(57)【要約】【課題】帯電部材への残留トナー付着を抑制しつつ、中間転写体上の残留トナーを良好に像担持体に逆転写させて回収することのできる画像形成装置を提供する。【解決手段】制御部１０４は、設定電流を第１の設定電流から第１の設定電流Ｉｂ１より値が小さな第２の設定電流Ｉｂ２に変更可能であり、第２の設定電流Ｉｂ２に設定する場合における像担持体１と中間転写体１０との間に生じる電位差は、第１の設定電流Ｉｂ１に設定する場合における像担持体１と中間転写体１０との間に生じる電位差よりも大きくなるよう制御する。【選択図】図５
2014119519.tif 000002
【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、
前記像担持体からトナー像が転写される回転移動可能な中間転写体と、
１次転写部において前記像担持体から前記中間転写体へとトナー像を１次転写させる１次転写部材と、
２次転写部において前記中間転写体から記録材へとトナー像を２次転写させる２次転写部材と、
前記中間転写体の回転移動方向において前記１次転写部よりも上流で、前記２次転写の後に前記中間転写体上に残留したトナーを帯電させる帯電部材と、
前記帯電部材に設定電流が定電流として流れるように制御する制御部と、
を有し、
前記２次転写の後に前記中間転写体上に残留したトナーを、前記帯電部材によって正規の極性と逆の極性に帯電し、前記１次転写部において前記中間転写体から前記像担持体へと逆転写させる画像形成装置において、
前記制御部は、前記設定電流を第１の設定電流から前記第１の設定電流より値が小さな第２の設定電流に変更可能であり、前記第２の設定電流に設定する場合における前記像担持体と前記中間転写体との間に生じる電位差は、前記第１の設定電流に設定する場合における前記像担持体と前記中間転写体との間に生じる電位差よりも大きいことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
印字動作中のトナー像を前記像担持体から前記中間転写体に転写する１次転写工程が終了した後に、前記帯電部材の設定電流を前記第１の設定電流から前記第２の設定電流に変更することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記１次転写工程中に前記像担持体に逆転写される前記中間転写体上に残留したトナーは前記第１の設定電流が印加された前記帯電部材によって帯電された残留したトナーであり、１次転写工程が終了した後に前記像担持体に逆転写される残留したトナーは前記第２の設定電流が印加された前記帯電部材によって帯電された残留したトナーとなるように印字動作中に前記設定電流を前記第１の設定電流から前記第２の設定電流に変更することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記第２の設定電流が印加された前記帯電部材によって帯電された前記残留したトナーを逆転写させる時の前記像担持体と前記中間転写体の電位差は、画像形成時の電位差よりも大きいことを特徴とする請求項１から３のいずれかの項に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記帯電部材はブラシ部材で構成されることを特徴とする請求項１から４のいずれかの項に記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記ブラシ部材と前記中間転写体が接触する領域での前記ブラシ部材および中間転写体の抵抗値がそれぞれＲｂ［Ω］、Ｒｉ［Ω］であったとき、
Ｒｂ≧Ｒｉ
という関係を満たすことを特徴とする請求項５に記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記像担持体を露光する露光手段を有し、前記像担持体と前記中間転写体の電位差を前記露光手段の露光によって変化させることを特徴とする請求項１から５のいずれかの項に記載の画像形成装置。
【請求項８】
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が転写される回転移動可能な中間転写体と、
１次転写部において前記像担持体から前記中間転写体へとトナー像を１次転写させる１次転写部材と、
２次転写部において前記中間転写体から記録材へとトナー像を２次転写させる２次転写部材と、
前記中間転写体の回転移動方向において前記１次転写部よりも上流で、前記２次転写の後に前記中間転写体上に残留したトナーを帯電させる帯電部材と、
前記帯電部材に流れる電流が定電流になるように印加する電圧を制御する制御部と、
を有し、
前記２次転写の後に前記中間転写体上に残留したトナーを、前記帯電部材によって２次転写の前とは逆の極性に帯電し、前記１次転写部において前記中間転写体から前記像担持体へと逆転写させる画像形成装置において、
前記制御部は前記帯電部材に印加する電圧を第１の設定電圧から前記第１の設定電圧より値が小さな第２の設定電圧に変更可能であり、前記第２の設定電圧を印加する場合における前記像担持体と前記中間転写体との間に生じる電位差は、前記第１の設定電圧を印加する場合における前記像担持体と前記中間転写体との間に生じる電位差よりも大きいことを特徴とする画像形成装置。
【請求項９】
印字動作中の１次転写工程が終了した後に、前記設定電圧を前記第１の設定電圧から前記第２の設定電圧に変更することを特徴とする請求項８に記載の画像形成装置。
【請求項１０】
１次転写工程中に前記像担持体に逆転写される前記残留したトナーは前記第１の設定電圧が印加された前記帯電部材によって帯電された残留したトナーであり、１次転写工程が終了した後に前記像担持体に逆転写される残留したトナーは前記第２の設定電圧が印加された前記帯電部材によって帯電された前記残留したトナーとなるように印字動作中に前記設定電圧を前記第１の設定電圧から前記第２の設定電圧に変更することを特徴とする請求項８に記載の画像形成装置。
【請求項１１】
前記第２の設定電圧が印加された前記帯電部材によって帯電された残留したトナーを逆転写させる時の前記像担持体と前記中間転写体の電位差は、画像形成時の電位差よりも大きいことを特徴とする請求項８から１０のいずれかの項に記載の画像形成装置。
【請求項１２】
前記帯電部材はブラシ部材で構成されることを特徴とする請求項８から１１のいずれかの項に記載の画像形成装置。
【請求項１３】
前記ブラシ部材と前記中間転写体が接触する領域での前記ブラシ部材および前記中間転写体の抵抗値がそれぞれＲｂ［Ω］、Ｒｉ［Ω］であったとき、
Ｒｂ≧Ｒｉ
という関係を満たすことを特徴とする請求項１２の画像形成装置。
【請求項１４】
前記像担持体を露光する露光手段を有し、前記像担持体と前記中間転写体の電位差を前記露光手段の露光によって変化させることを特徴とする請求項８から１３のいずれかの項に記載の画像形成装置。
【請求項１５】
印字画像の画像情報に基づいて画像の印字率を算出する印字率算出手段と、
前記印字率算出手段の印字率算出結果に基づいて前記第１の設定電流を決定する設定電流決定手段を有し、
前記設定電流決定手段で決定された設定電流を前記第１の設定電流として設定することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項１６】
前記設定電流決定手段とは、前記帯電部材によって次に帯電する予定の画像の印字率に応じて前記設定電流を決定することを特徴とする請求項１５に記載の画像形成装置。
【請求項１７】
前記設定電流決定手段とは、前記１次転写工程中の画像の印字率に応じて前記設定電流を決定することを特徴とする請求項１５に記載の画像形成装置。
【請求項１８】
前記設定電流決定手段とは、前記１次転写工程中の画像の印字率と前記帯電部材によって次に帯電する予定の画像の印字率に応じて前記設定電流を決定することを特徴とする請求項１５に記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複写機、プリンタなどの電子写真方式あるいは静電記録方式の画像形成装置に関し、特に像担持体上に形成したトナー像を中間転写体に転写した後に記録材に転写する中間転写方式を採用した画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、複写機やレーザービームプリンターなどの画像形成装置として、中間転写体を使用する構成を有する画像形成装置が知られている。
【０００３】
