JP3870108B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複写機、プリンタ等の画像形成装置に関し、特に、中間転写体を有し、該中間転写体上の二次転写残現像剤を帯電する帯電手段を有する画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図１０は従来の、中間転写体として中間転写ベルトを用いた中間転写ベルト方式のカラー画像形成装置の一例である。静電潜像担持体としての感光ドラム１は、アルミ等から形成される芯金の外周面に有機感光体（ＯＰＣ）、又は、Ａ−Ｓｉ、ＣｄＳ、Ｓｅ等から形成される光導電体を塗布して構成され、第一の像担持体となる。
【０００３】
感光ドラム１の表面である露光位置３ａにおいて、露光装置３によって潜像が形成される。そして、感光ドラム１と中間転写ベルト６ａとの接触部は、一次転写を行う位置（一次転写部）Ｔ１となる。感光ドラム１の露光位置３ａから図１０においては反時計回りに一次転写部Ｔ１までの距離を距離Ｌ１とし、中間転写ベルト６ａ上の一次転写部Ｔ１から上流に距離Ｌ１の位置をＳ部とする。
【０００４】
第二の像担持体としての中間転写ベルト６ａは、ＥＰＤＭ、ＮＢＲ、ウレタン、シリコンゴム等のゴム、又はＰＩ、ＰＣ、ＰＶＤＦ、ＥＴＦＥ、ＰＥＴ、ＰＣ／ＰＡＴ、ＥＴＦＥ／ＰＣ、ＥＴＦＥ／ＰＡＴ、ＰＣ／ＰＡＴ等の樹脂から形成されており、駆動ローラ６ｂ、張架ローラ６ｃ、二次転写対向ローラ６ｄの３本のローラ上に張架され、駆動ローラ６ｂが不図示のモーターにより回転することにより、Ｃ１方向に回転する感光ドラム１と従動方向である矢印Ｃ３方向に駆動される。
【０００５】
又、軸上に導電性スポンジ層を設けた一次転写ローラ７ｂが、一次転写部Ｔ１において、中間転写ベルト６ａを介して、感光ドラム１に接している。
【０００６】
又、中間転写ベルト６ａは、周方向に１ヶ所、周方向に交差する方向の端部に、つまりベルト６ａの端に、光学センサ５によって中間転写ベルト６ａの表面と識別できる位置検知部材５ａを設けてあり、中間転写ベルト６ａの回転によって位置検知部材５ａが検知部５ｂを通過するのを光学センサ５で検知（以下、ＴＯＰ検知）し、その検知タイミングからの時間を本体内部でカウントすることによって、中間転写ベルト６ａの回転状態を認識することができる。
【０００７】
中間転写ベルト６ａの周囲で、一次転写部Ｔ１と二次転写を行う位置（二次転写部）Ｔ２との間に設けられた帯電ローラ１０ｂは、直流電圧を重畳した交番電圧電源１０ａによって交番電圧を印加できる。尚、帯電ローラ１０ｂは、中間転写ベルト６ａに対して不図示の当接離間の機構を有し、所望の時間に当接できる。又、中間転写ベルト６ａの帯電ローラ１０ｂが当接する部分の裏面には、帯電効率を上げるために接地の対向電極１０ｃが設けられている。
【０００８】
以下、図１０に沿って画像形成動作について説明する。
【０００９】
感光ドラム１と中間転写ベルト６ａとが、各々外周速度Ｖ＝１１８．０ｍｍ／ｓ（以下、プロセス速度と呼ぶ）の同スピードで、互いに順方向である矢印Ｃ１、Ｃ３方向へ回転する。外周１４７．５ｍｍの感光ドラム１は１４７．５／Ｖ＝１．２５ｓで１回転し、外周４４２．５ｍｍの中間転写ベルト６ａは４４２．５／Ｖ＝３．７５ｓで１回転する。
【００１０】
感光ドラム１は不図示の駆動手段によって、矢印Ｃ１方向に駆動され、帯電ローラ２により所定の電位に均一に帯電される。光学センサ５によって、中間転写ベルト６ａの回転によってＴＯＰ検知した時、露光装置３により露光が開始され、イエローの画像模様に従った信号による光が、表面を均一に帯電された感光ドラム１に走査され、潜像が形成される。
【００１１】
潜像形成開始後、更に感光ドラム１が矢印Ｃ１方向に進むと、支持体４に支持された現像装置４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄのうち、イエロートナーが入った現像装置４ａが感光ドラム１に対向するよう支持体４は矢印Ｃ２方向に回転し、感光ドラム１上に形成された潜像は、選択された現像装置４ａによって可視化され、現像剤像（トナー像）となる。ここで、現像時のトナーは負極性である。
【００１２】
現像されたトナー像は、更に感光ドラム１が矢印Ｃ１方向に進み、一次転写部Ｔ１に来た時、一次転写ローラ７ｂに、感光ドラム１の芯金を対向電極として、高圧電源７ａから、現像時のトナー負極性であるのに対して、正極性の一次転写バイアスが印加され、中間転写ベルト６ａ上に一次転写される。
【００１３】
感光ドラム１上の転写残トナーは、クリーナ１３によりクリーニングされる。
【００１４】
露光開始から（Ｌ１／Ｖ）だけ経過した後には、感光ドラム１上の画像の書き始めの点と、中間転写ベルト６ａ上の、露光開始時にＳを通過した点６ＳはＴ１の位置で一致する。即ち、中間転写ベルト６ａに対して画像は６Ｓを先端に反時計回りに形成される。
【００１５】
