JP4261822B2

JP4261822B2 - 画像形成装置

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Publication number: JP4261822B2
Application number: JP2002133753A
Authority: JP
Inventors: 慶明佐藤; 孝光相田
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Filing date: 2002-05-09
Publication date: 2009-04-30
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Also published as: JP2003330282A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、像担持体上に形成したトナー像を中間転写体に転写した後に転写材に転写する中間転写方式を採用した複写機、プリンタなどの画像形成装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来から画像形成装置としては、電子写真方式、熱転写方式、インクジェット方式等さまざまな方式が用いられている。このうち、電子写真方式を用いたものは、高速、高画質、静粛性の点で他の方式に比べ優れており、複写機、ページプリンタ等の画像形成装置として広く採用されている。電子写真方式では静電的な力を利用し、トナー粒子による画像を紙等の転写材上に形成し、その後、定着装置にて加えられる熱と圧力により、トナー画像は転写材上に溶融固着（定着）され安定した状態となる。近年電子写真方式の画像形成装置では、カラー対応、高速化等の高機能化が進んでいる。
【０００３】
図５は、従来例に係る電子写真方式を用いた画像形成装置の概略構成図であって、中間転写方式を採用したカラー画像形成装置を示している。図において像担持体である感光体ドラム100は帯電ローラ101によって一様に帯電され、露光光学系102によって走査光103を操作されることにより潜像が形成される。この潜像はロータリー104に取り付けられた各色の現像器105〜108によって現像されてトナー像が形成され、一次転写ローラ109によって中間転写体である中間転写ベルト110に重畳的に一次転写される。一次転写後に感光体ドラム100表面に残留した一次転写残トナーは、弾性ブレードを有する感光体ドラムクリーナー117により除去され、廃トナー容器（不図示）に収容される。
【０００４】
中間転写ベルト106は駆動ローラ111、テンションローラ112、二次転写対向ローラ113によって張架、駆動されており、中間転写ベルト110上のカラートナー像は二次転写ローラ114によって転写材Ｐに一括して二次転写される。転写材Ｐは定着器115において熱と圧力を印加されることによりトナー像が溶融固着され、機外に排出されて画像形成が終了する。
【０００５】
上述した方式以外にも、感光体ドラムや現像器等を含み、単色のトナー像を現像可能とする像形成ステーションを各色ごとに独立して備えており、それらを中間転写体周上に配置した、いわゆるタンデム方式のカラー画像形成装置が知られている。タンデム方式では、中間転写体表面ががそれぞれの像形成ステーションを順に通過することで各色トナー像が中間転写体上に順次重ねて一次転写されて、中間転写ベルト上にフルカラー画像を形成する。その後引き続き行われる二次転写、定着については上述の従来例同様である。
【０００６】
次に、中間転写体のクリーニング機構について説明する。二次転写過程が終了した後の中間転写ベルト110上には、転写材Ｐに転写されずに残留した二次転写残トナーが付着している。そこで特開平9-44007に記載されているように、中間転写ベルト110には残トナー帯電ローラ118を配置し、トナーの本来の帯電極性と逆極性であるプラス極性に帯電する。すると帯電された二次転写残トナーは、一次転写位置である一次転写ニップ部N1にて感光体ドラム100へ静電的に転写され、中間転写ベルト110上から除去される。なお、感光体ドラム100上に移動した二次転写残トナーは、一次転写残トナーと同様に感光体ドラムクリーナー117により除去される。
