二次転写ローラに付着したトナーを中間転写ベルトに移動させ、二次転写ローラをクリーニングする第２の方法が開示されている。

特開２０１３−１０５１４５号公報

しかし、上記第２の方法では、二次転写ローラに付着したトナーの大部分は弱帯電トナーであって電気的に動き難く、１回の電圧印加で除去できるトナー量は少ないので、多数回の電圧印加が必要となる。このため、長い待ち時間が発生し、生産性が低下する恐れがある。

それゆえに、この発明の主たる目的は、記録部材の裏面が汚れることを防止することが可能で生産性が高い画像形成装置を提供することである。

この発明に係る画像形成装置は、回転駆動され、その表面にトナー像が形成される像担持体と、像担持体の回転方向の第１の位置において像担持体の表面とニップを構成する第１の転写ローラと、第１の転写ローラの回転方向においてニップよりも下流の第２の位置に設けられた放電部材と、記録部材がニップに挿入されている場合に、トナーと逆極性の第１の電圧を第１の転写ローラに印加してトナー像を記録部材に転写する第１の電源部と、トナーと同極性の第２の電圧を放電部材に印加して放電を発生させ、第１の転写ローラの表面のトナーを帯電させて第１の転写ローラに電気的に吸着させる第２の電源部とを備えたものである。

この発明に係る画像形成装置では、トナーと同極性の第２の電圧を放電部材に印加して放電を発生させ、第１の転写ローラの表面のトナーを帯電させて第１の転写ローラに電気的に吸着させる。したがって、第１の転写ローラの表面のトナーによって記録部材の裏面が汚れることを防止することができる。また、トナーを第１の転写ローラに吸着しながら印刷できるので、生産性が低下することもない。

この発明の実施の形態１による画像形成装置の全体構成を示す図である。 図１に示した画像形成装置の要部を示す図である。 図２に示した放電部材の構成および動作を説明するための図である。 図１〜図３に示した画像形成装置の動作を示すタイムチャートである。 図１〜図３に示した画像形成装置の動作を模式的に示す図である。 実施の形態１の変更例を示す図である。 実施の形態１の他の変更例を示す図である。 実施の形態１のさらに他の変更例を示す図である。 実施の形態１のさらに他の変更例を示すタイムチャートである。 この発明の実施の形態２による画像形成装置の動作を示すタイムチャートである。 図１０に示した画像形成装置の動作を模式的に示す図である。 実施の形態２の変更例を示すタイムチャートである。 この発明の実施の形態３による画像形成装置の動作を示すタイムチャートである。

[実施の形態１]
図１は、この発明の実施の形態１による画像形成装置１００の全体構成を示す図である。図１には、カラープリンタとしての画像形成装置１００が示されている。以下では、カラープリンタとしての画像形成装置１００について説明するが、画像形成装置１００は、カラープリンタに限定されない。たとえば、画像形成装置１００は、モノクロプリンタであってもよいし、ファックスであってもよいし、モノクロプリンタ、カラープリンタおよびファックスの複合機（ＭＦＰ：Multi-Functional Peripheral）であってもよい。

図１において、画像形成装置１００は、中間転写ベルト３０（像担持体）、画像形成ユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋ、トナーボトル１５Ｙ，１５Ｍ，１５Ｃ，１５Ｋ、一次転写ローラ３１（第２の転写ローラ）、二次転写ローラ３３（第１の転写ローラ）、放電部材３４、カセット３７（給紙部）、従動ローラ３８、駆動ローラ３９、タイミングローラー４０、クリーニングブレード４２（クリーニング部）、光センサ４５、トレー４８、定着装置５０、および制御装置５１を備える。

中間転写ベルト３０は、従動ローラ３８および駆動ローラ３９によって水平に張架されている。駆動ローラ３９はモーター（図示せず）に接続されている。中間転写ベルト３０および従動ローラ３８は、駆動ローラ３９に連動して回転する。図１では、中間転写ベルト３０が左回りに回転する場合が示されている。

画像形成ユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋは、中間転写ベルト３０の下に設けられ、中間転写ベルト３０の回転方向に順次配置されている。トナーボトル１５Ｙ，１５Ｍ，１５Ｃ，１５Ｋには、それぞれイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、およびブラック（ＢＫ）のトナーが収容されている。

画像形成ユニット１Ｙは、トナーボトル１５Ｙからトナーの供給を受けてイエローのトナー像を形成する。画像形成ユニット１Ｍは、トナーボトル１５Ｍからトナーの供給を受けてマゼンタのトナー像を形成する。画像形成ユニット１Ｃは、トナーボトル１５Ｃからトナーの供給を受けてシアンのトナー像を形成する。画像形成ユニット１Ｋは、トナーボトル１５Ｋからトナーの供給を受けてブラックのトナー像を形成する。

画像形成ユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋの各々は、感光体１０、帯電器１１、露光部１２、現像器１３、およびクリーニングブレード１７を含む。帯電器１１は、感光体１０の表面を一様に帯電する。露光部１２は、制御装置５１からの制御信号に応じて感光体１０にレーザー光を照射し、入力された画像パターンに従って感光体１０の表面を露光する。これにより、入力画像に応じた静電潜像が感光体１０の表面に形成される。

