(57)【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で静電的に一次転写される無端状の中間転写体と、前記中間転写体から二次転写位置で転写材にトナー像が二次転写された後、前記中間転写体上に残留する残留トナーをトナーの正規の帯電極性とは逆極性に帯電する帯電手段と、を有し、前記像担持体及び帯電手段は前記中間転写体の外面に対向しており、前記中間転写体の移動方向において前記帯電手段は二次転写位置の下流かつ一次転写位置の上流の帯電位置に配置され、複数の転写材に連続して像を形成する場合、前記一次転写位置において、前記帯電手段により帯電された前記中間転写体上の残留トナーが前記像担持体に一次転写されるのと同時に、前記像担持体上の次のトナー像が前記中間転写体に移動される電界を形成する画像形成装置において、
先端を鋸歯形状に成形した導電薄板部材である除電部材を有し、前記中間転写体の移動方向において、前記帯電位置から前記一次転写位置の間で前記中間転写体の帯電電荷を除去する前記除電部材は、全て前記中間転写体の内面にのみ対向していることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
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で静電的に一次転写される無端状の中間転写体と、前記中間転写体から二次転写位置で転写材にトナー像が二次転写された後、前記中間転写体上に残留する残留トナーをトナーの正規の帯電極性とは逆極性に帯電する帯電手段と、を有し、前記像担持体及び帯電手段は前記中間転写体の外面に対向しており、前記中間転写体の移動方向において前記帯電手段は二次転写位置の下流かつ一次転写位置の上流の帯電位置に配置され、複数の転写材に連続して像を形成する場合、前記一次転写位置において、前記帯電手段により帯電された前記中間転写体上の残留トナーが前記像担持体に一次転写されるのと同時に、前記像担持体上の次のトナー像が前記中間転写体に移動される電界を形成する画像形成装置において、
導電性のブラシである除電部材を有し、前記中間転写体の移動方向において、前記帯電位置から前記一次転写位置の間で前記中間転写体の帯電電荷を除去する前記除電部材は、全て前記中間転写体の内面にのみ対向していることを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はカラー画像形成装置に関し、特にトナー像の重畳的な転写に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、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て画像形成速度、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、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４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ビームプリンタの概略を示す。図４において感光体ドラム１の表面は帯電器２によって一様に帯電され、露光装置３によって照射されるレーザ光Ｌによって静電潜像が形成される。この静電潜像はロータリー４に保持された各色の現像装置５〜８によって現像され、トナー像が形成される。トナー像は一次転写ローラ10によって中間転写体ベルト９に重畳的に一次転写され、二次転写ローラ11によって転写材Ｐに一括して二次転写される。その後転写材Ｐは不図示の定着器に搬送され、表面のトナー像が定着されて画像形成が完了する。一次転写後の感光体ドラム１は、弾性体ブレードを有する感光体ドラムクリーナ16によって表面の一次転写残トナーが除去される。
【０００５】
また中間転写体ベルト９上には、二次転写後に転写材Ｐに転写されずに残ってしまう二次転写残トナーがある。この二次転写残トナーは、二次転写残トナー帯電ローラ電源13より正極性の直流電圧の印加された二次転写残トナー帯電ローラ19により正極性に帯電され、一次転写ニップ部N1にて感光体ドラム１へ静電的に転写されて中間転写体ベルト９上から除去される。上記二次転写残トナー除去を、以下ICL（Intermediate transfer belt CLeaning）と省略する。このICL方式は、ブレード等を用い中間転写体上の残留トナーを掻き取るクリーニング方式とは異なり、中間転写体ベルトを傷めにくく、廃トナー容器を別途設ける必要が無い等、優れた利点を有している。
【０００６】
上記ICL方式の別例として、特開平11-161043に記載されているように、二次転写残トナー帯電ローラ19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。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で、二次転写残トナー量の多い場合においてもトナー粒子が持つ電荷量を均一化でき、十分なクリーニング性能を得ることが可能になる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記構成を有する従来の画像形成装置において、特に中間転写体ベルト9が樹脂の場合、静電容量が小さいために、二次転写残トナー帯電ローラ19と二次転写対向ローラ12のニップを通過したあと、中間転写体ベルト9表面の電位が大きくなり、感光体ドラム１表面との間に電位差が生ずる。特に低温低湿の環境下では中間転写体ベルト９の抵抗が高く、感光体ドラム１表面との電位差が増加する。その発生した電位差により、感光体ドラム上の一色目のトナー像が本来転写されるべき一次転写ニップ部N1より手前で中間転写体ベルト９に飛翔し、画像不良の原因となっていた。
【０００８】
本発明は、一色目のトナーが飛翔する原因である中間転写体ベルトの電荷を除去し、画像不良を防止することを目的としている。
【０００９】