この画像形成装置は、１次転写工程として、第１の像担持体としての感光体ドラム表面に形成されたトナー像を、中間転写体に転写する。その後、この１次転写工程を、複数色のトナー像に関して繰り返し実行することにより、中間転写体表面に複数色が重畳したトナー像を形成する。そして、２次転写工程として、中間転写体表面に形成された複数色が重畳したトナー像を、紙などの記録材表面に一括して転写する。一括転写された記録材は、その後、定着手段により、永久定着されることにより、フルカラー画像が形成される。
【０００４】
特許文献１では、２次転写工程後の中間転写体上の残留トナー（以下、「２次転写残トナー」という。）を、導電性ローラを用いた帯電手段に交流電圧を印加して、現像時のトナー帯電状態とは逆極性に帯電する。この導電性ローラは２次転写工程を行う位置よりも中間転写体回転方向下流側であって、１次転写工程を行う位置よりも上流側に位置している。その後、逆極性に帯電された２次転写残トナーは、１次転写部において感光体ドラムに逆転写され、感光体ドラム上のクリーニング手段により回収される。また、逆極性に帯電された２次転写残トナーを次回の１次転写工程時に感光ドラムに逆転写して回収する、所謂転写同時クリーニング方式を採用することが可能である。以上の構成とすることで、次ページの１次転写と同時に中間転写体のクリーニングが可能となりプリントスピードを遅くすることなく連続した画像形成が可能となる。
【０００５】
更に、特許文献２では、中間転写体上の２次転写残トナーを均一に散らし、且つ、均一な帯電を行う帯電部材として導電性ブラシを用いる方法が提案されている。具体的には、導電性ブラシにより中間転写体上の２次転写残トナーを機械的に略均一に散らし、かつ導電性ブラシに直流電圧を印加することで１次回収および帯電を行うことができる。従来の構成に比べ、交流電圧を用いることなく直流電圧のみで中間転写体上の２次転写残トナーを均一な帯電状態とすることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平９−５０１６７号公報
【特許文献２】特開２００９−２０５０１２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、従来の画像形成装置においては、印字枚数が増加すると導電性ブラシの帯電機能が低下し、クリーニング不良に起因する画像不良が発生する場合がある。
【０００８】
印字枚数が増加すると、導電性ブラシの２次転写残トナーを一時的に付着させる１次回収動作が繰り返され、導電性ブラシ内に２次転写残トナーが蓄積する。トナーは導電性ブラシよりも抵抗が高いため、付着した２次転写残トナーの量が増えると、見かけ上の導電性ブラシの抵抗が上昇し、導電性ブラシに所定の電流を流せなくなる。その結果、２次転写残トナーは導電性ブラシから与えられる電荷量が減少し、正極性への帯電が不十分となる。
【０００９】
この帯電が不十分な２次転写残トナーは、周囲の電界から受ける力が弱く、感光体ドラム表面と中間転写体の電位差が小さいと感光体ドラムに逆転写されにくい。特に、感光体ドラム上の画像形成部分に２次転写残トナーを逆転写する場合、感光体ドラムは露光され負極性が小さい。このため、帯電が不十分な２次転写残トナーは逆転写できず、感光体ドラムから転写された画像とともに中間転写体上に残る。その結果、画像が存在する部分に回収しきれなかった前の画像の２次転写残トナーが残る画像不良（ゴースト画像）が発生するという課題があった。
【００１０】
そこで、本発明の目的は、帯電部材への２次転写残トナー付着量を抑制しつつ、中間転写体上の２次転写残トナーを良好に像担持体に逆転写させて回収することのできる画像形成装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
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、第１の本発明は、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が転写される回転移動可能な中間転写体と、１次転写部において前記像担持体から前記中間転写体へとトナー像を１次転写させる１次転写部材と、２次転写部において前記中間転写体から記録材へとトナー像を２次転写させる２次転写部材と、前記中間転写体の回転移動方向において前記１次転写部よりも上流で、前記２次転写の後に前記中間転写体上に残留したトナーを帯電させる帯電部材と、前記帯電部材に設定電流が定電流として流れるように制御する制御部と、を有し、前記２次転写の後に前記中間転写体上に残留したトナーを、前記帯電部材によって正規の極性と逆の極性に帯電し、前記１次転写部において前記中間転写体から前記像担持体へと逆転写させる画像形成装置において、前記制御部は、前記設定電流を第１の設定電流から前記第１の設定電流より値が小さな第２の設定電流に変更可能であり、前記第２の設定電流に設定する場合における前記像担持体と前記中間転写体との間に生じる電位差は、前記第１の設定電流に設定する場合における前記像担持体と前記中間転写体との間に生じる電位差よりも大きいことを特徴とする画像形成装置である。
【００１２】
第２の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が転写される回転移動可能な中間転写体と、１次転写部において前記像担持体から前記中間転写体へとトナー像を１次転写させる１次転写部材と、２次転写部において前記中間転写体から記録材へとトナー像を２次転写させる２次転写部材と、前記中間転写体の回転移動方向において前記１次転写部よりも上流で、前記２次転写の後に前記中間転写体上に残留したトナーを帯電させる帯電部材と、前記帯電部材に流れる電流が定電流になるように印加する電圧を制御する制御部と、を有し、前記２次転写の後に前記中間転写体上に残留したトナーを、前記帯電部材によって２次転写の前とは逆の極性に帯電し、前記１次転写部において前記中間転写体から前記像担持体へと逆転写させる画像形成装置において、前記制御部は前記帯電部材に印加する電圧を第１の設定電圧から前記第１の設定電圧より値が小さな第２の設定電圧に変更可能であり、前記第２の設定電圧を印加する場合における前記像担持体と前記中間転写体との間に生じる電位差は、前記第１の設定電圧を印加する場合における前記像担持体と前記中間転写体との間に生じる電位差よりも大きいことを特徴とする画像形成装置である。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、帯電部材への２次転写残トナー付着量を抑制しつつ、中間転写体上の２次転写残トナーを良好に像担持体に逆転写させて回収することのできる画像形成装置を提供できる。これにより、印字枚数の増加に伴う帯電部材の帯電機能低下を抑制し、クリーニング不良に起因する画像不良のない良好な画質の画像形成装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明に係る画像形成システムの一実施例を説明する概略構成図である。
【図２】本発明に係る画像形成装置の一実施例の概略構成断面図である。
【図３】クリーニング構成を説明する図である。
【図４】導電性ブラシ及び繊維の抵抗測定方法を説明する図である。
【図５】画像形成装置の制御部によって実施される処理を示すフローチャートである。
【図６】導電性ブラシへのトナー回収のメカニズムを説明する概略構成図である。
【図７】等価回路を説明する図である。
【図８】導電性ブラシの設定電流とトナー付着量の関係を示したグラフである。
【図９】各感光体ドラムの電位における導電性ブラシの設定電流とゴースト濃度の関係を示したグラフである。
【図１０】本発明の実施例２に係る画像形成装置の制御部によって実施される処理を示すフローチャートである。
【図１１】本発明の実施例３に係る画像形成装置の制御部によって実施される処理を示すフローチャートである。
【図１２】本発明の実施例４、５に係る処理部１０３のブロック図である。
【図１３】本発明の実施例４に係る印字率算出処理を示すフローチャートである。
【図１４】本発明の実施例４に係る転写前トナー量と転写後トナー量の関係である。
【図１５】本発明の実施例４に係る設定電流決定処理を示すフローチャートである。
【図１６】本発明の実施例４、５に係る最大印字画素数と設定電流の関係である。
【図１７】本発明の実施例５に係る印字率算出処理を示すフローチャートである。
【図１８】本発明の実施例５に係る設定電流決定処理を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