現像器１３は、現像ローラ１４を回転させながら、現像ローラ１４に現像バイアスを印加し、現像ローラ１４の表面にトナーを付着させる。これにより、帯電されたトナーが現像ローラ１４から感光体１０に転写され、静電潜像に応じたトナー像が感光体１０の表面に現像される。感光体１０と中間転写ベルト３０の表面とは、互いに接触している。

クリーニングブレード１７は、感光体１０に圧接されている。クリーニングブレード１７は、感光体１０から中間転写ベルト３０へのトナー像の転写後に感光体１０の表面に残留するトナーを回収する。

一次転写ローラ３１は、各画像形成ユニット１に対応して設けられ、中間転写ベルト３０の裏面に当接されて回転可能に支持されている。一次転写ローラ３１と、それに対応する画像形成ユニット１の感光体１０とは、中間転写ベルト３０を挟むように設けられている。トナー像と反対極性の転写電圧が一次転写ローラ３１に印加されると、トナー像が感光体１０から中間転写ベルト３０の表面に転写される。

イエロー（Ｙ）のトナー像、マゼンタ（Ｍ）のトナー像、シアン（Ｃ）のトナー像、およびブラック（ＢＫ）のトナー像が順に重ねられて感光体１０から中間転写ベルト３０に転写される。これにより、カラーのトナー像が中間転写ベルト３０の表面に形成される。

二次転写ローラ３３は、画像形成ユニット１Ｋの下流側の所定位置（第１の位置）において、中間転写ベルト３０の表面に当接されて回転可能に支持されている。二次転写ローラ３３および駆動ローラ３９は、中間転写ベルト３０を挟むように設けられている。二次転写ローラ３３および中間転写ベルト３０は互いに接触しており、それらが接触している部分はニップと呼ばれる。中間転写ベルト３０が回転駆動されると、中間転写ベルト３０の表面のトナー像が二次転写ローラ３３および中間転写ベルト３０間のニップに搬送される。

放電部材３４は、二次転写ローラ３３の回転方向においてニップよりも下流の所定位置（第２の位置）に設けられている。放電部材３４は、二次転写ローラ３３の表面に付着したトナーを帯電させて二次転写ローラ３３に電気的に吸着させ、用紙Ｓの裏面が汚れることを防止するために設けられている。

カセット３７には、多数の用紙Ｓ（記録部材）がセットされる。各用紙Ｓは、カセット３７からタイミングローラー４０によって搬送経路４１に沿って、二次転写ローラ３３および中間転写ベルト３０間のニップに送られる。制御装置５１は、用紙Ｓが送り出されるタイミングに合わせて、二次転写ローラ３３に印加する転写電圧を制御する。

二次転写ローラ３３と中間転写ベルト３０表面のトナー像との間に用紙Ｓが挿入されているときに、二次転写ローラ３３にトナー像と反対極性の転写電圧が印加されると、トナー像が中間転写ベルト３０から二次転写ローラ３３側に引き付けられ、用紙Ｓの表面に転写される。二次転写ローラ３３への用紙Ｓの搬送タイミングは、中間転写ベルト３０上のトナー像の位置に合わせてタイミングローラー４０によって制御される。その結果、中間転写ベルト３０上のトナー像は、用紙Ｓの適切な位置に転写される。

トナー像が転写された用紙Ｓは、上方の定着装置５０に送られる。定着装置５０は、自身を通過する用紙Ｓを加圧および加熱する。定着装置５０は、制御装置５１からの制御信号に従って、用紙の加熱度合いや、用紙に加える圧力などを制御する。定着装置５０が用紙Ｓを加熱および加圧することで、トナー像が用紙Ｓに定着する。その後、用紙Ｓは、トレー４８に排紙される。

光センサ４５は、二次転写ローラ３３および中間転写ベルト３０間のニップよりも下流の所定位置において、中間転写ベルト３０の表面に対向して設けられる。光センサ４５は、中間転写ベルト３０の表面にトナー像とは別に形成されるパッチ画像の画像濃度を検出する。制御装置５１は、光センサ４５の検出結果に基づいて、現像バイアス電圧などを調整することにより、トナー像の濃度を調整する。

また、クリーニングブレード４２は、光センサ４５よりも下流側の所定位置（第３の位置）において、中間転写ベルト３０に圧接されている。クリーニングブレード４２および従動ローラ３８は、中間転写ベルト３０を挟むように設けられている。クリーニングブレード４２は、中間転写ベルト３０から用紙Ｓへのトナー像の転写後に中間転写ベルト３０の表面に残留するトナーを回収する。回収されたトナーは、搬送スクリュー（図示せず）で搬送され、廃トナー容器（図示せず）に貯められる。