イエロートナー像の現像が終了すると、現像器の切換え動作を行うが、本印字シーケンスではＡ４画像すなわち２９７ｍｍの画像を形成するためのタイミング設計とすることによって、Ａ４以下の全てのサイズで用いられるようにし、プロセスを共通化する。（以下、Ａ４モード）画像先端が現像部に達してから２９７ｍｍ／Ｖだけ時間が経過したら、支持体４が反時計方向に回転し、次のマゼンタトナーが入った現像装置４ｂが感光ドラム１に対向する位置に位置決めされる。
【００１６】
更に、次のＴＯＰ検知が行われたら同様の動作を繰り返し、マゼンタ色、シアン色、ブラック色について現像、転写が行われ、中間転写ベルト６ａ上には複数色のトナー像が重ねて形成される。
【００１７】
このとき、４色の画像は全て６Ｓを画像の先端として転写されるので、４色のトナー像のレジは取られている。
【００１８】
４色のトナー像が中間転写ベルト６ａ上に重ねて転写されると、中間転写ベルト６ａの移動と同期を取って、レジストローラＲから転写材Ｐが搬送され、二次転写部Ｔ２において、一次転写ローラ７ｂと同様な構成とされる二次転写ローラ９が転写材Ｐを介して中間転写ベルト６ａに当接し、中間転写ベルト６ａの巻架ローラのひとつである二次転写対向ローラ６ｄを対向電極として、不図示の高圧電源から正極性の二次転写バイアスが印加され、中間転写ベルト６ａ上の４色のトナー像は、一括して転写材Ｐ上に二次転写される。
【００１９】
４色のトナー像が転写された転写材Ｐは、従来公知の加熱、加圧の定着装置１１によって溶融固着されカラー画像が得られる。
【００２０】
ここで、二次転写後の二次転写残現像剤（二次転写残トナー）の帯電、回収について、通常のページ間における行程を、図１１を用いて説明する。尚、図１１においては、１〜４色目の現像をＤｖ１〜４、一次転写の１〜４色目をＴｒ１−１〜４、二次転写をＴｒ２、二次転写残トナーの帯電をＣｈ２、その一次転写部Ｔ１での回収をＲＥＴで示した。
【００２１】
転写材Ｐへの二次転写後に、転写材Ｐに転写されずに中間転写ベルト６ａ上に残った二次転写残トナーには、直流電圧が重畳された交番電圧電源１０ａより正極性の交番電圧の印加された帯電ローラ１０ｂにより、正極性の電荷が均一に付与される。
【００２２】
続いて、帯電ローラ１０ｂにより正極性に帯電された二次転写残トナーは、中間転写ベルト６ａの回転により一次転写部Ｔ１へ達し、次のページの１色目の一次転写と同時に、感光ドラム１へ静電的に転写されることで、中間転写ベルト６ａより除去される。
【００２３】
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１３に回収され、中間転写ベルト６ａ上の二次転写残トナーの除去は完了する。
【００２４】
尚、画像を形成するための一連の動作、即ち印字シーケンスは、以上の画像形成を連続して行う連続画像形成行程と、該連続画像形成行程の後に、連続画像形成工程の最後の画像形成における二次転写残トナー及び、二次転写残トナー帯電用のローラ１０ｂから自然に（電圧によらず機械的に）吐き出されるトナー、装置内での飛散トナー等の、第二の像担持体上に付着した余分なトナーを除去する、第二の像担持体のクリーニングを行う後回転行程と、の少なくとも二つの行程から構成される。
【００２５】
一方、画像形成を行うたび、帯電ローラ１０ｂには、二次転写残トナーを正極性に帯電する際に、帯電されなかった負極性の付着現像剤（付着トナー）が付着するので、複数のページにわたって連続して画像を形成すると、付着トナーは蓄積する。
【００２６】
又、その付着トナーは、帯電ローラ１０ｂの帯電性能を徐々に低下させ、帯電不良による中間転写ベルト６ａのクリーニングの不具合などを引き起こすため、帯電ローラ１０ｂ中の付着トナーを除去するクリーニングを行う必要がある。
【００２７】
従来は、帯電ローラ１０ｂに付着したトナーの除去を行う行程を、印字シーケンスの後回転行程で行う。以下にその例を示す。
【００２８】
付着トナーの除去は、帯電ローラ１０ｂに負極性のバイアスを印加することによって、帯電ローラ１０ｂより付着トナーを中間転写ベルト６ａ上に吐き出すことによって行う。吐き出されたトナーが一次転写部Ｔ１に達した時に、一次転写ローラ７ｂに印加するバイアスを負極性に切換え、静電反発力によって感光ドラム１に転写する。そして、最後は感光ドラムクリーナ１３に回収することによって除去を完了する。これらの動作を、図１２に沿ってタイミングを説明する。
【００２９】
連続画像形成工程における所定枚数（ページ数）の最後のページの画像形成における二次転写が終了し、その後から後回転工程が始まる。後回転工程において、連続画像形成工程の最後のページの二次転写後に中間転写ベルト６ａに残留した（複数色のトナー像の）二次転写残トナーを正極性に帯電し、一次転写部Ｔ１で回収する。又、二次転写残トナー帯電用のローラ１０ｂから自然に（電圧によらず機械的に）吐き出されるトナー、装置内での飛散トナー等の、第二の像担持体上に付着した余分なトナーも一次転写部Ｔ１にて同時に回収する。
【００３０】
そして、この後回転工程においては、任意のタイミングで一次転写ローラ７ｂに印加するバイアスを負極性に切換え、帯電ローラ１０ｂから中間転写ベルト６ａ上に吐き出される負極性トナーの回収を可能な状態にする。
【００３１】
又、この負極性バイアス印加タイミングに合わせて、交番電圧電源１０ａから帯電ローラ１０ｂに印加しているバイアスを、負極性の交番電圧に切換え、付着トナーの吐き出しを開始する。
