(57)【要約】【課題】中間転写ベルト等に付着した大量の未転写トナーを短時間で効率的に除去できる画像形成装置を提供する。【解決手段】記録材Ｐのジャム処理が完了すると制御部４０は復帰動作を開始する。中間転写ベルト５を逆転して未転写トナー像の先頭をポスト帯電器２６に位置決め、ポスト帯電器２６に通常画像形成時よりも高い負極性の電圧を印加して未転写トナー像を負極性側に帯電強化する。二次転写外ローラ２４を離間させて中間転写ベルト５を循環させ、通常画像形成時とは逆の正極性のクリーニングバイアス電圧を印加した導電性ファーブラシ３１、３２により未転写トナー像を静電クリーニングする。【選択図】図１
2008122625.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
帯電したトナー像を担持した表面が移動する像担持体と、
前記トナー像の帯電極性と逆極性の電圧を用いて前記トナー像を前記表面から転写させる転写装置と、
前記転写装置の下流側で前記表面に接触し、前記帯電極性と同極性の電圧を印加されて前記表面の転写残トナーを除去するクリーニング部材と、を備え、
前記転写装置によって前記トナー像が前記表面から転写されない非転写時には、前記クリーニング部材に前記帯電極性と逆極性の電圧を印加して前記表面の未転写トナーを除去させる画像形成装置において、
前記非転写時に前記クリーニング部材の上流側で前記未転写トナーを帯電させて、前記未転写トナーの帯電状態を前記帯電極性側へシフトさせる帯電手段を備えた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、前記転写装置よりも上流側に配置されて、前記転写装置によって転写されようとする前記トナー像の帯電状態を調整する手段を兼ね、
前記非転写時を識別して、前記クリーニング部材に印加する電圧の極性を反転させるとともに、前記転写装置の帯電出力を高めさせる制御手段を備えたことを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記クリーニング部材は、回転駆動される導電性の植毛を前記表面に摺擦させる上流側導電性ファーブラシであって、
前記上流側導電性ファーブラシの下流側で前記表面を摺擦し、前記転写残トナーを除去する際に、前記帯電極性と逆極性の電圧を印加される下流側導電性ファーブラシを備えることを特徴とする請求項２記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記非転写時に前記上流側導電性ファーブラシに印加する電圧は、クリーニング電流の上昇に伴ってクリーニング効率が低下し始めるより低い範囲の電圧値であることを特徴とする請求項３記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記制御手段は、前記非転写時に、前記未転写トナーのトナー載り量を識別し、予め定めたしきい値よりも前記トナー載り量が多い場合には、前記しきい値よりも少ない場合よりも前記上流側導電性ファーブラシに印加する電圧を高めるとともに、前記帯電極性と同極性の電圧を前記下流側導電性ファーブラシに印加させることを特徴とする請求項３記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記像担持体は、複数色のトナー像を重ねて一次転写される中間転写ベルトであって、
前記帯電手段は、直流電圧に交流電圧を重畳した前記電圧を印加されて前記複数色のトナー像の帯電電位を揃えるコロナ放電装置であって、
前記制御手段は、前記非転写時、前記帯電電位を揃える場合よりも高い、前記未転写トナーのトナー帯電荷量のピークが−２０μＣ/ｍｇ以上−３０μＣ／ｍｇ以下に誘導される範囲の直流電圧を前記コロナ放電装置に印加させることを特徴とする請求項２乃至５いずれか１項記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記非転写時は、前記中間転写ベルトから前記トナー像を二次転写される記録材のジャム処理完了後の復帰動作であって、
前記制御手段は、前記ジャム処理完了を検知すると、前記トナー像の先頭を前記コロナ放電装置よりも上流側へ位置決めた後に前記未転写トナーの除去を開始することを特徴とする請求項６記載の画像形成装置。
【請求項８】
前記制御手段は、前記非転写時の前記中間転写ベルトの循環速度を通常画像形成時よりも遅くすることを特徴とする請求項６または７記載の画像形成装置。
【請求項９】
前記非転写時は、前記トナー像の濃度調整のためのカラーパッチを前記中間転写ベルトに一次転写して、前記未転写トナーとして前記クリーニング部材により除去する動作であることを特徴とする請求項６記載の画像形成装置。
【請求項１０】
全体的にトナー像の帯電極性と同極性に帯電した未転写トナー像を像担持体の表面から除去するクリーニング方法において、
前記帯電極性と同極性のバイアス電圧を印加したコロナ放電に前記未転写トナー像を晒して、前記未転写トナー像に含まれる前記帯電極性と逆極性に帯電したトナー粒子を減らす第１工程と、
前記帯電極性と逆極性の電圧を印加して回転駆動される導電性ファーブラシを前記表面に摺擦させて前記未転写トナー像を静電クリーニングする第２工程と、を備えたことを特徴とするクリーニング方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、感光ドラムや中間転写ベルトに未転写のまま残った未転写トナー像を効率的に静電クリーニングする画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