図２は、画像形成装置１００の要部を示す図である。図２において、画像形成装置１００は、さらに、直流電源６１，６２を備える。直流電源６１は、制御装置５１によって制御され、制御電圧ＶＣ１を二次転写ローラ３３に印加する。制御電圧ＶＣ１は、ニップＮＰに用紙Ｓが挿入されている期間には、トナーと逆極性の大きな直流電圧ＶＰ１に設定され、ニップＮＰに用紙Ｓが挿入されていない期間には、トナーと同極性の小さな直流電圧ＶＮ１に設定される。たとえば、トナーが負極性である場合、直流電圧ＶＰ１は大きな正電圧（たとえば、＋１ｋＶ〜＋２ｋＶ）であり、直流電圧ＶＮ１は小さな負電圧である。

ニップＮＰに用紙Ｓが挿入されている期間に、トナーと逆極性の直流電圧ＶＰ１が二次転写ローラ３３に印加されると、中間転写ベルト３０の表面のトナー像が用紙Ｓの表面に転写される。ニップＮＰに用紙Ｓが挿入されていない期間には、トナーと同極性の直流電圧ＶＮ１が二次転写ローラ３３に印加され、二次転写ローラ３３の表面へのトナーの付着が抑制される。

直流電源６２は、制御装置５１によって制御され、制御電圧ＶＣ２を放電部材３４に印加する。制御電圧ＶＣ２は、二次転写ローラ３３の表面に弱帯電トナーが付着している場合には、トナーと同極性の大きな直流電圧ＶＮ２に設定され、それ以外の場合には０Ｖに設定される。たとえば、トナーが負極性である場合、直流電圧ＶＮ２は大きな負電圧である。

図３は、放電部材３４の構成および動作を説明するための図である。図３において、放電部材３４は、二次転写ローラ３３の回転方向においてニップＮＰよりも下流の所定位置（第２の位置）に設けられる。二次転写ローラ３３の１回転を３６０度とし、ニップＮＰの位置を０度とすると、ニップＮＰから下流側にたとえば１２０度回転した位置に放電部材３４が設けられる。

放電部材３４は、ローラ状に形成されており、たとえば、回転軸と、回転軸の外周に設けられた基層と、基層の外周面を覆うように設けられた表層とを含む。回転軸は、たとえば金属を用いて形成され、直流電源６２から制御電圧ＶＣ２を受ける。基層は、導電性弾性体（たとえば導電性ゴム）を用いて形成される。表層は、導電性樹脂を用いて形成されている。

放電部材３４は、二次転写ローラ３３に所定の力で押圧される。放電部材３４と二次転写ローラ３３は、所定幅のニップを構成する。放電部材３４は、回転しないように支持されていてもよいし、二次転写ローラ３３に従動して回転するように支持されていてもよい。

直流電圧ＶＮ２は、放電部材３４および二次転写ローラ３３間のニップの両側の微小な隙間で放電６３が発生するような大きな電圧（たとえば、−２ｋＶ〜−３ｋＶ）に設定されている。換言すると、放電部材３４および二次転写ローラ３３間のニップの両側の微小な隙間において、直流電圧ＶＮ２は、パッシェンの放電開始電圧よりも大きな電圧に設定されている。

したがって、放電部材３４に直流電圧ＶＮ２が印加されると、放電部材３４および二次転写ローラ３３間のニップの両側の微小空間で放電６３が発生する。二次転写ローラ３３の表面に付着した弱帯電トナーＴａは、放電部材３４と二次転写ローラ３３の間を通過するときに放電６３に曝され、負極性の強帯電トナーＴｂとなる。

ニップＮＰに用紙Ｓが挿入されている期間に、トナーと逆極性の直流電圧ＶＰ１が二次転写ローラ３３に印加されると、強帯電トナーＴｂは二次転写ローラ３３の表面に電気的に吸着され、用紙Ｓの裏面に付着しない。したがって、二次転写ローラ３３の表面のトナーによって用紙Ｓの裏面が汚れることが防止される。

図４（Ａ）〜（Ｃ）は、画像形成装置の動作を示すタイムチャートである。特に、図４（Ａ）は中間転写ベルト３０の表面に形成されるトナー像を示し、図４（Ｂ）は二次転写ローラ３３に印加される制御電圧ＶＣ１の波形を示し、図４（Ｃ）は放電部材３４に印加される制御電圧ＶＣ２の波形を示している。

図４（Ａ）において、中間転写ベルト３０の表面には、複数（図では３つ）のトナー像Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３が所定の時間間隔で順次形成されるとともに、２つのトナー像Ｔ１，Ｔ２の間にトナーを用いたパッチ画像Ｐ１，Ｐ２が形成される。パッチ画像Ｐ１，Ｐ２は、中間転写ベルト３０の幅方向に配列されている。

パッチ画像Ｐ１，Ｐ２は、トナー像の画像濃度を調整するために形成され、用紙Ｓに転写されることなく、ニップＮＰを通過する。パッチ画像Ｐ１，Ｐ２の画像濃度は、ニップＮＰの下流の所定位置において光センサ４５（図１）によって検出される。

