(57)【要約】【課題】  １次転写部と２次転写部とに生成する電位の極性を独立して制御できない場合において、残トナーの振り分け回収が難しい。【解決手段】  ２次転写ローラから中間転写ベルト８に供給される電流によって中間転写ベルト８の周方向にわたって電位が変更される画像形成装置において、転写材の後端が２次転写部を通過した後の中間転写ベルト８の電位は、感光体２の露光部と非露光部の表面電位の間の電位であることで、残トナーの振り分け回収が可能である。【選択図】  図４
2015148727.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
静電潜像が形成される感光体と、前記感光体に形成された感光体を現像する現像手段と、前記感光体上からトナーを除去する清掃手段と、を各々が備えた複数の画像形成部と、各画像形成部の前記感光体に露光する露光手段と、回転可能で無端状であり、前記複数の画像形成部の各感光体とで形成する１次転写部で前記感光体からトナー像が１次転写される導電性の中間転写ベルトと、前記中間転写ベルトと２次転写部を形成し前記２次転写部で前記中間転写ベルトから転写材にトナー像を２次転写する２次転写手段と、転写材に転写されず前記中間転写ベルト上に残留した残トナーを帯電する帯電手段と、を有し、前記帯電手段によって帯電された残トナーを前記複数の画像形成部の各感光体に前記中間転写ベルトから移動させることが可能であり、前記２次転写手段から前記中間転写ベルトに供給される電流によって前記中間転写ベルトの周方向にわたって電位が変更される画像形成装置において、
転写材の後端が前記２次転写部を通過した後の前記中間転写ベルトの電位は、前記感光体の露光部と非露光部の表面電位の間の電位であることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記帯電手段は、残トナーをトナーの正規極性と逆極性に帯電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】
転写材の後端が前記２次転写部を通過した後に、前記正規極性の電圧が前記２次転写手段と前記帯電手段に印加されることで前記中間転写ベルトの電位が、前記感光体の露光部と非露光部の表面電位の間の電位であることを特徴とする請求項２に記載する画像形成装置。
【請求項４】
前記帯電手段によって帯電された残トナーは、前記１次転写部において、前記感光体の露光部が前記中間転写ベルトに対向する際は前記中間転写ベルトに担持され前記感光体の非露光部が前記中間転写ベルトに対向する際は前記中間転写ベルトから前記感光体へ移動することを特徴とする請求項２又は請求項３に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記帯電手段に印加する電圧は、前記中間転写ベルトの回転方向において、前記複数の画像形成部のうちの最上流に配置された画像形成部で１次転写が終了する時に最上流に配置された前記画像形成部の前記１次転写部を通過する前記中間転写ベルトの領域がその直前に前記帯電手段との接触する領域を通過するタイミングより前は前記逆極性の電圧であり、それ以降のタイミングで前記正規極性の電圧であることを特徴とする請求項４に記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記中間転写ベルトの内周面を張架する複数の張架ローラを有することを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記複数の張架ローラのうちの一つは、前記中間転写ベルトを介して前記２次転写手段と前記帯電手段に対向する対向ローラであることを特徴とする請求項６に記載の画像形成装置。
【請求項８】
前記対向ローラに接続され、前記対向ローラを所定以上の電位に維持するための電圧維持素子を有することを特徴とする請求項７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、レーザプリンタ等の画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば電子写真方式の画像形成装置として、感光体に形成されたトナー像を中間転写体に１次転写した後に、紙などの転写材に２次転写する中間転写方式を採用したものがある。中間転写方式を採用した画像形成装置において、電源数の削減によるコストダウンや装置本体の小型化を目的として、２次転写部から中間転写体の周方向に電流を流して１次転写と２次転写の両方を行うものが提案されている。特許文献１には、中間転写体として周方向に電流を流すことが可能な導電性を有する無端状のベルトを用い、このベルトの張架ローラをツェナーダイオードやバリスタなどを介して接地し、２次転写部材に電圧を印加してベルトに電流を流す構成が開示されている。