【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が一次転写位置で静電的に一次転写される無端状の中間転写体と、前記中間転写体から二次転写位置で転写材にトナー像が二次転写された後、前記中間転写体上に残留する残留トナーをトナーの正規の帯電極性とは逆極性に帯電する帯電手段と、を有し、前記像担持体及び帯電手段は前記中間転写体の外面に対向しており、前記中間転写体の移動方向において前記帯電手段は二次転写位置の下流かつ一次転写位置の上流の帯電位置に配置され、複数の転写材に連続して像を形成する場合、前記一次転写位置において、前記帯電手段により帯電された前記中間転写体上の残留トナーが前記像担持体に一次転写されるのと同時に、前記像担持体上の次のトナー像が前記中間転写体に移動される電界を形成する画像形成装置において、先端を鋸歯形状に成形した導電薄板部材である除電部材を有し、前記中間転写体の移動方向において、前記帯電位置から前記一次転写位置の間で前記中間転写体の帯電電荷を除去する前記除電部材は、全て前記中間転写体の内面にのみ対向していることを特徴とする。
または、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で静電的に一次転写される無端状の中間転写体と、前記中間転写体から二次転写位置で転写材にトナー像が二次転写された後、前記中間転写体上に残留する残留トナーをトナーの正規の帯電極性とは逆極性に帯電する帯電手段と、を有し、前記像担持体及び帯電手段は前記中間転写体の外面に対向しており、前記中間転写体の移動方向において前記帯電手段は二次転写位置の下流かつ一次転写位置の上流の帯電位置に配置され、複数の転写材に連続して像を形成する場合、前記一次転写位置において、前記帯電手段により帯電された前記中間転写体上の残留トナーが前記像担持体に一次転写されるのと同時に、前記像担持体上の次のトナー像が前記中間転写体に移動される電界を形成する画像形成装置において、導電性のブラシである除電部材を有し、前記中間転写体の移動方向において、前記帯電位置から前記一次転写位置の間で前記中間転写体の帯電電荷を除去する前記除電部材は、全て前記中間転写体の内面にのみ対向していることを特徴とする。
【００１０】
【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、図を用いて説明する。図１は本実施形態に係る画像形成装置の概要を示す図である。図１に示す画像形成装置は４色のフルカラーレーザビームプリンタであって、像担持体である感光体ドラム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、レーザ光を感光体ドラム１に照射する露光装置３、現像装置５〜８を保持するロータリー４、中間転写体ベルト９、および、感光体ドラムクリーナ16が配置されている。
【００１１】
まず図１において、感光体ドラム１は矢印R1方向に表面速度117mm/秒で回転駆動される直径46.7mmの円筒部材であり、帯電器２によってその表面を負極性に帯電される。帯電器２には帯電器電源15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、感光体ドラム１表面の電位（以降、帯電電位）は、通常-450V〜-800Vである。帯電された感光体ドラム１は、画像情報に応じた露光装置３のレーザ光Ｌにより表面に静電潜像が形成される。ここで露光装置３はレーザ等の光源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。
【００１２】
形成された静電潜像は、まずロータリー４に搭載された現像装置５によって１色目であるイエロートナーにより現像され、トナー像として可視化される。形成されたトナー像は、一次転写ローラ10によって中間転写体ベルト９に一次転写される。一次転写後の感光体ドラム１は、弾性体ブレードを有する感光体ドラムクリーナ16によって表面の一次転写残トナーが除去される。
【００１３】
中間転写体ベルト９は、二つの支持軸（二次転写対向ローラ12、テンションローラ14）に支持されており、矢印R4方向に表面速度117mm／秒で回転駆動される二次転写対向ローラ12によって、中間転写体ベルト９は矢印R3方向に回転する。本実施形態において中間転写体ベルト９は、厚さ100μm、体積抵抗1010Ωcm、表面抵抗108Ω/cm^2のPVDF（ポリフッ化ビニリデン）の樹脂ベルトを用いた。なお、中間転写体ベルト９は厚さ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10^7〜10^11Ωcm程度に抵抗調整したものが好適である。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）、ポリカーボネート等が適している。
【００１４】
この中間転写体ベルト９は、二次転写対向ローラ12の回転（図中、矢印R4方向）に伴い図中矢印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17から正極性の一次転写バイアスが印加されると、感光体ドラム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。
【００１５】
以上の帯電、露光、現像、一次転写、クリーニングの一連の画像形成プロセスを、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色目ブラック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。本実施形態に於いては、１色目〜４色目まで+500Vの一次転写バイアスを用いた。
【００１６】
中間転写体ベルト９上にカラートナー像が形成された後に、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18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。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、表面のトナー像が定着されて画像形成が完了する。
【００１７】