【０００７】
ところで本クリーニング機構では、帯電された二次転写残トナーの個々の粒子が持つ帯電量が略均一でなければ、十分なクリーニング性能が得られない。帯電量の低いトナー粒子は、一次転写ニップ部N1に形成される電界から受ける静電力が弱く、感光体ドラム100へ転写されにくい。また帯電量の高すぎるトナー粒子は中間転写ベルト110から受ける鏡映力が大きく、やはり感光体ドラム100へ転写されにくいのである。
【０００８】
そこで、残トナー帯電ローラ118に印加するバイアスとしては、特開平11-161043に記載されているように交番（交流）電圧に直流電圧を重畳したバイアスを用いている。このバイアスは直流電圧のバイアスに比べ均一に帯電する能力に優れているため、個々のトナー粒子が持つ電荷量を略均一にすることが可能になり、十分なクリーニング性能を得ることが可能になる。
【０００９】
しかしながら、二次転写残トナーを上述の交番電圧を印加した残トナー帯電ローラ118で帯電する際、残トナー帯電ローラ118と中間転写ベルト110の当接部N3近傍よりトナー飛散が発生し、機内汚染が生じる場合がある。当接部N3では、交番電圧の影響を受け、二次転写残トナーが残トナー帯電ローラ118と中間転写ベルト110の間で飛翔を繰り返す。この飛翔の過程で二次転写残トナーの個々のトナー粒子は正極性に均一帯電されるのであるが、二次転写残トナーの中で特に電荷量の低い粒子は中間転写ベルト110から残トナー帯電ローラ118に到達せず、また中間転写ベルト110に戻ることもできない。すると重力や中間転写ベルト110の回転による空気の流れによって、浮遊、落下し、トナー飛散が発生してしまうのである。
【００１０】
そこで、図６に示すように、飛散の発生しない直流電圧のみが印加された補助帯電部材119を用い、残トナー帯電ローラ118による帯電に先立って二次転写残トナーをプラス極性に帯電することが考えられる。このようにすることで、残トナー帯電ローラの当接部N3近傍で飛散する可能性がある電荷量の低いトナーに対し、あらかじめ飛散が発生しないための十分な電荷量を付与しておくことができるため、トナー飛散が発生しにくい。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、図６に示したような、補助帯電部材119を用いるクリーニング機構を搭載した画像形成装置において、残トナー帯電ローラ118による幅方向（ローラの軸方向）の帯電幅Ｗｃｈ（残トナー帯電ローラの帯電域）よりも補助帯電部材119による帯電幅Ｗｓｃが大きい場合、以下のような問題が発生する場合があった。
【００１２】
すなわち、中間転写ベルト110上には、直流電圧のみのバイアスが印加された補助帯電部材119による帯電はされているが、交番（交流）電圧に直流電圧を重畳したバイアスが印加された残トナー帯電ローラ118による帯電は行われない領域が生じてしまう。そのような領域では、前述した通りトナー帯電量を均一にできないため、十分なクリーニング性能が得られない。そのため装置の長期使用を通じて徐々にトナー等が堆積し、それがやがて落下、飛散することにより、装置故障の原因となったり、装置の出力画像における画像汚れとして顕在化してしまう問題があった。
【００１３】
ここで、補助帯電部材119のみでしか帯電されない領域が画像形成幅（中間転写ベルト110上のトナー画像を担持する幅方向の領域）より外側にある場合は、二次転写残トナーに起因するトナー堆積は本来は発生しないはずである。しかし現装置内各部の像器等から微小量落下、飛散したもの、かぶりトナーや感光体ドラムクリーナーからすり抜けた微小量の廃トナーが中間転写ベルト110上に移動したもの、または紙粉などが徐々に中間転写ベルト110表面に堆積し、上述の問題を発生させてしまう。
【００１４】