トナー像Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３の先端はそれぞれ時刻ｔ１，ｔ６，ｔ８にニップＮＰに到達し、それらの後端はそれぞれ時刻ｔ２，ｔ７，ｔ９にニップＮＰに到達する。パッチ画像Ｐ１，Ｐ２の先端はともに時刻ｔ３にニップＮＰに到達し、それらの後端はともに時刻ｔ４にニップＮＰに到達する。

３つのトナー像Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３と同じタイミングで、３枚の用紙Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３がニップＮＰに順次供給される。トナー像Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３と用紙Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３とはそれぞれ同じサイズである。

ニップＮＰに用紙Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３が挿入されている期間（たとえば、ｔ１〜ｔ２，ｔ６〜ｔ７，ｔ８〜ｔ９）には、制御電圧ＶＣ１はトナーと逆極性の大きな正電圧ＶＰ１にされる。これにより、中間転写ベルト３０の表面のトナー像Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３がそれぞれ用紙Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３の表面に転写される。

ニップＮＰに用紙Ｓが挿入されていない期間（たとえば、ｔ２〜ｔ６，ｔ７〜ｔ８）には、制御電圧ＶＣ１はトナーと同極性の小さな負電圧ＶＮ１にされる。これにより、パッチ画像Ｐ１，Ｐ２などのトナーが二次転写ローラ３３の表面に付着することが抑制される。ただし、パッチ画像Ｐ１，Ｐ２と二次転写ローラ３３とは接触するので、二次転写ローラ３３の表面に少量のトナーが付着する。二次転写ローラ３３の表面に付着したトナーには、弱帯電トナーＴａ（図３）が含まれている。

制御電圧ＶＣ２は、パッチ画像Ｐ１，Ｐ２の先端がニップＮＰに到達したことに応じて、所定時間だけ、トナーと同極性の大きな直流電圧ＶＮ２（たとえば、−２ｋＶ〜−３ｋＶ）にされる。図４（Ｃ）では、パッチ画像Ｐ１，Ｐ２の後端がニップＮＰに到達する時刻ｔ４の後の時刻ｔ５において制御電圧ＶＣ２が０Ｖから直流電圧ＶＮ２に立ち下げられ、２番目のトナー像Ｔ２の先端がニップＮＰに到達する時刻ｔ６において制御電圧ＶＣ２が直流電圧ＶＮ２から０Ｖに立ち上げられた場合が示されている。

制御電圧ＶＣ２が直流電圧ＶＮ２にされると、放電部材３４および二次転写ローラ３３間のニップの両側で放電６３が発生する。二次転写ローラ３３の表面に付着した弱帯電トナーＴａは、放電部材３４と二次転写ローラ３３の間を通過するときに放電６３に曝され、負極性の強帯電トナーＴｂとなる（図３）。したがって、２枚目の用紙Ｓ２がニップＮＰに挿入されている期間ｔ６〜ｔ７において、トナーと逆極性の正電圧ＶＰ１が二次転写ローラ３３に印加されると、二次転写ローラ３３の表面のトナーは二次転写ローラ３３の表面に電気的に吸着される。よって、二次転写ローラ３３の表面のトナーによって用紙Ｓ２の裏面が汚れることが防止される。

図５（Ａ）〜（Ｃ）は、画像形成装置の動作を模式的に示す図である。図５（Ａ）において、中間転写ベルト３０の表面のパッチ画像Ｐ１と二次転写ローラ３３の表面とがニップＮＰで接触し、パッチ画像Ｐ１と同形状のトナー画像Ｐ１ａが二次転写ローラ３３の表面に付着する（図４中の時刻ｔ３〜ｔ５）。トナー画像Ｐ１ａには弱帯電トナーＴａ（図３）が含まれている。

図５（Ｂ）において、トナー画像Ｐ１ａの先端が放電部材３４に到達するまでに、トナーと同極性の大きな負電圧ＶＮ２を放電部材３４に印加し、放電部材３４および二次転写ローラ３３間のニップの両側で放電６３を発生させる（図４中の時刻ｔ５〜ｔ６）。トナー画像Ｐ１ａに含まれる弱帯電トナーＴａは、放電６３に曝されて負極性に再荷電され、強帯電トナーＴｂ（図３）となる。したがって、弱帯電トナーＴａを含むトナー画像Ｐ１ａは、強帯電トナーＴｂを含むトナー画像Ｐ１ｂとなる。

図５（Ｃ）において、用紙Ｓ２がニップＮＰに挿入されている期間に二次転写ローラ３３にトナーと逆極性の正電圧ＶＰ１が印加されると、トナー画像Ｐ１ｂは二次転写ローラ３３の表面に電気的に吸着され、用紙Ｓ２の裏面がトナーによって汚されることが防止される（図４中の時刻ｔ６〜ｔ７）。

以上のように、この実施の形態１では、トナーと同極性の直流電圧ＶＮ２を放電部材３４に印加して放電６３を発生させ、二次転写ローラ３３の表面のトナーを帯電させて二次転写ローラ３３に電気的に吸着させる。したがって、二次転写ローラ３３に付着したトナーによって用紙Ｓの裏面が汚れることを防止することができる。また、二次転写ローラ３３にトナーを吸着しながら印刷できるので、生産性が低下することもない。