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。
【００１６】
実施例１
（画像形成システム）
図１は、本発明に係る画像形成装置１００と画像送信装置１０１の接続を示す画像形成システムの一実施例の概略図である。
【００１７】
本実施例の画像形成装置１００は、図１に示すように、画像送信装置としてのＰＣなどの情報機器１０１とケーブル１０２を介して接続される。情報機器１０１から画像信号が画像形成装置１００に送信されると、画像形成装置１００内の画像処理部１０３によって受信した信号の解析が行われた後、制御部１０４へ送信される。制御部１０４は、画像処理部１０３で解析された情報に従い、画像形成装置１００の各部を制御する。
【００１８】
（画像形成装置の動作）
図２は、画像形成装置１００の概略構成断面図である。図２を用いて本実施例の画像形成装置１００の構成及び動作を説明する。尚、本実施例の画像形成装置１００は、第１（Ｓａ）〜第４（Ｓｄ）の画像形成ステーションＳを有する。これら４つの画像形成ステーションＳａ〜Ｓｄは図２に示す様に、ベルト状の中間転写体である中間転写ベルト１０の画像送り方向である回転移動方向に概直線状に並置されている。第１画像形成ステーションＳａはイエロー（Ｙ）、第２画像形成ステーションＳｂはマゼンタ（Ｍ）、第３画像形成ステーションＳｃはシアン（Ｃ）、第４画像形成ステーションＳｄはブラック（Ｂｋ）の画像形成部である。
【００１９】
画像形成装置１００に配設された画像形成ステーションＳは、像担持体であるドラム状の電子写真感光体（以下、「感光体ドラム」という。）１（１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ）を備えている。この感光体ドラム１は矢印の方向に１００ｍｍ／ｓｅｃの周速度（プロセススピード）で回転駆動される。感光体ドラム１の周囲には帯電ローラ２（２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄ）、像露光手段３（３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄ）、現像器４（４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄ）が配設されている。
【００２０】
それぞれの画像形成ステーションＳでの画像形成動作は同一であるので、ここでは画像形成動作は第１画像形成ステーションＳａを用いて説明する。
【００２１】
感光体ドラム１ａは所定の周速度で回転駆動する回転過程で、帯電ローラ２ａにより所定の極性・電位に表面を一様に帯電処理される。次いで像露光手段３ａにより画像信号に従った像露光を受ける。感光体ドラム１ａ上の露光された部分の電位（明部電位ＶＬ）は露光されていない部分の電位（暗部電位Ｖｄ）よりも極性が小さくなる。これにより目的のカラー画像のイエロー色成分像に対応した静電潜像が感光体ドラム１ａ上に形成される。次いで、その静電潜像は現像位置において第１の現像器（イエロー現像器）４ａにより現像され、イエロートナー像として可視化される。
【００２２】
中間転写ベルト１０は、張架部材１１、１２、１３とで回転移動可能に張架され、感光体ドラム１ａと当接した対向部で同方向に移動する向きに、感光体ドラム１ａと略同一の周速度で回転駆動される。感光体ドラム１ａは中間転写ベルト１０を挟んで対向位置に１次転写部材である１次転写ローラ１４ａと当接している。１次転写ローラ１４ａは１次転写電源１５ａに接続している。感光体ドラム１ａ上に形成されたイエロートナー像は、１次転写部である感光体ドラム１ａと中間転写ベルト１０との当接部（以下、「１次転写ニップ」という。）Ｔ１ａを通過する過程で、１次転写電源１５ａより１次転写ローラ１４ａに印加した１次転写電圧によって、中間転写ベルト１０の上（中間転写体上）に転写される（１次転写）。感光体ドラム１ａ表面に残留した１次転写残トナーは、クリーニング装置５ａにより清掃、除去された後、感光体ドラム１ａは帯電以下の画像形成プロセスに供せられる。
【００２３】
以下、同様にして、第２色のマゼンタトナー像、第３色のシアントナー像、第４色のブラックトナー像が形成され、中間転写ベルト１０上に順次重ねて転写されて、目的のカラー画像に対応した合成カラー画像が得られる。
【００２４】
中間転写ベルト１０上の４色のトナー像は、中間転写ベルト１０と２次転写部材である２次転写ローラ２０との２次転写部である２次転写ニップＴ２を通過する。その過程で、２次転写電源２１により、２次転写ローラ２０に印加した２次転写電圧によって、給紙手段５０により給紙された記録材Ｐの表面に一括転写される（２次転写）。その後、４色のトナー像を担持した記録材Ｐは定着器３０に導入され、そこで加熱および加圧されることにより４色のトナーが溶融混色して記録材Ｐに固定される。以上の動作により、フルカラーのプリント画像が形成される。
【００２５】
また、２次転写後に中間転写ベルト１０表面に残留した２次転写残トナーは、２次転写残トナーの帯電手段の帯電部材である導電性ブラシ１６により均一に散らされ、かつ帯電される。その後、ローラ１７により電荷が付与され、１次転写ニップで感光体ドラム１ａに逆転写される。感光体ドラム１ａに付着した２次転写残トナーは感光体クリーニング装置５ａによって除去される。
【００２６】
（転写構成）
中間転写ベルト１０は、厚さ１００μｍで、導電剤としてカーボンを混合することにより体積抵抗率を１×１０9Ω・ｃｍに調整した無端状のポリイミド樹脂を用いている。中間転写ベルト１０は、駆動ローラ１１、テンションローラ１２、２次転写対向ローラ１３の３軸で張架され、テンションローラ１２により総圧６０Ｎの張力で張架されている。
【００２７】
なお、本実施例では、中間転写ベルト１０の材料としてポリイミド樹脂を使用したものの、熱可塑性樹脂であれば、他の材料でもよく、例えば、ポリエステル、ポリカーボネート、ポリアリレート、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶｄＦ）等の材料を使用しても良い。
【００２８】
１次転写ローラ１４ａ〜１４ｄは、外径６ｍｍのニッケルメッキ鋼棒に、体積抵抗率１０7Ω・ｃｍ、厚み３ｍｍに調整したＮＢＲとエピクロルヒドリンゴムを主成分とする発泡スポンジ体で覆った外径１２ｍｍのものを用いている。中間転写ベルト１０を介して感光体ドラム１ａ〜１ｄに対し、９．８Ｎの加圧力で当接させ、中間転写ベルト１０の回転に伴い、従動して回転する。また、感光体ドラム１ａ〜１ｄのトナーを１次転写している時には、１次転写ローラ１４ａ〜１４ｄには１５００Ｖの電圧が印加されている。
【００２９】
２次転写ローラ２０は外径８ｍｍのニッケルメッキ鋼棒に、体積抵抗率１０8Ω・ｃｍ、厚み５ｍｍに調整したＮＢＲとエピクロルヒドリンゴムを主成分とする発泡スポンジ体で覆った外径１８ｍｍのものを用いている。また、２次転写ローラ２０は、中間転写ベルト１０に対して、５０Ｎの加圧力で当接させ、中間転写ベルト１０に対して従動回転する。また、中間転写ベルト１０上のトナーを紙等の記録材Ｐに２次転写している時には、２次転写ローラ２０には２５００Ｖの電圧が印加されている。
【００３０】
（２次転写残トナーの帯電手段）
２次転写残トナーの帯電手段として、ブラシ部材である導電性ブラシ１６と導電性ローラ１７を用いている。
【００３１】
導電性ブラシ１６を構成する導電性繊維はナイロンを主成分とし、導電剤としてカーボンを使用している。導電性繊維の１本の単位長さあたり抵抗値は１×１０12Ω／ｃｍであり、単糸繊度３００Ｔ／６０Ｆ（５ｄｔｅｘ）である。導電性ブラシ１６の密度は１００ｋＦ／ｉｎｃｈ２である。導電性ブラシ１６は、高圧電源６０から所定の電圧が印加され、２次転写残トナーを帯電する構成となっている。導電性繊維１６ａの抵抗測定方法は、図４に示されるように、測定対象の導電性繊維１６ａを幅１０ｍｍ（Ｄ）で配置された２本のφ５金属ローラ８３で張架し、片側１００ｇの錘８４にて荷重をかける。この状態で、電源８１から２００Ｖの電圧を、金属ローラ８３を介して導電性繊維１６ａに印加し、その時の電流値を電流計８２で読み取り、１０ｍｍ（１ｃｍ）あたりの導電性繊維１６ａの抵抗値（Ω／ｃｍ）を算出している。
【００３２】