【０００３】
中間転写体を用いた画像形成装置では、トナー像を中間転写体から転写材に２次転写した時に、中間転写体上に一部のトナーが残ることがある。このトナーを残トナーと呼ぶ。この残トナーは中間転写体が一周した時に、転写材に転写されて残像のような画像不良を発生させる恐れがある。この画像不良を防ぐために、中間転写体を清掃して残トナーを除去する必要がある。特許文献２では、中間転写体の清掃方法として帯電クリーニング方式が提案されている。この方式では、像担持体上のトナーが中間転写体に一次転写されるのと同時に、帯電部材によって帯電された残トナーが中間転写体から像担持体へ逆転写される。この方式により、中間転写体を清掃するために連続印刷を停止する期間を設けることなく、中間転写体から残トナーを除去することが可能である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１２−１３７７３３号公報
【特許文献２】特開平０９−０５０１６７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に開示されているような構成では、２次転写部材に印加される電圧によって１次転写部に生成される電位の極性が制御される。そのため、１次転写部と２次転写部とに生成する電位の極性をそれぞれ独立して制御することができない。そのため、特許文献１に開示されているような構成で帯電クリーニング方式を採用する場合は、残トナーを各画像形成部に振り分けて回収することが難しい。
【０００６】
したがって、本発明の目的は、１次転写部と２次転写部とに生成する電位の極性を独立して制御できない構成において、残トナーの振り分け回収が可能な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】
【０００７】
上記課題を解決するため本発明は、静電潜像が形成される感光体と、前記感光体に形成された感光体を現像する現像手段と、前記感光体上からトナーを除去する清掃手段と、を各々が備えた複数の画像形成部と、各画像形成部の前記感光体に露光する露光手段と、回転可能で無端状であり、前記複数の画像形成部の各感光体と形成する１次転写部で前記感光体からトナー像が１次転写される導電性の中間転写ベルトと、前記中間転写ベルトと２次転写部を形成し前記２次転写部で前記中間転写ベルトから転写材にトナー像を２次転写する２次転写手段と、転写材に転写されず前記中間転写ベルト上に残留した残トナーを帯電する帯電手段と、を有し、前記帯電手段によって帯電された残トナーを前記複数の画像形成部の各感光体に前記中間転写ベルトから移動させることが可能であり、前記２次転写手段から前記中間転写ベルトに供給される電流によって前記中間転写ベルトの周方向にわたって電位が変更される画像形成装置において、転写材の後端が前記２次転写部を通過した後の前記中間転写ベルトの電位は、前記感光体の露光部と非露光部の表面電位の間の電位であることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、感光体の露光部と非露光部の表面電位の間の電位に中間転写体の電位を維持することで、１次転写部と２次転写部とに生成する電位の極性を独立制御できない構成であっても、残トナーの振り分け回収が可能である。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】実施形態１の画像形成装置を示す概略構成図。
【図２】本実施形態に用いられる中間転写ベルトの抵抗を測定するための方法を説明する図。
【図３】中間転写ベルトに残留した残トナーを清掃する清掃手段を説明する図。
【図４】実施形態１の残トナーを回収するためのタイミングチャート。
【図５】中間転写ベルトの表面電位と感光体の表面電位の関係を示す図。
【図６】中間転写ベルト電位と残トナー量のグラフ。
