(57)【要約】【課題】ＩＣＬ電流を少なく抑えて中間転写体の高寿命化を図りつつ、ＩＣＬローラへのトナー付着を防止する。【解決手段】ＩＣＬローラでトナーを帯電させる際、ＩＣＬローラニップ下流側での放電を抑制する。抑制する手段としては、対向電極位置を上流側にシフトさせる。または、下流側ニップ部に放電抑制部材を挿入する。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
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が一次転写位置において静電的に転写される中間転写体と、前記中間転写体上のトナー像が二次転写位置において転写材へ静電的に転写された後に前記中間転写体上に残留する残留トナーを、電圧を印加して所定の極性に帯電する残留トナー帯電部材とを有する画像形成装置において、
前記残留トナー帯電部材を前記中間転写体に接触させて帯電ニップ部を設け、前記中間転写体の移動方向についての前記帯電ニップ部の上流側に前記残留トナー帯電部材表面と前記中間転写体表面との距離が前記帯電ニップ部に近づくに従って漸減する第１の放電領域を形成するとともに、前記中間転写体の移動方向についての前記帯電ニップ部の下流側に前記中間転写体表面と前記残留トナー帯電部材表面との距離が前記帯電ニップ部から遠ざかるに従って漸増する第２の放電領域を形成し、
第１の放電領域における放電量と第２の放電領域における放電量を比較した場合、第１の放電領域における放電量が大きい事を特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記中間転写体はベルト状の中間転写ベルトであり、前記中間転写ベルトの前記残留トナー帯電部材の当接する面の裏面に当接する対向部材を配置し、前記中間転写ベルトと前記対向部材が当接するニップ部の中心位置が、前記中間転写ベルトと前記残留トナー帯電部材が当接するニップ部の中心位置より、前記中間転写ベルトの移動方向についての上流側にずらして配置されていることを特徴とする請求項１の画像形成装置。
【請求項３】
前記第２の放電領域に絶縁性の放電規制部材を挿入することを特徴とする請求項１、２の画像形成装置。
【請求項４】
前記残留トナー帯電部材により帯電された残留トナーは、一次転写位置において静電的に前記像担持体へと回収されることを特徴とする請求項１、２、３の画像形成装置。
【請求項５】
前記残留トナー帯電部材により帯電された残留トナーを前記中間転写体から静電的に回収する残留トナー回収部材を有することを特徴とする請求項１、２、３の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【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、静粛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の中でもさらに種々の方式がある。例えば、感光体表面にカラー像（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、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。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。
【０００４】
図８に、中間転写方式の画像形成装置の一例として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。
【０００５】
図８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、現像装置５、中間転写ベルト９、および、感光ドラムクリーナー１９が配置されている。
【０００６】
図８中、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。
【０００７】
帯電器２によって帯電された感光ドラム１表面の電位（以降、帯電電位）は、通常、−４５０Ｖ〜−８００Ｖである。また、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。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。
【０００９】
この静電潜像には、ロータリー２２に搭載された１色目ブラックの現像器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、トナー像として現像される。
【００１０】
中間転写体ベルト９は、複数の支持軸（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）に支持されている。
【００１１】
ここで、中間転写体ベルト９は、一例として、厚さ０．５５ｍｍ〜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事ができる。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事ができる。
【００１２】