更に、比較的高抵抗の中間転写ベルト110を用いる場合、特開平10-307489に示すように残トナー帯電ローラ118が中間転写ベルト110を除電する役割も同時に担うことがある。そのような場合、中間転写ベルト110上において補助帯電部材119のみでしか帯電されない領域では、一方的に帯電されるばかりで除電がなされない為、劣化が早まり、ピンホール等が発生する場合があった。ピンホールが発生すると転写バイアスリークなどが発生するため大きな問題に発展する。
【００１５】
そこで本発明は、中間転写体上の残留トナーを帯電させることにより像担持体に転写させる画像形成装置において、確実に中間転写体をクリーニングすることができ、かつ中間転写体の劣化を防止することが可能な画像形成装置を提供することを目的としている。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明に係る画像形成装置の代表的な構成は、トナー像を担持する像担持体と、前記像担持体上のトナー像を中間転写体に転写する一次転写手段と、前記中間転写体上のトナー像を転写材に転写する二次転写手段と、前記中間転写体の移動方向において前記一次転写手段の上流側かつ前記二次転写手段の下流側に配置された第一帯電手段と、前記中間転写体の移動方向において前記一次転写手段の上流側かつ前記第一帯電手段の下流側に配置された第二帯電手段とを有し、前記第一帯電手段には所定の極性の直流電圧のバイアスが印加可能であり、前記第二帯電手段には交番電圧を含むバイアスが印加可能であり、前記中間転写体上の残留トナーを前記第一帯電手段及び前記第二帯電手段によって帯電させることにより前記像担持体に転写させる画像形成装置において、前記第一帯電手段は前記中間転写体の表面に対し非接触であり、前記中間転写体上における画像形成幅をＷｇ、前記第一帯電手段の実質的にバイアスが印加されている電極部分と前記中間転写体表面との間の最短距離間に他の部材による遮蔽のない領域の幅方向における長さをＷ１、前記第二帯電手段の帯電幅をＷ２としたとき、Ｗｇ≦Ｗ１≦Ｗ２であることを特徴とする。
【００１７】
【発明の実施の形態】
［第一実施形態］
本発明に係る画像形成装置の第一実施形態について説明する。図１は本実施形態に係る画像形成装置の全体構成図、図２は中間転写体上の第一及び第二帯電手段の帯電幅を説明する図である。
【００１８】
（全体構成）
まず、図１を用いて、画像形成装置の全体構成について説明する。図に示す画像形成装置は電子写真方式を用いており、かつ中間転写方式を採用したカラープリンタである。
【００１９】
図において画像形成装置は像担持体である感光体ドラム１を有し、矢印に示す方向に回転駆動する。感光体ドラム１の表面は帯電ローラ２によってマイナス電荷が付与され、-600Vに一様帯電される。露光光学系３は画像データに基づいて発光制御された走査光４を感光体ドラム１表面に照射し、マイナス電荷を除去して潜像を形成する。尚、潜像部の電位は略-200Vである。この潜像は、各色の現像器５〜８によって現像される。現像器５〜８は夫々が黒、マゼンタ、シアン、イエロー各色の現像剤であるトナーを内包し、ロータリー27に取り付けられている。このロータリー27が90度ごとに公転することで各現像器５〜８は感光体ドラム１に対向し、感光体ドラム１上の潜像を各色のトナーで現像する。なお図は黒現像器５を現像位置に配置した様子を示している。
【００２０】
感光体ドラム１に対向した現像ローラ５ａ上には負の極性に帯電されたトナーが一定量供給されており、また現像ローラ５ａには電源（不図示）により現像バイアスが印加されている。現像バイアスは帯電電位と潜像（露光部）電位の間の適切な値に設定することで、感光体ドラム１上の潜像に選択的にトナーを付着させる現像を行うことができる。このようにして感光体ドラム１上に形成された単色トナー像は、一次転写位置である一次転写ニップ部N1において、中間転写体である中間転写ベルト９上へ順次一次転写される。
【００２１】
中間転写ベルト９は、二次転写対向ローラ12、駆動ローラ15、テンションローラ16によって張架され、矢印で示す方向に感光体ドラム１とほぼ等速で回転する。中間転写ベルト９としては、通常厚さ50μm〜300μm、体積抵抗率10^7Ωcm〜10^12Ωcm程度のPVDF、ポリアミド、ポリイミド、PET、ナイロン、ポリカーボネート等の樹脂フィルムベルトや0.5〜2mm厚程度の低抵抗なゴム基層の上に厚さ数十μｍの離型性の良い高抵抗な樹脂層を設けたゴムベルト等を用いることができる。尚、中間転写ベルトの抵抗値調整はカーボン、ZnO、SnO₂、TiO₂、その他の導電性の充填材により行うことができる。
