JP3848207B2 - 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、複写機、プリンタなどの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ものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、例えば、多色画像の形成が可能な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などの種々の方式が知られている。これらのうち電子写真方式は、他の方式のものに比べて画像形成速度、画質、静粛性などの点で優れている。
【０００３】
電子写真方式を採用する画像形成装置の中でも更に種々の方式がある。例えば、像担持体である感光体表面にカラー像（複数色のトナー像）を重ねた後に記録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、このトナー像を記録材上に一括転写する中間転写方式などがある。これらのうち、特に中間転写方式のものは、混色の虞がないこと、質や厚さの異なる様々な記録材の使用が可能であることなどの利点を有する。
【０００４】
図７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とされる画像形成装置２００の要部概略構成を示す。
【０００５】
図７の画像形成装置２００においては、像担持体であるドラム型の電子写真感光体（以下、「感光ドラム」と呼ぶ。）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Ｌを感光ドラム１に照射する露光装置（露光手段）３、回転式現像装置５０、中間転写体である中間転写ベルト９、及び感光ドラムクリーナー１９が配置されている。
【０００６】
本例では、感光ドラム１は、図中矢印Ｒ１方向に表面速度１１７ｍｍ／秒で回転駆動される、直径４６．７ｍｍのドラム型とされ、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の表面の電位（以下、「帯電電位」という。）は、通常、−４５０Ｖ〜−８００Ｖである。又、帯電器２には、感光ドラム１の帯電時に、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を印加する。
【０００８】
帯電された感光ドラム１の表面は、画像情報に応じた露光手段３からのレーザ光Ｌにより露光され、静電潜像が形成される。ここで、露光手段３は、レーザーなどの光源３ａ、ラスタスキャンを行うための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などを備えている。
【０００９】
回転式現像装置５０は、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色のトナーを収容し、各色の画像情報に従って感光ドラム１に形成された静電潜像を現像するための４つの現像器、イエロー現像器５Ｙ、マゼンタ現像器５Ｍ、シアン現像器５Ｃ、ブラック現像器５Ｋを、回転可能な現像器支持体であるロータリー２２内に有している。そして、適時ロータリー２２を回転させることにより、所望の色用の現像器を感光ドラム１と対向する現像位置に配置するようになっている。
【００１０】
又、本例では、中間転写ベルト９は二本の支持軸、つまり駆動ローラ１５及び二次転写対向ローラ１２に支持されている。そして、駆動ローラ１５の図中矢印Ｒ２方向の回転に伴い、中間転写ベルト９は図中矢印Ｒ３方向に回転する。
【００１１】
中間転写ベルト９としては、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）、ポリカーボネートなどを用いることができる。
【００１２】
中間転写ベルト９を介して感光ドラム１と対向する位置に、一次転写手段としての一次転写ローラ１０が設けられており、この位置で、感光ドラム１と中間転写ベルト９との当接部は一次転写ニップ部Ｎ１を形成している。一次転写ローラ１０は、中間転写ベルト９の周回移動（回転）により従動回転する。本例では、一次転写ローラ１０は、直径１２ｍｍとされる。一次転写ローラ１０としては、ＥＰＤＭ、ウレタンゴム、ＣＲ、ＮＢＲなど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】
例えば、フルカラー画像を形成する場合について説明すると、先ず、第１色目として、色分解されたイエロー色の画像情報に従って感光ドラム１に形成された静電潜像には、ロータリー２２に搭載されたイエロー現像器５Ｙによって負極性（トナーの正規の帯電極性）に帯電されたイエローのトナーが付着され、イエロートナー像として現像される。
【００１４】
そして、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を印加することで、感光ドラム１上のイエロートナー像を一次転写ニップ部Ｎ１を介して中間転写体９に一次転写させる。ここでは、一例として、一次転写ローラ１０に印加する一次転写バイアスは、＋５００Ｖの直流電圧を用いている。
【００１５】
一次転写の後、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。又、一次転写後の感光ドラム１を前露光ランプなどの除電手段により除電してもよい。
【００１６】
引き続き、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、２色目〜４色目の画像情報についても同様に行う。例えば、２色目としてマゼンタ現像器５Ｍ、３色目としてシアン現像器５Ｃ、４色目としてブラック現像器５Ｋに収納された各色のトナーにより、感光ドラム１への各色のトナー像の形成を繰り返して行い、周回移動する中間転写ベルト９上に４色のトナー像を重ねて一次転写する。本例では、１色目〜４色目まで全ての色のトナー像に対して、＋５００Ｖの一次転写バイアスを一次転写ローラ１０に印加した。
【００１７】
そして、図中矢印Ｒ４方向に回転する二次転写手段としての二次転写ローラ１１に、二次転写電源２１から二次転写バイアスを印加することで、中間転写ベルト９上のトナー像を二次転写対向ローラ１２上の二次転写ニップ部Ｎ２を介して記録材Ｐの表面に一括して二次転写させる。本例では、二次転写ローラ１１はφ２０ｍｍとされる。又、ここでは、一例として二次転写バイアスは＋１．５ＫＶの直流電圧を用いた。
【００１８】
こうして表面に４色の未定着トナー像を担持した記録材Ｐは、従来公知の定着器（図示せず）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。画像が定着された記録材Ｐは、その後装置外に排出される。
【００１９】
一方、二次転写が終了した後、記録材Ｐに転写されずに中間転写ベルト９上に残ったトナー（以下、「二次転写残トナー」と呼ぶ。）を中間転写ベルト９から除去することで、中間転写ベルト９を繰り返し画像形成に供する。
【００２０】
二次転写残トナーを中間転写ベルト９から除去する方法として、特開平１１−１６１０４３号公報に記載されるように、二次転写残トナーを正極性に帯電させて、感光ドラム１上に戻し、これを感光ドラムクリーナ１９によって回収する方法がある。
【００２１】
つまり、図７に示すように、二次転写ニップ部Ｎ２よりも中間転写ベルト９の回転方向下流側で、一次転写ニップ部Ｎ１よりも上流側において、二次転写残トナー帯電ローラ（以下、「トナー帯電ローラ」と呼ぶ。）２３が中間転写ベルト９に離接可能に配置されている。このトナー帯電ローラ２３に、二次転写残トナー帯電ローラ電源（以下、「トナー帯電電源」と呼ぶ。）１３より、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して、二次転写残トナーを正極性に帯電させる。トナー帯電ローラ２３により、交番電圧に直流電界を重畳したバイアスを印加することで、高温高湿環境下など、二次転写残トナーに電荷を付与し難い環境においても、十分な電荷を二次転写残トナーに付与することができる。
【００２２】
トナー帯電ローラ２３は、中間転写ベルト９に対して当接・離間を行う機構（図示せず）を有し、二次転写残トナーを帯電させるときのみ中間転写ベルト９に当接する。又、トナー帯電ローラ２３と中間転写ベルト９とが当接するトナー帯電ローラ当接部Ｎ３の裏面には、帯電効率を上げるために接地の対向電極が設けられている。本例では、二次転写対向ローラ１２がこの接地の対向電極を兼ねる。
【００２３】
こうしてトナー帯電ローラ２３により正極性に帯電させたトナーを、最後に、一次転写ニップ部Ｎ１にて感光ドラム１へ静電的に転写させ、中間転写ベルト９上の二次転写残トナーを除去する。尚、トナー帯電ローラ２３により正極性に帯電された二次転写残トナーが感光ドラム１へ転写されるとき、同時に、次のプリント画像の１色目のイエロー画像を感光ドラム１から中間転写ベルト９へ転写することも可能である。
【００２４】
トナー帯電電源１３からトナー帯電ローラ２３に印加するバイアスとしては、一例として、周波数１ＫＨｚ、振幅２．４ＫＶ、矩形波の交番電圧に、＋１ＫＶの直流電圧を重畳したバイアスを用いることができる。
【００２５】
又、トナー帯電ローラ２３に対して交番電圧に直流電界を重畳したバイアスを印加するときに発生するトナー飛散を抑えるために、次のような別の従来例がある。
【００２６】
つまり、図７に示すように、中間転写ベルト９に沿ってトナー帯電ローラ２３と二次転写ローラ１１との間に、二次転写残トナー帯電補助ローラ（以下、「トナー帯電補助ローラ」と呼ぶ。）２５を設けたものがある。そして、このトナー帯電補助ローラ２５に、二次転写残トナー帯電補助ローラ電源（以下、「トナー帯電補助電源」と呼ぶ。）２７から直流バイアスを印加し、この直流電圧によりトナー帯電ローラ２３に先立ち二次転写残トナーを帯電する。図８は、従来のトナー帯電補助ローラ２５を備える画像形成装置における、二次転写残トナーの除去、回収動作のフローを示す。
【００２７】
トナー帯電補助ローラ２５に印加する直流電圧としては、一例として、＋１ＫＶを用いることができる。又、トナー帯電補助ローラ２５も、トナー帯電補助ローラ当接部Ｎ４において、中間転写ベルト９に対して離接可能な構成とされる。
