JP5006493B2 - 画像形成装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子写真方式を用いる画像形成装置に関し、特に、中間転写体を用いる画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、カラーの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の種々の方式が知られているが、これらのうち電子写真方式のものは、他の方式のものに比べ、画像形成速度、画質、騒音防止性等の点で優れている。
【０００３】
電子写真方式を採用する画像形成装置にも、多種の方式がある。例えば、感光体表面にカラー現像剤像（複数色のトナー像）を重ねた後に転写材に一括転写して像形成を行う多重現像方式や、現像−転写のサイクルを繰り返し行う多重転写方式、そして、一旦、中間転写体上に各色のトナー像を順次一次転写した後、転写材上に一括転写する中間転写方式等がある。
【０００４】
これらのうち、特に中間転写方式のものは、混色の恐れがないこと、質や厚さの異なる様々な転写材の使用が可能であること等の利点を有する。
【０００５】
図５に、中間転写方式の画像形成装置の一例として、中間転写体としてベルト状の中間転写ベルト９を用いた、４色のフルカラーレーザービームプリンターの概略を示す。
【０００６】
図５に示すように、像担持体である感光ドラム１の周面には、回転方向（矢印Ｒ１方向）に沿って順に、帯電器２、レーザー光を感光ドラム１に照射する露光装置３、それぞれ色の異なる現像剤を収納した４個の現像装置５、６、７、８を回転移動可能に備えた回転体のロータリー２２、中間転写ベルト９、及び、像担持体クリーニング手段である感光ドラムクリーナー１９が配置されている。
【０００７】
図５に示されるように、矢印Ｒ１方向に表面速度１１７ｍｍ／秒で回転駆動される直径４６．７ｍｍの感光ドラム１は、その表面が帯電器２によって負極性に帯電される。帯電器２によって帯電された感光ドラム１表面電位（以下、「帯電電位」と称する。）は、通常、−４５０Ｖ〜−８００Ｖである。又、帯電器２には、帯電器電源１７により交番電圧に直流電圧を重畳した帯電バイアスが印加される。
【０００８】
帯電された感光ドラム１は、画像情報に応じた露光手段３の露光Ｌにより表面に静電潜像が形成される。
【０００９】
ここで、露光手段３は、レーザー等の光源３ａ、ラスタスキャンを行う為の６面のポリゴンミラー３ｂ、結像のためのレンズ３ｃ、折り返しミラー３ｄ等を備えている。
【００１０】
ここでは、ロータリー２２に搭載された４個の現像装置のうち、１色目ブラックの現像装置５が感光ドラム１に対向しているとすると、感光ドラム１上に形成された静電潜像には、１色目ブラックの現像装置５によって、負極性に帯電されたブラックのトナーが付着し、現像剤像（トナー像）として現像される。
【００１１】
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である複数の支持軸に支持されている。
【００１２】
図５の画像形成装置において、中間転写ベルト９は、一例として、厚さ０．０５ｍｍ〜０．３ｍｍ程度の無端状の樹脂ベルトを、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１０7〜１０11Ω・ｃｍ程度に抵抗調整したものを用いることができる。この場合、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）、ポリカーボネート等を用いることができる。
【００１３】
そして、駆動ローラ１５の回転（図中、矢印Ｒ２方向）に伴い、中間転写ベルト９は、感光ドラム１と対向位置で同方向に移動するような回転方向である図中矢印Ｒ３方向に回転する。そして、感光ドラム１と中間転写ベルト９を挟んで対向する位置に備えられ、中間転写ベルト９に従動回転する直径１２ｍｍの一次転写ローラ１０に、一次転写電源２０から正極性の一次転写バイアスが印加されると、感光ドラム１上のトナー像は、一次転写位置である一次転写ニップ部Ｎ１を介して一次転写される。
【００１４】
ここでは、一次転写バイアスは、一例として、＋５００Ｖの直流電圧を用いた。又、一次転写ローラ１０としては、ＥＰＤＭ、ウレタンゴム、ＣＲ、ＮＢＲ等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を用いることが一般的である。
【００１５】
一次転写後の感光ドラム１は、弾性体ブレードを有する感光ドラムクリーナー１９によって表面の一次転写残トナーが除去される。
【００１６】
以上の帯電、露光、現像、一次転写、クリーニング、除電の一連の画像形成プロセスを、ロータリー２２によって、順に感光ドラム１に対向する位置に移動する各現像装置６、７、８に収納された２色目マゼンタ、３色目シアン、４色目イエローの各色のトナーについても繰り返し行い、中間転写ベルト９上に４色のトナー像を重ねる。
【００１７】
ここで示す従来例に於いては、１色目〜４色目まで、＋５００Ｖの一次転写バイアスを用いた。
【００１８】
そして、中間転写ベルト９の回転に従動する方向である図中矢印Ｒ４方向に回転する二次転写対向ローラ１２に中間転写ベルト９を挟んで対向する位置にある外径２０ｍｍの二次転写ローラ１１に、二次転写電源２１から二次転写バイアスが印加されると、中間転写ベルト９上の４色が重なったトナー像は、二次転写位置である、二次転写対向ローラ１２と二次転写ローラ１１の二次転写ニップ部Ｎ２にて転写材Ｐ表面に一括して二次転写される。尚、二次転写バイアスは、一例として、＋１．５ＫＶを用いた。
【００１９】
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（不図示）に搬送され、ここで表面のトナー像が定着されて画像形成が完了する。
【００２０】
一方、上述の二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９上に残った残留現像剤である二次転写残トナーは、特開平９−４４００７に記載されているように、残現像剤帯電手段として、残トナー帯電電源１３より正極性の直流電圧が印加された残トナー帯電ローラ２３により正極性に帯電される。
【００２１】
残トナー帯電ローラ２３は、中間転写ベルト９に対して当接離間の機構（不図示）を有し、帯電時のみ当接する。又、残トナー帯電ローラ２３と中間転写ベルト９が当接する当接部Ｎ３の裏面には、帯電効率を上げるために接地の対向電極２４が設けられている。
【００２２】
最後に、正極性に帯電されたトナーは、一次転写ニップ部Ｎ１にて、感光ドラム１へ静電的に転写され、中間転写ベルト９上に残った二次転写残トナーは除去される。その後、感光ドラム１に転写された残トナーも感光ドラムクリーナー１９によって除去される。
【００２３】
又、二次転写残トナーを除去する手段の別例として、特開平１１−１６１０４３に記載されているように、残トナー帯電ローラ２３に交番電圧に正極性の直流電圧を重畳したバイアスを印加する場合もある。
【００２４】