【００３２】
即ち、中間転写ベルト６ａの、帯電ローラ１０ｂに印加するバイアスを負極性に切換えたタイミングで帯電ローラ１０ｂを通過した部分が、一次転写部Ｔ１に達した時、一次転写ローラ７ｂに印加するバイアスも負極性に切換わるようにする。所定の時間だけ付着トナーを吐き出し、一次転写部Ｔ１で回収したら、帯電ローラ１０ｂに印加しているバイアスをＯＦＦし、又、その時帯電ローラ１０ｂを通過した部分が、一次転写部Ｔ１に達した時、一次転写ローラ７ｂに印加するバイアスもＯＦＦする。ここまでが後回転工程である。
【００３３】
こうすることによって、吐き出されたトナーは感光ドラム１へ静電的に転写され、中間転写ベルト６ａより除去される。そして、感光ドラム１へ転写された吐き出しトナーは、感光ドラムクリーナ１３に回収され、帯電ローラ１０ｂに付着したトナーの除去は完了する。
【００３４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来例では、連続画像形成行程の途中には、二次転写残トナー帯電用の部材に付着した負極性トナーの除去を行わない。
【００３５】
従って、一度の印字シーケンスにおいて多くの枚数の画像を形成した時、帯電手段に付着トナーが蓄積しすぎてトナーが落ち、装置内部や転写材を汚したり、又、付着トナーの除去行程において、中間転写ベルト上に転写した付着トナーの感光ドラムへの回収を十分に行うことができず、中間転写ベルトを汚し、画像不良を引き起こした。
【００３６】
特に、二次転写残トナーが多くなる、画像の印字率の高い場合や、二次転写性が低下する高温高湿、低温低湿環境下で、顕著であった。
【００３７】
従って、本発明の目的は、中間転写方式の、二次転写残現像剤を帯電する帯電手段を有する画像形成装置において、該帯電手段に付着した転写残現像剤の除去を、生産性を落とすことなく連続して画像形成しながら行い、帯電手段の転写残現像剤の蓄積や、それに伴う、帯電手段の付着現像剤の飛散、それによる画像不良を回避した画像形成装置を提供することである。
【００３８】
【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、前記像担持体からトナー像の転写を受けて転写材にトナー像の転写をする中間転写体と、前記中間転写体から転写材にトナー像が転写された後、前記中間転写体上に残留した残留トナーをトナーの正規の帯電極性と逆の極性に帯電する第１の帯電手段と、前記第１の帯電手段に電圧を印加する第１の電源と、を有し、前記中間転写体上の前記残留トナーが前記第１の帯電手段に対向する時に、前記第１の電源はトナーの正規の帯電極性と逆極性の電圧を出力し、前記中間転写体上の前記残留トナーが無い領域に前記第１の帯電手段が対向する時に、前記第１の電源は、トナーの正規の帯電極性と同じ極性の電圧を出力して前記第１の帯電手段に付着したトナーを前記中間転写体へ転写する画像形成装置において、
前記中間転写体の回転方向における前記第１の帯電手段の下流かつ、前記像担持体の上流に、前記中間転写体に対向して配置された第２の帯電手段を有し、前記第２の帯電手段に電圧を印加する第２の電源を有し、前記中間転写体上の前記残留トナーが前記第２の帯電手段に対向する時に、前記第２の電源はトナーの正規の帯電極性と逆極性の電圧を出力し、前記第１の電源がトナーの正規の帯電極性と同じ極性の電圧の出力を開始した後で、かつ、前記第１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２の帯電手段に対向するときに、前記第２の電源がトナーの正規の帯電極性と同じ極性の電圧の出力を開始することを特徴とする画像形成装置を提供する。
【００３９】
本発明の一実施態様によると、前記第１の帯電手段及び前記第２の帯電手段によって帯電された前記中間転写体上の前記残留トナーは、前記像担持体から前記中間転写体へのトナー像の転写と同時に、前記中間転写体から前記像担持体へ転写される。
【００４０】
【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。
【００４１】
参考例１
図１は本発明に係る画像形成装置の一例としての、電子写真プロセスを利用したカラーの画像形成装置（例えば、複写機、レーザービームプリンタ）を示す。
【００４２】
本参考例の画像形成装置は、第二の像担持体である中間転写ベルト上に残留した二次転写残現像剤を帯電する帯電手段である帯電ローラ１０ｂのクリーニング機構以外の基本的な構成については、図１０にて説明した画像形成装置と同様の構成であるので、同様の部材については同じ参照番号を付け、同様の説明については省略する。図１においては、中間転写ベルト６ａ上の帯電ローラ１０ｂの位置から一次転写部Ｔ１までの距離を距離Ｌ２とする。他の部材が示す記号は図１０と同様である。
【００４３】
従来例においては、画像を形成するための一連の動作である印字シーケンスにおいて、複数枚の画像形成を行うときは、所定枚数（ページ数）を連続して連続画像形成行程中には、帯電ローラ１０ｂのクリーニングはなされずに、該連続画像形成行程の後に行われる、後回転行程における第二の像担持体である中間転写ベルト１１のクリーニング時においてなされていた。