なお、この実施の形態１では、トナー画像の画像濃度を調整するために使用されるパッチ画像Ｐ１，Ｐ２がトナー像Ｔ１，Ｔ２の間に形成されたが、これに限るものではない。本願発明は、（１）現像器１３内の古いトナーを吐き出して現像剤をリフレッシュする、（２）感光体１０の表面を均一にリフレッシュする、（３）感光体１０およびクリーニングブレード１７間の摩擦を軽減する、（４）中間転写ベルト３０およびクリーニングブレード４２間の摩擦を軽減するために、パッチ画像を形成する場合にも適用される。（１）〜（４）の場合は、パッチ画像は中間転写ベルト３０の幅と略同じ幅に形成される。

また、本願発明は、トナー像Ｔ１，Ｔ２の間にパッチ画像Ｐ１，Ｐ２が形成されない場合にも適用可能である。紙詰まりなどによって二次転写ローラ３３の表面にトナーが付着した場合、放電部材３４にトナーと同極性の直流電圧ＶＮ２を印加し、二次転写ローラ３３の表面のトナーを強帯電トナーＴｂにすればよい。この場合でも、二次転写ローラ３３の表面のトナーを二次転写ローラ３３に電気的に吸着させ、二次転写ローラ３３に付着したトナーによって用紙Ｓの裏面が汚れることを防止することができる。

また、本実施の形態１では、放電部材３４を二次転写ローラ３３に接触させたが、放電部材３４および二次転写ローラ３３が微小な所定間隔を開けて平行に配置されていても構わない。この場合は、放電部材３４と二次転写ローラ３３の隙間において放電６３が発生するように、直流電圧ＶＮ２はパッシェンの放電開始電圧よりも大きな電圧に設定されている。この変更例では、放電部材３４は二次転写ローラ３３に接触しないので、二次転写ローラ３３の表面のトナーが放電部材３４に付着することを抑制することができる。

図６は、実施の形態１の変更例を示す図であって、図３と対比される図である。図６を参照して、この変更例では、二次転写ローラ３３の回転方向においてニップＮＰの直後の位置に放電部材３４が配置される。この変更例では、中間転写ベルト３０の表面の弱帯電トナーＴａが二次転写ローラ３３に付着した直後に、弱帯電トナーＴａを再荷電することができる。したがって、二次転写ローラ３３に弱帯電トナーＴａが付着している時間を短縮し、二次転写ローラ３３の表面にトナーを確実に拘束することができる。

図７は、実施の形態１の他の変更例を示す図であって、図３と対比される図である。図７を参照して、この変更例では、ニップＮＰの位置から見て二次転写ローラ３３の反対側に放電部材３４が配置される。換言すると、二次転写ローラ３３の１回転を３６０度とし、ニップＮＰの位置を０度とすると、放電部材３４は１８０度の位置に配置される。この変更例では、放電６３が発生する位置とニップＮＰとの間の距離を最大にすることができ、ニップＮＰに到達したトナー像などに対する放電６３の影響を最小にすることができる。

図８は、実施の形態１のさらに他の変更例を示す図であって、図７と対比される図である。図８を参照して、この変更例が図７の変更例と異なる点は、放電部材３４が放電部材３４Ａで置換されている点である。

放電部材３４Ａは、シート状に形成されており、たとえば、基板と、基板の表面に設けられた基層と、基層の表面に設けられた表層とを含む。基板は、たとえば金属を用いて形成され、直流電源６２から制御電圧ＶＣ２を受ける。基層は、導電性弾性体（たとえば導電性ゴム）を用いて形成される。表層は、導電性樹脂を用いて形成されている。

放電部材３４Ａの表層側の先端部は、二次転写ローラ３３の回転方向の下流側に向けられ、二次転写ローラ３３の表面に所定の力で押圧される。放電部材３４Ａの基端部は、支持部材(図示せず)によって支持される。制御電圧ＶＣ２は、放電部材３４Ａの基板の基端部に印加される。

放電部材３４Ａと二次転写ローラ３３は、所定幅のニップを構成する。直流電圧ＶＮ２は、放電部材３４Ａおよび二次転写ローラ３３間のニップの近傍の微小な隙間で放電６３が発生するような大きな電圧（たとえば、−２ｋＶ〜−３ｋＶ）に設定されている。換言すると、放電部材３４Ａおよび二次転写ローラ３３間のニップの近傍の微小な隙間において、直流電圧ＶＮ２は、パッシェンの放電開始電圧よりも大きな電圧に設定されている。

放電部材３４Ａにトナーと同極性の直流電圧ＶＮ２が印加されると、放電部材３４Ａおよび二次転写ローラ３３の隙間で放電６３が発生し、二次転写ローラ３３の表面の弱帯電トナーＴａが放電領域を通過すると強帯電トナーＴｂとなる。この変更例では、実施の形態１と同じ効果が得られる他、装置の低コスト化を図ることができる。