【００２２】
一次転写ローラ10は電源19によりプラス極性の転写バイアス（200V〜700V）が印加されている。一次転写後に感光体ドラム１表面に残留した一次転写残トナーは、弾性ブレードを有する感光体ドラムクリーナー17により除去され、廃トナー容器（不図示）に収容される。
【００２３】
フルカラー画像形成時（フルカラーモード）は上記行程を中間転写ベルト９の回転に同期して各色現像器５〜８について順次行い、中間転写ベルト９上に４色重ねのカラー像を形成する。尚、単色画像形成時（単色モード）はスループット短縮のため上記行程は黒現像器についてのみ行われる。
【００２４】
こうして中間転写ベルト９上にフルカラー画像や単色画像が形成されると、二次転写位置である二次転写ニップ部N2において、搬送される転写材の背面に二次転写ローラ11が当接され、印加されるプラス極性のバイアス（+1kv）により画像は転写材上に一括して二次転写される。二次転写を経てその表面に４色の未定着トナー像を担持した転写材Ｐは、定着器21へ搬送され、そこで表面のトナー像が定着されて画像形成が完了する。
【００２５】
（中間転写体のクリーニング機構）
中間転写ベルト９にはクリーニング機構として、第二帯電手段である残トナー帯電ローラ31、及び第一帯電手段である補助帯電ローラ40が備えられており、上述の二次転写過程が終了した後に転写材Ｐに転写されずに残留した二次転写残トナーを中間転写ベルト９上から除去する。補助帯電ローラ40には電源40から直流電圧のバイアス印加され、残トナー帯電ローラ31には電源37から交番電圧に直流電圧を重畳したバイアスを印加される。これらによって二次転写残トナーは、本来の帯電極性と逆極性であるプラス極性に帯電され、一次転写位置である一次転写ニップ部N1にて転写バイアスにより感光体ドラム１へ静電的に転写され、中間転写ベルト９上から除去される。尚、感光体ドラム上に移動した二次転写残トナーは、一次転写残トナーと同様に廃トナー容器に収容される。
【００２６】
残トナー帯電ローラ31及び補助帯電ローラ40は、二次転写前の中間転写ベルト９上の画像を乱すことがないよう当接離間の機構（不図示）を有し、二次転写前は中間転写ベルト９から離間している。また、残トナー帯電ローラ31、補助帯電ローラ40と対向する中間転写ベルト９の裏面には、帯電効率を上げるために接地の対向電極32、35が設けられている。
【００２７】
ここで本実施形態では、補助帯電部材として接触式の帯電部材である補助帯電ローラ40を採用した構成において、補助帯電ローラ40による帯電幅（幅方向の帯電域）が中間転写ベルト９上における最大画像形成幅以上であり、残トナー帯電ローラ31の帯電幅以下としたことを特徴としている。
【００２８】
具体的には、本実施形態では、補助帯電ローラ40として、直径6mmの芯金の周囲に、体積抵抗率を率が10^8Ωcm程度に調整されたNBRゴムよりなる厚さ6mmの弾性層を設けて成型したローラを用いた。弾性層の抵抗調整はカーボンブラックの分散により行われている。中間転写ベルトクリーニング時には中間転写ベルト表面に当接し、電源41により+2kvの直流電圧が印加される。
【００２９】
尚、トナーによるローラ汚れを防止するため、補助帯電ローラ40の表面粗さRzは0.2μm程度とした。本発明者の検討に拠れば、Rzが8.0μm以下であれば同様にして、安定した帯電性能が得られたが、Rzが8.0μmを超えると、二次転写残トナーが補助帯電ローラ40表面の凹凸に付着し、帯電性能の低下が発生した。
【００３０】
一方、残トナー帯電ローラ31には、体積抵抗率10^9Ωcmのゴム部材をφ6mmの芯金に対し、厚さ6mmにてローラ形状に成型した部材を用いた。中間転写ベルトクリーニング時にはやはり中間転写ベルト９表面に当接し、電源37により周波数2KHz、振幅2kvの正弦波である交番電圧に、+1kvの直流電圧を重畳したバイアスが印加される。
【００３１】