【図７】実施形態２の残トナーを回収するためのタイミングチャート。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、図面を参照して、本発明の好適な実施形態を例示的に詳しく説明する。ただし、以下の実施形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、それらの相対配置などは、本発明が適用される装置の構成や各種条件により適宜変更されるべきものである。従って、特に特定的な記載がない限りは、本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。
【００１１】
（実施形態１）
（画像形成装置の構成と動作）
画像形成装置の動作全体について説明する。図１は、本実施形態１の画像形成装置を示す概略構成図である。４つの画像形成部１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄが中間転写体の移動方向に沿って配置されている。複数の画像形成部１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄは、それぞれ、イエロー色、マゼンタ色、シアン色、ブラック色のトナー像を形成する。本実施形態では、４つの画像形成部１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄの構成および動作は使用するトナーの色と動作タイミングが異なることを除いて同じである。以下では、各色用の要素であることを示す添え字ａ、ｂ、ｃ、ｄは省略して一括で説明する。画像形成部１の像担持体２、帯電手段３、現像手段４、像担持体清掃手段６は色毎に一体として交換可能なカートリッジとして構成されている。
【００１２】
像担持体２は直径３０ｍｍのアルミ円筒の表面に正孔阻止層と電荷発生層を塗工した上に、２０μｍの電荷移動層を塗工した感光体２である。また、アルミ円筒は接地している。感光体２は、ドラム状の感光ドラム２であり、表面速度２５０ｍｍ／ｓｅｃで時計方向へ回転させる。感光ドラム２に接して帯電手段３として帯電ローラを配置している。帯電ローラ３の金属軸には−１１００Ｖの電圧を印加している。この帯電ローラ３を接触させて感光ドラム２を回転させると、帯電ローラと感光ドラム２の間の放電により感光ドラム２が帯電される。トレック社製の表面電位計Ｍｏｄｅｌ３４４で感光ドラム２の表面電位を測定すると、−５００Ｖ程度であった。
【００１３】
帯電した感光ドラム２に、レーザとポリゴンミラーとレンズからなる露光手段７から放射されるレーザを照射する。レーザは回転するポリゴンミラーにより、感光ドラム２の表面を像担持体の軸方向に２１５ｍｍ走査する。レーザが１走査する間に感光ドラム２が１画素分回転することで感光ドラム２の表面を隙間なく走査する。このとき、画像データに基づいてレーザの光量を制御することで、感光ドラム２上に静電潜像が形成される。最大光量を受けた部分の表面電位は−１００Ｖ程度に低下する。
【００１４】
現像手段４は現像剤担持体１６に単位質量あたりのトナーの帯電量は−４０μＣ／ｇ程度で、単位面積当たりのトナー量は、０．４ｍｇ／ｃｍ２程度の均一なトナー層を形成していている。ここで、単位質量あたりのトナーの帯電量と単位面積当たりのトナー量は、現像剤担持体１６上のトナーを内部にフィルタをもつ吸引式ファラデーゲージで吸引捕集して、ファラデーゲージで測定された電荷と、トナーの捕集面積、フィルタの質量増加から求めた。つまり、単位質量あたりのトナーの帯電量は、ファラデーゲージで測定された電荷をフィルタの質量増加で除して求め、単位面積当たりのトナー量はフィルタの質量増加を捕集面積で除して求めた。また、現像手段４は停止時には現像剤担持体１６を感光ドラム２から離間させているが、画像形成時は現像剤担持体１６を感光ドラム２当接させる機構を備えている。
【００１５】
トナーは、懸濁重合法で製造した樹脂粒子である。帯電の正規極性は負で、体積平均粒径が６．５μｍ程度である。表面性を改質するために、２０ｎｍ程度の酸化ケイ素粒子をトナー重量の１．５％程度の量を表面に均一に付着させている。ここで、トナーの平均粒径はベックマン・コールター株式会社製のレーザ回折式粒度分布測定器ＬＳ−２３０で測定した体積平均粒径である。
【００１６】