【００２８】
ここで、二次転写残トナーの飛散のメカニズム、及びトナー帯電補助ローラ２５の作用について説明する。
【００２９】
二次転写残トナーは、トナー帯電ローラ２３の近傍において、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、トナー帯電ローラ２３と中間転写体ベル９との間隙で飛翔を繰り返す。この飛翔の過程で、二次転写残トナーは正極性に帯電される。
【００３０】
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からトナー帯電ローラ２３に到達せず、又中間転写ベルト９に戻ることもできない。従って、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。
【００３１】
そこで、直流電圧の印加されるトナー帯電補助ローラ２５を用いる。つまり、トナー帯電補助ローラ２５により、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させる。これにより、トナー帯電ローラ当接部Ｎ３の近傍で飛散していた電荷量の低いトナーに対して、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。そのため、トナー飛散の発生を防ぐことが可能になる。
【００３２】
ところで、二次転写残トナーの正極性への帯電が完了した後、トナー帯電ローラ２３は中間転写ベルト９より離間する。
【００３３】
一方、二次転写残トナーの帯電終了後に、トナー帯電補助ローラ２５には二次転写残トナーに含まれる負極性のトナーが静電的に付着する。この付着したトナーを除去するために、トナー帯電補助ローラ２５を中間転写ベルト９から離間させる前に、トナー帯電補助ローラ２５には負極性の直流電圧のバイアスが印加される。トナー帯電補助ローラ２５に印加する負極性の直流電圧としては、一例として、−１ＫＶを用いることができる。
【００３４】
こうしてトナー帯電補助ローラ２５から除去されたトナーは、中間転写ベルト９上に転写される。この中間転写ベルト９上に転写されたトナーが一次転写ニップ部Ｎ１に達すると、一次転写ローラ１０には一次転写電源２０から−１ＫＶの直流電圧が印加される。これにより、トナー帯電補助ローラ２５から中間転写ベルト９上に転写された負極性に帯電したトナーは、感光ドラム１へと転写される。そして、このトナーは引き続いて感光ドラムクリーナー１９によって回収される。
【００３５】
このように、従来、トナー帯電補助電源２７及び一次転写電源２０は、それぞれトナー帯電補助ローラ２５、一次転写ローラ１０に正負両極性の直流電圧を印加する電源と、それぞれの極性の直流電圧を切り替えて印加するための切替手段を備えている。
【００３６】
従来、上述のようにして中間転写ベルト９に残った二次転写残トナーを除去し、感光ドラムクリーナー１９に回収する方法がある。斯かる方法によると、廃トナーを一括して感光ドラムクリーナー１９に回収できる利点がある。
【００３７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の二次転写残トナーの除去、回収方法には次のような問題点があった。
【００３８】
つまり、本発明者らは、直流電圧の印加されるトナー帯電補助ローラ２５を有する画像形成装置を用いて鋭意実験研究を試みたところ、連続プリントによる現像器内トナーの劣化に伴い、トナー帯電補助ローラ２５から除去されたトナーの一部が感光ドラム１へ転写されずに中間転写ベルト９上に残留し、その後にプリントされる画像を乱す不具合が生じることがあることが分かった。本発明は、上記のような問題点を解決するためになされたものである。
【００３９】
従って、本発明の目的は、例えば、現像器内のトナーの劣化に拘わらず、第２の帯電手段から中間転写体へ転写されたトナーがその後像担持体に転写されずに中間転写体上に残ることにより、その後に形成される画像を乱すといった不具合を防ぐことのできる画像形成装置を提供することである。
【００４０】
【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上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二次転写位置で記録材に転写する二次転写手段と、前記中間転写体に対向して前記中間転写体上のトナーを帯電可能な第１及び第２の帯電手段と、を有し、前記中間転写体の移動方向において、前記第１の帯電手段は前記二次転写位置の下流側でかつ前記一次転写位置の上流側に配置され、前記第２の帯電手段は前記二次転写位置の下流側でかつ前記第１の帯電手段の上流側に配置されている画像形成装置において、前記第２の帯電手段に付着したトナーを前記中間転写体上に転写することが可能であり、前記第２の帯電手段から前記中間転写体上に転写されたトナーが、前記中間転写体の移動によって前記第１の帯電手段に対向する時に、前記第１の帯電手段には直流電圧に交番電圧が重畳された電圧を印加し、トナーが前記一次転写位置に移動したときに前記一次転写手段によって前記中間転写体上から前記像担持体へ静電的に転写することを特徴とする画像形成装置である。
【００４１】
本発明の一実施態様によると、前記第２の帯電手段から前記中間転写体上に転写されたトナーが、前記第１の帯電手段に対向する時に、前記第１の帯電手段にはトナーの正規の帯電極性と同極の直流電圧に交番電圧が重畳された電圧を印加し、トナーが前記一次転写位置に移動したときに前記一次転写手段にトナーの正規の帯電極性と同極の電圧を印加する。
【００４２】
又、本発明の一実施態様によると、前記第２の帯電手段から前記中間転写体上に転写されたトナーが、前記第１の帯電手段に対向する時に、前記第１の帯電手段にはトナーの正規の帯電極性と逆の極性の直流電圧に交番電圧が重畳された電圧を印加し、トナーが前記一次転写位置に移動したときに前記一次転写手段にトナーの正規の帯電極性と逆の極性の電圧を印加する。その一実施態様によると、前記第２の帯電手段から前記中間転写体上に転写されたトナーは、前記像担持体上のトナー像を前記中間転写体上に前記一次転写位置で転写するのと同時に、前記像担持体に転写される。
【００４３】
又、本発明の一実施態様によると、前記中間転写体上のトナー像を記録材に転写した後に前記中間転写体上に残留したトナーが前記第２の帯電手段に対向する時に、前記第２の帯電手段にはトナーの正規の帯電極性と逆の極性の電圧を印加する。又、本発明の一実施態様では、前記中間転写体上のトナー像を記録材に転写した後に前記中間転写体上に残留したトナーが前記第１の帯電手段に対向する時に、前記第１の帯電手段にはトナーの正規の帯電極性と逆の極性の直流電圧に交番電圧が重畳された電圧を印加する。更に、本発明の一実施態様では、前記像担持体上のトナーを回収するクリーナーを有する。
【００４４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る画像形成装置を図面に則して更に詳しく説明する。
【００４５】
実施例１
本実施例において、本発明は、図７を参照して説明した基本構成を有する電子写真方式のフルカラー画像形成装置に適用される。本実施例では、特に、中間転写ベルト９上の二次転写残トナーの除去、回収機構に特徴を有している。従って、ここでは、図７の画像形成装置２００と同一の構成、作用を有する要素には同一の符号を付し、詳しい説明は省略する。
【００４６】
図１は、本実施例の画像形成装置１００の要部概略構成を示す。本実施例の画像形成装置は、像担持体としての感光ドラム１と、感光ドラム１上に形成されたトナー像が第１の転写位置（一次転写ニップ部）Ｎ１で静電的に転写される中間転写体としての中間転写ベルト９と、中間転写ベルト９上のトナー像が記録材Ｐに第２の転写位置（二次転写ニップ部）Ｎ２で静電的に転写された後、交番電圧に直流電圧が重畳された電圧が印加され、中間転写ベルト９上に残留する二次転写残トナーを帯電させる第１の帯電手段としてのトナー帯電ローラ２３と、第２の転写位置Ｎ２とトナー帯電ローラ２３との間に位置し、所定の極性（本実施例では正極性）の直流電圧が印加され、中間転写ベルト９上に残留する二次転写残トナーを帯電させる第２の帯電手段としてのトナー帯電補助ローラ２５と、を有している。二次転写残トナーは、第１の転写位置Ｎ１で中間転写ベルト９から感光ドラム１へ静電的に転写される。
【００４７】
そして、本実施例では、トナー帯電補助ローラ２５に上記所定の極性と反対の極性（本実施例では負極性）の直流電圧が印加されるときに、トナー帯電ローラ２３には交番電圧に直流電圧が重畳された電圧が印加されたバイアスが印加される。又、本実施例では、トナー帯電補助ローラ２５に上記所定の極性と反対の極性の直流電圧が印加されるときに、トナー帯電ローラ２３に印加されるバイアスの直流電圧の極性は、トナー帯電補助ローラ２５に印加される直流電圧と同極性である。
【００４８】
これにより、トナー帯電補助ローラ２５から中間転写ベルト９へ転写させたトナーに対して、交番電圧に直流電圧を重畳したバイアスを印加したトナー帯電ローラ２３で電荷を付与する。
【００４９】
以下、本実施例における二次転写残トナーの除去、回収方法をより詳しく説明する。図２は、本実施例における二次転写残トナーの除去、回収動作のフローを示す。
【００５０】
本実施例では、トナー帯電ローラ２３としては、体積抵抗率１０9Ω・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。
【００５１】
そして、二次転写ニップ部Ｎ２とトナー帯電ローラ２３との間、中間転写ベルト９の回転方向においてトナー帯電ローラ２３の手前に、トナー帯電補助ローラ２５を設ける。トナー帯電補助ローラ２５には、トナー帯電補助電源２７により所定の直流電圧が印加される。
【００５２】
又、中間転写ベルト９の裏面には帯電効率を上げるために、接地の対向電極が設けられる。本実施例では、二次転写対向ローラ１２が、この接地の対向電極を兼ねる。
【００５３】