ところで、二次転写残トナーの除去手段として、二次転写残トナーを帯電して、感光ドラム１へ静電的に転写する手段を用いる場合、帯電された二次転写残トナーの個々のトナー粒子が有する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。
【００２５】
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ドラム１へ転写されない。又、帯電量の高いトナー粒子は中間転写ベルト９から受ける鏡映力が大きく、これも感光ドラム１へ転写されない。
【００２６】
通常、二次転写残トナーの個々の粒子が持つ電荷量は、直流電圧にて、略均一化することが可能である。しかし、装置を高温度高湿度環境下で使用した場合、二次転写残トナーは帯電されにくく、直流電圧では二次転写残トナーの個々のトナー粒子が持つ電荷量を均一化することができない。
【００２７】
そこで、直流電圧よりも帯電力の勝る、交番電圧に直流電圧を重畳したバイアスを用いることにより、二次転写残トナーの量の多い場合においても二次転写残トナーの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。
【００２８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、残トナー帯電手段として残トナー帯電ローラ２３に交番電界に直流電界を重畳したバイアスを印加する画像形成装置を用いてプリントしたところ、残トナー帯電ローラ２３の中間転写ベルト９との当接部Ｎ３部分近傍よりトナー飛散が発生し、機内汚染が生じた。
【００２９】
従って、本発明の目的は、上記のような問題点を解決するためのもので、残留現像剤である二次転写残トナーを帯電して、交番電圧を用いて、中間転写体から残トナーを除去する残現像剤帯電手段を備えた画像形成装置において、トナー飛散による機内汚染を防ぎ、中間転写体の残トナーに対し、残トナーが多い場合でも十分なクリーニング性能を有する画像形成装置を提供することである。
【００３０】
【課題を解決するための手段】
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一次転写位置で前記中間転写体に一次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二次転写位置で転写材に二次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二次転写位置の下流側で且つ前記一次転写位置の上流側に配置され、前記中間転写体に残留したトナーを帯電可能な第一の帯電手段と、を有し、直流電圧に交番電圧を重畳した電圧を印加された前記第一の帯電手段によって前記中間転写体に残留したトナーを所定極性に帯電する画像形成装置において、
前記中間転写体の移動方向において前記第一の帯電手段の上流側で且つ前記二次転写位置の下流側に配置され、前記中間転写体に残留したトナーを帯電可能な第二の帯電手段を有し、直流電圧が印加された第二の帯電手段と前記中間転写体を介して対向する位置に配置された対向電極によって前記中間転写体に残留したトナーを帯電し、帯電したトナーを前記中間転写体の移動に沿って移動させ、直流電圧に交番電圧を重畳した電圧が印加された前記第一の帯電手段によって前記帯電したトナーを帯電することを特徴とする画像形成装置である。
【００３１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る画像形成訴追を図面に則して更に詳しく説明する。
【００３２】
実施例１
図１は、本発明の第１の実施形態に係る、残トナー帯電ローラ２３が第１の残現像剤帯電手段を構成するものとされたときに、第２の残現像剤帯電手段を構成する補助残トナー帯電部材２５を設けた画像形成装置の概略構成図である。二次転写残トナーを帯電する手段に関する以外の構成は従来例にて説明した図５の画像形成装置と同様の構成であるので、図に沿って説明するが、従来例と同一の作用の部材については、同一の符号にて示し、説明を略す。
【００３３】
残トナー帯電ローラ２３としては、外径６ｍｍの芯金の周面に、体積抵抗率１０9Ω・ｃｍのゴム部材を厚さ６ｍｍで設けて、ローラ形状に成型した部材を用いた。
【００３４】
二次転写残トナーの帯電時には、周波数２ＫＨｚ、振幅２ＫＶの正弦波に、＋１ＫＶの直流電圧を重畳したバイアスが二次転写残トナー帯電電源１３より印加される。
【００３５】
そして、本発明の特徴部分として、中間転写ベルト９に沿って、二次転写位置である二次転写ニップ部Ｎ２と第１の残現像剤帯電手段としての残トナー帯電ローラ２３との間、つまり、中間転写ベルト９の回転方向にて、第１の残現像剤帯電手段としての残トナー帯電ローラ２３の手前に、第２の残現像剤帯電手段としての補助残トナー帯電部材２５を設ける。
【００３６】
本実施例においては、補助残トナー帯電部材２５として、コロナ帯電器２５１を設ける。コロナ帯電器２５１のシールドは接地、また、ワイヤには所定の直流電圧が補助残トナー帯電電源２７より印加される。
【００３７】
又、中間転写ベルト９裏面で、且つ補助残トナー帯電部材２５と対向位置Ｎ４で、帯電効率を上げるため、接地の対向電極２６が設けられる。
【００３８】
二次転写の終了した中間転写ベルト９上に残留する二次転写残トナーは、シールドに＋５ＫＶの直流電圧の印加されたコロナ帯電器２５１によって、正極性の電荷が付与される。コロナ帯電器２５１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正極性ではあるが、個々のトナー粒子が持つ電荷量は不均一である。
【００３９】
続いて、二次転写残トナーは、交番電界に正極性の直流電界を重畳したバイアスが印加された第１残トナー帯電ローラ２３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。
【００４０】
続いて、正極性に帯電された二次転写残トナーは一次転写ニップ部Ｎ１へ達する。
【００４１】
二次転写残トナーは一次転写ニップ部Ｎ１において感光ドラム１へ静電的に転写され、中間転写ベルト９より除去される。このとき、感光ドラム１の表面は−５５０Ｖに均一に帯電されている。又、一次転写ローラ１０には、一次転写電源２０より＋５００Ｖの直流電圧が印加される。
【００４２】
そして、感光ドラム１へ転写された二次転写残トナーは感光ドラムクリーナー１９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。
【００４３】
本実施例では、補助残トナー帯電部材２５の作用により、残トナー帯電ローラ２３に交番電圧に直流電圧を重畳したバイアスを印加した場合においても、残トナー帯電ローラ２３と中間転写ベルト９との当接部Ｎ３近傍からのトナー飛散による機内汚染を防ぐことができた。
【００４４】
以下に、交番電圧に直流電圧を重畳したバイアスを印加した第１の残現像剤帯電手段を構成する残トナー帯電ローラ２３の中間転写ベルト９との当接部Ｎ３近傍にて発生するトナー飛散の原因、及び、第２の残現像剤帯電手段を構成する補助残トナー帯電部材２５の作用について説明する。
【００４５】