導電性ローラ１７としては、体積抵抗率１０9Ω・ｃｍのウレタンゴムを主成分とする弾性ローラを使用している。導電性ローラ１７は、中間転写ベルト１０を介して２次転写対向ローラ１３に対し総圧９．８Ｎで不図示のバネにより加圧され、中間転写ベルト１０の回転に伴い、従動して回転する。また、導電性ローラ１７には、高圧電源７０から、１５００Ｖの電圧が印加され、２次転写残トナーを帯電する構成となっている。尚、本実施例では導電性ローラ１７としてウレタンゴムを用いたが特に限定されるものではなく、ＮＢＲ、ＥＰＤＭ、エピクロルヒドリンなどであっても良い。
【００３３】
（中間転写ベルトクリーニング方法）
次に、中間転写ベルト１０のクリーニング方法について図３を用いて説明する。
【００３４】
本実施例において、上述したように現像器４ａ〜４ｄでトナーは負極性に帯電された後、感光体ドラム１ａ〜１ｄ上の静電潜像は負極性に帯電したトナーによってトナー像として現像される。現像されたトナー像は、１次転写電源１５ａ〜１５ｄにより正極性の電圧を印加された１次転写ローラ１４ａ〜１４ｄにより中間転写ベルト１０に順次１次転写され、重畳したフルカラートナー画像が形成される。中間転写ベルト１０上に形成されたトナー画像は２次転写電源２１より正極性の電圧を印加された２次転写ローラ２０により紙等の記録材Ｐに２次転写して画像形成を行っている。
【００３５】
図３に示すように、２次転写後に中間転写ベルト１０上に残留した２次転写残トナーは、２次転写ローラ２０に印加した正極性の電圧の影響により正、負両方の極性が混在する。また、記録材Ｐ表面の凹凸の影響を受け、２次転写残トナーは局所的に複数層に重なって中間転写ベルト１０上に残留する（図３中Ａ）。
【００３６】
中間転写ベルト１０の回転方向上流側に位置する導電性ブラシ１６は回転移動する中間転写ベルト１０に対して固定配置され、かつ中間転写ベルト１０に対して所定の侵入量で配置されている。そのため、中間転写ベルト１０上に複数層に堆積していた２次転写残トナーは、導電性ブラシ１６通過時に、導電性ブラシ１６と中間転写ベルト１０の周速差により機械的に略一層の高さに散らされる（図３中Ｂ）。
【００３７】
また、導電性ブラシ１６には高圧電源６０より正極性の電圧を印加し、定電流制御を行うことで２次転写残トナーを導電性ブラシ１６通過時に画像形成時である現像時のトナー極性と逆極性である正極性に帯電する。正極性に帯電しきれなかった負極性トナーは、導電性ブラシ１６に１次回収される。
【００３８】
その後、導電性ブラシ１６を通過した２次転写残トナーは、中間転写ベルト１０の回転方向に移動し、回転方向下流側の導電性ローラ１７に到達する。導電性ローラ１７には、ローラ高圧電源７０により正極性の電圧（本実施例では１５００Ｖ）が印加されている。導電性ブラシ１６を通過し、正極性に帯電された２次転写残トナーは、導電性ローラ１７通過時に更に帯電され、転写同時クリーニングを実現させるために最適な正電荷を付与することができる（図３中Ｃ）。最適な電荷が付与された２次転写残トナーは、１次転写部Ｔ１ａにおいて１次転写ローラ１４ａに印加された正極性の電圧により感光体ドラム１ａに逆転写され、感光体ドラム１ａ上（像担持体上）に配置されたクリーニング装置５ａへ回収される。導電性ブラシ１６に１次回収されたトナー及び導電性ローラ１７に付着したトナーは印刷動作終了時の後回転動作により、定期的に吐き出される。
【００３９】
尚、本実施例では導電性ブラシ１６の中間転写ベルト１０の回転方向下流側に導電性ローラ１７を配置しているが、その目的とするところは、導電性ブラシ１６通過後の帯電量をより均一にすることである。従って、導電性ローラ１７が無くても２次転写残トナーの帯電量が所定の範囲内であれば、導電性ブラシ１６のみで２次転写残トナーは帯電することができる。２次転写残トナーの帯電量は、２次転写時の温度、湿度などの環境、中間転写ベルト１０上のトナー帯電量、紙等の記録材の種類などで変化することが多く、導電性ローラ１７を用いることで、前述の２次転写残トナーの帯電量のバラツキに対応することができる。
【００４０】
（本実施例の特徴）
本実施例は、中間転写ベルト１０上の２次転写残トナーを導電性ブラシ１６により帯電することで転写同時クリーニングを行う画像形成装置１００に関するものである。印字動作中の１次転写工程が全て終了した後に、導電性ブラシ１６の設定電流を第１の設定電流からそれよりも小さな第２の設定電流に変更する。次に、第２の設定電流が印加された導電性ブラシ１６によって帯電された２次転写残トナーを逆転写させるように感光体ドラム１ａの表面電位を中間転写ベルト１０との間に生じる電位差が大きくなる所定の電位に制御することを特徴とする。
【００４１】
具体的には、印字動作中の導電性ブラシ１６の動作について、図２の構成図および図５のフローチャートに沿って説明する。
【００４２】
図５のフローチャートのＳ１において、画像形成装置１００にＰＣなどの情報機器１０１より画像信号が送られると処理部１０３で信号が解析され、制御部１０４によって各部に指示が送られて印字動作を開始する。次にＳ２において、感光体ドラム１ａ〜１ｄ上に現像されたトナー像を中間転写ベルト１０上に順次１次転写を行う。
【００４３】
この時の第１画像形成ステーションＳａの感光体ドラム１ａの表面電位は、画像部である露光された明部電位ＶＬ部と非画像部である露光されていない暗部電位Ｖｄ部との比率によって決まる。したがって、Ｓ２における感光体ドラム１ａの表面の平均電位をＶ１とすると、｜ＶＬ｜≦｜Ｖ１｜≦｜Ｖｄ｜という関係が成り立ち、画像の印字率によってＶ１は変化する。
【００４４】
次にＳ３において、導電性ブラシ１６に制御部１０４で制御された第１の設定電流Ｉｂ１を印加する。Ｓ４においては、第４画像形成ステーションＳｄの１次転写工程の終了を判定する。１次転写工程が終了していない場合は、上記のＳ２およびＳ３の工程が繰り返される。第４画像形成ステーションＳｄの１次転写工程が全て終了した場合は、Ｓ５において、制御部１０４によって導電性ブラシ１６の設定電流をＩｂ２に変更し、感光体ドラム１ａの表面の平均電位をＶ２になるように制御する。Ｓ６においては、２次転写残トナーが導電性ブラシ１６を通過し、中間転写ベルト１０上より除去された後に、導電性ブラシ１６への電流印加を停止する。Ｓ７において、印字動作を終了する。
【００４５】
本実施例のＳ２において、感光体ドラム１ａの表面の明部電位ＶＬは−１００〔Ｖ〕、暗部電位Ｖｄは−５００〔Ｖ〕である。仮に、ＶＬとＶｄの各部分の比率が５０％であるとした時、感光体ドラム１ａの表面の平均電位Ｖ１は−３００〔Ｖ〕となる。また、導電性ブラシ１６に印加する第１の設定電流Ｉｂ１は２０〔μＡ〕としている。Ｓ２およびＳ３において、第１の設定電流Ｉｂ１が印加されている導電性ブラシ１６を通過する際に２次転写残トナーは、正極性に帯電され、帯電しきれなかったトナーは導電性ブラシ１６に１次回収される。その後、帯電された２次転写残トナーは、表面電位がＶ１である感光体ドラム１ａに逆転写され、クリーニング装置５ａで感光体ドラム１ａ上から除去され、回収される。この時、第１の画像形成ステーションＳａでは、感光体ドラム１ａ上のトナー像は中間転写ベルト１０上に転写されており、同時に２次転写残トナーを回収する転写同時クリーニングが行われている。
【００４６】
Ｓ５において、感光体ドラム１ａの表面の平均電位Ｖ２は例えば画像露光を行わない暗部電位Ｖｄと同じ−５００〔Ｖ〕とし、導電性ブラシ１６に印加する第２の設定電流Ｉｂ２は５〔μＡ〕としている。Ｓ５およびＳ６において、設定電流Ｉｂ２が印加されている導電性ブラシ１６を通過した２次転写残トナーは、正極性に帯電され、帯電しきれなかったトナーは、導電性ブラシ１６に１次回収される。その後、帯電された２次転写残トナーは、表面電位がＶ２に制御された感光体ドラム１ａに逆転写され、クリーニング装置５ａで感光体ドラム１ａ上から除去され、回収される。この時、感光体ドラム１ａ上にはトナー像は無く、中間転写ベルト１０上へのトナー像の転写は行われていないため、転写同時クリーニングで中間転写ベルト１０上より除去されるわけではない。したがって、本実施例において、第１画像形成ステーションＳａを２次転写残トナーの回収ステーションとして説明したものの、第２画像形成ステーションＳｂから第４画像形成ステーションＳｄのいずれかで２次転写残トナーを回収しても良い。
【００４７】
（本実施例の作用）
次に本実施例の作用について説明をする。
【００４８】
導電性ブラシ１６の設定電流と２次転写残トナーの付着量の関係について、図６および図７を使用して説明する。図６の模式図に示すように、導電性ブラシ１６は電源６０より、所定の電流が印加され、電流経路としては中間転写ベルト１０を介して、対向ローラ１３に向かって流れている。図７は、上述の構成を等価回路にしたものであり、電源６０からＩ〔Ａ〕の定電流制御されている様子を示している。
【００４９】