図２に示すように、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には、＋１ＫＶの直流電圧の印加されたトナー帯電補助ローラ２５によって、正極性の電荷が付与される。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の印加されたトナー帯電ローラ２３によって、更に正極性の電荷が付与される。本実施例では、二次転写残トナーの帯電時には、周波数２ＫＨｚ、振幅２．４ＫＶの正弦波に＋１ＫＶの直流電圧を重畳したバイアスを、トナー帯電電源１３よりトナー帯電ローラ２３に印加する。
【００５４】
二次転写残トナーがトナー帯電ローラ当接部Ｎ３を通過した後、トナー帯電ローラ２３には、周波数２ＫＨｚ、振幅２．４ＫＶの正弦波の交番電圧に、−１ＫＶの直流電圧を重畳したバイアスを、トナー帯電電源１３より印加する。又、同時に、トナー帯電補助ローラ２５には−１ＫＶの直流電圧を、トナー帯電補助電源２７から印加する。このとき、トナー帯電補助ローラ２５に付着していたトナーは、トナー帯電補助ローラ２５より負極性の電荷が与えられると共に、中間転写ベルト９へ転写される。そして、トナー帯電補助ローラ当接部Ｎ４にてトナー帯電補助ローラ２５から中間転写ベルト９に転写されたトナーは、トナー帯電ローラ当接部Ｎ３を通過する際に、更に負極性の電荷が付与される。
【００５５】
このように、本実施例では、トナー帯電補助電源２７は、トナー帯電補助ローラ２５に正負両極性の直流電圧を印加しうる電源と、それぞれの極性の直流電圧を切り替えて印加するための切替手段を備えている。更に、本実施例では、トナー帯電電源１３も、トナー帯電ローラ２３に印加する交番電圧に重畳させる直流電圧として、正負両極性の直流電圧を印加しうる電源と、それぞれの極性の直流電圧を切り替えて印加するための切替手段を備えている。
【００５６】
続いて、上述のように、トナー帯電補助ローラ２５及びトナー帯電ローラ２３によって正極性に帯電された二次転写残トナーは、トナー帯電ローラ当接部Ｎ３を通過した後に一次転写ニップ部Ｎ１へ達する。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９の表面は−５５０Ｖに均一に帯電されている。又、このとき、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。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。
【００５７】
そして、引き続き、トナー帯電補助ローラ２５から中間転写ベルト９へ転写され、トナー帯電ローラ２３により負極性の電荷が付与されたトナーが、一次転写ニップ部Ｎ１に達する。トナー帯電補助ローラ２５から中間転写ベルト９に転写されたトナーは、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９の表面は−５５０Ｖに均一に帯電されている。又、このとき、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。そして、感光ドラム１へ転写された、トナー帯電補助ローラ２５から中間転写ベルト９に転写されたトナーは、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。
【００５８】
このように、本実施例では、一次転写電源２０は、一次転写ローラ１０に正負両極性の直流電圧を印加する電源と、それぞれの極性の直流電圧を切り替えて印加するための切替手段を備えている。
【００５９】
本実施例では、トナー帯電補助ローラ２５から中間転写ベルト９へ転写されたトナーを、交番電圧に直流電圧が重畳されたバイアスの印加されるトナー帯電ローラ２３により帯電することにより、現像器内のトナーの劣化に拘わらず、トナー帯電補助ローラ２５から中間転写ベルト９へ転写されたトナーの全てを感光ドラム１へ転写することが可能になり、その後にプリントされるトナー像を乱す不具合の発生防止することができる。
【００６０】
つまり、本発明者らの検討によれば、トナー帯電補助ローラ２５から中間転写ベルト９へ転写されたトナーの一部が中間転写ベルト９上に残留する原因、及びトナー帯電補助ローラ２５から中間転写ベルト９へ転写されたトナーに対してトナー帯電ローラ２３から電荷を付与する場合のトナー帯電ローラ２３の作用は、次のように考えられる。
【００６１】
二次転写残トナーの一部が付着したトナー帯電補助ローラ２５に対して負極性の直流電圧を印加すると、付着しているトナーは中間転写ベルト９へ転移すると共に負電荷を付与される。しかしながら、本発明者らの検討によれば、劣化によりトナーは帯電され難くなる。このため、トナー帯電補助ローラ２５では、トナー帯電補助ローラ２５から中間転写ベルト９へと転写するトナーに対して、一次転写ニップ部Ｎ１にて感光ドラム１へ転写させるために十分な電荷を付与できなくなる。故に、このトナーの一部は中間転写ベルト９上に残留してしまう。
【００６２】
これに対して、本実施例のように、直流電圧よりも帯電能力の勝る交番電圧に直流電圧を重畳したバイアスの印加されたトナー帯電ローラ２３により、改めて電荷を付与することによって、トナー帯電補助ローラ２５から中間転写ベルト９へ転写されたトナーには、一次転写ニップ部Ｎ１にて感光ドラム１へ転写させるために十分な電荷が与えられる。従って、中間転写ベルト９上に残留するトナーを無くすことができる。
【００６３】
上述のトナー帯電ローラ２３、トナー帯電補助ローラ２５の離接制御、及び各印加バイアスの極性の切り替え、各印加バイアスの印加タイミングの制御は、本実施例では、画像形成装置の動作を統括制御する制御手段としての制御回路が行う。
【００６４】
以上、本実施例によれば、トナー帯電補助ローラ２５から中間転写ベルト９へ転写されたトナーに対し、交番電圧に直流電圧の重畳されたバイアスの印加されたトナー帯電ローラ２３によって電荷を付与することにより、トナー帯電補助ローラ２５から中間転写ベルト９へ転写されたトナーの全てを感光ドラム１へ転写することができた。従って、現像器内のトナーの劣化に拘わらず、トナー帯電補助ローラ２５から中間転写ベルト９に転写されたトナーが感光ドラム１に転写されずに中間転写ベルト９上に残ることにより、その後に形成される画像を乱すといった不具合を防ぐことができる。
【００６５】
実施例２
次に、本発明の他の実施例について説明する。本実施例において、本発明は、実施例１と同様に、図７を参照して説明した基本構成を有する画像形成装置に適用される。
【００６６】
図３は、本実施例の画像形成装置１１０の要部概略構成を示す。本実施例の画像形成装置は、実施例１と同様、トナー帯電補助ローラ２５から中間転写ベルト９へ転写させたトナーに対し、交番電圧に直流電圧を重畳したバイアスを印加したトナー帯電ローラ２３にて電荷を付与する構成とされる。
【００６７】
そして、本実施例においては、中間転写ベルト９上の二次転写残トナーを帯電させる際の所定の極性と反対の極性（本実施例では負極性）の直流電圧がトナー帯電補助ローラ２５に印加されるときに、トナー帯電ローラ２３に印加されるバイアスの直流電圧の極性は、トナー帯電補助ローラ２５に印加される直流電圧と反対の極性（本実施例では正極性）とされる。
【００６８】
以下、本実施例における二次転写トナーの除去、回収方法をより詳しく説明する。図４は、本実施例における二次転写トナーの除去、回収動作のフローを示す。
【００６９】
図４に示すように、本実施例では、実施例１と同様に二次転写残トナー帯電補助ローラに−１ＫＶの直流電圧を印加して、トナー帯電補助ローラ２５に付着したトナーを中間転写ベルト９へ転写する。そして、中間転写ベルト９上に転写されたトナーは、交番電圧（周波数１ＫＨｚ、振幅２．４ＫＶ、矩形波）に正極性の直流電圧（＋１ＫＶ）を重畳したバイアスの印加されたトナー帯電ローラ２３によって、正極性に帯電される。そして、この中間転写ベルト９上のトナーが一次転写ニップ部Ｎ１に達したとき、一次転写ローラ１０には、一次転写電源２０より正極性の直流電圧（＋５００Ｖ）を印加する。続いて、中間転写ベルト９上のトナーは感光ドラム１へ転写され、感光ドラムクリーナー１９に回収される。
【００７０】
本実施例のように、トナー帯電補助ローラ２５から中間転写ベルト９へ転写されたトナーをトナー帯電ローラ２３により正極性に帯電した場合においても、トナー帯電ローラ２３に交番電圧に直流電圧の重畳されたバイアスを印加して、十分な電荷量を付与することで、現像器内のトナーの劣化に拘わらず、中間転写ベルト９上の全てのトナーを感光ドラム１へ転写することが可能になり、その後にプリントされる画像を乱す不具合を防止することができる。
【００７１】
又、本実施例では、トナー帯電補助ローラ２５から中間転写ベルト９へ転写されたトナーを感光ドラム１へ更に転写する際、一次転写ローラ１０には正極性の直流電圧が印加されるため、負極性の直流電圧を印加する電源が不要になり、一次転写電源２０の構成の簡素化が可能になる。
【００７２】
ところで、この場合、トナー帯電補助ローラ２５から中間転写ベルト９へ転写されたトナーは負極性であるため、トナー帯電ローラ２３にトナーが静電的に付着することが懸念されるが、トナー帯電ローラ２３に印加される交番電圧の作用により、トナーはトナー帯電ローラ２３と中間転写ベルト９との間隙を往復運動するため、トナーがトナー帯電ローラ２３に付着することはない。
【００７３】
以上、本実施例によれば、現像器内のトナーの劣化に拘わらず、トナー帯電補助ローラ２５から中間転写ベルト９に転写されたトナーが感光ドラム１に転写されずに中間転写ベルト９上に残ることにより、その後に形成される画像を乱すといった不具合を防ぐことができる。
【００７４】
実施例３
次に、本発明の更に他の実施例について説明する。本実施例において、本発明は、実施例１、２と同様に、図７参照して説明した基本構成を有する画像形成装置に適用される。
【００７５】
図５は、本実施例の画像形成装置１２０の要部概略構成を示す。本実施例の画像形成装置は、実施例１及び２と同様、トナー帯電補助ローラ２５から中間転写ベルト９へ転写させたトナーに対し、交番電圧に直流電圧を重畳したバイアスを印加したトナー帯電ローラ２３により電荷を付与する構成とされる。
【００７６】