二次転写残トナーは、残トナー帯電ローラ２３当接部Ｎ３近傍において、残トナー帯電ローラ２３に印加されたバイアスの作る電界から静電力を受け、残トナー帯電ローラ２３と中間転写ベルト９との間隙で飛翔を繰り返す。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が持つ電気極性は正極性になると共に、電荷量は略均一化される。
【００４６】
しかしながら、二次転写残トナーの中で特に電荷量の低いトナー粒子は、飛翔を繰り返す中で、中間転写ベルト９から残トナー帯電ローラ２３に到達せず、また中間転写ベルト９に戻ることもできない。すると、電荷量の低いトナー粒子は、重力や中間転写ベルト９の回転による空気の流れによって、浮遊、落下し、トナー飛散が発生する。
【００４７】
従来例で述べたとおり、十分なクリーニング性能を得るためには、交番電圧に直流電圧を重畳したバイアスを印加した残トナー帯電ローラ２３にて二次転写残トナーを帯電し、二次転写残トナーの個々のトナー粒子が持つ電荷量を均一にする必要がある。
【００４８】
しかしながら、二次転写残トナーの中に帯電量が低いトナーがあると、そのトナーは飛散してしまう。
【００４９】
本実施例で示したように、第２の残現像剤帯電手段を構成するものとして直流電圧の印加された補助残トナー帯電部材２５を用い、第１の残現像剤帯電手段を構成する残トナー帯電ローラ２３による帯電に先立って二次転写残トナーを正極性に帯電すると、二次転写残トナーの残トナー帯電ローラ２３当接部Ｎ３近傍で飛散していた電荷量の低いトナーに対し、飛散を発生しないための十分な電荷量を付与することができるため、トナー飛散の発生を防ぐことが可能になる。
【００５０】
このようにして、トナー飛散の発生を抑えつつ、十分なクリーニング性能を得ることができた。
【００５１】
実施例２
図２は、残トナー帯電ローラ２３が第１の残現像剤帯電手段を構成するものとされたときに、第２の残現像剤帯電手段を構成する補助残トナー帯電部材２５を設けた画像形成装置の、本発明の実施例２を示す概略構成図である。本実施例の画像形成装置も、二次転写残トナーを帯電する手段に関する以外の構成は従来例にて説明した図５の画像形成装置と同様の構成であるので、図に沿って説明するが、従来例および実施例１と同一の作用の部材については、同一の符号にて示し、説明を略す。
【００５２】
本実施例では、補助残トナー帯電部材２５としてシート部材である導電性シート２５２を用いた。
【００５３】
導電性シート２５２は、中間転写ベルト９に対して当接離間の機構（不図示）を有し、帯電時のみ当接する。また、導電性シート２５２と中間転写ベルト９が当接する補助残トナー帯電部材２５当接部Ｎ４の裏面には、帯電効率を上げるために接地の対向電極２６が設けてある。
【００５４】
本実施例のように、補助残トナー帯電部材２５として導電性シート２５２を用いる場合でも、二次転写残トナーに、予め十分な正極性の電荷を付与することが可能であり、実施例１と同様に、第１の残現像剤帯電手段を構成する残トナー帯電ローラ２３と中間転写ベルト９とのニップ部Ｎ３近傍のトナー飛散を抑えることができた。
【００５５】
更に、補助残トナー帯電部材２５として、中間転写ベルト９に当接する導電性シート２５２を用いると、実施例１で用いたコロナ帯電器２５１と比べて、必要となる電圧を低く抑えられる。従って、省電力化が図れると共に、オゾンの発生も抑えることが可能になった。
【００５６】
残トナー帯電ローラ２３は、実施例１と同様に、外径６ｍｍの芯金に体積抵抗率１０9Ω・ｃｍのゴム部材を設けて、厚さ６ｍｍにてローラ形状に成型した部材を用いた。二次転写残トナーの帯電時には、周波数２ＫＨｚ、振幅２ＫＶの正弦波に、＋１ＫＶの直流電圧を重畳したバイアスが印加される。
【００５７】
導電性シート２５は、ＰＶｄｆ（ポリフッ化ビニリデン）樹脂にカーボンブラックを分散し、体積抵抗率を率１０8Ω・ｃｍ程度調整した材料を、厚さ１００μｍに成型した部材を用いた。二次転写残トナーの帯電時には、補助残トナー帯電電源である補助残トナー帯電電源２７より＋２ＫＶの直流電圧が印加される。
【００５８】
二次転写の終了した中間転写ベルト９上に残留する二次転写残トナーは、直流電圧の印加された導電性シート２５２によって、正極性の電荷が付与される。導電性シート２５２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正極性ではあるが、個々のトナー粒子が持つ電荷量は不均一である。続いて、これらの二次転写残トナーは、電源１３から、交番電圧に正極性の直流電圧が重畳されたバイアスを印加した残トナー帯電ローラ２３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。
【００５９】
故に、残トナー帯電ローラ２３当接部Ｎ３からトナー飛散は発生しない。続いて、正極性に帯電された二次転写残トナーは一次転写ニップ部Ｎ１へ達する。
【００６０】
二次転写残トナーは一次転写ニップ部Ｎ１において感光ドラム１へ静電的に転写され、中間転写ベルト９より除去される。このとき、感光ドラム１の表面は−５５０Ｖに均一に帯電されている。又、一次転写ローラ１０には、＋５００Ｖの直流電圧が印加される。
【００６１】
感光ドラム１へ転写された二次転写残トナーは感光ドラムクリーナー１９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。
【００６２】
実施例３
図３は、残トナー帯電ローラ２３が第１の残現像剤帯電手段を構成するものとされたときに、第２の残現像剤帯電部材である補助残トナー帯電部材２５を設けた画像形成装置の、本発明の実施例３を示す概略構成図である。本実施例においても、実施例１、２のように、二次転写残トナーを帯電する手段に関する以外の構成は従来例にて説明した図５の画像形成装置と同様の構成であるので、図に沿って説明するが、従来例および実施例１と同一の作用の部材については、同一の符号にて示し、説明を略す。
【００６３】
本実施例では、電源２７より正極性直流電圧が印加され、二次転写残トナーの帯電時には中間転写ベルト９に当接する補助残トナー帯電部材２５として、十点平均表面粗さＲｚが８．０μｍ以下の導電性弾性ローラ２５３を用いた。
【００６４】
導電性弾性ローラ２５３は、中間転写ベルト９に対して当接離間の機構（不図示）を有し、帯電時のみ当接する。又、導電性弾性ローラ２５３と中間転写ベルト９が当接する補助残トナー帯電部材２５当接部Ｎ４の裏面には、帯電効率を上げるために接地の対向電極２６が設けてある。
【００６５】
本実施例のように、補助残トナー帯電部材２５として導電性弾性ローラ２５３を用いる場合でも、二次転写残トナーに、予め十分な正極性の電荷を付与することが可能であり、導電性弾性ローラである残トナー帯電ローラ２３当接部Ｎ３近傍のトナー飛散を抑えることができた。
【００６６】
更に、二次転写残トナー帯電時に中間転写ベルト９に当接する導電性弾性ローラ２５３を補助残トナー帯電部材２５に用いると、実施例１で用いたコロナ帯電器２５１に対し、必要となる電圧を低く抑えられることにより省電力化が図れると共に、オゾンの発生も抑えることが可能になる。又、二次転写残トナーが導電性弾性ローラ２５３の表面に付着することも抑えられているので、帯電性能が安定した。
【００６７】