中間転写ベルトに異なる分解色のトナー像を重ねて一次転写した後、トナー像の重なりを中間転写ベルトから記録材へ一括二次転写してフルカラー画像を形成する画像形成装置が実用化されている。中間転写ベルトを用いる画像形成装置は、記録材へ二次転写されなかった転写残トナーを除去して次回の一次転写に備えさせるベルトクリーニング装置を備える。そして、表面に弾性層を設けた中間転写ベルトは、クリーニングブレードを用いた機械的なトナー除去が困難なので、導電性ファーブラシを用いて静電気的にクリーニングを行うことが望ましいとされている。
【０００３】
しかし、ベルトクリーニング装置が中間転写ベルトから除去すべきトナーは、記録材へ電気的に移動できなかった未転写トナー、すなわち逆極性に帯電したトナー粒子や未帯電トナー粒子だけではない。中間転写ベルトへ各色トナーのカラーパッチを形成している場合、カラーパッチは記録材に二次転写されないので、カラーパッチを構成する正常な帯電極性のトナーも除去する必要がある。また、記録材のジャム処理完了後の復旧動作では、記録材に二次転写されるはずだった正常な帯電極性に帯電した大量のトナーを中間転写ベルトから除去する必要がある。
【０００４】
導電性ファーブラシを用いた静電クリーニングは、除去すべきトナー粒子の帯電極性と印加する電圧とによってクリーニング性能が大きく変化するので、これらの場合に応じて電圧印加を適正化する必要がある。
【０００５】
特許文献１には、導電性ファーブラシを用いたベルトクリーニング装置が示される。ここでは、記録材のジャム処理後の復旧動作では、正常な帯電極性に帯電した大量のトナーを除去するために、通常画像形成時とは逆極性の電圧を導電性ファーブラシに印加している。
【０００６】
特許文献２には、一対の導電性ファーブラシを用いたベルトクリーニング装置が示される。ここでは、通常画像形成時、上流側の導電性ファーブラシにはトナーの正常な帯電極性と同極性の電圧を印加して、正常な帯電極性と逆極性に帯電したトナー粒子や未帯電トナー粒子を中間転写ベルトから除去している。下流側の導電性ファーブラシには、トナー像の正常な帯電極性と逆極性の電圧を印加して、上流側の導電性ファーブラシに接触して正常な帯電極性に帯電したトナー粒子を中間転写ベルトから除去している。そして、記録材のジャム処理後の復旧動作では、上流側の導電性ファーブラシに印加する電圧を通常時とは逆極性、すなわちトナーの正常な帯電極性に対して逆極性の電圧に切り替えている。
【０００７】
特許文献３には、記録材のジャム処理後の復旧動作では、中間転写ベルトから二次転写ローラへ未転写トナー像を二次転写して中間転写ベルトをクリーニングする画像形成装置が示される。ここでは、記録材へ転写されるはずだった大量のトナーを二次転写ローラへ転写して、二次転写ローラに設けた二次転写ローラクリーニング装置によってトナーを回収している。
【０００８】
特許文献４には、中間転写ベルトに各色トナー像を直列的に重ねて一次転写するタンデム型フルカラー画像形成装置が示される。ここでは、二次転写部の手前位置にコロナ放電器を用いたポスト帯電器を配置し、各色のトナー像の帯電状態を調整して二次転写に最適化させている。
【０００９】
【特許文献１】特開２００５−００４０７９号公報
【特許文献２】特開２００５−３０８９３１号公報
【特許文献３】特開２００２−１７４９６７号公報
【特許文献４】特開２００４−２４６３４１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
特許文献１、特許文献２の画像形成装置では、導電性ファーブラシに印加する電圧と同極性に帯電したトナーは、すべて導電性ファーブラシを潜り抜けて中間転写ベルトの表面に残留してしまう。中間転写ベルトに一次転写されたトナー粒子の一定割合は、未帯電または正常な帯電極性とは逆極性に帯電している（図４参照）。また、導電性ファーブラシに高電圧を印加すると、導電性ファーブラシに接触して印加電圧と同極性に帯電するトナーも増えてしまう。このようにして中間転写ベルトの表面に残留したトナーは、中間転写ベルト上へ一次転写される次回のトナー像に混じってしまい、記録材に形成される画像の品質（解像度や色純度）を低下させてしまう。
【００１１】
従って、導電性ファーブラシを潜り抜けたトナー粒子を除去するには、正常な帯電極性に帯電したトナー粒子を除去した後に、導電性ファーブラシに印加する電圧をトナー像の正常な帯電極性と同極性に戻す必要がある。この状態で中間転写ベルトをもう１周循環させて、未帯電または正常な帯電極性とは逆極性に帯電したトナー粒子を除去する必要がある。従って、ジャムからの復旧動作に余計な時間がかかってしまう。
【００１２】
特許文献３の画像形成装置では、二次転写ローラに大量のトナーが付着してしまい、長時間のクリーニングを行わないと、表面にトナーが残留して、次回に二次転写される記録材の裏面を汚してしまう。大きな回収容器を含む専用のクリーニング装置を二次転写ローラに設ける必要があり、二次転写ローラの周囲にトナーが飛び散る可能性もある。クリーニング効果を上げるためにブレード圧を上げると、二次転写ローラの負荷が増して回転ムラを起こし、二次転写されたトナー像が乱れる可能性もある。
【００１３】