そして、駆動ローラ１５の回転（図中、矢印Ｒ２方向）に伴い、中間転写体ベルト９は図中矢印Ｒ３方向に回転する。そして、中間転写体ベルト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、一次転写ニップ部Ｎ１を介して一次転写される。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。また、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。
【００１３】
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。
【００１４】
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、各現像器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、中間転写体ベルト９上に４色のトナー像を重ねる。
【００１５】
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。
【００１６】
そして、図中矢印Ｒ４方向に回転するφ２０ｍｍの二次転写ローラ１１に、二次転写バイアス電源２１から二次転写バイアスが印加されると、中間転写体ベルト９上のトナー像は、二次転写対向ローラ１２上の二次転写ニップ部Ｎ２を介して転写材Ｐ表面に一括して二次転写される。なお、二次転写バイアスは、一例として、＋１．５ＫＶを用いた。
【００１７】
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。
【００１８】
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体ベルト９上に残った二次転写残トナーは、特開平９−４４００７に記載されている様に、二次転写残トナー帯電ローラ電源１３より正極性の電圧が印加された二次転写残トナー二次転写残トナー帯電ローラ２３により正極性に帯電される。
【００１９】
二次転写残トナー帯電ローラ２３は、中間転写体ベルト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、二次転写残トナー帯電ローラ２３と中間転写体ベルト９が当接する二次転写残トナー帯電ローラニップ部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。
【００２０】
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、中間転写体ベルト９上に残った二次転写残トナーは除去される。
【００２１】
【特許文献１】
特開平９−４４００７号
【００２２】
【発明が解決しようとする課題】
ローラ帯電器における帯電は、中間転写体表面に二次転写残トナー帯電ローラ表面を接触させて両表面間に帯電ニップ部を設けた際に、中間転写体面の移動方向についての帯電ニップ部の上流側と下流側とに形成された微小ギャップ（放電領域）を介して両表面間で放電が発生することによって行われる。そのため、ローラ帯電器はコロナ帯電器と比較して、帯電時のオゾンの発生量が少なくなること、帯電時の帯電電圧の低電圧化が図れること、メンテナンスフリーであること等の利点が得られる。
【００２３】
しかしながら、二次転写残トナー帯電ローラ自体を中間転写体表面に接触させる方式であるため、二次転写残トナーが二次転写残トナー帯電ローラに直接触れることとなり、二次転写残トナーの一部が二次転写残トナー帯電ローラ表面に付着するという不具合が発生しやすい。二次転写残トナー帯電ローラ表面へのトナー付着は放電量の低下や放電ムラを招き、帯電ローラ表面へのトナー付着がひどくなると二次転写残トナーが感光ドラムへ転写されなくなり、中間転写体クリーニング不良を起こしてしまう。これを防止するには、帯電バイアス値を大きく設定して放電量を上げれば良いが、放電時のオゾン量増加による中間転写体へのダメージ増加、電源電圧のコストアップ等のデメリットが生じてしまう。
【００２４】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するための請求請求項１の発明は、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が一次転写位置において静電的に転写される中間転写体と、前記中間転写体上のトナー像が二次転写位置において転写材へ静電的に転写された後に前記中間転写体上に残留する残留トナーを、電圧を印加して所定の極性に帯電する残留トナー帯電部材とを有する画像形成装置において、前記残留トナー帯電部材を前記中間転写体に接触させて帯電ニップ部を設け、前記中間転写体の移動方向についての前記帯電ニップ部の上流側に前記残留トナー帯電部材表面と前記中間転写体表面との距離が前記帯電ニップ部に近づくに従って漸減する第１の放電領域を形成するとともに、前記中間転写体の移動方向についての前記帯電ニップ部の下流側に前記中間転写体表面と前記残留トナー帯電部材表面との距離が前記帯電ニップ部から遠ざかるに従って漸増する第２の放電領域を形成し、第１の放電領域における放電量と第２の放電領域における放電量を比較した場合、第１の放電領域における放電量が大きい事を特徴とする。
【００２５】
請求項３の発明は、請求項１の画像形成装置において、前記中間転写体はベルト状の中間転写ベルトであり、前記中間転写ベルトの前記残留トナー帯電部材の当接する面の裏面に当接する対向部材を配置し、前記中間転写ベルトと前記対向部材が当接するニップ部の中心位置が、前記中間転写ベルトと前記残留トナー帯電部材が当接するニップ部の中心位置より、前記中間転写ベルトの移動方向についての上流側にずらして配置されていることを特徴とする。