残トナー帯電ローラ２３としては、実施例１と同様に、外径６ｍｍの芯金に体積抵抗率１０9Ω・ｃｍのゴム部材を厚さ６ｍｍに設けて、ローラ形状に成型した部材を用いた。二次転写残トナーの帯電時には、残トナー帯電電源１３より、周波数２ＫＨｚ、振幅２ＫＶの正弦波に、＋１ＫＶの直流電圧を重畳したバイアスが印加される。
【００６８】
導電性弾性ローラ２５３としては、ＮＢＲゴムにカーボンブラックを分散し且つ体積抵抗率１０8Ω・ｃｍ程度に調整した材料を厚さ６ｍｍにして、外径６ｍｍの芯金に設けて、ローラ形状に成型した部材を用いた。更に、ローラ表面を研磨し、十点平均表面粗さＲｚが０．２μｍ程度になるように加工した。二次転写残トナーの帯電時には、補助残トナー帯電電源２７より、＋２．５ＫＶの直流電圧が印加される。
【００６９】
二次転写の終了した中間転写ベルト９上に残留する二次転写残トナーは、直流電圧の印加された導電性弾性ローラ２５３によって、正極性の電荷が付与される。導電性弾性ローラ２５３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正極性ではあるが、個々のトナー粒子が持つ電荷量は不均一である。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を重畳したバイアスが印加された残トナー帯電ローラ２３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。故に、残トナー帯電ローラ２３当接部Ｎ３からのトナー飛散は発生しない。
【００７０】
続いて、正極性に帯電された二次転写残トナーは一次転写ニップ部Ｎ１へ達する。
【００７１】
二次転写残トナーは一次転写ニップ部Ｎ１において感光ドラム１へ静電的に転写され、中間転写ベルト９より除去される。このとき、感光ドラム１の表面は−５５０Ｖに均一に帯電されている。又、一次転写ローラ１０には、＋５００Ｖの直流電圧が印加される。
【００７２】
感光ドラム１へ転写された二次転写残トナーは感光ドラムクリーナー１９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。
【００７３】
本実施例では、導電性弾性ローラ２５３の表面粗さとして十点平均表面粗さＲｚが０．２μｍ程度のものを用いたが、Ｒｚは０．０１μｍ以上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る。
【００７４】
本発明者の検討に拠れば、Ｒｚが０．０１μｍ以下のときは、導電性ローラ２５３と中間転写ベルト９の摩擦力が小さいために、導電性ローラ２５３が円滑に回転せず、二次転写残トナーを中間転写ベルト９より掻き落としてしまい、機内汚染を発生させる。Ｒｚが８．０μｍを超えると、二次転写残トナーが導電性弾性ローラ２５３表面の凹凸に付着し、帯電性能の低下が発生した。
【００７５】
ところで、本実施例では、表面粗さＲｚの測定方法として、以下の条件を用いた。
測定器 ：東京精密株式会社製 Ｓｕｒｆ−ｃｏｍ−５５０Ａ（商品名）
測定距離 ：２ｍｍ
カットオフ ：０．８ｍｍ
測定スピード：３ｍｍ／ｓｅｃ
【００７６】
以上、実施例１〜３において、中間転写体としてベルト形状の部材を例に挙げ説明を行ったが、中間転写体の形状はベルトに限定されることはなく、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。
【００７７】
本明細書中では、残トナー帯電ローラ２３、補助残トナー帯電部材２５、二次転写ローラ１１に対し、対向電極を個別に設けた。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２３および補助残トナー帯電部材２５（図４では導電性弾性ローラ２５３）の対向電極として用いた場合であっても、同様の作用効果を得ることができる。
【００７８】
又、図１〜図５を用いて説明した画像形成装置の各部材の寸法や配置、上記に記載したそれぞれ印加される各種バイアスの数値等は特別な記載がない限り、これに限るものではない。
【００７９】
又、中間転写方式をとる画像形成装置であれば、他の構成のものでも本発明は適用でき、各現像装置を中間転写体に沿って並べて配置した画像形成装置にても本発明は有効である。
【００８０】
又、本明細書においては、現像剤として負極性トナーを用いた場合について説明したが、正極性トナーを用いた場合は、上記に記載したそれぞれ印加される各種バイアス、帯電極性が全て逆極性になることはいうまでもない。
【００８１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の画像形成装置は、中間転写体上に残留する残留現像剤を一次転写位置で中間転写体から像担持体へ静電的に転写される画像形成装置において、残トナーの量の多い場合に対しても、トナー飛散による機内汚染を防ぎ、中間転写体の残トナーに対し、十分なクリーニング性能を発揮できるといった効果を提供する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る画像形成装置の一例を示す概略構成図である。
【図２】本発明に係る画像形成装置の他の例を示す概略構成図である。
【図３】本発明に係る画像形成装置の他の例を示す概略構成図である。
【図４】本発明に係る画像形成装置の他の例を示す概略構成図である。
【図５】従来の画像形成装置の一例を示す概略構成図である。
【符号の説明】
１ 感光ドラム（像担持体）
９ 中間転写ベルト（中間転写体）
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
１３ 残トナー帯電電源
２０ 一次転写電源
２１ 二次転写電源
２３ 残トナー帯電ローラ（第１の残現像剤帯電手段）
２４ 残トナー帯電ローラ対向電極
２５ 補助残トナー帯電部材（第２の残現像剤帯電手段）
２６ 補助残トナー帯電部材対向電極
２７ 補助残トナー帯電電源
２５１ コロナ帯電器
２５２ 導電性シート
２５３ 導電性弾性ローラ
Ｎ１ 一次転写ニップ（一次転写位置）
Ｎ２ 二次転写ニップ（二次転写位置）
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子写真方式を用いる画像形成装置に関し、特に、中間転写体を用いる画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、カラーの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の種々の方式が知られているが、これらのうち電子写真方式のものは、他の方式のものに比べ、画像形成速度、画質、騒音防止性等の点で優れている。
【０００３】
電子写真方式を採用する画像形成装置にも、多種の方式がある。例えば、感光体表面にカラー現像剤像（複数色のトナー像）を重ねた後に転写材に一括転写して像形成を行う多重現像方式や、現像−転写のサイクルを繰り返し行う多重転写方式、そして、一旦、中間転写体上に各色のトナー像を順次一次転写した後、転写材上に一括転写する中間転写方式等がある。
【０００４】
これらのうち、特に中間転写方式のものは、混色の恐れがないこと、質や厚さの異なる様々な転写材の使用が可能であること等の利点を有する。
【０００５】