本発明は、中間転写ベルト等に付着した大量の未転写トナーを短時間で効率的に除去できる画像形成装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明の画像形成装置は、帯電したトナー像を担持した表面が移動する像担持体と、通常画像形成時に、前記トナー像の帯電極性と逆極性の電圧を用いて前記トナー像を前記表面から転写させる転写装置と、前記転写装置の下流側で、前記帯電極性と同極性の電圧を印加されて前記表面に接触して転写残トナーを除去するクリーニング部材とを備えるものである。前記クリーニング部材の上流側で前記トナー像を帯電させる帯電装置と、前記転写装置によって前記トナー像が前記表面から転写されない非転写時に、前記帯電極性と逆極性の電圧を前記クリーニング部材に印加させるとともに、前記帯電装置を制御して前記表面の未転写トナー像を前記帯電極性側へより強く帯電させる制御手段とを備える。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の画像形成装置では、制御手段は、クリーニング部材に対する印加電圧を、通常画像形成時の転写残トナー像対応から非転写時の未転写トナー像対応へと切り替える。そして、帯電装置を用いて未転写トナー像の平均的な帯電状態を正常な帯電極性の側へシフトさせて、未転写トナー像に含まれる逆極性に帯電したトナー粒子や未帯電トナー粒子の割合を低下させる。これにより、正常な帯電極性と逆極性の電圧を印加したクリーニング部材を潜り抜けるトナー粒子を減らして、クリーニング部材による未転写トナー像の静電クリーニング効率を高める。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明の実施形態である画像形成装置について、図面を参照して詳細に説明する。本発明の画像形成装置は、以下に説明する実施形態の限定的な構成には限定されない。像担持体に付着した未転写トナー像の帯電状態を調整して静電クリーニング効果を高める限りにおいて、各実施形態の構成の一部または全部を、その代替的な構成で置き換えた別の実施形態でも実現可能である。
【００１７】
第１実施形態では、中間転写ベルト５に沿って４つの感光ドラム１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋを配置したタンデム型画像形成装置を説明する。しかし、本発明の画像形成装置は、複数色の現像装置を備えた１個の感光ドラムから中間転写ベルトにトナー像を転写する画像形成装置としてもよい。また、中間転写ベルトのクリーニングのみならず、感光ドラム等のクリーニングを同様に行う画像形成装置としてもよく、静電記録方式の画像形成装置においても本発明は適用できる。
【００１８】
第１実施形態では、トナー像の形成、転写に係る画像形成装置の主要部を専ら説明するが、画像形成装置は、必要な装備と筐体とを加えて、プリンタ、各種印刷機、複写機、ＦＡＸ、複合機等、種々の用途に適合できる。
【００１９】
なお、特許文献１〜４に示される画像形成装置の構成、搭載された各装置の詳細構造、一般的な制御フロー等については、一部図示を省略して詳細な説明も省略する。
【００２０】
＜画像形成装置＞
図１は第１実施形態の画像形成装置の構成の模式的な説明図である。図１に示すように、第１実施形態の画像形成装置１００は、無端ベルト状の中間転写ベルト５に沿って４つの感光ドラム１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋを配置して、電子写真方式のフルカラー画像形成を行う。
【００２１】
中間転写ベルト５は、周長９００ｍｍの長さで表面に弾性を有し、駆動ローラ２１、テンションローラ２２、および二次転写内ローラ２３に巻回して支持される。中間転写ベルト５は、不図示のモータによって駆動される駆動ローラ２１に駆動されて、３００ｍｍ／秒のプロセス速度で矢印Ｒ５方向に循環する。
【００２２】
駆動ローラ２１とテンションローラ２２との間に位置する中間転写ベルト５の水平部には、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックのトナー像をそれぞれ形成する画像形成部Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋが配置される。
【００２３】
画像形成部Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋは、現像装置４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｋで使用される現像剤が、イエロートナー、マゼンタトナー、シアントナー、ブラックトナーである以外は共通に構成されている。従って、ここでは、画像形成部Ｋで代表させて説明を行い、その他の画像形成部Ｙ、Ｍ、Ｃについては添え字Ｋを、Ｙ、Ｍ、Ｃに置き換えて理解されるものとする。
【００２４】
画像形成部Ｋは、ドラム状の電子写真感光体である感光ドラム１Ｋの周囲に、一次帯電器３Ｋ、露光装置２Ｋ、現像装置４Ｋ、クリーニング装置７Ｋ等のプロセス機器を配置する。
【００２５】
感光ドラム１Ｋは、直径８０ｍｍのアルミニウム製シリンダの外周面に有機光導電体層（ＯＰＣ）を塗布してある。感光ドラム１Ｋは、両端部のフランジによって回転自在に支持されており、一方の端部に不図示の駆動モータから駆動力を伝達して反時計回り方向に回転される。感光ドラム１Ｋは、矢印方向に回転して表面にブラック分解色のトナー像を形成され、その後、トナー像を中間転写ベルト５に一次転写する。
【００２６】
一次帯電器３Ｋは、ローラ状に形成されて感光ドラム１Ｋの表面に当接する導電性ローラである。一次帯電器３Ｋは、不図示の電源から帯電バイアス電圧を印加されて、感光ドラム１Ｋの回転する表面を負極性の一様電位に帯電させる。
【００２７】