なお、放電部材は、ローラ状およびシート状以外の形状であっても構わない。たとえば、コロナ放電を発生するワイヤまたは複数の針で放電部材を構成してもよい。ワイヤと二次転写ローラ３３は、所定の間隔を開けて平行に配置される。複数の針は、二次転写ローラの長さ方向に配列される。各針の先端と二次転写ローラ３３の表面とは、所定の間隔を開けて配置される。ワイヤまたは各針に直流電圧ＶＮ２が印加されると、ワイヤ全体または各針の先端でコロナ放電が発生し、コロナ放電によって負イオンが発生する。二次転写ローラ３３の表面の弱帯電トナーＴａは、負イオンによって強帯電トナーＴｂにされる。この変更例でも、実施の形態１と同じ効果が得られる。

図９（Ａ）〜（Ｃ）は、実施の形態１のさらに他の変更例を示すタイムチャートであって、図４（Ａ）〜（Ｃ）と対比される図である。図９（Ａ）〜（Ｃ）を参照して、この変更例が実施の形態１と異なる点は、放電部材３４に直流電圧ＶＮ２を印加している途中（時刻ｔ６ｂ）から２番目のトナー像Ｔ２の転写が開始される点である。換言すると、トナー像Ｔ１〜Ｔ３の間隔（すなわち紙間距離）が短縮され、２番目のトナー像Ｔ２の転写が開始されてから所定時間が経過するまで放電部材３４への直流電圧ＶＮ２の印加が継続される。図９（Ａ）（Ｂ）では、図４（Ａ）（Ｂ）の時刻ｔ６，ｔ７，ｔ８，ｔ９がそれぞれ時刻ｔ６，ｔ７ｂ，ｔ８ｂ，ｔ９ｂに早められている。この変更例では、トナー像Ｔ１〜Ｔ３の間隔を短縮することができ、トナー像Ｔ１〜Ｔ３の形成速度を速めることができる。

[実施の形態２]
図１０（Ａ）〜（Ｃ）は、この発明の実施の形態２による画像形成装置の動作を示すタイムチャートであって、図４（Ａ）〜（Ｃ）と対比される図である。図１０（Ａ）〜（Ｃ）を参照して、この画像形成装置では、２番目のトナー像Ｔ２の後端がニップＮＰに到達する時刻ｔ７と３番目のトナー像Ｔ３の先端がニップＮＰに到達する時刻ｔ９との間のクリーニング期間ＴＣに、トナーと同極性の大きな直流電圧ＶＮ３が二次転写ローラ３３に印加される。トナーが負極性の場合、直流電圧ＶＮ３は大きな負電圧である。

トナーと同極性の大きな直流電圧ＶＮ３が二次転写ローラ３３に印加されると、図１１に示すように、二次転写ローラ３３の表面の強帯電トナーＴｂが電気的な反発力を受けて中間転写ベルト３０の表面に移動する。クリーニング期間ＴＣは、二次転写ローラ３３が１回転するために必要な時間以上の時間に設定される。図１０（Ａ）〜（Ｃ）では、クリーニング期間ＴＣは、時刻ｔ７と時刻ｔ９の間の期間の後半の時刻ｔ８と時刻ｔ９の間の期間とされている。したがって、クリーニング期間ＴＣにおいては、二次転写ローラ３３の表面に付着したトナーが中間転写ベルト３０の表面に移動し、二次転写ローラ３３の表面がクリーニングされる。

この実施の形態２では、実施の形態１と同じ効果が得られる他、二次転写ローラ３３の表面にトナーが堆積することが防止される。また、ニップＮＰに用紙Ｓが挿入されていない期間（トナー像Ｔ２，Ｔ３の間の期間）にトナーを移動させるので、用紙Ｓの裏面が汚れることもない。

図１２（Ａ）〜（Ｃ）は、実施の形態２の変更例を示すタイムチャートであって、図１０（Ａ）〜（Ｃ）と対比される図である。図１２（Ａ）〜（Ｃ）を参照して、この変更例では、２つのトナー像Ｔ２，Ｔ３の間で二次転写ローラ３３のクリーニングを行なわない場合には、トナー像Ｔ２，Ｔ３の間の時間が短縮される。したがって、この変更例では、トナー像Ｔ１〜Ｔ３の形成時間を短縮することができる。

[実施の形態３]
図１３（Ａ）〜（Ｃ）は、この発明の実施の形態３による画像形成装置の動作を示すタイムチャートであって、図１０（Ａ）〜（Ｃ）と対比される図である。この実施の形態３では、トナー画像Ｔ１およびパッチ画像Ｐ１，Ｐ２の作成後に新たなトナー像が作成されず、印刷が停止された場合（ＪＯＢエンド）が示される。