図５に、中間転写方式の画像形成装置の一例として、中間転写体としてベルト状の中間転写ベルト９を用いた、４色のフルカラーレーザービームプリンターの概略を示す。
【０００６】
図５に示すように、像担持体である感光ドラム１の周面には、回転方向（矢印Ｒ１方向）に沿って順に、帯電器２、レーザー光を感光ドラム１に照射する露光装置３、それぞれ色の異なる現像剤を収納した４個の現像装置５、６、７、８を回転移動可能に備えた回転体のロータリー２２、中間転写ベルト９、及び、像担持体クリーニング手段である感光ドラムクリーナー１９が配置されている。
【０００７】
図５に示されるように、矢印Ｒ１方向に表面速度１１７ｍｍ／秒で回転駆動される直径４６．７ｍｍの感光ドラム１は、その表面が帯電器２によって負極性に帯電される。帯電器２によって帯電された感光ドラム１表面電位（以下、「帯電電位」と称する。）は、通常、−４５０Ｖ〜−８００Ｖである。又、帯電器２には、帯電器電源１７により交番電圧に直流電圧を重畳した帯電バイアスが印加される。
【０００８】
帯電された感光ドラム１は、画像情報に応じた露光手段３の露光Ｌにより表面に静電潜像が形成される。
【０００９】
ここで、露光手段３は、レーザー等の光源３ａ、ラスタスキャンを行う為の６面のポリゴンミラー３ｂ、結像のためのレンズ３ｃ、折り返しミラー３ｄ等を備えている。
【００１０】
ここでは、ロータリー２２に搭載された４個の現像装置のうち、１色目ブラックの現像装置５が感光ドラム１に対向しているとすると、感光ドラム１上に形成された静電潜像には、１色目ブラックの現像装置５によって、負極性に帯電されたブラックのトナーが付着し、現像剤像（トナー像）として現像される。
【００１１】
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である複数の支持軸に支持されている。
【００１２】
図５の画像形成装置において、中間転写ベルト９は、一例として、厚さ０．０５ｍｍ〜０．３ｍｍ程度の無端状の樹脂ベルトを、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１０7〜１０11Ω・ｃｍ程度に抵抗調整したものを用いることができる。この場合、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）、ポリカーボネート等を用いることができる。
【００１３】
そして、駆動ローラ１５の回転（図中、矢印Ｒ２方向）に伴い、中間転写ベルト９は、感光ドラム１と対向位置で同方向に移動するような回転方向である図中矢印Ｒ３方向に回転する。そして、感光ドラム１と中間転写ベルト９を挟んで対向する位置に備えられ、中間転写ベルト９に従動回転する直径１２ｍｍの一次転写ローラ１０に、一次転写電源２０から正極性の一次転写バイアスが印加されると、感光ドラム１上のトナー像は、一次転写位置である一次転写ニップ部Ｎ１を介して一次転写される。
【００１４】
ここでは、一次転写バイアスは、一例として、＋５００Ｖの直流電圧を用いた。又、一次転写ローラ１０としては、ＥＰＤＭ、ウレタンゴム、ＣＲ、ＮＢＲ等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を用いることが一般的である。
【００１５】
一次転写後の感光ドラム１は、弾性体ブレードを有する感光ドラムクリーナー１９によって表面の一次転写残トナーが除去される。
【００１６】
以上の帯電、露光、現像、一次転写、クリーニング、除電の一連の画像形成プロセスを、ロータリー２２によって、順に感光ドラム１に対向する位置に移動する各現像装置６、７、８に収納された２色目マゼンタ、３色目シアン、４色目イエローの各色のトナーについても繰り返し行い、中間転写ベルト９上に４色のトナー像を重ねる。
【００１７】
ここで示す従来例に於いては、１色目〜４色目まで、＋５００Ｖの一次転写バイアスを用いた。
【００１８】
そして、中間転写ベルト９の回転に従動する方向である図中矢印Ｒ４方向に回転する二次転写対向ローラ１２に中間転写ベルト９を挟んで対向する位置にある外径２０ｍｍの二次転写ローラ１１に、二次転写電源２１から二次転写バイアスが印加されると、中間転写ベルト９上の４色が重なったトナー像は、二次転写位置である、二次転写対向ローラ１２と二次転写ローラ１１の二次転写ニップ部Ｎ２にて転写材Ｐ表面に一括して二次転写される。尚、二次転写バイアスは、一例として、＋１．５ＫＶを用いた。
【００１９】
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（不図示）に搬送され、ここで表面のトナー像が定着されて画像形成が完了する。
【００２０】
一方、上述の二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９上に残った残留現像剤である二次転写残トナーは、特開平９−４４００７に記載されているように、残現像剤帯電手段として、残トナー帯電電源１３より正極性の直流電圧が印加された残トナー帯電ローラ２３により正極性に帯電される。
【００２１】
残トナー帯電ローラ２３は、中間転写ベルト９に対して当接離間の機構（不図示）を有し、帯電時のみ当接する。又、残トナー帯電ローラ２３と中間転写ベルト９が当接する当接部Ｎ３の裏面には、帯電効率を上げるために接地の対向電極２４が設けられている。
【００２２】
最後に、正極性に帯電されたトナーは、一次転写ニップ部Ｎ１にて、感光ドラム１へ静電的に転写され、中間転写ベルト９上に残った二次転写残トナーは除去される。その後、感光ドラム１に転写された残トナーも感光ドラムクリーナー１９によって除去される。
【００２３】
又、二次転写残トナーを除去する手段の別例として、特開平１１−１６１０４３に記載されているように、残トナー帯電ローラ２３に交番電圧に正極性の直流電圧を重畳したバイアスを印加する場合もある。
【００２４】
ところで、二次転写残トナーの除去手段として、二次転写残トナーを帯電して、感光ドラム１へ静電的に転写する手段を用いる場合、帯電された二次転写残トナーの個々のトナー粒子が有する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。
【００２５】
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ドラム１へ転写されない。又、帯電量の高いトナー粒子は中間転写ベルト９から受ける鏡映力が大きく、これも感光ドラム１へ転写されない。
【００２６】
通常、二次転写残トナーの個々の粒子が持つ電荷量は、直流電圧にて、略均一化することが可能である。しかし、装置を高温度高湿度環境下で使用した場合、二次転写残トナーは帯電されにくく、直流電圧では二次転写残トナーの個々のトナー粒子が持つ電荷量を均一化することができない。
【００２７】
そこで、直流電圧よりも帯電力の勝る、交番電圧に直流電圧を重畳したバイアスを用いることにより、二次転写残トナーの量の多い場合においても二次転写残トナーの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。