感光ドラム２は現像手段４である−３００Ｖの電圧の印加された現像装置４の現像剤担持体１６に接触する。静電潜像のうちレーザの最大光量を受けた部分の表面電位は−１００Ｖでトナーが像担持体に引き付けられる方向に電界が生じ、一方、レーザの露光を受けなかった部分の表面電位は−５００Ｖでトナーが感光ドラム２と反発する方向に電界が生じる。この静電気力により感光ドラム２の静電潜像の露光部のみにトナーが付着することで、静電潜像が現像されて、トナー像になる。
【００１７】
次に、感光ドラム２上（感光体上）のトナー像は、回転可能な中間転写体８と接触する。中間転写体８は厚み１００μｍのポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）樹脂にカーボンブラックを分散させた無端状のベルトで、抵抗は１１０ｋΩである。表面（像担持体に接する面）には、厚み０．５〜３μｍで高抵抗のアクリル樹脂の表層を設けている。以下、中間転写ベルト８とする。
【００１８】
中間転写ベルト８の抵抗は株式会社三菱化学アナリテック製の抵抗率計ハイレスタＵＰにハイレスタＵＰ専用プローブＵＲＳプローブ接続して印加電圧１００Ｖで測定しようと試みたが、抵抗が低くレンジ外であった。そのために、本実施形態で使用した画像形成装置を用いて図２のように測定した。
【００１９】
図２（ａ）、（ｂ）は、本実施形態に用いられる中間転写ベルト８の抵抗を測定するための方法を説明するための概略図である。図２（ａ）では、２次転写ローラ１５の代わりに２次転写ローラ１５と同径の金属２次転写ローラ１５Ｍを配置し、画像形成部１ｄに感光ドラム２ｄの代わりに、電荷移動層などを塗工していないアルミ円筒２ｄＭを配置した。金属ローラ１５Ｍに高圧電源１９を接続して、アルミ円筒は電流計Ａを経由して接地した。そして、高圧電源１９で１００Ｖを印加したときに流れる電流を測定した。このときの印加電圧１００Ｖを測定された電流で割った値を中間転写ベルト８の抵抗とする。
【００２０】
中間転写ベルト８の表面の移動方向に対してアルミ円筒２ｄＭから２次転写部２ｄＭまでの距離は３７０ｍｍ、反対側は４２０ｍｍであった。この方法で測定した中間転写ベルト８の抵抗（以下、周方向の抵抗）は、１．１×１０５Ωである。また、図２（ｂ）のようにアルミ円筒２ｄＭを設置する位置を変えて、中間転写ベルト８の抵抗を測定した場合も抵抗の値はほぼ同じ結果になった。中間転写ベルト８の表面の移動方向に対してアルミ円筒２ｄＭから２次転写ローラ１５までの距離は７１０ｍｍ、反対側は８０ｍｍであった。本実施形態では、周方向の抵抗が１．０×１０５Ω〜１．０×１０９Ωのものを導電性ベルトとしている。
【００２１】
図１に示すように、この導電性ベルトである中間転写ベルト８は駆動ローラ１１と２次転写対向ローラ１２とテンションローラ１３の３本のローラ（３本合わせて、「張架ローラ」と称する）で、内周面が張架されている。駆動ローラ１１の表層は高摩擦で体積抵抗１０５Ωｃｍ以下の導電性ゴム層を設けている。駆動ローラ１１は駆動モータ（不図示）により駆動されて、中間転写ベルト８を感光ドラム２と同じ表面速度２５０ｍｍ／ｓｅｃで反時計方向に回転させる。２次転写対向ローラ１２は、２次転写部である２次転写ニップ部を形成するために表面にゴム層を設けた。表層のゴム層は体積抵抗１０５Ωｃｍ以下の導電性のものを用いた。２次転写対向ローラ１２は、中間転写ベルト８に従動して回転する。テンションローラ１３は、金属ローラからなり、総圧約６０Ｎの張力を中間転写ベルト８に付与し、中間転写ベルト８に従動して回転する。駆動ローラ１１、２次転写対向ローラ１２、テンションローラ１３は一括して、直列に接続した降伏電圧３００Ｖのツェナーダイオード１４ａと逆方向に降伏電圧２００Ｖのツェナーダイオード１４ｂを介して接地している。ここでツェナーダイオード１４ａとツェナーダイオード１４ｂは、それぞれ、各張架ローラを所定電位に維持するための電圧維持素子である。
【００２２】
押圧ローラ５は金属芯金に弾性層を被覆している。高分子計器株式会社製のアスカーゴム硬度計Ｃ型で１ｋｇ重（９．８Ｎ）の加重で測定したゴム硬度が３０度で、体積抵抗は１０５〜１０９Ωｃｍである。押圧ローラ５は感光ドラム２に対向して中間転写ベルト８に総圧約９．８Ｎで当接して１次転写部を形成している。押圧ローラ５は、中間転写ベルト８の回転に伴い従動して回転する。押圧ローラ５は電気的にフロートである。
【００２３】