上記構成によれば、二次転写過程が終了した後に中間転写ベルト９上に残留した二次転写残トナーは、まず直流電圧の印加された補助帯電ローラ40によって、トナー本来の帯電極性とは逆極性であるプラス極性の電荷が付与される。補助帯電ローラ40通過後における二次転写残トナーのトナー粒子の電気極性はプラス極性ではあるが、個々のトナー粒子が持つ電荷量はまだ不均一である。続いて二次転写残トナーは、交番電圧に正極性の直流電圧の重畳されたバイアスの印加された残トナー帯電ローラ31により帯電されると、トナー粒子の電気極性は正極性を保持しつつ、個々の粒子の持つ電荷量は略均一化される。
【００３２】
更に、本実施形態では残トナー帯電ローラ31の帯電幅（幅方向の帯電域）をＷｃｈ、補助帯電ローラ40の帯電幅をＷｓｃ、中間転写ベルト９上における画像形成幅をＷｇとした場合、Ｗｇ≦Ｗｓｃ≦Ｗｃｈの関係が成立するよう構成した。この関係を模式的に示したのが図２である。ここで、本画像形成装置における最大画像形成幅Ｗｇは210mmであるのに対し、補助帯電ローラ40の帯電幅Ｗｓｃ、及び残トナー帯電ローラ31の帯電幅Ｗｃｈは、それぞれのローラが中間転写ベルト９に接触するニップ領域の幅とし、各々220mm、230mmとした。
【００３３】
このように補助帯電ローラ40の帯電幅≦残トナー帯電ローラ31の帯電幅としたことにより、残トナー帯電ローラ通過後における中間転写ベルト上には、電荷量が不均一なままの残留トナーは存在しなくなる。また画像形成幅≦補助帯電ローラ40の帯電域としているため、二次転写残トナーの存在領域は必ず補助帯電ローラ40の帯電域を通過するため、二次転写残トナーの飛散が発生するおそれもない。
【００３４】
一方、本実施形態では、中間転写ベルト９上に、補助帯電ローラ40の帯電域を通過せずに、直接残トナー帯電ローラ31を通過する領域が存在する。そのような領域にある残トナーは、残トナー帯電ローラ31通過時に一部が飛散してしまう可能性が考えられる。しかし、この領域はすでに画像形成幅から外れているため二次転写残トナーは存在せず、課題の項で述べたような他の原因で発生した残留トナーが存在するのみである。これらの残留トナー量は二次転写残トナーの量よりはるかに少ないことは明らかであり、実際に飛散が問題となることはない。
【００３５】
プラス極性に均一に帯電された二次転写残トナーは一次転写ニップ部N1へ達し、そこで一次転写ローラに印加される+500Vの転写バイアスの転写バイアスにより、感光体ドラム１上に逆転写される。感光体ドラム１へ転写された二次転写残トナーは感光体ドラムクリーナー17に回収され、中間転写ベルト９上の二次転写残トナーの除去は完了する。
【００３６】
上記説明した如く、本実施形態によれば中間転写ベルトクリーニング時において、補助帯電部材（第一帯電手段）である補助帯電ローラ40の帯電域のみを通過し、第二帯電部材である残トナー帯電ローラ31の帯電域を通過しない領域がなくなるため、中間転写ベルト９上の二次転写残トナーは均一に帯電され、感光体ドラム１に問題なく回収される。そのため二次転写残トナーが中間転写ベルト９上に堆積し、それが落下、飛散することにより発生する問題を防止することができる。更に、本実施形態では補助帯電ローラ40による飛散防止効果も従来と同様に維持することができる。
【００３７】
尚、本実施形態では補助帯電部材として接触式の帯電部材である帯電ローラを用いたが、接触式の帯電部材として、例えば導電性ブレード等の他の部材を用いても良い。その場合は、やはり中間転写体との当接ニップ幅を帯電幅とみなし、画像形成幅≦補助帯電部材（第一帯電手段）の帯電幅≦残トナー帯電ローラ（第二帯電手段）の帯電幅、の関係が成立するよう構成すれば本発明の効果を得ることができる。
【００３８】
［第二実施形態］
本発明に係る画像形成装置の第二実施形態について説明する。図３は本実施形態に係る画像形成装置の全体構成図であって、上記第一実施形態と説明の重複する部分については同一の符号を付して説明を省略する。
【００３９】
本実施形態では、補助帯電部材として非接触式の帯電部材であるコロナ帯電器42を採用した構成において、コロナ帯電器42による帯電幅が中間転写ベルト９上における最大画像形成幅以上であり、残トナー帯電ローラ31の帯電幅以下としたことを特徴としている。