【００２８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、残トナー帯電手段として残トナー帯電ローラ２３に交番電界に直流電界を重畳したバイアスを印加する画像形成装置を用いてプリントしたところ、残トナー帯電ローラ２３の中間転写ベルト９との当接部Ｎ３部分近傍よりトナー飛散が発生し、機内汚染が生じた。
【００２９】
従って、本発明の目的は、上記のような問題点を解決するためのもので、残留現像剤である二次転写残トナーを帯電して、交番電圧を用いて、中間転写体から残トナーを除去する残現像剤帯電手段を備えた画像形成装置において、トナー飛散による機内汚染を防ぎ、中間転写体の残トナーに対し、残トナーが多い場合でも十分なクリーニング性能を有する画像形成装置を提供することである。
【００３０】
【課題を解決するための手段】
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一次転写位置で前記中間転写体に一次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二次転写位置で転写材に二次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二次転写位置の下流側で且つ前記一次転写位置の上流側に配置され、前記中間転写体に残留したトナーを帯電可能な第一の帯電手段と、を有し、直流電圧に交番電圧を重畳した電圧を印加された前記第一の帯電手段によって前記中間転写体に残留したトナーを所定極性に帯電する画像形成装置において、
前記中間転写体の移動方向において前記第一の帯電手段の上流側で且つ前記二次転写位置の下流側に配置され、前記中間転写体に残留したトナーを帯電可能な第二の帯電手段を有し、直流電圧が印加された第二の帯電手段と前記中間転写体を介して対向する位置に配置された対向電極によって前記中間転写体に残留したトナーを帯電し、帯電したトナーを前記中間転写体の移動に沿って移動させ、直流電圧に交番電圧を重畳した電圧が印加された前記第一の帯電手段によって前記帯電したトナーを帯電することを特徴とする画像形成装置である。
【００３１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る画像形成訴追を図面に則して更に詳しく説明する。
【００３２】
実施例１
図１は、本発明の第１の実施形態に係る、残トナー帯電ローラ２３が第１の残現像剤帯電手段を構成するものとされたときに、第２の残現像剤帯電手段を構成する補助残トナー帯電部材２５を設けた画像形成装置の概略構成図である。二次転写残トナーを帯電する手段に関する以外の構成は従来例にて説明した図５の画像形成装置と同様の構成であるので、図に沿って説明するが、従来例と同一の作用の部材については、同一の符号にて示し、説明を略す。
【００３３】
残トナー帯電ローラ２３としては、外径６ｍｍの芯金の周面に、体積抵抗率１０9Ω・ｃｍのゴム部材を厚さ６ｍｍで設けて、ローラ形状に成型した部材を用いた。
【００３４】
二次転写残トナーの帯電時には、周波数２ＫＨｚ、振幅２ＫＶの正弦波に、＋１ＫＶの直流電圧を重畳したバイアスが二次転写残トナー帯電電源１３より印加される。
【００３５】
そして、本発明の特徴部分として、中間転写ベルト９に沿って、二次転写位置である二次転写ニップ部Ｎ２と第１の残現像剤帯電手段としての残トナー帯電ローラ２３との間、つまり、中間転写ベルト９の回転方向にて、第１の残現像剤帯電手段としての残トナー帯電ローラ２３の手前に、第２の残現像剤帯電手段としての補助残トナー帯電部材２５を設ける。
【００３６】
本実施例においては、補助残トナー帯電部材２５として、コロナ帯電器２５１を設ける。コロナ帯電器２５１のシールドは接地、また、ワイヤには所定の直流電圧が補助残トナー帯電電源２７より印加される。
【００３７】
又、中間転写ベルト９裏面で、且つ補助残トナー帯電部材２５と対向位置Ｎ４で、帯電効率を上げるため、接地の対向電極２６が設けられる。
【００３８】
二次転写の終了した中間転写ベルト９上に残留する二次転写残トナーは、シールドに＋５ＫＶの直流電圧の印加されたコロナ帯電器２５１によって、正極性の電荷が付与される。コロナ帯電器２５１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正極性ではあるが、個々のトナー粒子が持つ電荷量は不均一である。
【００３９】
続いて、二次転写残トナーは、交番電界に正極性の直流電界を重畳したバイアスが印加された第１残トナー帯電ローラ２３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。
【００４０】
続いて、正極性に帯電された二次転写残トナーは一次転写ニップ部Ｎ１へ達する。
【００４１】
二次転写残トナーは一次転写ニップ部Ｎ１において感光ドラム１へ静電的に転写され、中間転写ベルト９より除去される。このとき、感光ドラム１の表面は−５５０Ｖに均一に帯電されている。又、一次転写ローラ１０には、一次転写電源２０より＋５００Ｖの直流電圧が印加される。
【００４２】
そして、感光ドラム１へ転写された二次転写残トナーは感光ドラムクリーナー１９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。
【００４３】
本実施例では、補助残トナー帯電部材２５の作用により、残トナー帯電ローラ２３に交番電圧に直流電圧を重畳したバイアスを印加した場合においても、残トナー帯電ローラ２３と中間転写ベルト９との当接部Ｎ３近傍からのトナー飛散による機内汚染を防ぐことができた。
【００４４】
以下に、交番電圧に直流電圧を重畳したバイアスを印加した第１の残現像剤帯電手段を構成する残トナー帯電ローラ２３の中間転写ベルト９との当接部Ｎ３近傍にて発生するトナー飛散の原因、及び、第２の残現像剤帯電手段を構成する補助残トナー帯電部材２５の作用について説明する。
【００４５】
二次転写残トナーは、残トナー帯電ローラ２３当接部Ｎ３近傍において、残トナー帯電ローラ２３に印加されたバイアスの作る電界から静電力を受け、残トナー帯電ローラ２３と中間転写ベルト９との間隙で飛翔を繰り返す。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が持つ電気極性は正極性になると共に、電荷量は略均一化される。
【００４６】
しかしながら、二次転写残トナーの中で特に電荷量の低いトナー粒子は、飛翔を繰り返す中で、中間転写ベルト９から残トナー帯電ローラ２３に到達せず、また中間転写ベルト９に戻ることもできない。すると、電荷量の低いトナー粒子は、重力や中間転写ベルト９の回転による空気の流れによって、浮遊、落下し、トナー飛散が発生する。
【００４７】
従来例で述べたとおり、十分なクリーニング性能を得るためには、交番電圧に直流電圧を重畳したバイアスを印加した残トナー帯電ローラ２３にて二次転写残トナーを帯電し、二次転写残トナーの個々のトナー粒子が持つ電荷量を均一にする必要がある。
【００４８】
しかしながら、二次転写残トナーの中に帯電量が低いトナーがあると、そのトナーは飛散してしまう。
【００４９】