【００４４】
よって、帯電ローラ１０ｂにおいて二次転写残トナーの付着トナーが蓄積しすぎて、それが装置内に飛散するという害が生じた。
【００４５】
よって、本発明においては、従来のように、後回転工程にて帯電ローラ１０のクリーニングを行うのではなく、連続画像形成行程において、例えば、本参考例においては、所定数枚（ページ）目の画像形成を終了して、次のページの画像形成に写る前、連続画像形成中のページとページの間、つまりページ間において行うこととする。
【００４６】
帯電ローラ１０ｂのクリーニング方法としては、従来例の後回転行程と同様に付着トナーの吐き出し、回収を所定の時間行う。
【００４７】
図２は、本参考例における、ページ間で帯電ローラ１０ｂのクリーニングを行う行程（以下、通常の、帯電ローラ１０ｂのクリーニングを行わないページ間の行程と区別して、「付着トナー除去行程」と呼ぶ。）の一例としての、各バイアスの印加タイミングを示す図である。
【００４８】
尚、通常のページ間の行程は従来例のページ間の行程と同様とする。付着トナー除去行程はページ間で行うが、そのページ間隔は１ページでもよいし、複数ページでもよい。以下図１と図２に沿って、付着トナー除去行程について説明する。
【００４９】
連続画像形成行程において、所定ページ数の画像形成を行った後、次のページの画像形成を始める前に、帯電ローラ１０ｂからの付着トナーの吐き出し、一次転写部Ｔ１における感光ドラム１への回収を所定の時間行う。
【００５０】
即ち、中間転写ベルト６ａの、帯電ローラ１０ｂに印加するバイアスを負極性に切換えたタイミングで帯電ローラ１０ｂを通過した部分が、一次転写部Ｔ１に達した時、一次転写ローラ７ｂに印加するバイアスも負極性に切換わるようにする。所定の時間だけ付着トナーを吐き出し、一次転写部Ｔ１で回収する。
【００５１】
更に、次ページ画像の形成のため、帯電ローラ１０ｂに印加しているバイアスを、正極性の交番電圧に切換え、又、その時帯電ローラ１０ｂを通過した部分が、一次転写部Ｔ１に達した時、一次転写ローラ７ｂに印加するバイアスも正極性に切換える。
【００５２】
この時点で次画像の一次転写が可能であるので、次にＴＯＰを検知した時から次画像の形成を行い、連続画像形成行程を継続する。全ての画像形成を終えたら、後回転行程を行い、印字シーケンスを終了する。
【００５３】
具体的には、プロセス速度Ｖが１１８．０ｍｍ／ｓであり、Ｌ２が９４．４ｍｍである画像形成装置において、二次転写残トナーの回収が終わった後の所定の時間帯で、一次転写ローラ７ｂに負極性のバイアスを印加して、感光ドラム１への回収を可能な状態とし、又、それに対してＬ２／Ｖ＝０．８００ｓ前の時間帯に、帯電ローラ１０ｂに負極性のバイアスを印加し、吐き出しを行う。その後、一次転写ローラ７ｂと帯電ローラ１０ｂに印加するバイアスを正極性に切換え、次画像を形成する。
【００５４】
以上の付着トナー除去行程を、帯電ローラ１０ｂに付着トナーが蓄積しすぎ、画像不良などの不具合が発生しないよう、毎度の印字シーケンスにおいて、連続画像形成行程中の例えば２０ページ毎と、後回転行程において行う。ここに挙げた、具体的な数値に関しては、適宜選択することは言うまでもない。
【００５５】
上記のように、帯電ローラのクリーニングを、後回転工程ではなく、連続画像形成時において、ページ間でできるようになったため、帯電ローラに付着トナーが蓄積しすぎることがなく、従って、蓄積した付着トナーの飛散や、それによる部材の汚染や画像不良を回避でき、連続画像形成中に自動的に帯電ローラもクリーニングできるので、失敗画像も発生せず、作業性も向上した。
【００５６】
尚、本行程は、モノカラーにおいても同様に採用できる。
【００５７】
参考例２
本参考例においても、参考例１と同様の、図１で示す構成の画像形成装置を用いることができる。又、図３は、本参考例における、参考例１に説明した付着トナー除去行程の一例としての、各バイアスの印加タイミングを示す図である。尚、付着トナー除去を行わない通常のページ間の行程は従来例のページ間の行程と同様である。
【００５８】
ここで、Ｔａは帯電ローラ１０ｂからトナーを吐き出すためのバイアス及び感光ドラム１に回収するバイアスを印加するタイミングを示している。
【００５９】
本参考例においても、やはり、連続画像形成工程中に帯電ローラ１０ｂ中の付着トナー除去を行うが、付着トナー除去を行うタイミングを参考例１とは別の、以下に述べるタイミングで行う。図３に沿ってタイミングについて説明する。
【００６０】
本参考例では、帯電ローラ１０ｂに蓄積した付着トナーを、中間転写ベルト６ａ上に吐出し、感光ドラム１へ回収するための、帯電ローラ１０ｂ及び一次転写ローラ７ｂにおける負極性バイアスの印加は、即ち、付着トナー除去は、１色目の一次転写終了から２色目の一次転写開始の間で行う。
【００６１】