本実施例では、感光ドラム１から中間転写ベルト９へのトナー像の一次転写と、中間転写ベルト９上の二次転写残トナーのクリーニングとを同時に行う。そして、この場合、中間転写ベルト９上の二次転写残トナーを帯電させる際の所定の極性と反対の極性（本実施例では負極性）の直流電圧がトナー帯電補助ローラ２５に印加されるときに、トナー帯電補助ローラ２５は中間転写ベルト９の非画像領域に接しているようにする。
【００７７】
以下、本実施例における二次転写残トナーの除去、回収方法をより詳しく説明する。図６は、本実施例における二次転写トナーの除去、回収動作のフローを示す。
【００７８】
本実施例では、交番電圧に正極性の直流電圧が重畳されたバイアスが印加されたトナー帯電ローラ２３、及び正極性の直流電圧の印加されたトナー帯電補助ローラ２５によって正極性に帯電された二次転写残トナーを、中間転写ベルト９から感光ドラム１へ転写するとき、同時に、次のプリント画像の１色目イエロー画像を感光ドラム１から中間転写ベルト９へ転写する（以下、この工程を「転写同時クリーニング」と呼ぶ。）。
【００７９】
このとき、図６に示すように、本実施例ではトナー帯電ローラ２３には、周波数１ＫＨｚ、振幅２．４ＫＶの矩形波に＋８００Ｖの直流電圧を重畳したバイアスを印加し、トナー帯電補助ローラ２５には＋１ＫＶの直流電圧を印加する。
【００８０】
又、トナー帯電補助ローラ２５に付着したトナーは、実施例２と同様、トナー帯電補助ローラ２５に直流電圧（−１ＫＶ）を印加することで、中間転写ベルト９上に転写させる。ここで、トナー帯電補助ローラ２５に付着したトナーは、中間転写ベルト９上にて、次の画像のプリントに用いられない場所である、所謂、非画像領域に転写させる。
【００８１】
続いて、トナー帯電補助ローラ２５から中間転写ベルト９へ転写されたトナーは、交番電圧（周波数１ＫＨｚ、振幅２．４ＫＶの矩形波）に正極性の直流電圧（＋１ＫＶ）を重畳したバイアスが印加されたトナー帯電ローラ２３によって正極性に帯電される。そして、この正極性に帯電されたトナーを、一次転写ニップ部Ｎ１にて感光ドラム１へ転写させた後、感光ドラムクリーナー１９に回収する。
【００８２】
本実施例では、トナー帯電補助ローラ２５から中間転写ベルト９へ転写されたトナーをトナー帯電ローラ２３にて正極性に帯電させる際にトナー帯電ローラ２３に印加するバイアスの直流電圧Ｖ２（＋１ＫＶ）は、二次転写残トナーを正極性に帯電させる際に印加するバイアスの直流電圧Ｖ１（＋８００Ｖ）に比べて高くなっている。
【００８３】
上述の構成とすることにより、転写同時クリーニングを行う場合、中間転写ベルト９上の二次転写残トナー、及びトナー帯電補助ローラ２５から中間転写ベルト９へ転写されたトナーを感光ドラム１へ適切に転写させることができる。つまり、転写同時クリーニングを行う場合、トナー帯電補助ローラ２５から中間転写ベルト９へ転写されたトナーを帯電させる際に、トナー帯電ローラ２３に印加するバイアスの直流電圧Ｖ２を、中間転写ベルト９上の二次転写残トナーを正極性に帯電する際に印加するバイアスの直流電圧Ｖ１に比べて高くすると共に、トナー帯電補助ローラ２５に付着したトナーを、中間転写ベルト９上の非画像領域に転写させる必要がある。以下に、理由を述べる。
【００８４】
トナー帯電ローラ２３に印加するバイアスの直流電圧を高く設定し、より多くの電荷をトナーへ付与すると、中間転写ベルト９上のトナーは感光ドラム１へ転写し易くなる。しかしながら、転写同時クリーニングを行う場合、二次転写残トナーに過剰の電荷を与えると、感光ドラム１上に担持されているトナー像の一部が中間転写ベルト９へ転写されず、画像が欠落してしまう。
【００８５】
一方、低温低湿環境下などにおいて記録材Ｐの抵抗が上昇し、二次転写ローラ１１から記録材Ｐに対して十分な電流が流れなくなると、二次転写残トナーに含まれる負極性のトナー量が増加し、正極性の直流電圧を印加する際に二次転写残トナー帯電補助ローラ２５に付着するトナー量は増加する。
【００８６】
このとき、トナー帯電補助ローラ２５から中間転写ベルト９へ転写される負極性のトナーの中間転写ベルト９上における単位面積当たりの量は、正極性の二次転写残トナーの中間転写ベルト９上における単位面積当たりのトナー量を大きく上回る場合がある。そして、トナー帯電補助ローラ２５から中間転写ベルト９へ転写された負極性のトナーを全て感光ドラム１へ転写させるためには、このトナーを帯電させるときにトナー帯電ローラ２３に印加するバイアスの直流電圧は、はじめに中間転写ベルト９上の二次転写残トナーを正極性に帯電する際にトナー帯電ローラ２３に印加するバイアスの正極性の直流電圧に比べて、高い電圧が必要になる。
【００８７】
以上のような条件の下、はじめに中間転写ベルト９上の二次転写残トナーを正極性に帯電する際に、トナー帯電補助ローラ２５から中間転写ベルト９へ転写されたトナーを帯電する際のバイアス、即ち、直流電圧が高いバイアスをトナー帯電ローラ２３に印加すると、画像の欠落が生じてしまう。
【００８８】
故に、トナー帯電ローラ２３により、トナー帯電補助ローラ２５から中間転写ベルト９に転写されたトナーを正極性に帯電させる際にトナー帯電ローラ２３に印加するバイアスの直流電圧Ｖ２を、二次転写残トナーを正極性に帯電する際に印加するバイアスの直流電圧Ｖ１に比べて高くする必要がある。
【００８９】
又、トナー帯電補助ローラ２５から中間転写ベルト９へ転写されたトナーには、トナー帯電ローラ２３から交番電圧に高い直流電圧が重畳されたバイアスが印加されるため、一部のトナーは過剰に帯電されている。従って、次のプリントに用いられる中間転写ベルト９の部分にトナー帯電補助ローラ２５に付着したトナーを転写し、転写同時クリーニングを行うと、次の画像が欠落してしまう。故に、トナー帯電補助ローラ２５に付着したトナーは、中間転写ベルト９上の非画像領域に転写する必要がある。
【００９０】
以上、本実施例によれば、転写同時クリーニングを行う画像形成装置においても、トナー帯電補助ローラ２５から中間転写ベルト９に転写されたトナーに対して、交番電圧に直流電圧を重畳したバイアスの印加されたトナー帯電ローラ２３にて正極性の電荷を付与することにより、全てのトナーを感光ドラムへ１へ転写することが可能になり、その後にプリントされる画像を乱す不具合を防ぐことができた。又、本実施例では、トナー帯電補助ローラ２５に付着したトナーを、中間転写ベルト９上の非画像領域に転写することにより、次の画像の欠落を防ぐこともできる。
【００９１】
尚、上記各実施例では、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。
【００９２】
又、上記各実施例では、トナーは主に負帯電性のトナーを備えているとして説明したが、本発明はこれに限定されるものではない、トナーが主に正帯電性のトナーを備えている場合、すなわち、トナーの正規の帯電極性が正極性である場合、実質的に、上記各実施例においてトナー帯電ローラ２３、トナー帯電補助ローラ２５、一次帯電ローラ１０に各段階で印加した直流電圧の極性を逆極性にすればよい。当業者は、上記各実施例の説明から、いずれの帯電性を有するトナーを用いる場合にも、本発明を容易に適合させることができる。
【００９３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、第２の帯電手段から中間転写体へ転写されたトナーが中間転写体上に残ることによる不具合を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る画像形成装置の一実施例の要部概略構成を示す模式図である。
【図２】図１の画像形成装置による二次転写残トナーの除去、回収動作のフロー図である。
【図３】本発明に係る画像形成装置の他の実施例の要部概略構成を示す模式図である。
【図４】図３の画像形成装置による二次転写残トナーの除去、回収動作のフロー図である。
【図５】本発明に係る画像形成装置の更に多の実施例の要部概略構成を示す模式図である。
【図６】図５の画像形成装置による二次転写残トナーの除去、回収動作のフロー図である。
【図７】従来の画像形成装置の一例の要部概略構成を示す模式図である。
【図８】図７に示す従来の画像形成装置における二次転写残トナーの除去、回収動作のフロー図である。
【符号の説明】
１ 感光ドラム（像担持体、電子写真感光体）
９ 中間転写ベルト（中間転写体）
１０ 一次転写ローラ（一次転写手段）
１１ 二次転写ローラ（二次転写手段）
２３ 二次転写残トナー帯電ローラ（第１の帯電手段）
２５ 二次転写残トナー帯電補助ローラ（第２の帯電手段）
１３ 二次転写残トナー帯電ローラ電源
２７ 二次転写残トナー帯電補助ローラ電源
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子写真方式を用いる、複写機、プリンタなどの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ものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、例えば、多色画像の形成が可能な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などの種々の方式が知られている。これらのうち電子写真方式は、他の方式のものに比べて画像形成速度、画質、静粛性などの点で優れている。
【０００３】
電子写真方式を採用する画像形成装置の中でも更に種々の方式がある。例えば、像担持体である感光体表面にカラー像（複数色のトナー像）を重ねた後に記録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、このトナー像を記録材上に一括転写する中間転写方式などがある。これらのうち、特に中間転写方式のものは、混色の虞がないこと、質や厚さの異なる様々な記録材の使用が可能であることなどの利点を有する。
【０００４】
図７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とされる画像形成装置２００の要部概略構成を示す。
【０００５】
図７の画像形成装置２００においては、像担持体であるドラム型の電子写真感光体（以下、「感光ドラム」と呼ぶ。）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Ｌを感光ドラム１に照射する露光装置（露光手段）３、回転式現像装置５０、中間転写体である中間転写ベルト９、及び感光ドラムクリーナー１９が配置されている。