露光装置２Ｋは、ブラック分解色の画像信号によりパルス変調されたレーザービームをポリゴンミラーで走査して、一様に帯電した感光ドラム１Ｋの表面に静電潜像を形成する。
【００２８】
現像器４Ｋは、帯電極性が負極性のブラックトナーを収納したトナー収納部４１と、感光ドラム１Ｋの表面に隣接する位置に設けられて不図示の駆動部により回転駆動される現像ローラ４２とを有する。現像ローラ４２は、トナー収容部４１から汲み出したトナーを周面に担持して感光ドラム１Ｋ表面に搬送し、図示しない現像バイアス電源から現像バイアス電圧を印加されて静電潜像にトナーを付着させる。現像装置４Ｋは、現像ローラ４２を用いて、負極性に帯電したブラックトナーを感光ドラム１Ｋの表面に付着させて、静電潜像をトナー像に現像する。
【００２９】
中間転写ベルト５の内側には、中間転写ベルト５を介して感光ドラム１Ｋに圧接する一次転写ローラ６Ｋが配置される。一次転写ローラ６Ｋは、不図示の一次転写バイアス電源に接続されて、トナーの帯電極性と逆極性（正極性）の一次転写バイアス電圧を印加される。感光ドラム１の表面の負極性に帯電したトナー像は、感光ドラム１Ｋの回転に伴って一次転写部Ｔ１を通過する過程で、一次転写ローラ６Ｋの正極性の一次転写バイアス電圧に応答して、接触中の中間転写ベルト５に一次転写される。
【００３０】
画像形成部Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋでは、それぞれの一次転写部Ｔ１で中間転写ベルト５上のトナー像の先頭が重なるように、タイミングを調整して、それぞれの分解色のトナー像が形成される。それぞれの一次転写部Ｔ１でそれぞれの分解色のトナー像が中間転写ベルト５に一次転写されて順次重ね合わせられることにより、中間転写ベルト５上にフルカラーのトナー像が形成される。
【００３１】
一次転写部Ｔ１で中間転写ベルト５に転写しなかった転写残トナーは、感光ドラム１Ｋの回転に伴ってクリーニング装置７Ｋに搬送される。クリーニング装置７Ｋは、不図示のゴムブレードを感光ドラム１Ｋの表面に摺擦させて、転写残トナーを掻き落として容器に回収し、感光ドラム１Ｋの表面を次回のトナー像形成に備えさせる。
【００３２】
中間転写ベルト５を介して二次転写内ローラ２３に圧接する二次転写外ローラ２４は、二次転写外ローラ２４と中間転写ベルト５との間に二次転写部Ｔ２のニップを形成する。二次転写外ローラ２４は、図示しない移動機構によって中間転写ベルト５に対して当接／離間が可能である。二次転写に係る期間以外は、移動機構が二次転写外ローラ２４を中間転写ベルト５から離間させて、中間転写ベルト５上の未転写トナーや汚れが二次転写外ローラ２４に付着しないようにしている。
【００３３】
二次転写内ローラ２３が接地電位に接続される一方、二次転写外ローラ２４は、不図示の二次転写バイアス電源に接続されて、トナーの帯電極性と逆極性（正極性）の二次転写バイアス電圧を印加される。二次転写バイアス電圧が二次転写内ローラ２３と二次転写外ローラ２４との間に形成する電界に応答して、中間転写ベルト５上の負極性に帯電したフルカラーのトナー像が記録材Ｐに二次転写される。
【００３４】
画像形成装置１００の下部にカセット１６、１７が配置されて、サイズの異なる記録材Ｐが貯留されている。記録材Ｐは、ピックアップローラ１３によってカセット１６から１枚ずつ取り出されてレジストローラ１５で待機する。レジストローラ１５は、中間転写ベルト５上のトナー像の先頭にタイミングを合わせて、記録材Ｐを二次転写部Ｔ２へ送り込む。記録材Ｐが二次転写部Ｔ２を通過する過程で、中間転写ベルト５に担持されたフルカラーのトナー像が記録材Ｐに二次転写され、フルカラーのトナー像が二次転写された記録材Ｐは、定着装置９へ搬送される。
【００３５】
定着装置９は、加熱ヒータを組み込んだ定着ローラ９ａに加圧ローラ９ｂを所定圧力で圧接して定着ニップを形成する。定着装置９の定着ニップを通過する過程で、記録材Ｐ上のフルカラーのトナーが加熱加圧を受け、融解して記録材Ｐの表面に固着する。
【００３６】
マイコン制御装置である制御部４０は、格納された制御プログラムに従って画像形成装置１００の各装置、各ユニット、各電源を制御してこのような画像形成プロセスを制御する。
【００３７】
なお、二次転写ローラ２４は、弾性ゴム層とコーティング層とを含む２層以上から構成され、弾性ゴム層は、セル径０．０５ｍｍ〜１．０ｍｍのカーボンブラック分散の発泡層で構成される。一方、表層となるコーティング層は、イオン導電性ポリマーが分散された厚み０．１ｍｍ〜１．０ｍｍのフッ素樹脂系材料で構成され、紙搬送性も考慮して、表面粗さＲｚ＞１．５μｍに制御している。
【００３８】
フッ素樹脂系材料としては、テトラフルオロエチレン（ＴＦＥ）、ヘキサフルオロプロピレン共重合体（ＦＥＰ）、パーフロロアルコキシ樹脂（ＰＦＡ）、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）等を採用できる。導電剤として用いるイオン導電性ポリマーとしては、例えば、カルボキシル基に４級アンモニウム塩基を結合する（メタ）アクリレートとの各種（例えばスチレン）共重合体がある。この他、４級アンモニウム塩基と結合するマレイミドとメタアクリレートとの共重合体等の４級アンモニウム塩基を結合するポリマー、ポリスルホン酸ナトリウム等に見られるスルホン酸のアルカリ金属塩を結合するポリマーもある。また、分鎖中に少なくともアルキルオキシドの親水性ユニットを結合する次のようなポリマーもある。例えばポリエチレンオキシド、ポリエチレングリコール系−ポリアミド共重合体、ポリエチレン−エピクロルヒドリン共重合体、ポリエーテルアミドイミド、ポリエーテルをセグメントとするブロック型のポリマー等である。