尚、この際、一次転写ローラ７ｂに印加されるバイアスを、１色目の画像を一次転写するためのバイアスから、中間転写ベルト６ａからの付着トナーの回収のための負極性バイアスへの切換にかかる時間等を考慮して、回収を行う時間を設定することが好ましい。又、その回収可能な時間帯に、吐き出しトナーが一次転写部Ｔ１に進入するように、一次転写ローラ７ｂに負極性バイアスを印加する時間帯に対し、Ｌ２／Ｖだけ前の時間帯に帯電ローラ１０ｂに負極性バイアスを印加して吐き出しを行う。
【００６２】
以上の行程を連続画像形成行程を継続している間、所定のページ数毎に行う。全ての画像形成を終えたら、後回転行程を行い、印字シーケンスを終了する。
【００６３】
本参考例は、付着トナー除去行うタイミングを参考例１とは別の、上記に述べるタイミングで行うことにより、一画像を形成するための第二の像担持体である中間転写体６ａの回転数を、常に一定に保ち、付着トナー除去動作を行った場合でも印字速度を低下させることがないという効果がある。
【００６４】
具体的には、中間転写ベルト長Ｌ６が４４２．５ｍｍ、プロセス速度Ｖが１１８．０ｍｍ／ｓであり、Ｌ２が９４．４ｍｍである画像形成装置のＡ４モードの印字シーケンスにおいて、１色目の一次転写（同時に二次転写残トナーの回収）に対して画像先端から２９７ｍｍ分の正極性の一次転写バイアスを印加してから、２色目の一次転写開始までの間、即ち（Ｌ６−２９７）／Ｖ＝１．２３３ｓの間の所定の時間帯で、一次転写ローラ７ｂに負極性のバイアスを印加し、感光ドラム１への回収を可能な状態とし、又、それに対してＬ２／Ｖ＝０．８００ｓ前の時間帯に、帯電ローラ１０ｂに負極性のバイアスを印加し、吐き出しを行う。
【００６５】
以上の付着トナー除去行程を、帯電ローラに付着トナーが蓄積しすぎ、画像不良などの不具合が発生しないよう、毎度の印字シーケンスにおいて、連続画像形成行程の例えば２０ページ毎と、後回転行程において行う。
【００６６】
上記のように、帯電ローラのクリーニングを、連続画像形成時において、一画像形成中の１色目と２色目との間で行うことによって、中間転写体６ａの回転数を常に一定に保つようになったため、帯電ローラに付着トナーが蓄積しすぎることがないという参考例１の効果に加え、印字速度を下げずに済み、作業性がいっそう向上した。
【００６７】
尚、本行程は、モノカラーにおいても同様に採用できる。
【００６８】
実施例１
図４は、本発明に係る画像形成装置の一例としての、電子写真プロセスを利用したカラーの画像形成装置を示す図である。本実施例においては、中間転写ベルト６ａ上に、以上では、帯電ローラ１０ｂで示された、二次転写残トナーを正極性に帯電する帯電ローラとして、帯電ローラ１４ｂと１５ｂの２つを設ける。
【００６９】
帯電ローラ１４ｂ、１５ｂは、それぞれ直流電圧電源１４ａ、１５ａによって直流電圧が印加され、中間転写ベルト６ａに対して不図示の当接離間の機構を有し、所望の時間に当接できる。それぞれ帯電ローラ１４ｂ、１５ｂの帯電効率を上げるために、帯電ローラ１４ｂ、１５ｂそれぞれに中間転写ベルト６ａを挟んで対向して、接地の対向電極１４ｃ、１５ｃが設けられている。ここで、帯電ローラ１４ｂが、中間転写ベルト６ａ移動方向で帯電ローラ１５ｂより上流に設けられている。つまり、中間転写ベルト６ａ表面の二次転写部を通過した部分は先に帯電ローラ１４ｂに到達することになる。
【００７０】
ここで、中間転写ベルト６ａに沿って、中間転写ベルト６ａ上における距離を、二次転写ローラ９との対向部である二次転写部Ｔ２から帯電ローラ１４ｂまでの距離を距離Ｌ３、帯電ローラ１４ｂと１５ｂとの間の距離を距離Ｌ４、そして帯電ローラ１５ｂから一次転写部Ｔ１までの距離を距離Ｌ５として示す。その他の記号が示す部材は図１と同様である。又、図５は、本実施例における通常のページ間の行程と付着トナー除去行程の一例としての、各バイアスの印加タイミングを示す図である。
【００７１】
本実施例においても、やはり、連続画像形成工程において、帯電ローラ１４ｂ及び１５ｂのクリーニングが行われる。この連続画像形成工程における、通常のページ間の行程について図４に沿って説明する。
【００７２】
画像形成は従来例と同様の方法で行い、二次転写残トナーの帯電を以下の方法で行う。
【００７３】
二次転写残トナーは、帯電ローラ１４ｂ、１５ｂを通過する際、帯電ローラ１４ｂ、１５ｂに直流電圧電源１４ａ、１５ａより正極性の直流電圧を印加されることにより、正極性の電荷が付与される。２度帯電されることによって、二次転写残トナーはより均一に帯電される。
【００７４】
従来例のように、二次転写残トナーの帯電を１回だけ行う装置では、環境などによっては十分に帯電されず、一次転写部で十分に回収されず、画像不良などの不具合を起すことがあったが、上述のように二次転写残トナーを２回帯電し、均一な帯電を行うことによって、このような不具合を改善できる。尚、帯電ローラ１４ｂ、１５ｂへの電圧の印加は独立の電源で行うため、独立のタイミングで行える。図５に沿ってタイミングについて説明する。
【００７５】
二次転写残トナーの先端は、二次転写が開始された時から、それぞれＬ３／Ｖ、（Ｌ３＋Ｌ４）／Ｖだけ後に帯電ローラ１４ｂ、１５ｂを通過する。後端も、二次転写が終了した時から、同様の時間だけ後に通過する。従って、帯電ローラ１４ｂ、１５ｂのそれぞれに対する電圧印加は、二次転写バイアスを印加する時間帯に対して、それぞれＬ３／Ｖ、（Ｌ３＋Ｌ４）／Ｖだけ遅らせた時間帯に行う。