【０００６】
本例では、感光ドラム１は、図中矢印Ｒ１方向に表面速度１１７ｍｍ／秒で回転駆動される、直径４６．７ｍｍのドラム型とされ、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の表面の電位（以下、「帯電電位」という。）は、通常、−４５０Ｖ〜−８００Ｖである。又、帯電器２には、感光ドラム１の帯電時に、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を印加する。
【０００８】
帯電された感光ドラム１の表面は、画像情報に応じた露光手段３からのレーザ光Ｌにより露光され、静電潜像が形成される。ここで、露光手段３は、レーザーなどの光源３ａ、ラスタスキャンを行うための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などを備えている。
【０００９】
回転式現像装置５０は、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色のトナーを収容し、各色の画像情報に従って感光ドラム１に形成された静電潜像を現像するための４つの現像器、イエロー現像器５Ｙ、マゼンタ現像器５Ｍ、シアン現像器５Ｃ、ブラック現像器５Ｋを、回転可能な現像器支持体であるロータリー２２内に有している。そして、適時ロータリー２２を回転させることにより、所望の色用の現像器を感光ドラム１と対向する現像位置に配置するようになっている。
【００１０】
又、本例では、中間転写ベルト９は二本の支持軸、つまり駆動ローラ１５及び二次転写対向ローラ１２に支持されている。そして、駆動ローラ１５の図中矢印Ｒ２方向の回転に伴い、中間転写ベルト９は図中矢印Ｒ３方向に回転する。
【００１１】
中間転写ベルト９としては、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）、ポリカーボネートなどを用いることができる。
【００１２】
中間転写ベルト９を介して感光ドラム１と対向する位置に、一次転写手段としての一次転写ローラ１０が設けられており、この位置で、感光ドラム１と中間転写ベルト９との当接部は一次転写ニップ部Ｎ１を形成している。一次転写ローラ１０は、中間転写ベルト９の周回移動（回転）により従動回転する。本例では、一次転写ローラ１０は、直径１２ｍｍとされる。一次転写ローラ１０としては、ＥＰＤＭ、ウレタンゴム、ＣＲ、ＮＢＲなど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】
例えば、フルカラー画像を形成する場合について説明すると、先ず、第１色目として、色分解されたイエロー色の画像情報に従って感光ドラム１に形成された静電潜像には、ロータリー２２に搭載されたイエロー現像器５Ｙによって負極性（トナーの正規の帯電極性）に帯電されたイエローのトナーが付着され、イエロートナー像として現像される。
【００１４】
そして、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を印加することで、感光ドラム１上のイエロートナー像を一次転写ニップ部Ｎ１を介して中間転写体９に一次転写させる。ここでは、一例として、一次転写ローラ１０に印加する一次転写バイアスは、＋５００Ｖの直流電圧を用いている。
【００１５】
一次転写の後、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。又、一次転写後の感光ドラム１を前露光ランプなどの除電手段により除電してもよい。
【００１６】
引き続き、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、２色目〜４色目の画像情報についても同様に行う。例えば、２色目としてマゼンタ現像器５Ｍ、３色目としてシアン現像器５Ｃ、４色目としてブラック現像器５Ｋに収納された各色のトナーにより、感光ドラム１への各色のトナー像の形成を繰り返して行い、周回移動する中間転写ベルト９上に４色のトナー像を重ねて一次転写する。本例では、１色目〜４色目まで全ての色のトナー像に対して、＋５００Ｖの一次転写バイアスを一次転写ローラ１０に印加した。
【００１７】
そして、図中矢印Ｒ４方向に回転する二次転写手段としての二次転写ローラ１１に、二次転写電源２１から二次転写バイアスを印加することで、中間転写ベルト９上のトナー像を二次転写対向ローラ１２上の二次転写ニップ部Ｎ２を介して記録材Ｐの表面に一括して二次転写させる。本例では、二次転写ローラ１１はφ２０ｍｍとされる。又、ここでは、一例として二次転写バイアスは＋１．５ＫＶの直流電圧を用いた。
【００１８】
こうして表面に４色の未定着トナー像を担持した記録材Ｐは、従来公知の定着器（図示せず）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。画像が定着された記録材Ｐは、その後装置外に排出される。
【００１９】
一方、二次転写が終了した後、記録材Ｐに転写されずに中間転写ベルト９上に残ったトナー（以下、「二次転写残トナー」と呼ぶ。）を中間転写ベルト９から除去することで、中間転写ベルト９を繰り返し画像形成に供する。
【００２０】
二次転写残トナーを中間転写ベルト９から除去する方法として、特開平１１−１６１０４３号公報に記載されるように、二次転写残トナーを正極性に帯電させて、感光ドラム１上に戻し、これを感光ドラムクリーナ１９によって回収する方法がある。
【００２１】
つまり、図７に示すように、二次転写ニップ部Ｎ２よりも中間転写ベルト９の回転方向下流側で、一次転写ニップ部Ｎ１よりも上流側において、二次転写残トナー帯電ローラ（以下、「トナー帯電ローラ」と呼ぶ。）２３が中間転写ベルト９に離接可能に配置されている。このトナー帯電ローラ２３に、二次転写残トナー帯電ローラ電源（以下、「トナー帯電電源」と呼ぶ。）１３より、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して、二次転写残トナーを正極性に帯電させる。トナー帯電ローラ２３により、交番電圧に直流電界を重畳したバイアスを印加することで、高温高湿環境下など、二次転写残トナーに電荷を付与し難い環境においても、十分な電荷を二次転写残トナーに付与することができる。
【００２２】
トナー帯電ローラ２３は、中間転写ベルト９に対して当接・離間を行う機構（図示せず）を有し、二次転写残トナーを帯電させるときのみ中間転写ベルト９に当接する。又、トナー帯電ローラ２３と中間転写ベルト９とが当接するトナー帯電ローラ当接部Ｎ３の裏面には、帯電効率を上げるために接地の対向電極が設けられている。本例では、二次転写対向ローラ１２がこの接地の対向電極を兼ねる。
【００２３】
こうしてトナー帯電ローラ２３により正極性に帯電させたトナーを、最後に、一次転写ニップ部Ｎ１にて感光ドラム１へ静電的に転写させ、中間転写ベルト９上の二次転写残トナーを除去する。尚、トナー帯電ローラ２３により正極性に帯電された二次転写残トナーが感光ドラム１へ転写されるとき、同時に、次のプリント画像の１色目のイエロー画像を感光ドラム１から中間転写ベルト９へ転写することも可能である。
【００２４】
トナー帯電電源１３からトナー帯電ローラ２３に印加するバイアスとしては、一例として、周波数１ＫＨｚ、振幅２．４ＫＶ、矩形波の交番電圧に、＋１ＫＶの直流電圧を重畳したバイアスを用いることができる。
【００２５】
又、トナー帯電ローラ２３に対して交番電圧に直流電界を重畳したバイアスを印加するときに発生するトナー飛散を抑えるために、次のような別の従来例がある。
【００２６】
つまり、図７に示すように、中間転写ベルト９に沿ってトナー帯電ローラ２３と二次転写ローラ１１との間に、二次転写残トナー帯電補助ローラ（以下、「トナー帯電補助ローラ」と呼ぶ。）２５を設けたものがある。そして、このトナー帯電補助ローラ２５に、二次転写残トナー帯電補助ローラ電源（以下、「トナー帯電補助電源」と呼ぶ。）２７から直流バイアスを印加し、この直流電圧によりトナー帯電ローラ２３に先立ち二次転写残トナーを帯電する。図８は、従来のトナー帯電補助ローラ２５を備える画像形成装置における、二次転写残トナーの除去、回収動作のフローを示す。
【００２７】
トナー帯電補助ローラ２５に印加する直流電圧としては、一例として、＋１ＫＶを用いることができる。又、トナー帯電補助ローラ２５も、トナー帯電補助ローラ当接部Ｎ４において、中間転写ベルト９に対して離接可能な構成とされる。
【００２８】
ここで、二次転写残トナーの飛散のメカニズム、及びトナー帯電補助ローラ２５の作用について説明する。
【００２９】
二次転写残トナーは、トナー帯電ローラ２３の近傍において、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、トナー帯電ローラ２３と中間転写体ベル９との間隙で飛翔を繰り返す。この飛翔の過程で、二次転写残トナーは正極性に帯電される。
【００３０】
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からトナー帯電ローラ２３に到達せず、又中間転写ベルト９に戻ることもできない。従って、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。
【００３１】
そこで、直流電圧の印加されるトナー帯電補助ローラ２５を用いる。つまり、トナー帯電補助ローラ２５により、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させる。これにより、トナー帯電ローラ当接部Ｎ３の近傍で飛散していた電荷量の低いトナーに対して、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。そのため、トナー飛散の発生を防ぐことが可能になる。
【００３２】
ところで、二次転写残トナーの正極性への帯電が完了した後、トナー帯電ローラ２３は中間転写ベルト９より離間する。
【００３３】