【００４０】
本実施形態では、補助帯電部材として、コロナ帯電器42を設けた。コロナ帯電器のシールドは接地し、また電極部であるコアワイヤには所定の直流電圧（+5kv）が二次転写残トナー補助帯電電源43より印加される。一方、残トナー帯電ローラ31は第一実施形態と同様のものを用い、中間転写ベルトクリーニング時に印加されるバイアスも同様とした。また第一実施形態と同様に、残トナー帯電ローラ31、コロナ帯電器42と対向する中間転写ベルト９の裏面には、帯電効率を上げるために接地の対向電極32、35が設けられている。
【００４１】
二次転写後、中間転写ベルト９上に残留した二次転写残トナーは、まず直流電圧の印加されたコロナ帯電器42によって、トナー本来の帯電極性とは逆極性であるプラス極性の電荷が付与される。コロナ帯電器42通過後における二次転写残トナーの粒子の電気極性は、第一実施形態のそれと同様にプラス極性ではあるが、個々のトナー粒子が持つ電荷量はまだ不均一な状態である。続いて二次転写残トナーは、交番電圧に正極性の直流電圧の重畳されたバイアスの印加された残トナー帯電ローラ31により帯電されると、トナー粒子の電気極性は正極性を保持しつつ、個々の粒子の持つ電荷量は略均一化される。
【００４２】
更に、本実施形態では残トナー帯電ローラ31の帯電幅（幅方向の帯電域）をＷｃｈ、同様に補助帯電部材であるコロナ帯電器42の帯電幅をＷｓｃ、中間転写ベルト９上における画像形成幅をＷｇとした場合、Ｗｇ≦Ｗｓｃ≦Ｗｃｈの関係が成立するよう構成した。具体的には、本画像形成装置における最大画像形成幅Ｗｇは210mmであるのに対し、コロナ帯電器42の帯電幅Ｗｓｃはコアワイヤと中間転写ベルト９の最短距離において両者の間にシールド等の他の部材による遮蔽のない放電領域の幅である220mmとし、残トナー帯電ローラ31の帯電幅Ｗｃｈはローラが中間転写ベルト９に接触するニップ領域の幅を230mmとした。
【００４３】
このようにコロナ帯電器42の帯電幅≦残トナー帯電ローラ31の帯電幅としたことにより、残トナー帯電ローラ通過後における中間転写ベルト上には、電荷量が不均一なままの残留トナーは存在しなくなる。また画像形成幅≦コロナ帯電器42の帯電域としているため、二次転写残トナーの存在領域は必ずコロナ帯電器42の帯電域を通過するため、二次転写残トナーの飛散が発生する心配もない。なお、プラス極性に均一に帯電された二次転写残トナーはその後第一実施形態と同様にして感光体ドラム１上に回収、除去される。
【００４４】
以上説明した如く、本実施形態においても第一実施形態と同様に、残トナー帯電ローラ31通過後における中間転写ベルト９上には電荷量が不均一なままの二次転写残トナーは存在せず、残留トナーは均一に帯電されているため感光体ドラム１に問題なく回収される。そのため残留トナーが中間転写ベルト９上に堆積しそれが落下、飛散することにより発生する問題を防止することができる。また、補助帯電部材による飛散防止効果も同様に維持できる。
【００４５】
更に、本実施形態では補助帯電部材として残留トナーに対し非接触のコロナ帯電器を採用したため、第一実施形態のように接触式の帯電部材を採用した場合よりより汚れにくいという利点がある。
【００４６】
尚、本実施形態では非接触式の補助帯電部材としてコロナ帯電器を用いたが、非接触式の帯電部材として例えばバイアス印加された除電針等、他の部材を用いても良い。これらの場合にも、画像形成幅≦補助帯電部材の帯電幅≦残トナー帯電ローラの帯電幅、の関係が成立するよう構成すれば本発明の効果を得ることができる。
【００４７】
［第三実施形態］
本発明に係る画像形成装置の第三実施形態について説明する。上記第一実施形態と説明の重複する部分については、同一の符号を付して説明を省略する。
【００４８】
本実施形態は、第一実施形態と同様に、補助帯電部材として接触式の帯電部材である補助帯電ローラ40を採用した構成であり、さらに後述の補助帯電ローラクリーニング機構を備えている。本実施形態においても補助帯電ローラ40による帯電幅が中間転写ベルト９上における最大画像形成幅以上であり、残トナー帯電ローラ31の帯電幅以下としたことを特徴としている。