導電性ブラシ１６と中間転写ベルト１０が接触する領域での抵抗値がそれぞれＲｂ〔Ω〕、Ｒｉ〔Ω〕であったとき、図７の等価回路上では、それぞれの部材を抵抗値Ｒｂ〔Ω〕の抵抗体１６ｂ、Ｒｉ〔Ω〕の抵抗体１０ｂとみなしている。この時、導電性ブラシ１６にかかる電位差Ｖｂ〔Ｖ〕はＶｂ＝Ｒｂ×Ｉ、中間転写ベルト１０にかかる電位差Ｖｉ〔Ｖ〕は、Ｖｉ＝Ｒｉ×Ｉとなり、電位差はそれぞれ、中間転写ベルト１０と導電性ブラシ１６の抵抗値と流れる電流値に依存する。導電性ブラシ１６には、正極性の電圧が印加されているため、正、負両方の極性が混在した２次転写残トナーが導電性ブラシ１６へ突入する際には、負極性のトナーが静電的に導電性ブラシ１６に付着する。導電性ブラシ１６に流す電流値が大きいと、導電性ブラシ１６の先端と根元の電位差Ｖｂが大きくなり、トナーを静電的に引き付ける力が強く、導電性ブラシ１６の毛先から根元にまで２次転写残トナーは付着する。反対に、導電性ブラシ１６に流す電流値が小さいと電位差Ｖｂは小さくなり、トナーを静電的に引きつける力が弱まって、導電性ブラシ１６の根元のトナー付着量は少なくなる。
【００５０】
図８は導電性ブラシ１６の設定電流とトナー付着量の関係について実験を行った結果である。導電性ブラシ１６の設定電流としてそれぞれ５〔μＡ〕、２５〔μＡ〕を印加した状態で印字動作を繰り返すと、５〔μＡ〕を印加した導電性ブラシ１６は、２５〔μＡ〕を印加した導電性ブラシ１６に対して、トナー付着量が半分程度となり、導電性ブラシ１６の設定電流と２次転写残トナーの付着量の関係が確認された。したがって、印字動作中に導電性ブラシ１６の設定電流をＩｂ１からそれよりも小さいＩｂ２に変えると、設定電流をＩｂ２に低下した分だけ導電性ブラシ１６のトナー付着量を低減することが可能となる。また、導電性ブラシ１６と中間転写ベルト１０の抵抗値Ｒｂ〔Ω〕、Ｒｉ〔Ω〕が、Ｒｂ≧Ｒｉの関係であるとき、導電性ブラシ１６にかかる電位差Ｖｂ〔Ｖ〕は、中間転写ベルト１０にかかる電位差Ｖｉ〔Ｖ〕より大きくなり、２次転写残トナーは導電性ブラシ１６に付着しやすくなるため、本実施例における導電性ブラシ１６の設定電流低下によるトナー付着低減の効果は大きくなる。
【００５１】
次に導電性ブラシ１６に印加する各設定電流に対して、クリーニングの動作を説明する。導電性ブラシ１６を通過した２次転写残トナーが感光体ドラム１ａから逆転写される際に受ける力は、２次転写残トナーの電荷量と、感光体ドラム１ａと中間転写ベルト１０との間に生じる電位差によって決まる。第１の設定電流Ｉｂ１が印加されている導電性ブラシ１６を通過し正極性に帯電された２次転写残トナーは、平均表面電位がＶ１である感光体ドラム１ａに逆転写される。この時の感光体ドラム１ａの平均表面電位Ｖ１は、明部電位ＶＬと暗部電位Ｖｄの各部分の比率によって決まり、感光体ドラム１ａと中間転写ベルト１０との間の電位差が最も小さくなるのは、感光体ドラム１ａの全面がＶＬとなった場合である。感光体ドラム１ａと中間転写ベルト１０の電位差が最少である状態で、感光体ドラム１ａに逆転写できるように、導電性ブラシ１６は２次転写残トナーに電荷を与え十分に帯電させなければならない。そのため、設定電流Ｉｂ１は上述の状態を満たす値を設定しなければならず、本実施例では２０〔μＡ〕としている。一方、第２の設定電流Ｉｂ２が印加されている導電性ブラシ１６を通過し、正極性に帯電された２次転写残トナーは、１次転写工程が全て終了し平均表面電位がＶ２に制御された感光体ドラム１ａに逆転写される。この時、設定電流がＩｂ２＜Ｉｂ１であるため、設定電流Ｉｂ１を導電性ブラシ１６に印加した場合に比べて２次転写残トナーの帯電量が小さい。そのため、感光体ドラム１ａと中間転写ベルト１０との間に生じる電位差を大きくして逆転写される際に受ける力を補う必要がある。本実施例では感光体ドラム１ａの表面電位Ｖ２を−５００〔Ｖ〕として中間転写ベルト１０との間に生じる電位差を大きくしている。
【００５２】
図９は感光体ドラム１ａの各表面電位に対する導電性ブラシ１６の設定電流とゴースト濃度の関係について実験を行った結果である。ゴースト濃度とは、導電性ブラシ１６において、２次転写残トナーの帯電が不十分で逆転写されずに中間転写ベルト１０上に残り画像不良となった２次転写残トナーの濃度を０から４のランク付けを行い評価したものである。ゴースト濃度の各ランクの画像不良の状態を説明すると、ランク０は画像上に２次転写残トナーが全くない状態、ランク１は画像によらず２次転写残トナーが気にならない状態、ランク２は画像の種類によって２次転写残トナーが気になることがある状態、ランク３以降はどの画像でも２次転写残トナーが気になる状態である。ゴースト濃度の評価方法は、評価者の目視による判断に加えて、グレタグマクベス社製の反射濃度計を使用した画像不良の濃度測定結果を加味して小数点１桁までランク評価を行っている。本実施例においては、ゴースト濃度１以下であれば十分なクリーニング性能を有すると判断している。
【００５３】
感光体ドラム１ａの表面電位が−１００〔Ｖ〕の場合、導電性ブラシ１６の設定電流は２０〔μＡ〕であればゴースト濃度が０．９となりクリーニングの性能を満たす。一方、感光体ドラム１ａの表面電位が−５００〔Ｖ〕の場合、導電性ブラシ１６の設定電流は５〔μＡ〕であればゴースト濃度が０．８となりクリーニングの性能を満たす。したがって、導電性ブラシの設定電流が小さい場合でも、感光体ドラム１ａの表面電位を中間転写ベルト１０との間に生じる電位差が大きくなる所定の電位に制御することでクリーニング性能を維持することが可能である。
【００５４】
以上説明したように、印字動作中の１次転写工程が全て終了した時に導電性ブラシ１６の設定電流をＩｂ１からそれよりも小さいＩｂ２に変更することで、導電性ブラシ１６のトナー付着量を低減して耐久による導電性ブラシ１６の見かけ上の抵抗上昇を抑制できる。さらに、設定電流Ｉｂ２が印加されている導電性ブラシ１６を通過した帯電が不十分な２次転写残トナーを、感光体ドラム１ａの表面電位を中間転写ベルト１０との間に生じる電位差が大きくなる所定の電位に制御することで逆転写可能にする。このことで、帯電量の小さい２次転写残トナーを感光体ドラムに逆転写できる。このため、安定してクリーニング性能を維持できる画像形成装置を提供することができる。
【００５５】
［実施例２］
本実施例で適用する画像形成装置の構成において、前記実施例の１と同様のものには、同一部材には同一符号を付し、説明を省略する。
【００５６】
本実施例は１次転写全工程が終了してから導電性ブラシ設定電流を第二の設定電流に変更した実施例１とは異なり、１次転写工程中に設定電流を変更し、１次転写工程が終了してから感光体ドラムの電位を変更する。
【００５７】
以下に更に詳しく説明する。
【００５８】
（本実施例の特徴）
本実施例は、中間転写ベルト１０上の２次転写残トナーを導電性ブラシ１６により帯電することでクリーニングを行う画像形成装置１００において、導電性ブラシ１６の設定電流として第１の設定電流とそれよりも小さい第２の設定電流を持つ。１次転写工程中に感光体ドラム１ａに逆転写される２次転写残トナーは、第１の設定電流が印加された導電性ブラシ１６によって帯電された２次転写残トナーである。そして、１次転写工程が終了した後に感光体ドラム１ａに逆転写される２次転写残トナーは第２の設定電流が印加された導電性ブラシ１６によって帯電された２次転写残トナーとなる。上述のようになるように印字動作中に導電性ブラシ１６の設定電流を第１の設定電流から第２の設定電流に変更する。そして、第２の設定電流が印加された導電性ブラシ１６によって帯電された２次転写残トナーを逆転写させるように感光体ドラム１ａの表面電位を中間転写ベルト１０との間に生じる電位差が大きくなる所定の電位に制御することを特徴とする。
【００５９】
具体的には、印字動作中の導電性ブラシ１６の動作について、図２の構成図および図１０のフローチャートに沿って説明する。
【００６０】