一方、二次転写残トナーの帯電終了後に、トナー帯電補助ローラ２５には二次転写残トナーに含まれる負極性のトナーが静電的に付着する。この付着したトナーを除去するために、トナー帯電補助ローラ２５を中間転写ベルト９から離間させる前に、トナー帯電補助ローラ２５には負極性の直流電圧のバイアスが印加される。トナー帯電補助ローラ２５に印加する負極性の直流電圧としては、一例として、−１ＫＶを用いることができる。
【００３４】
こうしてトナー帯電補助ローラ２５から除去されたトナーは、中間転写ベルト９上に転写される。この中間転写ベルト９上に転写されたトナーが一次転写ニップ部Ｎ１に達すると、一次転写ローラ１０には一次転写電源２０から−１ＫＶの直流電圧が印加される。これにより、トナー帯電補助ローラ２５から中間転写ベルト９上に転写された負極性に帯電したトナーは、感光ドラム１へと転写される。そして、このトナーは引き続いて感光ドラムクリーナー１９によって回収される。
【００３５】
このように、従来、トナー帯電補助電源２７及び一次転写電源２０は、それぞれトナー帯電補助ローラ２５、一次転写ローラ１０に正負両極性の直流電圧を印加する電源と、それぞれの極性の直流電圧を切り替えて印加するための切替手段を備えている。
【００３６】
従来、上述のようにして中間転写ベルト９に残った二次転写残トナーを除去し、感光ドラムクリーナー１９に回収する方法がある。斯かる方法によると、廃トナーを一括して感光ドラムクリーナー１９に回収できる利点がある。
【００３７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の二次転写残トナーの除去、回収方法には次のような問題点があった。
【００３８】
つまり、本発明者らは、直流電圧の印加されるトナー帯電補助ローラ２５を有する画像形成装置を用いて鋭意実験研究を試みたところ、連続プリントによる現像器内トナーの劣化に伴い、トナー帯電補助ローラ２５から除去されたトナーの一部が感光ドラム１へ転写されずに中間転写ベルト９上に残留し、その後にプリントされる画像を乱す不具合が生じることがあることが分かった。本発明は、上記のような問題点を解決するためになされたものである。
【００３９】
従って、本発明の目的は、例えば、現像器内のトナーの劣化に拘わらず、第２の帯電手段から中間転写体へ転写されたトナーがその後像担持体に転写されずに中間転写体上に残ることにより、その後に形成される画像を乱すといった不具合を防ぐことのできる画像形成装置を提供することである。
【００４０】
【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上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二次転写位置で記録材に転写する二次転写手段と、前記中間転写体に対向して前記中間転写体上のトナーを帯電可能な第１及び第２の帯電手段と、を有し、前記中間転写体の移動方向において、前記第１の帯電手段は前記二次転写位置の下流側でかつ前記一次転写位置の上流側に配置され、前記第２の帯電手段は前記二次転写位置の下流側でかつ前記第１の帯電手段の上流側に配置されている画像形成装置において、前記第２の帯電手段に付着したトナーを前記中間転写体上に転写することが可能であり、前記第２の帯電手段から前記中間転写体上に転写されたトナーが、前記中間転写体の移動によって前記第１の帯電手段に対向する時に、前記第１の帯電手段には直流電圧に交番電圧が重畳された電圧を印加し、トナーが前記一次転写位置に移動したときに前記一次転写手段によって前記中間転写体上から前記像担持体へ静電的に転写することを特徴とする画像形成装置である。
【００４１】
本発明の一実施態様によると、前記第２の帯電手段から前記中間転写体上に転写されたトナーが、前記第１の帯電手段に対向する時に、前記第１の帯電手段にはトナーの正規の帯電極性と同極の直流電圧に交番電圧が重畳された電圧を印加し、トナーが前記一次転写位置に移動したときに前記一次転写手段にトナーの正規の帯電極性と同極の電圧を印加する。
【００４２】
又、本発明の一実施態様によると、前記第２の帯電手段から前記中間転写体上に転写されたトナーが、前記第１の帯電手段に対向する時に、前記第１の帯電手段にはトナーの正規の帯電極性と逆の極性の直流電圧に交番電圧が重畳された電圧を印加し、トナーが前記一次転写位置に移動したときに前記一次転写手段にトナーの正規の帯電極性と逆の極性の電圧を印加する。その一実施態様によると、前記第２の帯電手段から前記中間転写体上に転写されたトナーは、前記像担持体上のトナー像を前記中間転写体上に前記一次転写位置で転写するのと同時に、前記像担持体に転写される。
【００４３】
又、本発明の一実施態様によると、前記中間転写体上のトナー像を記録材に転写した後に前記中間転写体上に残留したトナーが前記第２の帯電手段に対向する時に、前記第２の帯電手段にはトナーの正規の帯電極性と逆の極性の電圧を印加する。又、本発明の一実施態様では、前記中間転写体上のトナー像を記録材に転写した後に前記中間転写体上に残留したトナーが前記第１の帯電手段に対向する時に、前記第１の帯電手段にはトナーの正規の帯電極性と逆の極性の直流電圧に交番電圧が重畳された電圧を印加する。更に、本発明の一実施態様では、前記像担持体上のトナーを回収するクリーナーを有する。
【００４４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る画像形成装置を図面に則して更に詳しく説明する。
【００４５】
実施例１
本実施例において、本発明は、図７を参照して説明した基本構成を有する電子写真方式のフルカラー画像形成装置に適用される。本実施例では、特に、中間転写ベルト９上の二次転写残トナーの除去、回収機構に特徴を有している。従って、ここでは、図７の画像形成装置２００と同一の構成、作用を有する要素には同一の符号を付し、詳しい説明は省略する。
【００４６】
図１は、本実施例の画像形成装置１００の要部概略構成を示す。本実施例の画像形成装置は、像担持体としての感光ドラム１と、感光ドラム１上に形成されたトナー像が第１の転写位置（一次転写ニップ部）Ｎ１で静電的に転写される中間転写体としての中間転写ベルト９と、中間転写ベルト９上のトナー像が記録材Ｐに第２の転写位置（二次転写ニップ部）Ｎ２で静電的に転写された後、交番電圧に直流電圧が重畳された電圧が印加され、中間転写ベルト９上に残留する二次転写残トナーを帯電させる第１の帯電手段としてのトナー帯電ローラ２３と、第２の転写位置Ｎ２とトナー帯電ローラ２３との間に位置し、所定の極性（本実施例では正極性）の直流電圧が印加され、中間転写ベルト９上に残留する二次転写残トナーを帯電させる第２の帯電手段としてのトナー帯電補助ローラ２５と、を有している。二次転写残トナーは、第１の転写位置Ｎ１で中間転写ベルト９から感光ドラム１へ静電的に転写される。
【００４７】
そして、本実施例では、トナー帯電補助ローラ２５に上記所定の極性と反対の極性（本実施例では負極性）の直流電圧が印加されるときに、トナー帯電ローラ２３には交番電圧に直流電圧が重畳された電圧が印加されたバイアスが印加される。又、本実施例では、トナー帯電補助ローラ２５に上記所定の極性と反対の極性の直流電圧が印加されるときに、トナー帯電ローラ２３に印加されるバイアスの直流電圧の極性は、トナー帯電補助ローラ２５に印加される直流電圧と同極性である。
【００４８】
これにより、トナー帯電補助ローラ２５から中間転写ベルト９へ転写させたトナーに対して、交番電圧に直流電圧を重畳したバイアスを印加したトナー帯電ローラ２３で電荷を付与する。
【００４９】
以下、本実施例における二次転写残トナーの除去、回収方法をより詳しく説明する。図２は、本実施例における二次転写残トナーの除去、回収動作のフローを示す。
【００５０】
本実施例では、トナー帯電ローラ２３としては、体積抵抗率１０9Ω・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。
【００５１】
そして、二次転写ニップ部Ｎ２とトナー帯電ローラ２３との間、中間転写ベルト９の回転方向においてトナー帯電ローラ２３の手前に、トナー帯電補助ローラ２５を設ける。トナー帯電補助ローラ２５には、トナー帯電補助電源２７により所定の直流電圧が印加される。
【００５２】
又、中間転写ベルト９の裏面には帯電効率を上げるために、接地の対向電極が設けられる。本実施例では、二次転写対向ローラ１２が、この接地の対向電極を兼ねる。
【００５３】
図２に示すように、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には、＋１ＫＶの直流電圧の印加されたトナー帯電補助ローラ２５によって、正極性の電荷が付与される。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の印加されたトナー帯電ローラ２３によって、更に正極性の電荷が付与される。本実施例では、二次転写残トナーの帯電時には、周波数２ＫＨｚ、振幅２．４ＫＶの正弦波に＋１ＫＶの直流電圧を重畳したバイアスを、トナー帯電電源１３よりトナー帯電ローラ２３に印加する。
【００５４】
二次転写残トナーがトナー帯電ローラ当接部Ｎ３を通過した後、トナー帯電ローラ２３には、周波数２ＫＨｚ、振幅２．４ＫＶの正弦波の交番電圧に、−１ＫＶの直流電圧を重畳したバイアスを、トナー帯電電源１３より印加する。又、同時に、トナー帯電補助ローラ２５には−１ＫＶの直流電圧を、トナー帯電補助電源２７から印加する。このとき、トナー帯電補助ローラ２５に付着していたトナーは、トナー帯電補助ローラ２５より負極性の電荷が与えられると共に、中間転写ベルト９へ転写される。そして、トナー帯電補助ローラ当接部Ｎ４にてトナー帯電補助ローラ２５から中間転写ベルト９に転写されたトナーは、トナー帯電ローラ当接部Ｎ３を通過する際に、更に負極性の電荷が付与される。
【００５５】
このように、本実施例では、トナー帯電補助電源２７は、トナー帯電補助ローラ２５に正負両極性の直流電圧を印加しうる電源と、それぞれの極性の直流電圧を切り替えて印加するための切替手段を備えている。更に、本実施例では、トナー帯電電源１３も、トナー帯電ローラ２３に印加する交番電圧に重畳させる直流電圧として、正負両極性の直流電圧を印加しうる電源と、それぞれの極性の直流電圧を切り替えて印加するための切替手段を備えている。