【００３９】
＜ベルトクリーニング装置＞
図２はベルトクリーニング装置の構成の模式的な説明図である。図１に示すように、二次転写部Ｔ２で記録材Ｐに二次転写されないで中間転写ベルト５上に残った転写残トナーは、中間転写ベルト５の矢印Ｒ５方向の循環に伴ってベルトクリーニング装置３０に搬送される。ベルトクリーニング装置３０は、トナーを静電気的に移動させて中間転写ベルト５から除去して廃トナーボックス３７へ回収し、中間転写ベルト５を次回の一次転写に備えさせる。
【００４０】
図２に示すように、ベルトクリーニング装置３０は、中間転写ベルト５を介してテンションローラ２２に対向配置した一対の導電性ファーブラシ３１、３２を有する。導電性ファーブラシ３１、３２は、直径８ｍｍの導電軸に導電性で繊維状の毛を植毛して外径２０ｍｍとしたもので、植毛のパイル長６ｍｍ、材質ナイロン、密度１００ｋＦ、抵抗５×１０６Ωである。
【００４１】
ベルトクリーニング装置３０は、図示しない移動機構によって、中間転写ベルト５に対して導電性ファーブラシ３１、３２を当接させる位置から離間させる位置へ移動可能である。制御部４０は、中間転写ベルト５上の転写残トナーがベルトクリーニング装置３０に搬送されてきたときに、導電性ファーブラシ３１、３２を当接させてクリーニングを行わせる。
【００４２】
導電性ファーブラシ３１（３２）は、それぞれ侵入長１．５ｍｍにて金属製のバイアスローラ３３（３４）に当接している。導電性ファーブラシ３１（３２）およびバイアスローラ３３（３４）は、それぞれ矢印で示す方向へ回転する。導電性ファーブラシ３１（３２）の回転方向は、中間転写ベルト５との当接位置で中間転写ベルト５の移動方向と反対方向となるように設定されている。バイアスローラ３３（３４）の回転方向は、導電性ファーブラシ３１（３２）との当接位置で、導電性ファーブラシ３１（３２）と同一方向となるように設定されている。
【００４３】
導電性ファーブラシ３１（３２）に当接する位置の下流側でバイアスローラ３３（３４）に当接させて、クリーニングブレード（スクレーパー）３５（３６）が配置されている。中間転写ベルト５から導電性ファーブラシ３１（３２）へ移動したトナー粒子は、バイアスローラ３３（３４）へ受け渡された後、クリーニングブレード３５（３６）により廃トナーボックス（３７：図１）へ掻き落とされる。
【００４４】
バイアスローラ３３には、クリーニングバイアス電源４３、４７が切り替え可能に接続され、バイアスローラ３４には、クリーニングバイアス電源４４、４８が切り替え可能に接続されている。テンションローラ２２は、接地電位に接続されているので、バイアスローラ３３（３４）に印加するクリーニングバイアス電圧の極性を切り替えると、導電性ファーブラシ３１（３２）が中間転写ベルト５から除去できるトナー粒子の帯電極性が切り替わる。
【００４５】
制御部４０は、導電性ファーブラシ（上流側導電性ファーブラシ）３１が中間転写ベルト５から除去すべきトナー粒子の帯電極性に応じて、クリーニングバイアス電源４３、４７を切り替える。また、導電性ファーブラシ（下流側導電性ファーブラシ）３２が中間転写ベルト５から除去すべきトナー粒子の帯電極性に応じて、クリーニングバイアス電源４４、４８を切り替える。
【００４６】
記録材Ｐへトナー像を二次転写する通常画像形成では、制御部４０は、バイアスローラ３３にクリーニングバイアス電源４７を接続し、バイアスローラ３４にクリーニングバイアス電源４８を接続する。この結果、上流側の導電性ファーブラシ３１は、負極性に帯電して、中間転写ベルト５上の正極性に帯電したトナー粒子や無帯電のトナー粒子を吸着する。下流側の導電性ファーブラシ３２は、正極性に帯電して、上流側の導電性ファーブラシ３１に接触して負極性に帯電したトナー粒子を吸着する。
【００４７】
しかし、ジャム処理後の立ち上げ処理では、クリーニングバイアス電源４３をバイアスローラ３３に接続し、上流側の導電性ファーブラシ３１を正極性に帯電させて、中間転写ベルト５上の負極性に帯電したトナー粒子を除去させる。
【００４８】
例えば、バイアスローラ３３に＋７００Ｖを印加すると、導電性ファーブラシ３１には＋６００Ｖの電圧が誘起される。このとき、接地電位のテンションローラ２２と導電性ファーブラシ３１との間に形成される＋６００Ｖの電界に駆動されて、中間転写ベルト５上の負極性に帯電したトナー粒子が導電性ファーブラシ３１へ静電気的に転移する。導電性ファーブラシ３１に付着したトナー粒子は、導電性ファーブラシ３１とバイアスローラ３３との間に形成される＋１００Ｖの電界に駆動されてバイアスローラ３３へ静電気的に転移する。
【００４９】
＜ポスト帯電器＞
図１に示すように、駆動ローラ２１と二次転写内ローラ２３との間の中間転写ベルト５に対向させてポスト帯電器２６が配置されている。ポスト帯電器２６は、中間転写ベルト５上に重ねられた４層のトナー像間のトナー帯電荷量を揃えて、二次転写部Ｔ２における二次転写の安定性を確保させる。
【００５０】
つまり、画像形成部Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋで独立に形成して中間転写ベルト５に順次一次転写された各分解色のトナー像は、トナー帯電荷量がそれぞれ異なるため、二次転写における最適転写電流がそれぞれ異なる。そして、一般的には、各分解色のトナー像のトナー帯電荷量に１０μＣ／ｍｇ以上の差があると、最適転写電流からかけ離れた転写電流で二次転写される分解色のトナー像の転写性が悪化する。
【００５１】