【００７６】
次に付着トナー除去行程について説明する。
【００７７】
帯電ローラ１４ｂ、１５ｂに負極性のバイアスを印加することにより、付着した負極性の付着トナーを中間転写ベルト６ａ上に吐き出させ、続いて、両方のローラから吐き出された全ての負極性の付着トナーについて、それが一次転写部Ｔ１を通過するタイミングに合わせて、一次転写ローラ７ｂに負極性のバイアスを印加し、感光ドラム１に回収することによって、トナーの除去を行う。図６に沿ってタイミングについて説明する。
【００７８】
本実施例においては、参考例２と同様に画像形成中の１色目と２色目との間において、付着トナーの回収を行う時間を設定する。又、その回収可能な時間帯に、吐き出しトナーが一次転写部Ｔ１に進入するように、帯電ローラ１４ｂ、１５ｂのそれぞれに対する負極性バイアスの印加は、一次転写ローラ７ｂに負極性バイアスを印加する時間帯に対してそれぞれ（Ｌ４＋Ｌ５）／Ｖ、Ｌ５／Ｖだけ前の時間帯に行う。
【００７９】
以上の付着トナーを帯電ローラより第二の像担持体に吐出する行程を、連続画像形成行程を継続している間、所定のページ数毎に行う。全ての画像形成を終えたら、後回転行程を行い、印字シーケンスを終了する。
【００８０】
具体的には、中間転写ベルト長Ｌ６が４４２．５ｍｍ、プロセス速度Ｖが１１８．０ｍｍ／ｓでありＬ３、Ｌ４、Ｌ５が１７．７ｍｍ、１７．７ｍｍ、８２．６ｍｍである画像形成装置のＡ４モードの印字シーケンスにおいて、二次転写バイアスを印加する時間帯に対し、Ｌ３／Ｖ＝０．１５０ｓ遅らせて帯電ローラ１４ｂに正極性バイアスを、（Ｌ３＋Ｌ４）／Ｖ＝０．３００ｓ遅らせて帯電ローラ１５ｂに正極性バイアスを、それぞれ印加する。
【００８１】
又、吐き出しトナーの回収のための一次転写ローラ７ｂへの負極性バイアスの印加は、１色目の一次転写（同時に二次転写残トナーの回収）に対して画像先端から２９７ｍｍ分バイアスを印加してから、２色目の一次転写開始までの間、すなわち（Ｌ６−２９７）／Ｖ＝１．２３３ｓの間の所定の時間帯で、一次転写ローラ７ｂに負極性のバイアスを印加し、感光ドラム１への回収を可能な状態とし、それに対して、帯電ローラ１４ｂ、１５ｂに、それぞれ（Ｌ４＋Ｌ５）／Ｖ＝０．８５０ｓ、Ｌ５／Ｖ＝０．７００ｓ前の時間帯に付着トナーの吐き出しのための負極性バイアスの印加を行う。
【００８２】
以上の付着トナー除去行程を、帯電ローラに付着トナーが蓄積しすぎ、画像不良などの不具合が発生しないよう、毎度の印字シーケンスにおいて、連続画像形成行程の例えば２０ページ毎と、後回転行程において行う。
【００８３】
尚、帯電ローラの数は２個とは限定されず、それ以上であっても、同様にタイミングをずらしてクリーニングは行われる。
【００８４】
このように、２個の帯電ローラのうち二次転写部Ｔ２に近い方の帯電ローラ１４ｂから付着トナーの中間転写ベルト６ａへの転写を開始したタイミングから、中間転写ベルト６ａが２個の帯電ローラ１４ｂ、１５ｂの間の距離Ｌ４分回転する時間後に、帯電ローラ１５ｂから付着トナーの中間転写ベルト６ａへの転写を開始し、同様のタイミングで、二次転写部Ｔ２に近い方の帯電ローラ１４ｂから付着トナーの中間転写ベルト６ａへの転写を終了し、次いでもう一つの帯電ローラ１５ｂの付着トナーの転写を終了することで、少なくとも２個の帯電ローラにおける付着トナーの除去を、１度の除去行程において、帯電ローラ間の距離に依存せず、最長で回収と同じ時間だけ行うことができる。
【００８５】
上記のように、二次転写残トナーが複数の帯電ローラによって、均一に帯電され、一次転写部における、二次転写残トナーの感光ドラム１への回収力を向上させた画像形成装置においても、本発明は適用でき、参考例１、２に示す効果と同様に、連続画像形成工程において、複数の帯電ローラのクリーニングが可能であることがわかる。
【００８６】
尚、本行程は、モノカラーにおいても同様に採用できる。
【００８７】
実施例２
図７は、本発明に係る画像形成装置の一例としての、電子写真プロセスを利用したカラーの画像形成装置を示す図である。本実施例においても、中間転写ベルト６ａ上に、二次転写残トナーを正極性に帯電する帯電ローラを、中間転写ベルト６ａ移動方向で上流の帯電ローラ１２ｂと下流の帯電ローラ１２ｄの２つを設ける。帯電ローラ１２ｂ、１２ｄは、中間転写ベルト６ａに対して不図示の当接離間の機構を有し、所望の時間に当接できる。帯電ローラ１２ｂの方が帯電ローラ１２ｄより中間転写ベルト６ａ移動方向で上流に設けられている。そして、本実施例においては、上流の帯電ローラ１２ｂには、交番電圧電源１２ａの直流成分によって直流電圧を印加し、下流の帯電ローラ１２ｄには、交番電圧電源１２ａによって交番電圧を印加できる。
【００８８】
それぞれ帯電ローラ１２ｂ、１２ｄの帯電効率を上げるための、接地の対向電極１２ｃ、１２ｅが、帯電ローラ１２ｂ、１２ｄに中間転写ベルト６ａを挟んで対向して設けられている。
【００８９】