【００５６】
続いて、上述のように、トナー帯電補助ローラ２５及びトナー帯電ローラ２３によって正極性に帯電された二次転写残トナーは、トナー帯電ローラ当接部Ｎ３を通過した後に一次転写ニップ部Ｎ１へ達する。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９の表面は−５５０Ｖに均一に帯電されている。又、このとき、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。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。
【００５７】
そして、引き続き、トナー帯電補助ローラ２５から中間転写ベルト９へ転写され、トナー帯電ローラ２３により負極性の電荷が付与されたトナーが、一次転写ニップ部Ｎ１に達する。トナー帯電補助ローラ２５から中間転写ベルト９に転写されたトナーは、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９の表面は−５５０Ｖに均一に帯電されている。又、このとき、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。そして、感光ドラム１へ転写された、トナー帯電補助ローラ２５から中間転写ベルト９に転写されたトナーは、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。
【００５８】
このように、本実施例では、一次転写電源２０は、一次転写ローラ１０に正負両極性の直流電圧を印加する電源と、それぞれの極性の直流電圧を切り替えて印加するための切替手段を備えている。
【００５９】
本実施例では、トナー帯電補助ローラ２５から中間転写ベルト９へ転写されたトナーを、交番電圧に直流電圧が重畳されたバイアスの印加されるトナー帯電ローラ２３により帯電することにより、現像器内のトナーの劣化に拘わらず、トナー帯電補助ローラ２５から中間転写ベルト９へ転写されたトナーの全てを感光ドラム１へ転写することが可能になり、その後にプリントされるトナー像を乱す不具合の発生防止することができる。
【００６０】
つまり、本発明者らの検討によれば、トナー帯電補助ローラ２５から中間転写ベルト９へ転写されたトナーの一部が中間転写ベルト９上に残留する原因、及びトナー帯電補助ローラ２５から中間転写ベルト９へ転写されたトナーに対してトナー帯電ローラ２３から電荷を付与する場合のトナー帯電ローラ２３の作用は、次のように考えられる。
【００６１】
二次転写残トナーの一部が付着したトナー帯電補助ローラ２５に対して負極性の直流電圧を印加すると、付着しているトナーは中間転写ベルト９へ転移すると共に負電荷を付与される。しかしながら、本発明者らの検討によれば、劣化によりトナーは帯電され難くなる。このため、トナー帯電補助ローラ２５では、トナー帯電補助ローラ２５から中間転写ベルト９へと転写するトナーに対して、一次転写ニップ部Ｎ１にて感光ドラム１へ転写させるために十分な電荷を付与できなくなる。故に、このトナーの一部は中間転写ベルト９上に残留してしまう。
【００６２】
これに対して、本実施例のように、直流電圧よりも帯電能力の勝る交番電圧に直流電圧を重畳したバイアスの印加されたトナー帯電ローラ２３により、改めて電荷を付与することによって、トナー帯電補助ローラ２５から中間転写ベルト９へ転写されたトナーには、一次転写ニップ部Ｎ１にて感光ドラム１へ転写させるために十分な電荷が与えられる。従って、中間転写ベルト９上に残留するトナーを無くすことができる。
【００６３】
上述のトナー帯電ローラ２３、トナー帯電補助ローラ２５の離接制御、及び各印加バイアスの極性の切り替え、各印加バイアスの印加タイミングの制御は、本実施例では、画像形成装置の動作を統括制御する制御手段としての制御回路が行う。
【００６４】
以上、本実施例によれば、トナー帯電補助ローラ２５から中間転写ベルト９へ転写されたトナーに対し、交番電圧に直流電圧の重畳されたバイアスの印加されたトナー帯電ローラ２３によって電荷を付与することにより、トナー帯電補助ローラ２５から中間転写ベルト９へ転写されたトナーの全てを感光ドラム１へ転写することができた。従って、現像器内のトナーの劣化に拘わらず、トナー帯電補助ローラ２５から中間転写ベルト９に転写されたトナーが感光ドラム１に転写されずに中間転写ベルト９上に残ることにより、その後に形成される画像を乱すといった不具合を防ぐことができる。
【００６５】
実施例２
次に、本発明の他の実施例について説明する。本実施例において、本発明は、実施例１と同様に、図７を参照して説明した基本構成を有する画像形成装置に適用される。
【００６６】
図３は、本実施例の画像形成装置１１０の要部概略構成を示す。本実施例の画像形成装置は、実施例１と同様、トナー帯電補助ローラ２５から中間転写ベルト９へ転写させたトナーに対し、交番電圧に直流電圧を重畳したバイアスを印加したトナー帯電ローラ２３にて電荷を付与する構成とされる。
【００６７】
そして、本実施例においては、中間転写ベルト９上の二次転写残トナーを帯電させる際の所定の極性と反対の極性（本実施例では負極性）の直流電圧がトナー帯電補助ローラ２５に印加されるときに、トナー帯電ローラ２３に印加されるバイアスの直流電圧の極性は、トナー帯電補助ローラ２５に印加される直流電圧と反対の極性（本実施例では正極性）とされる。
【００６８】
以下、本実施例における二次転写トナーの除去、回収方法をより詳しく説明する。図４は、本実施例における二次転写トナーの除去、回収動作のフローを示す。
【００６９】
図４に示すように、本実施例では、実施例１と同様に二次転写残トナー帯電補助ローラに−１ＫＶの直流電圧を印加して、トナー帯電補助ローラ２５に付着したトナーを中間転写ベルト９へ転写する。そして、中間転写ベルト９上に転写されたトナーは、交番電圧（周波数１ＫＨｚ、振幅２．４ＫＶ、矩形波）に正極性の直流電圧（＋１ＫＶ）を重畳したバイアスの印加されたトナー帯電ローラ２３によって、正極性に帯電される。そして、この中間転写ベルト９上のトナーが一次転写ニップ部Ｎ１に達したとき、一次転写ローラ１０には、一次転写電源２０より正極性の直流電圧（＋５００Ｖ）を印加する。続いて、中間転写ベルト９上のトナーは感光ドラム１へ転写され、感光ドラムクリーナー１９に回収される。
【００７０】
本実施例のように、トナー帯電補助ローラ２５から中間転写ベルト９へ転写されたトナーをトナー帯電ローラ２３により正極性に帯電した場合においても、トナー帯電ローラ２３に交番電圧に直流電圧の重畳されたバイアスを印加して、十分な電荷量を付与することで、現像器内のトナーの劣化に拘わらず、中間転写ベルト９上の全てのトナーを感光ドラム１へ転写することが可能になり、その後にプリントされる画像を乱す不具合を防止することができる。
【００７１】
又、本実施例では、トナー帯電補助ローラ２５から中間転写ベルト９へ転写されたトナーを感光ドラム１へ更に転写する際、一次転写ローラ１０には正極性の直流電圧が印加されるため、負極性の直流電圧を印加する電源が不要になり、一次転写電源２０の構成の簡素化が可能になる。
【００７２】
ところで、この場合、トナー帯電補助ローラ２５から中間転写ベルト９へ転写されたトナーは負極性であるため、トナー帯電ローラ２３にトナーが静電的に付着することが懸念されるが、トナー帯電ローラ２３に印加される交番電圧の作用により、トナーはトナー帯電ローラ２３と中間転写ベルト９との間隙を往復運動するため、トナーがトナー帯電ローラ２３に付着することはない。
【００７３】
以上、本実施例によれば、現像器内のトナーの劣化に拘わらず、トナー帯電補助ローラ２５から中間転写ベルト９に転写されたトナーが感光ドラム１に転写されずに中間転写ベルト９上に残ることにより、その後に形成される画像を乱すといった不具合を防ぐことができる。
【００７４】
実施例３
次に、本発明の更に他の実施例について説明する。本実施例において、本発明は、実施例１、２と同様に、図７参照して説明した基本構成を有する画像形成装置に適用される。
【００７５】
図５は、本実施例の画像形成装置１２０の要部概略構成を示す。本実施例の画像形成装置は、実施例１及び２と同様、トナー帯電補助ローラ２５から中間転写ベルト９へ転写させたトナーに対し、交番電圧に直流電圧を重畳したバイアスを印加したトナー帯電ローラ２３により電荷を付与する構成とされる。
【００７６】
本実施例では、感光ドラム１から中間転写ベルト９へのトナー像の一次転写と、中間転写ベルト９上の二次転写残トナーのクリーニングとを同時に行う。そして、この場合、中間転写ベルト９上の二次転写残トナーを帯電させる際の所定の極性と反対の極性（本実施例では負極性）の直流電圧がトナー帯電補助ローラ２５に印加されるときに、トナー帯電補助ローラ２５は中間転写ベルト９の非画像領域に接しているようにする。
【００７７】
以下、本実施例における二次転写残トナーの除去、回収方法をより詳しく説明する。図６は、本実施例における二次転写トナーの除去、回収動作のフローを示す。
【００７８】
本実施例では、交番電圧に正極性の直流電圧が重畳されたバイアスが印加されたトナー帯電ローラ２３、及び正極性の直流電圧の印加されたトナー帯電補助ローラ２５によって正極性に帯電された二次転写残トナーを、中間転写ベルト９から感光ドラム１へ転写するとき、同時に、次のプリント画像の１色目イエロー画像を感光ドラム１から中間転写ベルト９へ転写する（以下、この工程を「転写同時クリーニング」と呼ぶ。）。
【００７９】
このとき、図６に示すように、本実施例ではトナー帯電ローラ２３には、周波数１ＫＨｚ、振幅２．４ＫＶの矩形波に＋８００Ｖの直流電圧を重畳したバイアスを印加し、トナー帯電補助ローラ２５には＋１ＫＶの直流電圧を印加する。
【００８０】
又、トナー帯電補助ローラ２５に付着したトナーは、実施例２と同様、トナー帯電補助ローラ２５に直流電圧（−１ＫＶ）を印加することで、中間転写ベルト９上に転写させる。ここで、トナー帯電補助ローラ２５に付着したトナーは、中間転写ベルト９上にて、次の画像のプリントに用いられない場所である、所謂、非画像領域に転写させる。
【００８１】