【００４９】
プラス極性の直流電圧のみの印加される補助帯電ローラ40には、マイナス極性に帯電した中間転写ベルト９上の残留トナーが付着し、汚れることがある。そこで本実施形態では次のような補助帯電ローラクリーニング機構を採用した。補助帯電ローラ40をクリーニングするために、まず補助帯電ローラ40にマイナス極性（-1kv）のバイアスを印加して、付着トナーを中間転写ベルト９上に戻す。そして、中間転写ベルト９上に戻ったトナーは、改めて交番電圧を含むバイアスが印加された残トナー帯電ローラ31により帯電されて均一なプラス極性となり、その後感光体ドラム１に逆転写されることにより回収される。
【００５０】
そこで本実施形態も上記第一実施形態と同様に、残トナー帯電ローラの帯電幅（幅方向の帯電域）をＷｃｈ、補助帯電部材である補助帯電ローラ40の帯電幅をＷｓｃ、中間転写ベルト９上における最大画像形成幅をＷｇとした場合、Ｗｇ≦Ｗｓｃ≦Ｗｃｈの関係が成立するよう構成した。具体的には、本画像形成装置における最大画像形成幅Ｗｇは210mmであるのに対し、補助帯電ローラ40の帯電幅Ｗｓｃ、及び残トナー帯電ローラ31の帯電幅Ｗｃｈは、それぞれのローラが中間転写ベルト９に接触するニップ領域の幅とし、各々220mm、230mmとした。
【００５１】
以上のように構成することにより、第一実施形態と同様の効果が得られるのに加え、上述のような補助帯電ローラのクリーニングにおいても、補助帯電ローラ40表面から中間転写ベルト９上に戻された付着トナーは、もらさず全て残トナー帯電ローラ31の帯電域を通過する。その結果付着トナーは全てプラス極性に均一に帯電され、感光体ドラム１上に回収されるため、十分なクリーニング効果が得られる。
【００５２】
［第四実施形態］
本発明に係る画像形成装置の第四実施形態について説明する。上記第一実施形態と説明の重複する部分については、同一の符号を付して説明を省略する。
【００５３】
本実施形態の概略構成は、第一実施形態と同様に補助帯電ローラ40を採用した構成であるが、中間転写ベルトの体積抵抗率を10^10Ωcm（JIS規格のプローブを用いた測定による）とした。一般的に中間転写ベルトの体積抵抗値が10^8Ωcm以上であると、ベルトのチャージアップが発生するため、何らかの除電手段が必要となる。
【００５４】
そこで本実施形態では、特開平10-307489に示すように、残トナー帯電ローラ31にデューティ比の異なる交番電圧を印加し、残留トナーの均一帯電と中間転写ベルト９の除電を同時に行えるよう構成した。
【００５５】
更に本実施形態では残トナー帯電ローラ31の帯電幅（幅方向の帯電域）をＷｃｈ、補助帯電ローラ40の帯電幅をＷｓｃ、中間転写ベルト９上における最大画像形成幅をＷｇとした場合、Ｗｇ≦Ｗｓｃ≦Ｗｃｈの関係が成立するよう構成した。具体的には、本画像形成装置における最大画像形成幅Ｗｇは210mmであるのに対し、補助帯電ローラ40の帯電幅Ｗｓｃ、及び残トナー帯電ローラ31の帯電幅Ｗｃｈは、それぞれのローラが中間転写ベルト９に接触するニップ領域の幅とし、各々220mm、230mmとした。
【００５６】
以上のように構成することにより、第一実施形態と同様の効果が得られるのに加え、本実施形態のようにチャージアップする可能性がある中間転写ベルト９を採用した場合においても、中間転写ベルト９の補助帯電ローラ40によりチャージアップした部分は、その後必ず残トナー帯電ローラ31の帯電域を通過して除電される。その結果、除電されぬまま補助帯電ローラ40によって帯電され続けることがなくなり、ピンホールの発生や劣化等の問題が防止できた。
【００５７】
尚、本実施形態では補助帯電部材として補助帯電ローラを用いた例を示したが、コロナ帯電器をはじめ他の部材を用いてもよい。
【００５８】
［他の実施形態］
上記各実施形態において、中間転写体としてベルト形状の部材を例に用いて説明したが、本発明は中間転写体をベルト形状の部材に限定するものではなく、ドラム形状の部材であっても同様の作用効果を得ることができる。
【００５９】