ここで、中間転写ベルト６ａに沿って、中間転写ベルト６ａ上における距離を、二次転写ローラ９との対向部である二次転写部Ｔ２から帯電ローラ１２ｂまでの距離を距離Ｌ３、帯電ローラ１２ｂと１２ｄとの間の距離を距離Ｌ４、そして帯電ローラ１２ｄから一次転写部Ｔ１までの距離を距離Ｌ５として示す。その他の記号が示す部材は図４と同様である。又、図８は本発明における通常のページ間の行程と付着トナー除去行程の一例としての、各バイアスの印加タイミングを示す図である。
【００９０】
通常のページ間の行程について図７に沿って説明する。
【００９１】
画像形成は従来例と同様の方法で行い、二次転写残トナーの帯電を以下の方法で行う。
【００９２】
二次転写残トナーは、帯電ローラ１２ｂを通過する際、帯電ローラ１２ｂに電圧電源１２ａより正極性の直流成分の電圧を印加されることにより、正極性の電荷が付与される。尚、この帯電後に個々のトナー粒子が持つ電荷量は不均一であるが、トナー飛散を抑制しつつ帯電を行うことができる。
【００９３】
続いて、二次転写残トナーは、帯電ローラ１２ｄを通過する際、帯電ローラ１２ｄに交番電圧電源１２ａより正極性の交番電圧を印加されることにより、再び正極性の電荷が付与される。この帯電後、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。
【００９４】
尚、直流による帯電の後、交番電圧による帯電を行う、この交番バイアスを含む２回の帯電を行うことで、二次転写残トナーの帯電を直流電圧で２回行う、参考例２のような装置に対し、十分なクリーニング性を実現するための、回収のためのバイアス値のマージンが更に向上する。
【００９５】
次に図８に沿ってタイミングについて説明する。
【００９６】
二次転写残トナーは全て上記の帯電方法によって帯電される必要があり、又、帯電ローラ１２ｂ、１２ｄへの電圧の印加は一つの電源で行うため、同時にしか行えない。したがって、電圧印加が必要な時間帯は、二次転写残トナーの先端が帯電ローラ１２ｂに達した時から、後端が帯電ローラ１２ｄに達した時であり、二次転写開始後Ｌ３／Ｖから終了後（Ｌ３＋Ｌ４）／Ｖまでである。
【００９７】
次に付着トナー除去行程について説明する。
【００９８】
帯電ローラ１２ｂ、１２ｄに負極性のバイアスを印加することにより、付着した負極性の付着トナーを中間転写ベルト６ａ上に吐き出させ、続いて、両方から吐き出された全ての負極性のトナーについて、それが一次転写部Ｔ１を通過するタイミングに合わせて、一次転写ローラ７ｂに負極性のバイアスを印加し、感光ドラム１に回収することによって、トナーの除去を行う。図９に沿ってタイミングについて説明する。
【００９９】
本実施例では、参考例２と同様に、画像形成中の１色目と２色目との間において付着トナーの回収を行う時間を設定する。又、その回収可能な時間帯に、吐き出しトナーが一次転写部Ｔ１に進入するように、交番電圧電源１２ａより電圧印加を開始した時に、中間転写ベルト６ａ上の、帯電ローラ１２ｄを通過した部分が、回収開始時に一次転写部Ｔ１に達し、且つ交番電圧電源１２ａからの電圧印加を終了した時に帯電ローラ１２ｂを通過した部分が、回収終了時に一次転写部Ｔ１に達するようにする。即ち、回収開始前Ｌ５／Ｖから終了前（Ｌ４＋Ｌ５）／Ｖまで負極性バイアスを印加し、付着トナーを吐き出す。
【０１００】
以上の行程を連続画像形成行程を継続している間、所定のページ数毎に行う。全ての画像形成を終えたら、後回転行程を行い、印字シーケンスを終了する。
【０１０１】
具体的には、中間転写ベルト長Ｌ６が４４２．５ｍｍ、プロセス速度Ｖが１１８．０ｍｍ／ｓであり、Ｌ３、Ｌ４、Ｌ５が１７．７ｍｍ、１７．７ｍｍ、８２．６ｍｍである画像形成装置のＡ４モードの印字シーケンスにおいて、二次転写開始後Ｌ３／Ｖ＝０．１５０ｓから、二次転写終了後（Ｌ３＋Ｌ４）／Ｖ＝０．３００ｓまで帯電ローラ１２ｂ、１２ｄに二次転写残トナーを帯電するための正極性バイアスを印加する。
【０１０２】
又、吐き出しトナーの回収は、１色目の一次転写（同時に二次転写残トナーの回収）に対して画像先端から２９７ｍｍ分バイアスを印加してから、２色目の一次転写開始までの間、すなわち（Ｌ６−２９７）／Ｖ＝１．２３３ｓの間の所定の時間帯で、一次転写ローラ７ｂに負極性のバイアスを印加し、感光ドラム１への回収を可能な状態とし、それに対して、開始はＬ５／Ｖ＝０．７００ｓ、終了は（Ｌ４＋Ｌ５）／Ｖ＝０．８５０ｓそれぞれ前に、帯電ローラ１２ｂ、１２ｄに負極性のバイアスを印加し、吐き出す。
【０１０３】
以上の付着トナー除去行程を、帯電ローラに付着トナーが蓄積しすぎ、画像不良などの不具合が発生しないよう、毎度の印字シーケンスにおいて、連続画像形成行程の例えば２０ページ毎と、後回転行程において行う。
【０１０４】
上記のように、二次転写残トナーが複数の帯電ローラによって、均一に帯電され、更に、交番バイアスと直流バイアスを印加することによって、一次転写部における、二次転写残トナーの感光ドラム１への回収力を向上させた画像形成装置においても、本発明は適用でき、参考例１、２に示す効果と同様に、連続画像形成工程において、複数の帯電ローラのクリーニングが可能であることがわかる。
【０１０５】