そこで、二次転写部Ｔ２の上流側にコロナ帯電器を用いたポスト帯電器２６を配置し、その対向に接地電位に接続した張架ローラ２７を設置する。そして、ポスト帯電器２６により非接触帯電を行って、各分解色のトナー像のトナー帯電荷量の差分を小さくしている。
【００５２】
図２に示すように、ポスト帯電器２６のシールドケースは接地電位に接続される。ポスト帯電器２６は、図１に示される二次転写部Ｔ２の上流側に配置されるが、図２では図示の都合によりベルトクリーニング装置３０の上流側に示し、張架ローラ２７は図示略した。ただし、既存のポスト帯電器２６を兼用しないで、ベルトクリーニング装置３０のクリーニング効率を改善する専用のコロナ帯電器を、図２に示すポスト帯電器２６の位置へ配置してもよい。
【００５３】
制御部４０は、記録材Ｐへトナー像を二次転写する通常の画像形成時、調整バイアス電源４５を制御して、放電電極に直流バイアス電圧と交流バイアス電圧とを重畳して印加する。具体的には、トナー像先端がポスト帯電器２６を通過する直前に調整バイアス電源４５をＯＮさせ、トナー像が通過するとＯＦＦさせる。ただし、１ジョブ中、複数枚の画像出力を行う場合は、紙間をＯｆｆしてもよい。直流バイアス電圧を−１．０ｋＶ、交流バイアス電圧をＶｐｐ＝５．８ｋＶ（１．０ｋＨｚ）としたとき、中間転写体ベルト５方向に流れる電流は２０μＡであった。負極性の直流バイアス電圧によって負極性に帯電したトナー粒子の脱落を阻止しつつ、交流バイアス電圧によって各分解色のトナー像間で帯電電荷を移動させて電荷量差を相殺する。このようにして、表１に示すように、各分解色のトナー像のばらばらのトナー帯電荷量を、−２０μＣ／ｇ後半に揃えている。
【００５４】
【表１】
2008122625.tif 000003
【００５５】
しかし、ジャム処理後の立ち上げ処理では、制御部４０は、調整バイアス電源４５を制御して、ポスト帯電器２６の放電電極に一段と高い負極性の直流バイアス電圧を印加する。これにより、各分解色のトナー像の平均トナー帯電荷量を−３０μＣ／ｇを越える水準に誘導して、上流側の導電性ファーブラシ３１によるトナー像の除去効率を高めている。
【００５６】
＜パッチ検知制御＞
図１に示すように、画像形成装置１００は、記録材Ｐにトナー像を二次転写する通常画像形成によって得られる画像を常に好適なものとするために、パッチ検知制御を実行する。パッチ検知制御では、各分解色のパッチと称されるテストパターントナー像を形成して中間転写ベルト５に一次転写する。そして、中間転写ベルト５上の各分解色のパッチに対して濃度や色度等の物性を測定し、各分解色のパッチの濃度や色度の測定結果に応じて画像形成部Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋにおける画像形成条件が調整される。
【００５７】
駆動ローラ２１に巻架された中間転写ベルト５の部分に対向させて濃度検知センサ２５が配置される。濃度検知センサ２５は、光源からパッチに赤外光を照射して反射光を検知する光学センサである。
【００５８】
制御部４０は、画像形成部Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋを制御して、感光ドラム１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋにそれぞれの分解色のパッチを形成させ、中間転写ベルト５上に配列して一次転写させる。
【００５９】
制御部４０は、濃度検知センサ２５で検知した反射光の大小から、各分解色のパッチの濃度を測定し、測定結果に基づいて、露光ビーム強度、現像バイアス電圧、一次転写バイアス電圧等の画像形成条件を調整する。これにより、適正な濃度の画像が常に得られるように、パッチ濃度と画像形成条件との関係が適正化される。
【００６０】
画像形成部Ｋに関して例示すれば、一次帯電器３Ｋにおける帯電バイアス電圧、露光装置２Ｋにおける露光ビームの強度、現像装置４Ｋにおける現像バイアス電圧等を調整して画像形成部Ｋに関する好適な画像濃度が再現される。また、現像装置４Ｋに収容されるトナーの補給等に際しても、補給前後の画像濃度を一致させるために、パッチ検知制御が実行される。
【００６１】
パッチ検知制御の具体的な手法として最大画像濃度制御を実行する。最大画像濃度制御では、耐久や環境の変化によるトナーの特性の変化に対応するために、通常画像形成の前回転若しくは大量の連続画像形成の場合は紙間において、定期的に最大画像濃度でパッチを形成する。そして、パッチの濃度の出力値を検知して、適正濃度を得るための画像形成条件を変更することにより、その時の環境に応じた画像形成条件の設定を実現する。
【００６２】
つまり、装置環境が急激に変化した時や、現像器４Ｋ内の現像剤による初期濃度設定時や、外部からの現像剤補給や交換後の装置立ち上げ時において、最大画像濃度制御を実行する。こうした最大画像濃度制御によって定められた画像形成条件にて通常画像形成を行うことで、全ての環境で適正濃度になるように画像制御できる。
【００６３】
制御部４０には、最大画像濃度制御時には、パッチとなるテスト露光パターンとして、最大画像濃度のベタ画像のデータが記憶されている。一次帯電器３Ｋによって一様帯電された感光ドラム１Ｋの表面に、ベタ画像のデータに基づいて露光装置２Ｋにより最大画像濃度となるように露光して、パッチ潜像を形成する。パッチ潜像を現像器４Ｋに収容したブラックトナーにより現像してパッチとする。これを、中間転写ベルト５に一次転写することで、中間転写ベルト５上にベタ画像のパッチが形成される。
【００６４】