２次転写ローラは２次転写対向ローラ１２に対向して中間転写ベルト８に総圧約３９．２Ｎで当接して２次転写ニップ部を形成している。２次転写ローラ１５は金属芯金にＥＰＤＭ発泡体からなる弾性層を被覆している。高分子計器株式会社製のアスカーゴム硬度計Ｃ型で１ｋｇ重（９．８Ｎ）の加重で測定したゴム硬度が３０度で、体積抵抗率が１０７〜１０９Ωｃｍである。
【００２４】
２次転写用電源１９から２次転写ローラ１５に２０００Ｖの電圧を印加すると、２次転写ローラ１５から２次転写ニップ部の接触を介して中間転写ベルト８の周方向に電流が流れる。また、同時に２次転写対向ローラ１２を介してツェナーダイオード１４ａに電流が流れ、所定以上の電流が流れることで接続された各張架ローラを所定電位以上に維持する。それぞれの１次転写部でトレック社製の表面電位計Ｍｏｄｅｌ３４４で中間転写ベルト８の表面電位を測定したところ、いずれの位置においても表面電位は２００Ｖであった。
【００２５】
１次転写部では感光ドラム２の表面電位（非露光部は−５００Ｖ、露光部−１００Ｖ）と中間転写ベルト８の表面電位（２００Ｖ）の差により電界が形成される。電界の向きは感光ドラム２の露光部と非露光部にかかわらず、トナーの正規極性（本実施形態では負極性）に帯電しているトナーを感光ドラム２から中間転写ベルト８に転写する方向である。この電界により感光ドラム２上のトナー像は中間転写ベルト８に移動する。中間転写ベルト８が駆動ローラ１１により表面速度２５０ｍｍ／ｓｅｃで反時計方向に回転することで、４つの画像形成部１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄで順次イエロー色、マゼンタ色、シアン色、ブラック色のトナー像が転写される。その結果、中間転写ベルト８上にカラー画像のトナー像が形成される。１次転写されずに感光ドラム２に残った１次転写残トナーは、感光ドラム２に当接したゴムブレードからなる清掃部材６で感光ドラム２上から除去されて回収トナー容器１０に回収される。
【００２６】
中間転写ベルト８上のトナー像は中間転写ベルト８の回転で運ばれて２次転写部に移動する。２次転写部では中間転写ベルト８の表面電位（２００Ｖ）と２次転写ローラに印加された電圧（２０００Ｖ）との差により、トナー像が中間転写ベルト８から２次転写ローラ１５に向かう電界が形成される。
【００２７】
転写材格納カセット（不図示）に収納された転写材Ｐは、中間転写ベルト８上のトナー像に対して印刷位置が合うタイミングで２次転写ニップ部を通過する。転写材Ｐが２次転写ニップ部を通過する時に、中間転写ベルト８上のトナー像は２次転写ニップ部に形成された電界により転写材Ｐに移動する。ここで転写材として上質紙（坪量７５ｇ／ｍ２）を用いた。
【００２８】
２次転写されずに中間転写ベルト８上に残留した残トナーは中間転写ベルト８付着したまま清掃手段７５に向かう。図３を用いて、清掃手段について説明する。清掃手段７５は、帯電ブラシ７１と、それに電圧を供給する電源７２からなる。帯電ブラシ７１は１０６〜１０９Ωｃｍの導電性を有するナイロン製の繊維が略密となるように構成されたブラシである。帯電ブラシ７１の先端位置は、中間転写ベルト８の表面に対して１ｍｍ進入させて配置されて帯電ニップ部を形成している。帯電ブラシ７１の長手方向（中間転写ベルト８の表面の移動方向と直交する方向）の幅は、同方向の画像形成可能領域の幅と略同じである。
【００２９】
電源７２は帯電ブラシ７１から接地に向かう方向を正として１５μＡの定電流制御で、帯電ブラシ７１に電圧を印加している。このとき帯電ニップ部では帯電ブラシ７１と中間転写ベルト８との間で放電が生じている。
【００３０】
残トナーは帯電ニップ部を通過すると、放電によりトナーの正規極性に対して逆極性（本実施形態では、正極性）に帯電される。正極性に帯電された残トナーは中間転写ベルト８の回転で運ばれて画像形成部１ａに向かって移動する。画像形成部１ａの１次転写部において、負極性に帯電した感光ドラム２上のトナーが中間転写ベルト８に転写すると同時に、正極性に帯電された残トナーが中間転写ベルト８から感光ドラム２へと逆転写される。これによって、中間転写ベルト８上の残トナーが除去される。感光ドラム２ａに逆転写された残トナーは１次転写残トナーと一緒に清掃部材６で感光ドラム２上から除去されて回収トナー容器１０に回収される。
【００３１】
転写材Ｐ上のトナー像は定着ローラ１７ａと加圧ローラ１７ｂを有する定着装置１７で加熱及び加圧されて転写材Ｐ上に定着される。画像が形成された転写材Ｐは、排紙トレイ（不図示）へ排出されて画像形成工程が終了する。