尚、本行程は、モノカラーにおいても同様に採用できる。又、中間転写体は必ずしもベルト状に限定されずドラム状でもよく、以上に説明した画像形成装置の構成部品の寸法、材質、形状、及びその相対位置などは、特に特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。
【０１０６】
また、複数の帯電ローラを用いる場合は、少なくとも最下流の帯電ローラに、上記負極性バイアスの代わりに正極性のバイアスを印加することによって、該ローラより上流で吐き出されたトナーを正極性に帯電することにより、その感光ドラムへ回収を、一次転写ローラに印加するバイアスを上記のように負極性に切換えずとも、正極性のバイアスのままで実現することも可能である。
【０１０７】
【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、中間転写体上の転写残トナーを帯電する帯電手段を二つ有することで、転写残トナーのより確実なクリーニングが達成できる。また、二つの帯電手段から、中間転写体へのトナーの転写（除去）を行う際に、上流の帯電手段から転写したトナーに重ねて下流の帯電手段からトナーを転写することができるので、帯電手段のクリーニング時間が短縮できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明に係る画像形成装置の参考例を示す概略構成図である。
【図２】 本発明の係る画像形成装置の参考例における帯電ローラの付着トナー除去工程を示すタイミングチャートである。
【図３】 本発明の係る画像形成装置の参考例における帯電ローラの付着トナー除去工程を示すタイミングチャートである。
【図４】 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５】 本発明の係る画像形成装置の他の例における通常のページ間の画像形成工程を示すタイミングチャートである。
【図６】 本発明に係る画像形成装置の他の例における帯電ローラの付着トナー除去工程を示すタイミングチャートである。
【図７】 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８】 本発明に係る画像形成装置の他の例における通常のページ間の画像形成工程を示すタイミングチャートである。
【図９】 本発明の係る画像形成装置の他の例における帯電ローラの付着トナー除去工程を示すタイミングチャートである。
【図１０】 従来の画像形成装置を示す概略構成図である。
【図１１】 従来の画像形成装置の他の例における通常のページ間の画像形成工程を示すタイミングチャートである。
【図１２】 従来の画像形成装置の他の例における帯電ローラの付着トナー除去工程を示すタイミングチャートである。
【符号の説明】
１ 感光ドラム（第一の像担持体）
６ａ 中間転写ベルト（第二の像担持体）
７ｂ 一次転写ローラ
９ 二次転写ローラ
１０ａ 交番電圧電源
１０ｂ、 帯電ローラ（帯電手段）
１０ｃ 帯電対向ローラ
１２ａ 交番及び直流電圧電源
１２ｂ、１２ｄ 帯電ローラ
１３ 感光ドラムクリーナ
１４ａ、１５ａ 直流電圧電源
１４ｂ、１５ｂ 帯電ローラ（帯電手段）
Ｔ１ 一次転写部
Ｔ２ 二次転写部

Claims (2)

1. トナー像を担持する像担持体と、前記像担持体からトナー像の転写を受けて転写材にトナー像の転写をする中間転写体と、前記中間転写体から転写材にトナー像が転写された後、前記中間転写体上に残留した残留トナーをトナーの正規の帯電極性と逆の極性に帯電する第１の帯電手段と、前記第１の帯電手段に電圧を印加する第１の電源と、を有し、前記中間転写体上の前記残留トナーが前記第１の帯電手段に対向する時に、前記第１の電源はトナーの正規の帯電極性と逆極性の電圧を出力し、前記中間転写体上の前記残留トナーが無い領域に前記第１の帯電手段が対向する時に、前記第１の電源は、トナーの正規の帯電極性と同じ極性の電圧を出力して前記第１の帯電手段に付着したトナーを前記中間転写体へ転写する画像形成装置において、
   前記中間転写体の回転方向における前記第１の帯電手段の下流かつ、前記像担持体の上流に、前記中間転写体に対向して配置された第２の帯電手段を有し、前記第２の帯電手段に電圧を印加する第２の電源を有し、前記中間転写体上の前記残留トナーが前記第２の帯電手段に対向する時に、前記第２の電源はトナーの正規の帯電極性と逆極性の電圧を出力し、前記第１の電源がトナーの正規の帯電極性と同じ極性の電圧の出力を開始した後で、かつ、前記第１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２の帯電手段に対向するときに、前記第２の電源がトナーの正規の帯電極性と同じ極性の電圧の出力を開始することを特徴とする画像形成装置。
2. 前記第１の帯電手段及び前記第２の帯電手段によって帯電された前記中間転写体上の前記残留トナーは、前記像担持体から前記中間転写体へのトナー像の転写と同時に、前記中間転写体から前記像担持体へ転写されることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。

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