図１３（Ａ）〜（Ｃ）において、中間転写ベルト３０の表面には、トナー像Ｔ１およびパッチ画像Ｐ１，Ｐ２が形成される。トナー像Ｔ１の先端は時刻ｔ１にニップＮＰに到達し、その後端は時刻ｔ２にニップＮＰに到達する。パッチ画像Ｐ１，Ｐ２の先端はともに時刻ｔ３にニップＮＰに到達し、それらの後端はともに時刻ｔ４にニップＮＰに到達する。

トナー像Ｔ１と同じタイミングで、１枚の用紙Ｓ１がニップＮＰに供給される。トナー像Ｔ１と用紙Ｓ１とは同じサイズである。ニップＮＰに用紙Ｓ１が挿入されている期間ｔ１〜ｔ２には、制御電圧ＶＣ１はトナーと逆極性の大きな正電圧ＶＰ１にされる。これにより、中間転写ベルト３０の表面のトナー像Ｔ１が用紙Ｓ１の表面に転写される。

ニップＮＰに用紙Ｓ１が挿入されていない期間ｔ２〜ｔ６には、制御電圧ＶＣ１はトナーと同極性の小さな負電圧ＶＮ１にされる。これにより、パッチ画像Ｐ１，Ｐ２などのトナーが二次転写ローラ３３の表面に付着することが抑制される。ただし、パッチ画像Ｐ１，Ｐ２と二次転写ローラ３３とはニップＮＰで接触するので、二次転写ローラ３３の表面に少量のトナーが付着する。二次転写ローラ３３の表面に付着したトナーには、弱帯電トナーＴａ（図３）が含まれている。

制御電圧ＶＣ２は、パッチ画像Ｐ１，Ｐ２の先端がニップＮＰに到達したことに応じて、所定時間（時刻ｔ５〜ｔ６）だけ、トナーと同極性の大きな直流電圧ＶＮ２（たとえば、−２ｋＶ〜−３ｋＶ）にされる。すなわち、パッチ画像Ｐ１，Ｐ２の後端がニップＮＰに到達した時刻ｔ４の後の時刻ｔ５において制御電圧ＶＣ２が０Ｖから直流電圧ＶＮ２に立ち下げられ、所定時間経過後の時刻ｔ６において制御電圧ＶＣ２が直流電圧ＶＮ２から０Ｖに立ち上げられる。また時刻ｔ６には、制御電圧ＶＣ１は、直流電圧ＶＮ１から０Ｖに立ち上げられる。

制御電圧ＶＣ２が直流電圧ＶＮ２にされると、放電部材３４および二次転写ローラ３３のニップの両側で放電６３が発生する。二次転写ローラ３３の表面に付着した弱帯電トナーＴａは、放電部材３４と二次転写ローラ３３の間を通過するときに放電６３に曝され、負極性の強帯電トナーＴｂとなる（図３）。

所定時間経過後の時刻ｔ７において、制御電圧ＶＣ１が０Ｖからトナーと同極性の大きな負電圧ＶＮ３に立ち下げられる。制御電圧ＶＣ１が負電圧ＶＮ３にされると、二次転写ローラ３３の表面の強帯電トナーＴｂが中間転写ベルト３０の表面に移動し、二次転写ローラ３３の表面のトナーが除去される。中間転写ベルト３０の表面に移動したトナーは、下流のクリーニングブレード４２によって除去され、廃棄される。

この実施の形態３では、二次転写ローラ３３の表面のトナーを十分に除去することができ、次の印刷時に用紙Ｓの裏面がトナーで汚れることを確実に防止することができる。また、印刷終了時に二次転写ローラ３３のトナーを除去するので、待ち時間が発生して生産性が低下することもない。

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋ 画像形成ユニット、１０ 感光体、１１ 帯電器、１２ 露光部、１３ 現像器、１７，４２ クリーニングブレード、１５Ｙ，１５Ｍ，１５Ｃ，１５Ｋ トナーボトル、３０ 中間転写ベルト、３１ 一次転写ローラ、３３ 二次転写ローラ、３４，３４Ａ 放電部材、３７ カセット、３８ 従動ローラ、３９ 駆動ローラ、４０ タイミングローラー、４５ 光センサ、５０ 定着装置、４８ トレー、５１ 制御装置、６１，６２ 直流電源、６３ 放電、ＮＰ ニップ、Ｔａ 弱帯電トナー、Ｔｂ 強帯電トナー、Ｔ１〜Ｔ３ トナー像、Ｐ１，Ｐ２ パッチ画像、１００ 画像形成装置。

Claims (19)