続いて、トナー帯電補助ローラ２５から中間転写ベルト９へ転写されたトナーは、交番電圧（周波数１ＫＨｚ、振幅２．４ＫＶの矩形波）に正極性の直流電圧（＋１ＫＶ）を重畳したバイアスが印加されたトナー帯電ローラ２３によって正極性に帯電される。そして、この正極性に帯電されたトナーを、一次転写ニップ部Ｎ１にて感光ドラム１へ転写させた後、感光ドラムクリーナー１９に回収する。
【００８２】
本実施例では、トナー帯電補助ローラ２５から中間転写ベルト９へ転写されたトナーをトナー帯電ローラ２３にて正極性に帯電させる際にトナー帯電ローラ２３に印加するバイアスの直流電圧Ｖ２（＋１ＫＶ）は、二次転写残トナーを正極性に帯電させる際に印加するバイアスの直流電圧Ｖ１（＋８００Ｖ）に比べて高くなっている。
【００８３】
上述の構成とすることにより、転写同時クリーニングを行う場合、中間転写ベルト９上の二次転写残トナー、及びトナー帯電補助ローラ２５から中間転写ベルト９へ転写されたトナーを感光ドラム１へ適切に転写させることができる。つまり、転写同時クリーニングを行う場合、トナー帯電補助ローラ２５から中間転写ベルト９へ転写されたトナーを帯電させる際に、トナー帯電ローラ２３に印加するバイアスの直流電圧Ｖ２を、中間転写ベルト９上の二次転写残トナーを正極性に帯電する際に印加するバイアスの直流電圧Ｖ１に比べて高くすると共に、トナー帯電補助ローラ２５に付着したトナーを、中間転写ベルト９上の非画像領域に転写させる必要がある。以下に、理由を述べる。
【００８４】
トナー帯電ローラ２３に印加するバイアスの直流電圧を高く設定し、より多くの電荷をトナーへ付与すると、中間転写ベルト９上のトナーは感光ドラム１へ転写し易くなる。しかしながら、転写同時クリーニングを行う場合、二次転写残トナーに過剰の電荷を与えると、感光ドラム１上に担持されているトナー像の一部が中間転写ベルト９へ転写されず、画像が欠落してしまう。
【００８５】
一方、低温低湿環境下などにおいて記録材Ｐの抵抗が上昇し、二次転写ローラ１１から記録材Ｐに対して十分な電流が流れなくなると、二次転写残トナーに含まれる負極性のトナー量が増加し、正極性の直流電圧を印加する際に二次転写残トナー帯電補助ローラ２５に付着するトナー量は増加する。
【００８６】
このとき、トナー帯電補助ローラ２５から中間転写ベルト９へ転写される負極性のトナーの中間転写ベルト９上における単位面積当たりの量は、正極性の二次転写残トナーの中間転写ベルト９上における単位面積当たりのトナー量を大きく上回る場合がある。そして、トナー帯電補助ローラ２５から中間転写ベルト９へ転写された負極性のトナーを全て感光ドラム１へ転写させるためには、このトナーを帯電させるときにトナー帯電ローラ２３に印加するバイアスの直流電圧は、はじめに中間転写ベルト９上の二次転写残トナーを正極性に帯電する際にトナー帯電ローラ２３に印加するバイアスの正極性の直流電圧に比べて、高い電圧が必要になる。
【００８７】
以上のような条件の下、はじめに中間転写ベルト９上の二次転写残トナーを正極性に帯電する際に、トナー帯電補助ローラ２５から中間転写ベルト９へ転写されたトナーを帯電する際のバイアス、即ち、直流電圧が高いバイアスをトナー帯電ローラ２３に印加すると、画像の欠落が生じてしまう。
【００８８】
故に、トナー帯電ローラ２３により、トナー帯電補助ローラ２５から中間転写ベルト９に転写されたトナーを正極性に帯電させる際にトナー帯電ローラ２３に印加するバイアスの直流電圧Ｖ２を、二次転写残トナーを正極性に帯電する際に印加するバイアスの直流電圧Ｖ１に比べて高くする必要がある。
【００８９】
又、トナー帯電補助ローラ２５から中間転写ベルト９へ転写されたトナーには、トナー帯電ローラ２３から交番電圧に高い直流電圧が重畳されたバイアスが印加されるため、一部のトナーは過剰に帯電されている。従って、次のプリントに用いられる中間転写ベルト９の部分にトナー帯電補助ローラ２５に付着したトナーを転写し、転写同時クリーニングを行うと、次の画像が欠落してしまう。故に、トナー帯電補助ローラ２５に付着したトナーは、中間転写ベルト９上の非画像領域に転写する必要がある。
【００９０】
以上、本実施例によれば、転写同時クリーニングを行う画像形成装置においても、トナー帯電補助ローラ２５から中間転写ベルト９に転写されたトナーに対して、交番電圧に直流電圧を重畳したバイアスの印加されたトナー帯電ローラ２３にて正極性の電荷を付与することにより、全てのトナーを感光ドラムへ１へ転写することが可能になり、その後にプリントされる画像を乱す不具合を防ぐことができた。又、本実施例では、トナー帯電補助ローラ２５に付着したトナーを、中間転写ベルト９上の非画像領域に転写することにより、次の画像の欠落を防ぐこともできる。
【００９１】
尚、上記各実施例では、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。
【００９２】
又、上記各実施例では、トナーは主に負帯電性のトナーを備えているとして説明したが、本発明はこれに限定されるものではない、トナーが主に正帯電性のトナーを備えている場合、すなわち、トナーの正規の帯電極性が正極性である場合、実質的に、上記各実施例においてトナー帯電ローラ２３、トナー帯電補助ローラ２５、一次帯電ローラ１０に各段階で印加した直流電圧の極性を逆極性にすればよい。当業者は、上記各実施例の説明から、いずれの帯電性を有するトナーを用いる場合にも、本発明を容易に適合させることができる。
【００９３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、第２の帯電手段から中間転写体へ転写されたトナーが中間転写体上に残ることによる不具合を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る画像形成装置の一実施例の要部概略構成を示す模式図である。
【図２】図１の画像形成装置による二次転写残トナーの除去、回収動作のフロー図である。
【図３】本発明に係る画像形成装置の他の実施例の要部概略構成を示す模式図である。
【図４】図３の画像形成装置による二次転写残トナーの除去、回収動作のフロー図である。
【図５】本発明に係る画像形成装置の更に多の実施例の要部概略構成を示す模式図である。
【図６】図５の画像形成装置による二次転写残トナーの除去、回収動作のフロー図である。
【図７】従来の画像形成装置の一例の要部概略構成を示す模式図である。
【図８】図７に示す従来の画像形成装置における二次転写残トナーの除去、回収動作のフロー図である。
【符号の説明】
１ 感光ドラム（像担持体、電子写真感光体）
９ 中間転写ベルト（中間転写体）
１０ 一次転写ローラ（一次転写手段）
１１ 二次転写ローラ（二次転写手段）
２３ 二次転写残トナー帯電ローラ（第１の帯電手段）
２５ 二次転写残トナー帯電補助ローラ（第２の帯電手段）
１３ 二次転写残トナー帯電ローラ電源
２７ 二次転写残トナー帯電補助ローラ電源
Claims (7)
- 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上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二次転写位置で記録材に転写する二次転写手段と、前記中間転写体に対向して前記中間転写体上のトナーを帯電可能な第１及び第２の帯電手段と、を有し、前記中間転写体の移動方向において、前記第１の帯電手段は前記二次転写位置の下流側でかつ前記一次転写位置の上流側に配置され、前記第２の帯電手段は前記二次転写位置の下流側でかつ前記第１の帯電手段の上流側に配置されている画像形成装置において、
前記第２の帯電手段に付着したトナーを前記中間転写体上に転写することが可能であり、前記第２の帯電手段から前記中間転写体上に転写されたトナーが、前記中間転写体の移動によって前記第１の帯電手段に対向する時に、前記第１の帯電手段には直流電圧に交番電圧が重畳された電圧を印加し、トナーが前記一次転写位置に移動したときに前記一次転写手段によって前記中間転写体上から前記像担持体へ静電的に転写することを特徴とする画像形成装置。 - 前記第２の帯電手段から前記中間転写体上に転写されたトナーが、前記第１の帯電手段に対向する時に、前記第１の帯電手段にはトナーの正規の帯電極性と同極の直流電圧に交番電圧が重畳された電圧を印加し、トナーが前記一次転写位置に移動したときに前記一次転写手段にトナーの正規の帯電極性と同極の電圧を印加する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２の帯電手段から前記中間転写体上に転写されたトナーが、前記第１の帯電手段に対向する時に、前記第１の帯電手段にはトナーの正規の帯電極性と逆の極性の直流電圧に交番電圧が重畳された電圧を印加し、トナーが前記一次転写位置に移動したときに前記一次転写手段にトナーの正規の帯電極性と逆の極性の電圧を印加する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２の帯電手段から前記中間転写体上に転写されたトナーは、前記像担持体上のトナー像を前記中間転写体上に前記一次転写位置で転写するのと同時に、前記像担持体に転写されることを特徴とする請求項３に記載の画像形成装置。
- 前記中間転写体上のトナー像を記録材に転写した後に前記中間転写体上に残留したトナーが前記第２の帯電手段に対向する時に、前記第２の帯電手段にはトナーの正規の帯電極性と逆の極性の電圧を印加することを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の画像形成装置。
- 前記中間転写体上のトナー像を記録材に転写した後に前記中間転写体上に残留したトナーが前記第１の帯電手段に対向する時に、前記第１の帯電手段にはトナーの正規の帯電極性と逆の極性の直流電圧に交番電圧が重畳された電圧を印加することを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載の画像形成装置。
- 前記像担持体上のトナーを回収するクリーナーを有することを特徴とする請求項１から６のいずれか一項に記載の画像形成装置。
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