【００３２】
（振り分け回収動作）
次に、残トナーを振り分け回収する動作について詳細に説明する。図４は、Ａ４サイズの転写材に４枚連続印刷した後に、残トナーを画像形成部１ｂ、１ｃ、１ｄに振り分けて回収する動作を表すタイミングチャートである。この説明においては、残トナーを画像形成部１ｂ、１ｃ、１ｄに振り分けて回収したが、残トナーをどの画像形成部に振り分けて回収するかは自由に決めることが出来る。それぞれの画像形成部での残トナーの回収量を決めるために、回収トナー容器１０の回収トナー量を検知した結果や、現像手段４に残ったトナー量を検知した結果を利用することも可能である。
【００３３】
このタイミングチャートにおいて、横軸は時間で、それぞれの画像形成部１の１次転写部での感光ドラム２の表面電位と、２次転写ローラ１５の印加電圧と、帯電ブラシ７１の印加電圧と、中間転写体８の表面電位を記載している。
【００３４】
ここで、感光ドラム２の電位は画像形成タイミングには−１００Ｖになると表示しているが、これは画像形成のタイミングを表すためで、実際には出力する画像に合わせて−１００Ｖ（露光部）と−５００Ｖ（非露光部）の間の値をとる。また、それぞれの画像形成部１の１次転写部と、２次転写ニップ部、帯電ニップ部をトナー像が通過するするタイミングを記載している。トナー像の通過タイミングの表示において、ブロックはトナー像を表し、右上４５度に向かうハッチングされたブロックは正極性に帯電させた残トナー、右下４５度に向かうハッチングされたブロックは負極性に帯電させた残トナーを表す。また、番号は印刷ページ番号を表す。
【００３５】
初めに、画像形成部１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄの像担持体を−５００Ｖに帯電するとともに、現像手段４を感光ドラム２に当接させて画像形成の準備を行う。そして、２次転写用電源１９から２次転写ローラに２０００Ｖを印加し、帯電ブラシ７１に電源７２から接地に向かう方向を正として１５μＡの定電流制御で電圧を印加する。中間転写ベルト８はツェナーダイオード１４ａで接地されているので、２次転写ローラ１５と帯電ブラシ７１からの電流供給で中間転写ベルト８の表面電位が２００Ｖになる。
【００３６】
続いて、それぞれの画像形成部１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄで順次画像を形成していく。１枚目の１次転写が終了すると引き続き２枚目の画像が中間転写ベルト８に転写されはじめる。画像形成部１ａで３枚目の１次転写が行われている頃に中間転写ベルト８が一周する。すると、帯電ブラシ７１で正極性に帯電された１ページ目の残トナーが画像形成部１ａに到着する。このとき、中間転写ベルト８と感光ドラム２の電位は図５（ａ）のようになっている。そのために、画像形成部１ａで３枚目の負極性に帯電したトナー像が感光ドラム２ａから中間転写ベルト８に１次転写されると同時に、１ページ目の正極性に帯電された残トナーが中間転写ベルト８から感光ドラム２ａに逆転写される。
【００３７】
逆転写された感光ドラム２ａ上の残トナーは清掃部材６により除去されて回収トナー容器１０に回収される。以後、画像形成部１ｄの１次転写が終了するまで同様に画像形成が行われる。この間、残トナーは回収トナー容器１０ａに回収される。画像形成部１ｄの１次転写が終了すると、現像手段４の現像剤担持体１６を感光ドラム２から離間する。
【００３８】
ここで２次転写を行いながら、電源７２の設定電流を１５μＡから−１０μＡに変更する。すると、中間転写ベルト８の電位が２００Ｖから０Ｖに変化する。変更後は、帯電ニップ部を通過した残トナーが負極性に帯電する。変更するタイミングは、後に行う２次転写用電源１９の設定電圧の変更時に画像形成部１ｄの転写ニップを通過する中間転写ベルト８上の点が、その直前に帯電ニップ部を通過する時である。このとき、中間転写ベルト８と感光ドラム２の電位は図５（ｂ）のようになっている。そのために中間転写ベルト８上の残トナーは、画像形成部の１次転写部を通過することが可能である。
【００３９】