なお、パッチ検知制御としては、ここで説明した最大画像濃度制御の他にも様々なものがある。中間転写ベルト５上に重ねて形成した各分解色のパッチの色ズレを、色ズレセンサを用いて検知し、露光装置２Ｋにおける露光角度等を変更する色ずれ制御がある。現像装置４Ｋに収容された現像剤が二成分系である場合、中間転写ベルト５上に所定濃度設定のベタ画像のパッチを形成し、その濃度低下を検知することによって、現像装置４Ｋにトナーを自動補給するトナー補給制御もある。パッチとして階調画像を形成し、カラーセンサによって、その色度や濃度を測定して階調制御を行う場合もある。こうしたパッチ検知制御以外にも、現像装置４Ｋ内のトナーを更新するために、現像装置４Ｋからトナーを吐き出し、これを中間転写ベルト５上に転写させる場合もある。
【００６５】
いずれにせよ、中間転写ベルト５上にはパッチが一次転写されるが、これらのパッチは、記録材Ｐに二次転写されること無く、ベルトクリーニング装置３０でそのまま除去される。このとき、パッチトナーの付着を避けるために、二次転写外ローラ２４は中間転写ベルト５から離間される。二次転写外ローラ２４にトナーが付着すると、通常画像形成に際して記録材Ｐに裏移りしてしまうからである。
【００６６】
また、後述するように、上流側の導電性ファーブラシ３１の帯電極性を通常画像形成時とは逆極性にして、パッチを構成する負極性に帯電したトナーをベルトクリーニング装置３０が効率的に回収できるようにする。
【００６７】
＜第１実施形態＞
図３はベルトクリーニング装置を用いた中間転写ベルトのクリーニング制御のフローチャートである。図４は中間転写ベルトに一次転写されたトナー像の帯電状態の説明図、図５は帯電器印加電圧とトナー電荷量との関係の説明図、図６はトナーの帯電量とクリーニング性能との関係の説明図である。
【００６８】
図１、図２を参照して図３に示すように、第１実施形態では、ジャム処理後の復帰シーケンス動作およびパッチ検知制御に際して、通常画像形成とは異なる各種設定と各種制御とを実行する。
【００６９】
すなわち、中間転写ベルト５を循環させている状態で（Ｓ１１）、パッチ検知制御が開始されると（Ｓ１２のＹＥＳ）、二次転写外ローラ２４を中間転写ベルト５から離間させる（Ｓ１３）。これにより、記録材Ｐに転写されないトナー粒子が二次転写外ローラ２４に転写または付着することを回避する。
【００７０】
そして、中間転写ベルト５の循環速度を低下させる（Ｓ２１）。これにより、ベルトクリーニング装置３０の導電性ファーブラシ３１の中間転写ベルト５の表面に対する接触密度を高めて、植毛への接触を潜り抜けるトナー粒子を減らす。
【００７１】
そして、ポスト帯電器２６に印加する調整バイアス電圧を、通常画像形成の場合よりも高い負極性の電圧とする（Ｓ２２）。コロナ放電を用いた非接触帯電によって、中間転写ベルト５上のトナー像に含まれる逆極性に帯電したトナー粒子や未帯電のトナー粒子を減らす。これにより、正極性に帯電させた（Ｓ２３）導電性ファーブラシ３１を潜り抜けるトナーがほとんど無くなって、ベルトクリーニング装置３０での回収効率がさらに高まる。
【００７２】
そして、クリーニングバイアス電源４３をバイアスローラ３３に接続して導電性ファーブラシ３１を正極性に帯電させ、クリーニングバイアス電源４８をバイアスローラ３４に接続して導電性ファーブラシ３２もまた正極性に帯電させる（Ｓ２３）。すなわち、導電性ファーブラシ３１の帯電状態を通常画像形成とは逆にして、ベルトクリーニング装置３０を中間転写ベルト５上の負極性に帯電したトナー粒子の除去に特化させる。
【００７３】
一方、通常画像形成（Ｓ１２のＮＯ）の途中で、記録材Ｐのジャムが発生すると（Ｓ１５のＹＥＳ）、記録材Ｐの搬送と中間転写ベルト５の循環とを停止し（Ｓ１６）、二次転写外ローラ２４を離間させる（Ｓ１７）。
【００７４】
そして、オペレータがジャム処理を完了したことを検知すると（Ｓ１８のＹＥＳ）、中間転写ベルト５上のトナー像の先頭をポスト帯電器２６よりも上流側へ位置決めて（Ｓ１９）、中間転写ベルト５の循環を再開する（Ｓ２０）。
【００７５】
以下はパッチ検知制御の場合と同様である。すなわち、中間転写ベルト５は通常画像形成よりも遅い速度で循環し（Ｓ２１）、帯電装置２６は、中間転写ベルト５上の未転写トナー像を先頭から通常よりも高い負極性のコロナ放電で帯電させる（Ｓ２２）。ベルトクリーニング装置３０では、上流側の導電性ファーブラシ３１が正極性、下流側の導電性ファーブラシ３２が負極性と、通常画像形成とは逆の帯電状態に設定されて、中間転写ベルト５上のトナー像をクリーニングする。上流側の導電性ファーブラシ３１は、トナー像に含まれる正常な負極性に帯電したトナー粒子を静電気的に植毛へ移動させて中間転写ベルト５から除去する。下流側の導電性ファーブラシ３２は、正極性に帯電した導電性ファーブラシ３１に接触して正極性に帯電したトナー粒子を中間転写ベルト５から除去する。
【００７６】
一方、通常画像形成（Ｓ１２のＮＯ）が正常に継続している場合（Ｓ１５のＮＯ）、二次転写外ローラ２４を中間転写ベルト５へ当接させて（Ｓ３０）、記録材Ｐへの二次転写を行わせる。中間転写ベルト５は、通常速度で循環し（Ｓ３１）、ポスト帯電器２６は、通常の調整バイアス電圧を印加され（Ｓ３２）、ベルトクリーニング装置３０の導電性ファーブラシ３１、３２は、通常の帯電状態に設定される（Ｓ３３）。
【００７７】
ところで、ジャム処理後の復帰シーケンス動作では、すべての分解色のトナー像が重ねられて、パッチよりも幅広でトナー量が桁違いに多いトナー像が中間転写ベルト５上に担持されている。中間転写ベルト５のトナー載り量は最大で１．５〜２．０ｍｇ／ｃｍ２に達し、ベルトクリーニング装置３０は、パッチ検知処理に比較して大量のトナーを除去しなくてはならない。