本実施例で示したように、第２の残現像剤帯電手段を構成するものとして直流電圧の印加された補助残トナー帯電部材２５を用い、第１の残現像剤帯電手段を構成する残トナー帯電ローラ２３による帯電に先立って二次転写残トナーを正極性に帯電すると、二次転写残トナーの残トナー帯電ローラ２３当接部Ｎ３近傍で飛散していた電荷量の低いトナーに対し、飛散を発生しないための十分な電荷量を付与することができるため、トナー飛散の発生を防ぐことが可能になる。
【００５０】
このようにして、トナー飛散の発生を抑えつつ、十分なクリーニング性能を得ることができた。
【００５１】
実施例２
図２は、残トナー帯電ローラ２３が第１の残現像剤帯電手段を構成するものとされたときに、第２の残現像剤帯電手段を構成する補助残トナー帯電部材２５を設けた画像形成装置の、本発明の実施例２を示す概略構成図である。本実施例の画像形成装置も、二次転写残トナーを帯電する手段に関する以外の構成は従来例にて説明した図５の画像形成装置と同様の構成であるので、図に沿って説明するが、従来例および実施例１と同一の作用の部材については、同一の符号にて示し、説明を略す。
【００５２】
本実施例では、補助残トナー帯電部材２５としてシート部材である導電性シート２５２を用いた。
【００５３】
導電性シート２５２は、中間転写ベルト９に対して当接離間の機構（不図示）を有し、帯電時のみ当接する。また、導電性シート２５２と中間転写ベルト９が当接する補助残トナー帯電部材２５当接部Ｎ４の裏面には、帯電効率を上げるために接地の対向電極２６が設けてある。
【００５４】
本実施例のように、補助残トナー帯電部材２５として導電性シート２５２を用いる場合でも、二次転写残トナーに、予め十分な正極性の電荷を付与することが可能であり、実施例１と同様に、第１の残現像剤帯電手段を構成する残トナー帯電ローラ２３と中間転写ベルト９とのニップ部Ｎ３近傍のトナー飛散を抑えることができた。
【００５５】
更に、補助残トナー帯電部材２５として、中間転写ベルト９に当接する導電性シート２５２を用いると、実施例１で用いたコロナ帯電器２５１と比べて、必要となる電圧を低く抑えられる。従って、省電力化が図れると共に、オゾンの発生も抑えることが可能になった。
【００５６】
残トナー帯電ローラ２３は、実施例１と同様に、外径６ｍｍの芯金に体積抵抗率１０9Ω・ｃｍのゴム部材を設けて、厚さ６ｍｍにてローラ形状に成型した部材を用いた。二次転写残トナーの帯電時には、周波数２ＫＨｚ、振幅２ＫＶの正弦波に、＋１ＫＶの直流電圧を重畳したバイアスが印加される。
【００５７】
導電性シート２５は、ＰＶｄｆ（ポリフッ化ビニリデン）樹脂にカーボンブラックを分散し、体積抵抗率を率１０8Ω・ｃｍ程度調整した材料を、厚さ１００μｍに成型した部材を用いた。二次転写残トナーの帯電時には、補助残トナー帯電電源である補助残トナー帯電電源２７より＋２ＫＶの直流電圧が印加される。
【００５８】
二次転写の終了した中間転写ベルト９上に残留する二次転写残トナーは、直流電圧の印加された導電性シート２５２によって、正極性の電荷が付与される。導電性シート２５２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正極性ではあるが、個々のトナー粒子が持つ電荷量は不均一である。続いて、これらの二次転写残トナーは、電源１３から、交番電圧に正極性の直流電圧が重畳されたバイアスを印加した残トナー帯電ローラ２３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。
【００５９】
故に、残トナー帯電ローラ２３当接部Ｎ３からトナー飛散は発生しない。続いて、正極性に帯電された二次転写残トナーは一次転写ニップ部Ｎ１へ達する。
【００６０】
二次転写残トナーは一次転写ニップ部Ｎ１において感光ドラム１へ静電的に転写され、中間転写ベルト９より除去される。このとき、感光ドラム１の表面は−５５０Ｖに均一に帯電されている。又、一次転写ローラ１０には、＋５００Ｖの直流電圧が印加される。
【００６１】
感光ドラム１へ転写された二次転写残トナーは感光ドラムクリーナー１９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。
【００６２】
実施例３
図３は、残トナー帯電ローラ２３が第１の残現像剤帯電手段を構成するものとされたときに、第２の残現像剤帯電部材である補助残トナー帯電部材２５を設けた画像形成装置の、本発明の実施例３を示す概略構成図である。本実施例においても、実施例１、２のように、二次転写残トナーを帯電する手段に関する以外の構成は従来例にて説明した図５の画像形成装置と同様の構成であるので、図に沿って説明するが、従来例および実施例１と同一の作用の部材については、同一の符号にて示し、説明を略す。
【００６３】
本実施例では、電源２７より正極性直流電圧が印加され、二次転写残トナーの帯電時には中間転写ベルト９に当接する補助残トナー帯電部材２５として、十点平均表面粗さＲｚが８．０μｍ以下の導電性弾性ローラ２５３を用いた。
【００６４】
導電性弾性ローラ２５３は、中間転写ベルト９に対して当接離間の機構（不図示）を有し、帯電時のみ当接する。又、導電性弾性ローラ２５３と中間転写ベルト９が当接する補助残トナー帯電部材２５当接部Ｎ４の裏面には、帯電効率を上げるために接地の対向電極２６が設けてある。
【００６５】
本実施例のように、補助残トナー帯電部材２５として導電性弾性ローラ２５３を用いる場合でも、二次転写残トナーに、予め十分な正極性の電荷を付与することが可能であり、導電性弾性ローラである残トナー帯電ローラ２３当接部Ｎ３近傍のトナー飛散を抑えることができた。
【００６６】
更に、二次転写残トナー帯電時に中間転写ベルト９に当接する導電性弾性ローラ２５３を補助残トナー帯電部材２５に用いると、実施例１で用いたコロナ帯電器２５１に対し、必要となる電圧を低く抑えられることにより省電力化が図れると共に、オゾンの発生も抑えることが可能になる。又、二次転写残トナーが導電性弾性ローラ２５３の表面に付着することも抑えられているので、帯電性能が安定した。
【００６７】
残トナー帯電ローラ２３としては、実施例１と同様に、外径６ｍｍの芯金に体積抵抗率１０9Ω・ｃｍのゴム部材を厚さ６ｍｍに設けて、ローラ形状に成型した部材を用いた。二次転写残トナーの帯電時には、残トナー帯電電源１３より、周波数２ＫＨｚ、振幅２ＫＶの正弦波に、＋１ＫＶの直流電圧を重畳したバイアスが印加される。
【００６８】
導電性弾性ローラ２５３としては、ＮＢＲゴムにカーボンブラックを分散し且つ体積抵抗率１０8Ω・ｃｍ程度に調整した材料を厚さ６ｍｍにして、外径６ｍｍの芯金に設けて、ローラ形状に成型した部材を用いた。更に、ローラ表面を研磨し、十点平均表面粗さＲｚが０．２μｍ程度になるように加工した。二次転写残トナーの帯電時には、補助残トナー帯電電源２７より、＋２．５ＫＶの直流電圧が印加される。
【００６９】
二次転写の終了した中間転写ベルト９上に残留する二次転写残トナーは、直流電圧の印加された導電性弾性ローラ２５３によって、正極性の電荷が付与される。導電性弾性ローラ２５３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正極性ではあるが、個々のトナー粒子が持つ電荷量は不均一である。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を重畳したバイアスが印加された残トナー帯電ローラ２３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。故に、残トナー帯電ローラ２３当接部Ｎ３からのトナー飛散は発生しない。