図１０のフローチャートのＳ８において、画像形成装置１００にＰＣなどの情報機器１０１より画像信号が送られると処理部１０３で信号が解析され、制御部１０４によって各部に指示が送られて印字動作を開始する。次にＳ９において、感光体ドラム１ａ〜１ｄ上に現像されたトナー像を中間転写ベルト１０上に順次１次転写を行う。この時の第１画像形成ステーションＳａの感光体ドラム１ａの表面電位は、画像部である露光された明部電位ＶＬ部と非画像部である露光されていない暗部電位Ｖｄ部との比率によって決まる。したがって、Ｓ９における感光体ドラム１ａの表面の平均電位をＶ１とすると、｜ＶＬ｜≦｜Ｖ１｜≦｜Ｖｄ｜という関係が成り立ち、画像の印字率によってＶ１は変化する。Ｓ１０において、導電性ブラシ１６に制御部１０４で制御された第１の設定電流Ｉｂ１を印加する。Ｓ１１において、導電性ブラシ１６を通過中の２次転写残トナーが１次転写工程中の感光体ドラム１ａに逆転写されるかどうかを判定する。具体的には、導電性ブラシ１６と感光体ドラム１ａの間の距離が５０ｍｍであり、中間転写ベルト１０の周速度が１００ｍｍ／ｓｅｃである時、導電性ブラシ１６を通過中の２次転写残トナーが感光体ドラム１ａに到達するまで０．５ｓｅｃの時間を要する。残りの印刷範囲から、感光体ドラム１ａが０．５ｓｅｃ後に１次転写工程を行っているかどうか判定する。０．５ｓｅｃ後に１次転写工程を行っており、導電性ブラシ１６を通過中の２次転写残トナーは１次転写工程中の感光体ドラム１ａに逆転写されると判定されると、上記のＳ９およびＳ１０の工程が繰り返される。０．５ｓｅｃ後に１次転写工程が終了しており、導電性ブラシ１６を通過中の２次転写残トナーが１次転写工程後の感光体ドラム１ａに逆転写されると判定されると、Ｓ１２において、制御部１０４によって導電性ブラシ１６の設定電流をＩｂ２に変更する。Ｓ１３において、第１画像形成ステーションＳａの１次転写工程が終了し、Ｓ１４において、感光体ドラム１ａの表面の平均電位をＶ２になるように制御する。Ｓ１５においては、全ての２次転写残トナーが導電性ブラシ１６を通過し、中間転写ベルト１０上より除去された後に、導電性ブラシ１６への電流印加を停止する。Ｓ１６においては、印字動作を終了する。
【００６１】
ここで、Ｓ９において、感光体ドラム１ａの表面の明部電位ＶＬは−１００〔Ｖ〕、暗部電位Ｖｄは−５００〔Ｖ〕である。仮に、ＶＬとＶｄの各部分の比率が５０％であるとした時、感光体ドラム１ａの表面の平均電位Ｖ１は−３００〔Ｖ〕となる。また、導電性ブラシ１６に印加する第１の設定電流Ｉｂ１は２０〔μＡ〕としている。Ｓ９およびＳ１０において、第１の設定電流Ｉｂ１が印加されている導電性ブラシ１６を通過する際に２次転写残トナーは、正極性に帯電され、帯電しきれなかったトナーは導電性ブラシ１６に１次回収される。その後、帯電された２次転写残トナーは、表面電位がＶ１である感光体ドラム１ａに逆転写され、クリーニング装置５ａで感光体ドラム１ａ上から除去され、回収される。この時、第１の画像形成ステーションａでは、感光体ドラム１ａ上のトナー像は中間転写ベルト１０上に転写されており、同時に２次転写残トナーを回収する転写同時クリーニングが行われている。
【００６２】
Ｓ１４において、感光体ドラム１ａの表面の平均電位Ｖ２は暗部電位Ｖｄと同じ−５００〔Ｖ〕とし、導電性ブラシ１６に印加する第２の設定電流Ｉｂ２は５〔μＡ〕としている。Ｓ１４およびＳ１５において、設定電流Ｉｂ２が印加されている導電性ブラシ１６を通過した２次転写残トナーは、正極性に帯電され、帯電しきれなかったトナーは、導電性ブラシ１６に１次回収される。その後、帯電された２次転写残トナーは、表面電位がＶ２に制御された感光体ドラム１ａに逆転写され、クリーニング装置５ａで感光体ドラム１ａ上から除去され、回収される。この時、感光体ドラム１ａ上にはトナー像は無く、中間転写ベルト１０上へのトナー像の転写行われていないため、転写同時クリーニングで中間転写ベルト１０上より除去されるわけではない。したがって、本実施例において、第１画像形成ステーションＳａを２次転写残トナーの回収ステーションとして説明したものの、第２画像形成ステーションＳｂから第４画像形成ステーションＳｄのいずれかで２次転写残トナーを回収しても良い。
【００６３】
（本実施例の作用）
次に本実施例の作用について説明をする。
【００６４】
本実施例において、導電性ブラシ１６の設定電流を低下することでトナーのブラシ付着量を低減させる作用と、感光体ドラム１ａ表面電位を中間転写ベルト１０との間に生じる電位差が大きくなる所定の電位に制御することで安定したクリーニング性能を維持する作用については、実施例１で説明した内容と同一である。このため、説明を省略する。
【００６５】
実施例１においては、１次転写工程が全て終了した時に導電性ブラシ１６の設定電流を変える。そのため、第４画像形成ステーションＳｄの下流側から導電性ブラシ１６の上流側までの中間転写ベルト１０の距離が短いほど導電性ブラシ１６に設定電流Ｉｂ２を印加する時間が短くなり、トナーのブラシ付着量を低減する作用が弱まる。対して本実施例は、１次転写工程中に設定電流を第一の設定電流から第二の設定電流に変更する。そのため、１次転写工程中に感光体ドラム１ａに逆転写される２次転写残トナーは、第１の設定電流が印加された導電性ブラシ１６によって帯電された２次転写残トナーである。そして、１次転写工程が終了した後に感光体ドラム１ａに逆転写される２次転写残トナーは、第２の設定電流が印加された導電性ブラシ１６によって帯電された２次転写残トナーとなる。このように印字動作中に導電性ブラシ１６の設定電流を第１の設定電流から第２の設定電流に変更するため、第４画像形成ステーションＳｄと導電性ブラシ１６の配置によらず、導電性ブラシ１６に設定電流Ｉｂ２を印加する時間を長くすることが可能となる。
【００６６】
以上説明したように、１次転写工程中に感光体ドラム１ａに逆転写される２次転写残トナーは、設定電流Ｉｂ１が印加された導電性ブラシ１６によって帯電された２次転写残トナーである。そして、１次転写工程が終了した後に感光体ドラム１ａに逆転写される２次転写残トナーは、設定電流Ｉｂ２が印加された導電性ブラシ１６によって帯電された２次転写残トナーとなる。このように導電性ブラシ１６の設定電流をＩｂ１からそれよりも小さいＩｂ２に変えることで、導電性ブラシ１６のトナー付着量を低減して耐久による導電性ブラシ１６の見かけ上の抵抗上昇を抑制する。また、設定電流Ｉｂが印加されている導電性ブラシ１６を通過した帯電が不十分な２次転写残トナーを、感光体ドラム１ａの表面電位を中間転写ベルト１０との間に生じる電位差が大きくなる所定の電位に制御することで逆転写可能にすることで、帯電量の小さい２次転写残トナーを感光体ドラムに逆転写できる。そのため、安定してクリーニング性能を維持できる画像形成装置を提供することができる。
【００６７】
［実施例３］
本実施例で適用する画像形成装置の構成において、前記実施例の１と同様のものには、同一部材には同一符号を付し、説明を省略する。
【００６８】
本実施例は、導電性ブラシ１６へは設定電圧を印加するという点で設定電流を印加する実施例１とは異なる。
【００６９】
（本実施例の特徴）
本実施例は、中間転写ベルト１０上の２次転写残トナーを導電性ブラシ１６により帯電することで転写同時クリーニングを行う画像形成装置１００に関する。画像形成装置１００において、印字動作中の１次転写工程が全て終了した後に、導電性ブラシ１６の設定電圧を第１の設定電圧Ｖｂ１からそれよりも小さな第２の設定電圧Ｖｂ２に変更する。そして、第２の設定電圧が印加された導電性ブラシ１６によって帯電された２次転写残トナーを逆転写させるように感光体ドラム１ａの表面電位を中間転写ベルト１０との間に生じる電位差が大きくなる所定の電位に制御することを特徴とする。
【００７０】
具体的には、印字動作中の導電性ブラシ１６の動作について、図２の構成図および図１１のフローチャートに沿って説明する。
【００７１】
図１１のフローチャートのＳ１７においては、画像形成装置１００にＰＣなどの情報機器１０１より画像信号が送られると処理部１０３で信号が解析され、制御部１０４によって各部に指示が送られて印字動作を開始する。Ｓ１８においては、感光体ドラム１ａ〜１ｄ上に現像されたトナー像を中間転写ベルト１０上に順次１次転写を行う。この時の第１画像形成ステーションＳａの感光体ドラム１ａの表面電位は、画像部である露光された明部電位ＶＬ部と非画像部である露光されていない暗部電位Ｖｄ部との比率によって決まる。したがって、Ｓ１８における感光体ドラム１ａの表面の平均電位をＶ１とすると、｜ＶＬ｜≦｜Ｖ１｜≦｜Ｖｄ｜という関係が成り立ち、画像の印字率によってＶ１は変化する。Ｓ１９においては、導電性ブラシ１６に制御部１０４で制御された第１の設定電圧Ｖｂ１を印加する。Ｓ２０においては、第４画像形成ステーションＳｄの１次転写工程の終了を判定する。１次転写工程が終了していない場合は、上記のＳ１８およびＳ１９の工程が繰り返される。第４画像形成ステーションＳｄの１次転写工程が全て終了した場合は、Ｓ２１において、制御部１０４によって導電性ブラシ１６の設定電圧をＶｂ２に変更し、感光体ドラム１ａの表面の平均電位をＶ２になるように制御する。Ｓ２２においては、２次転写残トナーが導電性ブラシ１６を通過し、中間転写ベルト１０上より除去された後に、導電性ブラシ１６への電圧印加を停止する。Ｓ２３においては、印字動作を終了する。