一方、中間転写体ベルト９の表面側には、中間転写体上のトナーを帯電する帯電手段の例としての二次転写残トナー帯電ローラ19が、不図示の機構により離接可能に設けられている。二次転写残トナー帯電ローラ19は、体積抵抗率109Ωcm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、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21より印加される。二次転写残トナー帯電ローラ19の対向電極は、二次転写対向ローラ12がその役割を兼ねている。
【００１８】
このように構成した二次転写残トナー帯電ローラ19により、中間転写体ベルト９上の二次転写残トナーは正極性に帯電され、一次転写ニップ部N1にて感光体ドラム１へ静電的に転写される。これにより、二次転写後に中間転写体ベルト９上に残った二次転写残トナーは除去される。
【００１９】
ところで、上記課題において説明した如く、二次転写残トナー帯電ローラ19により中間転写体ベルト９に電荷が付与されると、感光体ドラム１との電位差により、次の一色目のトナー像が一次転写ニップ部N1より手前で中間転写体ベルト９に飛翔する現象が発生する。この飛翔を観察したところ、用いる中間転写体ベルトの抵抗、トナーの有する電荷等にもよるが、感光体ドラム１の接線と中間転写体ベルト９が直交する点P1と一次転写ニップ部N1との間で発生していた。
【００２０】
そこで本実施形態においては、中間転写体ベルト９の裏面側（内部）に、中間転写体ベルト９の電荷を除去する除電部材22を設置している。この除電部材22は二次転写残トナー帯電ローラニップ部N3と点P1との間に設置することにより、一色目のトナーが飛翔する前に中間転写体ベルト９の除電を行うことができる。
【００２１】
除電部材22は厚さ0.3mm程度の導電薄板部材であって、先端を鋸歯形状に成型し、本体アースに接地されている。この除電部材22は、加工が容易で、安価にて製造可能な利点を有している。
【００２２】
除電部材22の先端は中間転写体ベルト９から1mm程度離れており、ベルトを損傷させることなく除電することが可能である。
【００２３】
上記構成の画像形成装置を用いて画像形成を行ってみたところ、低温低湿の環境化においても、一色目のトナー飛翔が発生することはなく、画像不良を防止することができた。
【００２４】
［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、図を用いて説明する。図２は本実施形態に係る画像形成装置の概要を示す図であって、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。
【００２５】
上記第一実施形態においては導電薄板部材からなる除電部材22を設けて説明したが、本実施形態においてはブラシ状に成型した除電部材23を設けている。除電部材23は、本体アースに接地されている。
【００２６】
このように除電部材をブラシ状にすることにより、中間転写体ベルト９の電荷を直接除去することが可能である。また、少なくともブラシの先端が中間転写体ベルト９に接触していれば除電可能なことから、取り付け位置精度に対する許容度が広く、簡便な支持方法で設置することができる。除電部材23は中間転写体ベルトに接触させるため、ベルト裏面から電荷の除去を行い、その設置位置はP1-P2間とする。ここで点P2は、二次転写残トナー帯電ローラ19の対向電極（二次転写対向ローラ12）と中間転写体ベルト９との接点である。
【００２７】
実施形態１と同様、除電部材23により、一色目のトナー飛翔が発生する点P1に到達する前に中間転写体ベルト９の電荷を除去することができ、感光体ドラム１と中間転写体ベルトの電位差を減少させ、一色目のトナー飛翔を抑制し、画像不良を防止することができた。
【００２８】
［参考例］
ここで参考例について、図を用いて説明する。図３は参考例に係る画像形成装置の概要を示す図であって、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。
【００２９】
参考例に示す除電部材24は、ローラ状に成型した導電性部材を用い、本体アースに接地したものである。このように除電部材24をローラ形状にすることにより、中間転写体ベルト９に接触可能であり、電荷を直接除去することができる。また、このようなローラ形状の除電部材24は、耐久性に優れていることを特徴としている。なお、除電部材24は中間転写体ベルトに接触させるため、ベルト裏面から電荷の除去を行い、その設置位置は上記第二実施形態と同様にP1-P2間とする。
【００３０】
上記の如く構成したことにより、第一実施形態と同様に、除電部材24によって一色目のトナー飛翔が発生する点P1に到達する前に中間転写体ベルト９の電荷を除去することができ、感光体ドラム１と中間転写体ベルトの電位差を減少させ、一色目のトナー飛翔を抑制し、画像不良を防止することができた。
【００３２】
【発明の効果】
上記説明した如く、本発明に係る画像形成装置においては、一色目のトナー飛翔が発生する前に中間転写体の電荷を除去することができ、次の画像形成における一色目のトナー飛翔に起因する画像不良を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第一実施形態に係る画像形成装置の概要を示す図である。
【図２】第二実施形態に係る画像形成装置の概要を示す図である。
【図３】参考例に係る画像形成装置の概要を示す図である。
【図４】従来例に係る画像形成装置の概要を示す図である。
【符号の説明】
Ｌ …レーザ光
Ｐ …転写材
１ …感光体ドラム
２ …帯電器
３ …露光装置
３ａ …光源
３ｂ …ポリゴンミラー
３ｃ …レンズ
３ｄ …ミラー
４ …ロータリー
５ …現像装置
５〜８ …現像装置
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
12 …二次転写対向ローラ
13 …二次転写残トナー帯電ローラ電源
14 …テンションローラ
15 …帯電器電源
16 …感光体ドラムクリーナ
17 …一次転写電源
18 …二次転写バイアス電源
19 …二次転写残トナー帯電ローラ
21 …二次転写残トナー帯電電源
22 …除電部材
23 …除電部材
24 …除電部材
【図１】
0004143286.tif 000002
【図２】
0004143286.tif 000003
【図３】
0004143286.tif 000004
【図４】
0004143286.tif 000005