【００２６】
請求項３の発明は、請求項１、２の画像形成装置において、前記第２の放電領域に絶縁性の放電規制部材を挿入することを特徴とする。
【００２７】
請求項４の発明は、請求項１、２、３の画像形成装置において、前記残留トナー帯電部材により帯電された残留トナーは、一次転写位置において静電的に前記像担持体へと回収されることを特徴とする。
【００２８】
請求項５の発明は、請求項１、２、３の画像形成装置において、前記残留トナー帯電部材により帯電された残留トナーを前記中間転写体から静電的に回収する残留トナー回収部材を有することを特徴とする。
【００２９】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の実施形態に係る画像形成装置の断面図である。
【００３０】
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。
【００３１】
二次転写残トナー帯電ローラ２３は、体積抵抗率９乗Ω・ｃｍ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。二次転写残トナーの帯電時には、二次転写残トナー帯電電源１３より直流の帯電電圧が印加される。また、中間転写体ベルト９裏面には帯電効率を上げるため、接地されたブラシ状の対向電極２４が設けられる。
【００３２】
二次転写残トナー帯電ローラ２３は、中間転写体ベルト９に対して当接離間の機構（不図示）を有し、帯電時のみ所定の押圧力で当接される。
【００３３】
中間転写ベルト９に対して当接された二次転写残トナー帯電ローラ２３は、所定幅の帯状の帯電ニップ部Ｎ３を形成する。帯電ニップ部Ｎ３を基準とした中間転写ベルト９の移動方向についての上流側と下流側とには、二次転写残トナー帯電ローラ２３表面と中間転写ベルト９表面との間に、それぞれ楔状の第１の放電領域Ｄ１と第２の放電領域Ｄ２が形成される。これら放電領域Ｄ１、Ｄ２とは、二次転写残トナー帯電ローラ２３の芯金に帯電電圧を印加した場合に、二次転写残トナー帯電ローラ２３と中間転写ベルト９表面との間に放電が行われる領域をいうものとする。ここで、放電領域Ｄ１、Ｄ２における二次転写残トナー帯電ローラ２３と中間転写ベルト９との間の間隙（以下「微小ギャップ」という）についてみると、この微小ギャップは、上流側の第１の放電領域Ｄ１においては中間転写ベルト９表面の移動方向に沿って徐々に減少（漸減）し、下流側の第２の放電領域Ｄ２においては中間転写ベルト９表面の移動方向に沿って徐々に増加（漸増）している。すなはち、二次転写残トナー帯電ローラ２３表面と中間転写ベルト９表面との間の微小ギャップは、上流側の第１の放電領域Ｄ１においては、帯電ニップ部Ｎ３に近づくに従って小さくなり、これに対し、下流側の第２の放電領域Ｄ２においては、帯電ニップ部Ｎ３から遠ざかるに従って大きくなる。
【００３４】
図２は従来例における二次転写残トナー帯電ローラ２３と対向電極２４の配置関係を示した図である。対向電極２４は電極の中心位置が帯電ニップ部Ｎ３の中央位置となるように配置されている。そのため、第１の放電領域Ｄ１と第２の放電領域Ｄ２における放電量はほぼ等しい状況であった。図３は本実施例における二次転写残トナー帯電ローラ２３と対向電極２４の配置関係を示した図である。本実施例の特徴は、中間転写ベルト９の移動方向についての帯電ニップ部の上流側にのみに電極が存在するような位置に対向電極２４を配置し、第１の放電領域Ｄ１での放電量が第２の放電領域Ｄ２での放電量より大きくなるように設定した点にある。そこで、図２に示すような従来位置と、図３に示すような本例の位置とでの二次転写残トナー帯電ローラ２３の汚れ具合を二次転写残トナー帯電ローラ２３に流す電流値を変えながら調べた。
【００３５】
【表１】電流値と帯電ローラ汚れ
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【００３６】
表１は従来例と本実施例における二次転写残トナー帯電ローラ２３汚れの比較結果である。×は二次転写残トナー帯電ローラ２３汚れが発生した場合を表し、△は軽微な二次転写残トナー帯電ローラ２３汚れが発生した場合を表し、○は二次転写残トナー帯電ローラ２３汚れが発生しなかった場合を表している。表１からわかるように、電流値が小さい場合に二次転写残トナー帯電ローラ２３汚れが発生していた。そこで、二次転写残トナー帯電ローラ２３上に付着したトナーの帯電極性を調べてみたところ、負極性であった。すなはち、放電領域Ｄ１において充分なトナー帯電が達成されず、帯電ニップ部Ｎ３を通過する際に正極バイアスを印加した二次転写残トナー帯電ローラ２３に負極性トナーが付着してしまうが、電流値を大きく設定すると、放電領域Ｄ１において充分にトナー帯電が達成されるために、帯電ニップ部Ｎ３を通過する際にはほとんどのトナーが正極性に帯電され、二次転写残トナー帯電ローラ２３汚れが発生しないものと考察される。
【００３７】