また、同様の中間転写体クリーニング機構を用いていれば、装置の基本構成がタンデム方式の画像形成装置であっても本発明を適用することができる。この場合は残トナー帯電ローラ31、補助帯電部材の当接離間機構の有無は任意である。
【００６０】
また、上記第一実施形態などにおいて、残トナー帯電ローラ31、補助帯電ローラ40、二次転写ローラ11に対し、対向電極を個別に設けて説明した。しかしながら図４に示すように、二次転写対向ローラ12を、残トナー帯電ローラ31および補助帯電ローラ40の対向電極として兼用した場合であっても、同様の作用効果を得ることができる。
【００６１】
【発明の効果】
以上説明した如く、本発明によれば、直流電圧のバイアスを印加する第一帯電手段と、交番電圧を含むバイアスを印加する第二帯電手段とによって中間転写体のクリーニングを行う画像形成装置において、第一帯電手段及び第二帯電手段の帯電域において確実に中間転写体をクリーニングすることができ、装置内汚染の発生を最大限防止すると共に、中間転写体の劣化を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施形態に係る画像形成装置の全体構成図である。
【図２】中間転写体上の第一及び第二帯電手段の帯電幅を説明する図である。
【図３】本実施形態に係る画像形成装置の全体構成図である。
【図４】他の従来例に係る画像形成装置の構成を示す図である。
【図５】従来例に係る電子写真方式を用いた画像形成装置の概略構成図である。
【図６】他の従来例に係る電子写真方式を用いた画像形成装置の概略構成図である。
【符号の説明】
N1 …一次転写ニップ部
N2 …二次転写ニップ部
N3 …残トナー帯電ローラ当接部
Ｐ …転写材
１ …感光体ドラム
２ …帯電ローラ
３ …露光光学系
４ …走査光
５〜８ …現像器
５ａ …現像ローラ
９ …中間転写ベルト
10 …一次転写ローラ
11 …二次転写ローラ
12 …二次転写対向ローラ
15 …駆動ローラ
16 …テンションローラ
17 …感光体ドラムクリーナー
19 …電源
21 …定着器
27 …ロータリー
31 …残トナー帯電ローラ
32 …対向電極
35 …対向電極
37 …電源
40 …補助帯電ローラ
41 …電源
42 …コロナ帯電器
43 …二次転写残トナー補助帯電電源
Ｐ …転写材
100 …感光体ドラム
101 …帯電ローラ
102 …露光光学系
103 …走査光
104 …ロータリー
105〜108 …現像器
109 …一次転写ローラ
110 …中間転写ベルト
111 …駆動ローラ
112 …テンションローラ
113 …二次転写対向ローラ
114 …二次転写ローラ
115 …定着器
117 …感光体ドラムクリーナー
118 …残トナー帯電ローラ
119 …補助帯電部材

Claims

トナー像を担持する像担持体と、前記像担持体上のトナー像を中間転写体に転写する一次転写手段と、前記中間転写体上のトナー像を転写材に転写する二次転写手段と、前記中間転写体の移動方向において前記一次転写手段の上流側かつ前記二次転写手段の下流側に配置された第一帯電手段と、前記中間転写体の移動方向において前記一次転写手段の上流側かつ前記第一帯電手段の下流側に配置された第二帯電手段とを有し、前記第一帯電手段には所定の極性の直流電圧のバイアスが印加可能であり、前記第二帯電手段には交番電圧を含むバイアスが印加可能であり、前記中間転写体上の残留トナーを前記第一帯電手段及び前記第二帯電手段によって帯電させることにより前記像担持体に転写させる画像形成装置において、
前記第一帯電手段は前記中間転写体の表面に対し非接触であり、前記中間転写体上における画像形成幅をＷｇ、前記第一帯電手段の実質的にバイアスが印加されている電極部分と前記中間転写体表面との間の最短距離間に他の部材による遮蔽のない領域の幅方向における長さをＷ１、前記第二帯電手段の帯電幅をＷ２としたとき、Ｗｇ≦Ｗ１≦Ｗ２であることを特徴とする画像形成装置。
前記中間転写体の体積抵抗値は10^8Ωcm以上であり、前記第二帯電手段にデューティ比の異なる交番電圧を印加可能であることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。