【００７０】
続いて、正極性に帯電された二次転写残トナーは一次転写ニップ部Ｎ１へ達する。
【００７１】
二次転写残トナーは一次転写ニップ部Ｎ１において感光ドラム１へ静電的に転写され、中間転写ベルト９より除去される。このとき、感光ドラム１の表面は−５５０Ｖに均一に帯電されている。又、一次転写ローラ１０には、＋５００Ｖの直流電圧が印加される。
【００７２】
感光ドラム１へ転写された二次転写残トナーは感光ドラムクリーナー１９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。
【００７３】
本実施例では、導電性弾性ローラ２５３の表面粗さとして十点平均表面粗さＲｚが０．２μｍ程度のものを用いたが、Ｒｚは０．０１μｍ以上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る。
【００７４】
本発明者の検討に拠れば、Ｒｚが０．０１μｍ以下のときは、導電性ローラ２５３と中間転写ベルト９の摩擦力が小さいために、導電性ローラ２５３が円滑に回転せず、二次転写残トナーを中間転写ベルト９より掻き落としてしまい、機内汚染を発生させる。Ｒｚが８．０μｍを超えると、二次転写残トナーが導電性弾性ローラ２５３表面の凹凸に付着し、帯電性能の低下が発生した。
【００７５】
ところで、本実施例では、表面粗さＲｚの測定方法として、以下の条件を用いた。
測定器 ：東京精密株式会社製 Ｓｕｒｆ−ｃｏｍ−５５０Ａ（商品名）
測定距離 ：２ｍｍ
カットオフ ：０．８ｍｍ
測定スピード：３ｍｍ／ｓｅｃ
【００７６】
以上、実施例１〜３において、中間転写体としてベルト形状の部材を例に挙げ説明を行ったが、中間転写体の形状はベルトに限定されることはなく、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。
【００７７】
本明細書中では、残トナー帯電ローラ２３、補助残トナー帯電部材２５、二次転写ローラ１１に対し、対向電極を個別に設けた。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２３および補助残トナー帯電部材２５（図４では導電性弾性ローラ２５３）の対向電極として用いた場合であっても、同様の作用効果を得ることができる。
【００７８】
又、図１〜図５を用いて説明した画像形成装置の各部材の寸法や配置、上記に記載したそれぞれ印加される各種バイアスの数値等は特別な記載がない限り、これに限るものではない。
【００７９】
又、中間転写方式をとる画像形成装置であれば、他の構成のものでも本発明は適用でき、各現像装置を中間転写体に沿って並べて配置した画像形成装置にても本発明は有効である。
【００８０】
又、本明細書においては、現像剤として負極性トナーを用いた場合について説明したが、正極性トナーを用いた場合は、上記に記載したそれぞれ印加される各種バイアス、帯電極性が全て逆極性になることはいうまでもない。
【００８１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の画像形成装置は、中間転写体上に残留する残留現像剤を一次転写位置で中間転写体から像担持体へ静電的に転写される画像形成装置において、残トナーの量の多い場合に対しても、トナー飛散による機内汚染を防ぎ、中間転写体の残トナーに対し、十分なクリーニング性能を発揮できるといった効果を提供する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る画像形成装置の一例を示す概略構成図である。
【図２】本発明に係る画像形成装置の他の例を示す概略構成図である。
【図３】本発明に係る画像形成装置の他の例を示す概略構成図である。
【図４】本発明に係る画像形成装置の他の例を示す概略構成図である。
【図５】従来の画像形成装置の一例を示す概略構成図である。
【符号の説明】
１ 感光ドラム（像担持体）
９ 中間転写ベルト（中間転写体）
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
１３ 残トナー帯電電源
２０ 一次転写電源
２１ 二次転写電源
２３ 残トナー帯電ローラ（第１の残現像剤帯電手段）
２４ 残トナー帯電ローラ対向電極
２５ 補助残トナー帯電部材（第２の残現像剤帯電手段）
２６ 補助残トナー帯電部材対向電極
２７ 補助残トナー帯電電源
２５１ コロナ帯電器
２５２ 導電性シート
２５３ 導電性弾性ローラ
Ｎ１ 一次転写ニップ（一次転写位置）
Ｎ２ 二次転写ニップ（二次転写位置）
Claims (5)
- 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一次転写位置で前記中間転写体に一次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二次転写位置で転写材に二次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二次転写位置の下流側で且つ前記一次転写位置の上流側に配置され、前記中間転写体に残留したトナーを帯電可能な第一の帯電手段と、を有し、直流電圧に交番電圧を重畳した電圧を印加された前記第一の帯電手段によって前記中間転写体に残留したトナーを所定極性に帯電する画像形成装置において、
前記中間転写体の移動方向において前記第一の帯電手段の上流側で且つ前記二次転写位置の下流側に配置され、前記中間転写体に残留したトナーを帯電可能な第二の帯電手段を有し、直流電圧が印加された第二の帯電手段と前記中間転写体を介して対向する位置に配置された対向電極によって前記中間転写体に残留したトナーを帯電し、帯電したトナーを前記中間転写体の移動に沿って移動させ、直流電圧に交番電圧を重畳した電圧が印加された前記第一の帯電手段によって前記帯電したトナーを帯電することを特徴とする画像形成装置。 - 前記第二の帯電手段に印加される直流電圧は、前記第一の帯電手段に印加される直流電圧と同極性であって絶対値が大きいことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
- 前記第二の帯電手段は、導電性弾性ローラであることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の画像形成装置。
- 前記中間転写体を介して前記二次転写手段に対向する二次転写対向手段を有し、前記二次転写対向手段は前記対向電極を兼用しており、前記第一の帯電手段と前記第二の帯電手段は前記中間転写体を介して前記二次転写対向手段に対向することを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の画像形成装置。
- 前記導電性弾性ローラの表面粗さＲｚは、０．０１μｍ以上８．０μｍ以下であることを特徴とする請求項３の画像形成装置。
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