1. 回転駆動され、その表面にトナー像が形成される像担持体と、
   前記像担持体の回転方向の第１の位置において前記像担持体の表面とニップを構成する第１の転写ローラと、
   前記第１の転写ローラの回転方向において前記ニップよりも下流の第２の位置に設けられた放電部材と、
   記録部材が前記ニップに挿入されている場合に、トナーと逆極性の第１の電圧を前記第１の転写ローラに印加してトナー像を記録部材に転写する第１の電源部と、
   トナーと同極性の第２の電圧を前記放電部材に印加して放電を発生させ、前記第１の転写ローラの表面のトナーを帯電させて前記第１の転写ローラに電気的に吸着させる第２の電源部とを備える、画像形成装置。
2. 前記放電部材と前記第１の転写ローラとは離間している、請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記第２の電圧は、前記第１の転写ローラに対する前記放電部材の電圧がパッシェンの放電開始電圧よりも高くなるように設定される、請求項１または２に記載の画像形成装置。
4. 前記第２の位置は前記ニップに隣接している、請求項１から３のいずれか１項に記載の画像形成装置。
5. 前記第２の位置は、前記ニップから見て前記第１の転写ローラの反対側の位置である、請求項１から３のいずれか１項に記載の画像形成装置。
6. 前記放電部材はローラ状に形成されている、請求項１から５のいずれか１項に記載の画像形成装置。
7. 前記放電部材はシート状に形成されている、請求項１から５のいずれか１項に記載の画像形成装置。
8. 前記第１の電源は、記録部材が前記ニップに挿入されていない場合には、トナーと同極性の第３の電圧を前記第１の転写ローラに印加し、前記像担持体の表面のトナーが前記第１の転写ローラに付着することを抑制する、請求項１から７のいずれか１項に記載の画像形成装置。
9. 前記第１の電源は、記録部材が前記ニップに挿入されていない場合において前記第１の転写ローラの表面のトナーをクリーニングするときには、トナーと同極性の第４の電圧を前記第１の転写ローラに印加し、前記第１の転写ローラの表面のトナーを前記像担持体の表面に移動させる、請求項１から８のいずれか１項に記載の画像形成装置。
10. 前記像担持体の表面に第１および第２のトナー像が順次形成されるとともに、前記第１および第２のトナー像の間にトナーを用いたパッチ画像が形成され、
    前記第２の電源部は、前記パッチ画像の先端が前記ニップに到達したことに応じて前記第２の電圧を前記放電部材に印加する、請求項１から７のいずれか１項に記載の画像形成装置。
11. 前記第２の電源部は、前記第２のトナー像の先端が前記ニップに到達したことに応じて、前記放電部材に対する前記第２の電圧の印加を停止する、請求項１０に記載の画像形成装置。
12. 前記第２の電源部は、前記第２のトナー像の先端が前記ニップに到達してから予め定められた時間が経過し、かつ前記第２のトナー像の後端が前記ニップに到達するまでに、前記放電部材に対する前記第２の電圧の印加を停止する、請求項１０に記載の画像形成装置。
13. 前記第１の電源は、前記第１のトナー像の後端が前記ニップに到達してから前記第２のトナー像の先端が前記ニップに到達するまでの期間は、トナーと同極性の第３の電圧を前記第１の転写ローラに印加し、前記像担持体の表面のトナーが前記第１の転写ローラに付着することを抑制する、請求項１０から１２のいずれか１項に記載の画像形成装置。
14. さらに第３のトナー像が形成され、前記第２および第３のトナー像の間には前記パッチ画像が形成されず、
    前記第１の転写ローラのクリーニングを行なう場合には、前記第１の電源部は、前記第２および第３のトナー像の間に対応する期間中のクリーニング期間において、トナーと同極性で前記第３の電圧よりも大きな第４の電圧を前記第１の転写ローラに印加し、前記第１の転写ローラの表面のトナーを前記像担持体の表面に移動させる、請求項１３に記載の画像形成装置。
15. 前記クリーニング期間は、前記第１の転写ローラが１回転するために必要な第１の時間以上の第２の時間に設定されている、請求項１４に記載の画像形成装置。
16. 前記第１の転写ローラのクリーニングを行なう場合には、前記第１のトナー像の後端と前記第２のトナー像の先端との間の時間は前記第１の時間以上の第３の時間に延長され、
    前記第１の転写ローラのクリーニングを行なわない場合には、前記第２のトナー像の後端と前記第３のトナー像の先端との間の時間は前記第１の時間よりも短い第４の時間に短縮される、請求項１５に記載の画像形成装置。
17. 前記像担持体の表面に対するトナー像の形成が終了した場合、前記第２の電源は、前記第３の電圧を前記放電部材に印加して前記第１の転写ローラの表面のトナーを帯電させ、前記第１の電源は、前記第１の転写ローラに前記第４の電圧を印加し、前記第１の転写ローラの表面のトナーを前記像担持体の表面に移動させる、請求項１４から１６のいずれか１項に記載の画像形成装置。
18. 前記像担持体の回転方向において前記第１の位置よりも下流の第３の位置に設けられ、前記像担持体の表面からトナーを除去するクリーニング部と、
    前記像担持体の回転方向において前記第３の位置よりも下流で前記第１の位置よりも上流の第４の位置に設けられ、トナー像を形成する画像形成部と、
    前記画像形成部によって生成されたトナー像を前記像担持体の表面に転写する第２の転写ローラと、
    前記ニップに記録部材を供給する給紙部とを備える、請求項１から１７のいずれか１項に記載の画像形成装置。
19. 前記像担持体は中間転写ベルトである、請求項１から１８のいずれか１項に記載の画像形成装置。
    

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