従来例と本実施例における二次転写残トナー帯電ローラ２３の汚れ発生電流値を比較すると、本実施例は従来例の半分程度になっていることがわかる。これは、電流値が半分になっても放電領域Ｄ１における放電電流量は従来例より２倍近い量になっているために、帯電ニップ部Ｎ３を通過してトナーが二次転写残トナー帯電ローラ２３表面に接触する前に、充分トナー帯電が達成されていると推察される。すなはち、中間転写ベルト９の移動方向についての帯電ニップ部Ｎ３の上流側にのみに対向電極２４が存在するように配置することで、帯電ローラに流す電流量を少なくすることが可能となり、中間転写ベルト９へのダメージを小さく抑え、電源のコストも抑えつつ、二次転写残トナー帯電ローラ２３汚れを防ぐ事が出来た。
【００３８】
なお、本実施例においては対向電極２４としてブラシ状のものを用いたが、二次転写残トナー帯電ローラ２３と対向電極２４との位置関係によって第１の放電領域Ｄ１における放電量が第２の放電領域Ｄ２における放電量より大きくなるならばブラシ状の電極に制限されるものではない。例えば、図４に示すように導電性を有する対向ローラ２４を接地させ、放電領域Ｄ１での放電量が大きくなるように、対向ローラ２４位置を帯電ニップ部Ｎ３に対して上流側へオフセットさせて配置するようにしても良い。対向電極２４としてローラ形状のものを採用した場合、中間転写ベルト９内面との摺擦がなくなるため、中間転写ベルト９の耐久性向上というメリットも生じる。さらに異なる形態としては、図５に示すような接地された金属ブレード２４ａに導電シート２４ｂを貼ったものを用いて、放電が放電領域Ｄ１でのみ発生するように、導電シート２４ｂの先端位置が配置されるようにしても良い。ブラシ形状より安価に出来るため、コストダウンというメリットも生じる。
【００３９】
（他の実施例）
従来例および上記実施例と同一の作用の部材については、同一の符号を付けて説明を略す。
【００４０】
中間転写体として中間転写ベルトを採用した場合、対向電極配置によって放電領域Ｄ１での放電量を大きくする例を先の実施例で述べた。しかしながら、図６に示すように中間転写体して中間転写ドラムを採用した場合、対向電極は中間転写ドラム自体となるために放電領域Ｄ１での放電量を大きくすることができない。また、中間転写体として中間転写ベルトを採用しても、中間転写ベルトの抵抗値が低い場合や、低抵抗基層に高抵抗表層という多層構成を有する中間転写ベルトの場合、対向電極配置をずらしても放電領域Ｄ１での放電量を大きくする事は困難である。そこで、本実施例では図７に示すように、放電規制部材２５を放電領域Ｄ２に挿入することで、放電領域Ｄ２での放電量を規制する。
【００４１】
放電規制部材２５は、例えば、数十μｍ程度の厚みを持った絶縁性ゴムを長方形の長板状に形成して構成することができる。放電規制部材２５は二次転写残トナー帯電ローラ２３の長手方向に沿った辺（以下「長辺」という）の長さが、放電領域Ｄ２の長手方向長さよりも長く設定されており、一方の長辺を、下流側から第２の放電領域Ｄ２に挿入させている。このように、放電規制部材２５を放電領域Ｄ２に挿入することで、二次転写残トナー帯電ローラ２３表面と中間転写体９表面との間の放電を規制することが可能となる。すなはち、中間転写体がどのような構成をとろうとも、第１の放電領域Ｄ１での放電量が第２の放電領域Ｄ２での放電量より大きくなり、二次転写残トナー帯電ローラ２３に流す電流量を少なく抑えつつ、二次転写残トナー帯電ローラ２３表面のトナー汚れを防ぐ事が可能となる。
【００４２】
以上、１つの感光ドラムを用いる画像形成装置で説明を行ってきたが、複数の感光体を有し、それらの感光体に形成された各色のトナー像を中間転写体ベルトに順次転写することによりフルカラー画像を形成する所謂タンデム方式の画像形成装置を用いる場合においても同様の効果が得られる。
【００４３】
また、帯電させた二次転写残トナーを感光ドラムへと静電的に回収させる画像形成装置で説明を行ってきたが、別途回収用ドラムを設けて静電的に回収する画像形成装置のおいても同様の効果が得られる。
【００４４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、中間転写体を採用した画像形成装置において、二次転写残トナーを残トナー帯電ローラによって帯電させた後に静電回収する場合、残トナー帯電ローラニップ部の上流側で発生する放電量を大きくし、残トナー帯電ローラニップ部の下流側で発生する放電量を小さく抑える事で、少ない電流量で残トナー帯電ローラへの残トナー付着の発生を抑えることができ、中間転写体のダメージを抑え、電源のコストアップも抑えることができた。
【００４５】
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明における装置の断面図
【図２】従来における残トナー帯電ローラニップ部
【図３】実施例における残トナー帯電ローラニップ部
【図４】実施例における残トナー帯電ローラニップ部の他の形態
【図５】実施例における残トナー帯電ローラニップ部の他の形態
【図６】他の実施例における装置の断面図
【図７】他の実施例における残トナー帯電ローラニップ部
【図８】従来例における装置の断面図
【符号の説明】
１  感光ドラム
９  中間転写体ベルト
１０  一次転写ローラ
１１  二次転写ローラ
２３  二次転写残トナー帯電ローラ
２４  二次転写残トナー帯電ローラの対向電極
２５  放電規制部材
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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