次に、４枚目の２次転写が終了した時点で２次転写用電圧１９の設定電圧を２０００Ｖから−２０００Ｖに変更する。中間転写ベルト８はツェナーダイオード１４ｂで接地されているので、２次転写ローラ１５とブラシ部材７１からの電圧供給で中間転写ベルト８の表面電位が０Ｖから−３００Ｖに変化する。このとき、図５（ｄ）に示すように中間転写ベルト８の電位は感光ドラム２の露光部と非露光部の表面電位の間になる。この電位になった中間転写ベルト８上にある負極性のトナーは、通過する画像形成部１の感光ドラム２の表面電位が非露光部の電位である−５００Ｖの場合は回収されずに通過して、露光部の電位である−１００Ｖの場合には回収される。そこで、感光ドラム２ｂ、２ｃ、２ｄの一部を露光して、４枚目の残トナーを回収トナー容器１０ｂ、１０ｃ、１０ｄに振り分けて回収することが可能である。
【００４０】
（電源７２の切り替えタイミング）
電源７２の設定電流を変更するタイミングとしては以下の５つのタイミングが考えられる。
（１）画像形成部１ａの１次転写が終了する時に、画像形成部１ａの１次転写ニップを通過する中間転写ベルト８上の領域がその直前に帯電ニップ部を通過する時間より前。
（２）（１）以降で、画像形成部１ｄの１次転写が終了する前。
（３）（２）以降で、２次転写が終了する時に画像形成部１ｄを通過する中間転写体上８の点がその直前に帯電ニップ部を通過する時間より前。
（４）（３）以降で、２次転写終了がする時間より前。
（５）２次転写終了後。
【００４１】
ここで、２次転写終了とは、転写材の後端が２次転写部を通過したタイミングのことである。ここで、画像形成部１ａは、中間転写ベルト８の回転方向における最上流に位置する画像形成部である。
【００４２】
表１に各タイミングにおける画像不良の有無と、１次転写性への影響と、２次転写性への影響と、振り分け回収可能な最大の画像量と、２次転写終了した時点から残トナーの回収が終わるまでの最大の回収時間を表す。ここの表中において、○は画像不良または転写への影響が無いことを、×は画像不良もしくは転写性が低下する部分があることを、−は評価できないことを示す。振り分け回収可能な画像量は、残トナーを振り分け回収できる中間転写ベルト８の領域の周方向長さで評価した。回収時間は２次転写が終了してから残トナーが回収されるまでに必要な中間転写ベルト８の回転時間で評価した。
【００４３】
【表１】
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【００４４】
（１）の場合は、中間転写ベルト８上で負極性の残トナーの上に負極性のトナー像が重なる。このために、残トナーが画像中に残像のように現れる画像不良を生じる。
【００４５】
（２）の場合は、１次転写途中に電源７２の設定電流を変更する。これにより中間転写ベルト８の電位が２００Ｖから０Ｖに低下してしまう。図６に中間転写ベルト８の電位と１次転写残トナー濃度の測定結果を示す。中間転写ベルト８の電位が２００Ｖから０Ｖに低下すると１次転写性が低下していることがわかる。ここで、１次転写残濃度は次のように測定した。画像形成部１ｃで１次転写が行われている途中で画像形成装置を停止する。そこで、像担持体上の１次転写後の部分に残った１次転写残トナーをポリエステルテープで採取して上質紙に貼り付けた。また、参照としてポリエステルテープを上質紙上に貼り付けて、これらをグレタグマクベス社製の分光濃度計Ｘ−Ｒｉｔｅ５０４でシアン色の濃度測定を実行した。そして、２つの測定の差を１次転写残トナー量として評価の対象にした。
【００４６】
（３）の場合は、２次転写が終了して２次転写用電源１９の設定電圧を２０００Ｖから−２０００Ｖに変更して振り分け回収を開始した時に、中間転写ベルト８上に最下流の画像形成装置１ｄを通過している残トナーが存在する。これを回収するためには、中間転写ベルト８を１周させる必要があるので回収時間が３．２秒に増加してしまう。
【００４７】
（５）の場合は、２次転写が終了しているので２次転写用電源１９の設定電圧を変更可能である。そのために、電源７２の設定電流を変更させずに２次転写用電源１９の設定電圧を変更させることで振り分けられる画像量と同じ効果しか得られない。この場合は、２次転写終了するまでに画像形成部１ａの１次転写部を通過する残トナーは回収トナー容器１０ａに回収される。そのために、振り分け回収が可能な残トナーは中間転写ベルト８の移動方向に沿って２次転写ニップから画像形成部１ａの１次転写部までの距離である８２ｍｍ分になる。この残トナーを回収するためには、トナーが正極性に帯電しているので、図５（ｃ）のような中間転写ベルト８と感光ドラム２の表面電位の関係にして回収する。