【００７２】
ここで、Ｓ１８において、感光体ドラム１ａの表面の明部電位ＶＬは−１００〔Ｖ〕、暗部電位Ｖｄは−５００〔Ｖ〕である。仮に、ＶＬとＶｄの各部分の比率が５０％であるとした時、感光体ドラム１ａの表面の平均電位Ｖ１は−３００〔Ｖ〕となる。また、導電性ブラシ１６に印加する第１の設定電圧Ｖｂ１は１５００〔Ｖ〕としている。Ｓ１８およびＳ１９において、第１の設定電圧Ｖｂ１が印加されている導電性ブラシ１６を通過する際に２次転写残トナーは、正極性に帯電され、帯電しきれなかったトナーは導電性ブラシ１６に１次回収される。その後、帯電された２次転写残トナーは、表面電位がＶ１である感光体ドラム１ａに逆転写され、クリーニング装置５ａで感光体ドラム１ａ上から除去され、回収される。この時、第１の画像形成ステーションＳａでは、感光体ドラム１ａ上のトナー像は中間転写ベルト１０上に転写されており、同時に２次転写残トナーを回収する転写同時クリーニングが行われている。
【００７３】
Ｓ２１において、感光体ドラム１ａの表面の平均電位Ｖ２は暗部電位Ｖｄと同じ−５００〔Ｖ〕とし、導電性ブラシ１６に印加する第２の設定電圧Ｖｂ２は１０００〔Ｖ〕としている。Ｓ２１およびＳ２２において、設定電圧Ｖｂ２が印加されている導電性ブラシ１６を通過した２次転写残トナーは、正極性に帯電され、帯電しきれなかったトナーは、導電性ブラシ１６に１次回収される。その後、帯電された２次転写残トナーは、表面電位がＶ２に制御された感光体ドラム１ａに逆転写され、クリーニング装置５ａで感光体ドラム１ａ上から除去され、回収される。この時、感光体ドラム１ａ上にはトナー像は無く、中間転写ベルト１０上へのトナー像の転写が行われていないため、転写同時クリーニングで中間転写ベルト１０上より除去されるわけではない。したがって、本実施例において、第１画像形成ステーションＳａを２次転写残トナーの回収ステーションとして説明したが、第２画像形成ステーションＳｂから第４画像形成ステーションＳｄのいずれかで２次転写残トナーを回収しても良い。
【００７４】
また、導電性ブラシ１６の設定電圧を第１の設定電圧から第２の設定電圧に変更するタイミングは、１次転写工程中に感光体ドラム１ａに逆転写される２次転写残トナーは第１の設定電圧が印加された導電性ブラシ１６によって帯電された２次転写残トナーであるようにする。そして、１次転写工程が終了した後に感光体ドラム１ａに逆転写される２次転写残トナーは第２の設定電圧が印加された導電性ブラシ１６によって帯電された２次転写残トナーとなるように設定してもかまわない。
【００７５】
（本実施例の作用）
次に本実施例の作用について説明をする。
【００７６】
導電性ブラシ１６の設定電圧と２次転写残トナーの付着量の関係について説明する。実施例１で示したように、導電性ブラシ１６の先端と根元の電位差Ｖｂ〔Ｖ〕が大きいほどトナーを静電的に引き付ける力が強くなり、導電性ブラシ１６の毛先から根元にまで２次転写残トナーは付着する。反対に、導電性ブラシ１６にかかる電位差Ｖｂが小さいほど、トナーを静電的に引きつける力が弱まって、導電性ブラシ１６の根元のトナー付着量は少なくなる。したがって、印字動作中に導電性ブラシ１６の設定電圧をＶｂ１からそれよりも小さいＶｂ２に変えると、設定電圧をＶｂ２に低下した分だけ導電性ブラシ１６のトナー付着量を低減することが可能となる。
【００７７】
次に導電性ブラシ１６に印加する各設定電圧に対して、クリーニングの動作を説明する。第１の設定電圧Ｖｂ１が印加されている導電性ブラシ１６を通過し正極性に帯電された２次転写残トナーは、感光体ドラム１ａと中間転写ベルト１０の電位差が最少である状態でも感光体ドラム１ａに逆転写されなければならない。そのため、設定電圧Ｖｂ１は上述の状態を満たす値を設定しなければならず、本実施例では１５００〔Ｖ〕としている。一方、第２の設定電圧Ｖｂ２は１０００〔Ｖ〕であり、Ｖｂ１よりも小さいため、設定電圧Ｖｂ１を導電性ブラシ１６に印加した場合に比べて２次転写残トナーの帯電量が小さい。そのため、感光体ドラム１ａと中間転写ベルト１０との間に生じる電位差を大きくして逆転写される際に受ける力を補う必要がある。本実施例では感光体ドラム１ａの表面電位Ｖ２を−５００〔Ｖ〕として中間転写ベルト１０との間に生じる電位差を大きくしている。
【００７８】
以上説明したように、印字動作中の１次転写工程が全て終了した時に導電性ブラシ１６の設定電圧をＶｂ１からそれよりも小さいＶｂ２に変更する。このことで、導電性ブラシ１６のトナー付着量を低減して耐久による導電性ブラシ１６の見かけ上の抵抗上昇を抑制する。そして、設定電圧Ｖｂ２が印加されている導電性ブラシ１６を通過した帯電が不十分な２次転写残トナーを、感光体ドラム１ａの表面電位を中間転写ベルト１０との間に生じる電位差が大きくなる所定の電位に制御することで逆転写可能にすることで、帯電量の小さい２次転写残トナーを感光体ドラムに逆転写できる。このため、安定してクリーニング性能を維持できる画像形成装置を提供することができる。
【００７９】
［実施例４］
本実施例で適用する画像形成装置１００の構成において、前記実施例の１と同様のものには、同一部材には同一符号を付し、説明を省略する。本実施例は、導電性ブラシ１６によって帯電される画像の印字率を考慮して導電性ブラシ１６の設定電流を決定するという点で実施例１〜３と異なる。
【００８０】
（印字率算出手段）
本実施例では印字率算出手段を用いて、画像の印字率を算出し、その印字率算出結果を制御に用いる。具体的には１ページの画像内において主走査方向のラインで印字画素数が最も多いものを算出する。
【００８１】
処理部１０３は情報機器１０１から送信された印刷データに基づき、主走査方向の１ラインごとの画素信号として制御部１０４に信号を出力すると同時に画素数情報も制御部１０４に対して送信する。
【００８２】
図１２は本実施例を実現する処理部１０３のブロック図である。処理部１０３は情報機器１０１から受信した印刷データを画像展開部２０１で主走査ライン毎の画素データに変換する。印字率算出部２０２は画像展開部２０１から受け取った画素データに基づいて、当該ページのライン毎の印字画素数を算出する。印字画素数とは画素データの内、印字部（実際に感光体ドラム１に露光される部分）の画素をカウントしたものである。処理部１０３は出力部２０３からラインごとに、画像信号と印字画素数を制御部１０４に対して送信する。
【００８３】
図１３は本実施例における、印字率算出時の制御部１０４のフローチャートである。制御部１０４は当該画像の印字制御を開始する前に不図示のＣＰＵ内部メモリ（変数Ａとする）に０をセットする（Ｓ２５）。制御部１０４は処理部１０３から、１ライン分の画像信号を受信すると同時に１ラインの印字画素数αを受信する（Ｓ２６）。
【００８４】
受信した印字画素数αが変数Ａの値よりも大きい場合（Ｓ２７のＹｅｓ）、印字画素数αの値を最大値として変数Ａにセットする（Ｓ２８）。１ページ画像の全ラインの画素数情報を受信していれば印字率算出処理を終了し、未受信の画素数情報が残っていれば再び印字画素数受信処理に戻る（Ｓ２９）。１ページ画像の印字率算出処理が終了する（Ｓ３０）と、当該ページ画像の中で最も印字画素数の多いラインの画素数（最大印字画素数）が算出される。
【００８５】
（本実施例の特徴）
本実施例は、印字率算出手段によって算出された最大印字画素数に基づいて、実施例１で述べた前記第１の設定電流Ｉｂ１を画像ごとに決定することを特徴とする。なお第２の設定電流Ｉｂ２については実施例１と同様とする。
【００８６】
制御部１０４は、１次転写、２次転写において、２次転写残トナーの帯電制御と同様に定電流制御を実施している。そのため、制御思想としては常に一定の転写効率を実現しようとしており、図１４に示す様に理論的にはトナーの載り量に比例して転写されるトナー量も決定される。即ち、転写残トナーの量も決まる。以下に２次転写残トナー量を推測し、実施例１で述べた前記第１の設定電流Ｉｂ１を決定する制御詳細について述べる。
【００８７】
図１５は本実施例における、前記第１の設定電流決定及び設定電流変更時の制御部１０４のフローチャートである。制御部１０４は印字画像を処理部１０３から受信して（Ｓ３２）、最大印字画素数を算出する（Ｓ３３）。最大印字画素数が算出されると制御部１０４はその値に応じた第１の設定電流を決定する（Ｓ３４）。設定電流決定の考え方は、画像内の全走査ラインが最大印字画素数と同等の画素数であったとしても、導電性ブラシ１６にて充分残トナーを帯電できるだけの電流設定とする。最大印字画素数に合わせた設定電流としておけば、当該画像内の他の箇所で帯電が不充分となることはない。設定電流の決定方法としては、最大印字画素数が多いほど高い設定とし、画素数が低いほど低い設定電流とする。例えば実施例１で述べた第１の設定電流Ｉｂ１（２０〔μＡ〕）から第２の設定電流Ｉｂ２（５〔μＡ〕）の間で正比例させて決定する（図１６）。図１５のＳ３５において、導電性ブラシ１６に対する設定電流を切り替えるタイミングを判断している。設定電流を変更してから、当該画像の２次転写残トナーが導電性ブラシ１６に到達する前に、導電性ブラシ１６への出力電流が所望の値に到達している必要がある。従って、出力電流が所望の値に達するまでに必要な時間を確保する必要があり、本実施例では２００ｍｓｅｃとした。具体的には印字画像の露光開始タイミングで、不図示の（例えばＣＰＵに内蔵されている）タイマーの起動処理を行い、画像先端が導電性ブラシ１６に到達する時間を計算する。タイマーの値と計算結果から、導電性ブラシ１６に到達する２００ｍｓｅｃ前になったら、設定電流をＳ３４で決定した電流値に変更する（Ｓ３６）。本制御は印字画像毎に実施する。
【００８８】
設定電流変更後の制御は実施例１と同一であるため省略する。
【００８９】
なお本実施例では処理部１０３で印字画像の印字率を算出する構成としたが、印字率を算出する機構を制御部１０４に設けて、例えば露光手段３の露光時間をカウントすることで実現してもよい。
【００９０】
（本実施例の作用）
本実施例の作用について説明する。
【００９１】
導電性ブラシ１６の設定電流と２次転写残トナーの付着量の関係については実施例１及び実施例３で説明した通りである。すなわち、設定電流が高いほど導電性ブラシ１６に２次転写残トナーが付着する。従って、どのような画像でも導電性ブラシ１６で残トナーを帯電可能な電流（２０μＡ）を流すことに比べて、本実施例で述べたように画像に応じた設定電流（より低い電流）を流すことで、設定電流が低下した分だけ導電性ブラシ１６のトナー付着量を低減することが可能となる。
【００９２】
以上説明したように、印字画像毎に導電性ブラシ１６の設定電流を印字画像に応じた設定電流とすることで、導電性ブラシ１６のトナー付着量を低減して耐久による導電性ブラシ１６の見かけ上の抵抗上昇を抑制し、安定してクリーニング性能を維持できる画像形成装置を提供することができる。
【００９３】
［実施例５］
本実施例で適用する画像形成装置の構成において、前記実施例の１と同様のものには、同一部材には同一符号を付し、説明を省略する。本実施例は、導電性ブラシ１６によって帯電された残トナーが転写同時クリーニングされる時に１次転写される画像の印字率を考慮して導電性ブラシ１６の設定電流を決定する点が実施例４とは異なる。
【００９４】
（印字率算出手段）
図１２は本実施例を実現する処理部１０３のブロック図である。処理部１０３は情報機器１０１から受信した印刷データを画像展開部２０１で主走査ライン毎の画素データに変換する。印字率算出部２０２は画像展開部２０１から受け取った画素データに基づいて、当該ページのラインの中で最大印字画素数を算出する。処理部１０３は出力部２０３から最大印字画素数を送信した後、画素データをラインごとに制御部１０４に対して送信する。
【００９５】
図１７は印字率算出処理時の処理部１０３のフローチャートである。情報機器１０１から画像情報である印刷データを受信した際、１ページ毎に印字率算出処理を実施する。Ｓ３９において、処理部１０３は１ページ分の画像を不図示のメモリに展開する。メモリに展開された画像データから、１ラインずつの画素データを形成する（Ｓ４０）。処理部１０３はメモリ（変数Ａとする）に０をセットする（Ｓ４１）。処理部１０３は、画像展開部２０１が展開した１ライン分の画像信号を参照し（Ｓ４２）、１ラインの中で印字される画素数αと変数Ａの値を比較する（Ｓ４３）。
【００９６】
印字画素数αが変数Ａの値よりも大きい場合（Ｓ４３のＹｅｓ）、印字画素数αの値を最大値として変数Ａにセットする（Ｓ４４）。１ページ画像の全ラインの画素データを参照し終わっていれば印字率算出処理を終了（Ｓ４５のＹｅｓ）し、未参照の画素データが残っていれば（Ｓ４５のＮｏ）、再びライン画素データ参照に戻る（Ｓ４２）。１ページ画像の印字率算出処理が終了する（Ｓ４６）と、当該ページ画像の中で最も印字画素数の多いラインの画素数（最大印字画素数）が算出される。
【００９７】
（本実施例の特徴）
本実施例は、印字率算出手段によって算出された次に１次転写工程対象となっている画像の、最大印字画素数に基づいて、実施例１で述べた前記第１の設定電流Ｉｂ１を画像ごとに決定することを特徴とする。なお第２の設定電流Ｉｂ２については実施例１と同様とする。
【００９８】
図１８は本実施例における、前記第１の設定電流決定及び設定電流変更時の制御部１０４のフローチャートである。制御部１０４は次に印字予定の画像の最大印字画素数を処理部１０３から受信し（Ｓ４８）、その値に応じた第１の設定電流Ｉｂ１を決定する（Ｓ４９）。次に印字予定の画像（画像２とする）は露光、１次転写工程という順で処理が進み、実施例１で述べたように、帯電された２次転写残トナーの回収と同時に１次転写される（転写同時クリーニング）。この時の感光体ドラム１の表面電位は、画像部である露光された明部電位ＶＬ部と非画像部である露光されていない暗部電位Ｖｄ部との比率によって決まるため、感光体ドラム１の表面平均電位は画像の印字率によって変化する。感光体ドラム１の表面平均電位をＶ１とすると、｜ＶＬ｜≦｜Ｖ１｜≦｜Ｖｄ｜という関係が成り立つ。Ｖ１がＶｄに近いほど、すなわち印字率が低いほど、導電性ブラシ１６で帯電された２次転写残トナーは回収が容易になるため、より低い設定電流でもクリーニングが可能である。従ってＳ４９においては、次に１次転写する予定の画像（画像２）の最大印字画素数が少ないほど、導電性ブラシ１６の設定電流を低くし、逆に最大印字画素数が多いほど導電性ブラシ１６の設定電流を高くする（図１６）。Ｓ５０において、導電性ブラシ１６が次に帯電する画像（画像１とする）が、導電性ブラシ１６に到達する２００ｍｓｅｃ前まで搬送されているか確認する。画像１が導電性ブラシ１６に到達する２００ｍｓｅｃ前まで搬送されたら、設定電流をＳ４９で決定した電流値に変更する（Ｓ５１）。本制御は印字画像毎に実施する。
【００９９】
設定電流変更後の制御は実施例１と同一であるため省略する。
【０１００】
（本実施例の作用）
本実施例の作用について説明する。
【０１０１】
導電性ブラシ１６の設定電流と２次転写残トナーの付着量の関係については実施例４で説明した通り、設定電流が高いほど導電性ブラシ１６に２次転写残トナーが付着する。従って、本実施例で述べたようにどのような画像でも導電性ブラシ１６で残トナーを帯電可能な電流（２０μＡ）を流すことに比べて、次に１次転写予定の画像に応じた設定電流を流すことで、設定電流が低下した分だけ導電性ブラシ１６のトナー付着量を低減することが可能となる。
【０１０２】
以上説明したように、印字画像毎に導電性ブラシ１６の設定電流を印字画像に応じた設定電流とすることで、導電性ブラシ１６のトナー付着量を低減して耐久による導電性ブラシ１６の見かけ上の抵抗上昇を抑制し、安定してクリーニング性能を維持できる画像形成装置を提供することができる。
【符号の説明】
【０１０３】
１        感光体ドラム
２        帯電ローラ
４        現像器
５        クリーニング装置
１０      中間転写ベルト
１４      １次転写ローラ
１５      １次転写電源
１６      導電性ブラシ
１７      導電性ローラ
１８      補助ローラ
６０      導電性ブラシ電源
７０      導電性ローラ電源
１００    画像形成装置
１０１    情報機器
１０３    処理部
１０４    制御部
２０１    画像展開部
２０２    印字率算出部
２０３    出力部
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
2014119519.tif 000016
【図１５】
2014119519.tif 000017
【図１６】
2014119519.tif 000018
【図１７】
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【図１８】
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