【００４８】
２次転写性については、いずれのタイミングにおいても低下することがなかった。これは、２次転写途中に電源７２の設定電流を変更して中間転写ベルト８の電位が２００Ｖから０Ｖに低下してしまっても、２次転写用電源１９の設定電圧の２０００Ｖに対して中間転写ベルト８の電位変動が小さいためだと考えられる。そのため、２次転写ニップ部の電界変化が許容範囲内になる。
【００４９】
以上から、（４）のタイミングが、画像不良、１次転写性の低下、２次転写性の低下を生じることなしに、回収時間を延ばすことなく振り分け回収可能な画像量を大きくすることが可能なタイミングである。
【００５０】
（振り分け回収の回収性能の評価）
シアン色の画像形成部１ｃの全面単色画像１枚を印刷して、残トナーを画像形成部１ｂに振り分けて回収する設定で印刷した。そして、振り分け回収動作中の画像形成装置を強制停止して残トナーをサンプリングした。サンプリングは２次転写ニップ通過後、帯電ニップ部通過後、画像形成部１ａの１次転写ニップ通過後、画像形成部１ｂの１次転写ニップ通過後で行った。サンプリング方法は、中間転写体上に付着した残トナーをポリエステルテープで採取して上質紙に貼り付けた。また、参照としてポリエステルテープを上質紙上に貼り付けて、これらを東京電色工業株式会社の白色度計ＴＣ−６ＤＳにトナー色の補色フィルタを通して測定した。そして、２つの測定の差をカブリ量として評価の対象にした。それぞれの状態でのカブリ量は表２のようになった。
【００５１】
【表２】
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【００５２】
表２に示したように、残トナーはブラシ部材７１であるブラシで一部が停止される。そして、画像形成部１ａでは一部は回収されるがほとんどの残トナーは通過する。画像形成部１ｂでほとんどの残トナーが回収される。画像形成部１ｂ通過後に中間転写ベルト８に残った残トナーのカブリ量は０．５程度で目視確認できないレベルであった。
【００５３】
（実施形態２）
実施形態１では、ブラシ部材７１に印加する電圧を変更するタイミングが（４）である場合について説明した。これに対し、本実施形態では、変更するタイミングが（２）であり、印加する電圧設定を変更する。なお、その他の構成については実施形態１の画像形成装置と同様であるので、同様の部分については同様の符号を付して説明する。
【００５４】
図７は、本実施形態の動作を表すタイミングチャートである。（２）のタイミングチャートにおいて、実施形態１と同じ２次転写用電源の設定電圧が２０００Ｖの場合は、１次転写途中にトナー帯電電圧が変更されるために１次転写性の低下が発生する可能性がある。そこで、本実施形態においては、２次転写用電源の設定電圧を、２５００Ｖにしている。これによりトナー帯電電圧を１５μＡから−１０μＡに変更したときも中間転写ベルト８の表面電位を２００Ｖに維持できた。それにより１次転写性の低下を抑制し、回収時間が長くなるが多くの残トナーを振り分け回収を可能とする。
【００５５】
（その他の実施形態）
本実施形態においては中間転写ベルト８のブラシ部材７１としてブラシを用いたがこれに限定されるものではなく、残トナーを所望の極性に帯電できるものであればローラ、ブラシとローラの組合せなどでもよい。
【００５６】
さらに、中間転写ベルト８は、ＰＰＳにカーボンを添加して導電性を持たせているが、これに限るものではなく、他の樹脂や金属等でも本例と同等の導電性があれば同様の効果を期待することができる。また、単層および２層の中間転写ベルトを用いたが、弾性層を設けるなどした３層以上のベルトでも前記周方向抵抗であれば、同様の効果を期待することができる。
【００５７】
２層の中間転写ベルトは、基層を成形したあとコートすることで製造しているが、一体成型する等、抵抗値が前述の条件を満たしていれば製造方法はこれに限るものではない。
【符号の説明】
【００５８】
１ａ〜１ｄ  画像形成部
２ａ〜２ｄ  感光ドラム（感光体）
８  中間転写ベルト
１５  ２次転写ローラ
１９  電圧電源
７５  ベルトクリーニング装置
７１  ブラシ部材
【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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