【００７８】
第１実施形態では、通常画像形成とは異なる上述の各種設定により、通常画像形成に比べて桁違いに大きなトナー載り量を同じベルトクリーニング装置３０で処理可能としている。その１つとして、ポスト帯電器２６にて、中間転写体ベルト５上のトナー像を負帯電させて静電クリーニングの電界依存性を高めている。
【００７９】
しかし、トナー帯電荷量を高めると、中間転写ベルト５に対する鏡映力が増加するため、トナー帯電荷量を制御して、ベルトクリーニング装置３０の静電クリーニング能力の限界値を上回らないようにする必要がある。
【００８０】
ジャム処理後の復帰シーケンス動作を想定するため、フルカラーモードで各分解色最大濃度ベタ画像を重ね合わせるように中間転写ベルト５上にトナー像を形成してポスト帯電器２６に通過させた。ポスト帯電器２６に通常画像形成の調整バイアス電圧を印加した場合と、ジャム処理後の復帰シーケンス動作に適用される高い調整バイアス電圧を印加した場合との比較を図４に示す。
【００８１】
図４に示すように、ポスト帯電器２６の印加電圧は、トナー像のもつトナー帯電荷量のネガ化を目的とするので、直流電圧のみが望ましい。すなわち、交流バイアス電圧の印加時と比べて除電能力が小さくなり、極性反転粒子や無帯電粒子の割合を減らしてトナー像のトナー帯電荷量を大きくする方向に制御できる。
【００８２】
図５に示すように、ポスト帯電器２６の印加電圧を負極性側に高めると、コロナ放電の帯電粒子を照射された中間転写ベルト５上のトナー像のトナー帯電荷量（トナー電荷量）は、単調増加する。
【００８３】
しかし、図６に示すように、トナー帯電荷量が−５０μＣ／ｍｇを越えると、静電クリーニングの回収総電荷量の限界値を超えてしまい、ベルトクリーニング装置３０を潜り抜けるトナー量が増えてしまう。従って、ポスト帯電器２６を通過したトナー像のトナー帯電荷量は、−２０〜−４０μＣ／ｍｇに揃える必要がある。
【００８４】
図６では、ベルトクリーニング装置３０の静電クリーニング性能の指標として、ベルトクリーニング装置３０を潜り抜けた中間転写ベルト５上のトナー量であるかぶり濃度を測定している。クリーニングバイアス電圧によって調整される導電性ファーブラシ３１のファーブラシ電流に応じて静電クリーニング性能は変化し、かぶり濃度の低い範囲で高い静電クリーニング性能を利用できる。中間転写ベルト５のトナー載り量を０．３ｍｇ／ｃｍ２とし、ポスト帯電器２６の印加電圧を異ならせてトナー像の平均トナー帯電荷量を−５０〜−１０μＣ／ｍｇの各値に誘導している。
【００８５】
図６に示すように、特に、トナー帯電荷量が−２０〜−３０μＣ／ｍｇの場合、ファーブラシ電流に対するかぶり濃度のラチチュードを広く確保でき、ベルトクリーニング装置３０の静電クリーニング性能が良くなる。しかし、この範囲を外れると、トナー帯電荷量が小さ過ぎても大き過ぎてもベルトクリーニング装置３０によるトナー回収率が低下する。
【００８６】
トナー帯電荷量が大き過ぎる場合、中間転写ベルト５に対するトナー粒子の吸着力（いわゆる鏡映力）が導電性ファーブラシ３１に対する静電吸着力よりも強くなって、静電クリーニング性能が低下する。また、トナー帯電荷量が大き過ぎると、静電クリーニングに要するクリーニングバイアス電圧が高くなり、高電圧を印加された導電性ファーブラシ３１に接触して正極性に帯電するトナー粒子が増えてしまう。
【００８７】
一方、トナー帯電荷量が小さ過ぎる場合、トナー粒子の静電吸着力が不足して導電性ファーブラシ３１に吸着しない。トナー像に含まれる逆極性に帯電したトナー粒子や未帯電のトナー粒子の割合が多くて平均トナー帯電荷量が小さくなっている場合も、正極性に帯電した導電性ファーブラシ３１では十分な回収率を確保できない。
【００８８】
しかし、上流側の導電性ファーブラシ３１で回収できなかったトナー粒子は、下流側の導電性ファーブラシ３２で全て回収できる。このときの下流側の導電性ファーブラシ３２のファーブラシ電流は２０μＡであり、ファーブラシ３２通過後のかぶり濃度反射率は０．０２以下であった。
【００８９】
第１実施形態の画像形成装置１００は、中間転写ベルト５から記録材Ｐにトナー像を転写する二次転写部Ｔ２より上流のポスト帯電器２６と、導電性ファーブラシ３１を用いて静電クリーニングを行うベルトクリーニング装置３０とを備える。
【００９０】
そして、中間転写ベルト５上でのパッチ検知制御時およびジャム処理完了後の復帰動作時、中間転写ベルト５上の未転写トナー像を、二次転写部Ｔ２上流のポスト帯電器２６により所望のトナー帯電荷量に誘導する。二次転写外ローラ２４を中間転写ベルト５より離脱させ、導電性ファーブラシ３１に通常画像形成時とは逆極性のクリーニングバイアス電圧を印加して、中間転写ベルト５上の未転写トナー像を静電クリーニングする。これにより、未転写トナー像を構成する多量のトナー粒子を、通常画像形成時と同じ導電性ファーブラシ３１、３２によって回収可能となる。
【００９１】
そして、図４〜図６に示すように、トナー帯電荷量（ポスト帯電器２６の印加電圧）と静電クリーニング電圧（バイアスローラ３３、３４の印加電圧）とを最適化することで、さらに効率的に未転写トナー像を静電クリーニングできる。
【００９２】
また、ジャム発生時にポスト帯電器２６を通り過ぎて停止した部分の未転写トナー像は、図４に示される最適帯電荷分布を持っていない。そこで、ジャム処理完了後の復帰動作では、ポスト帯電器２６よりも上流側へ未転写トナー像の先頭が移動するまで中間転写ベルト５を逆行させる（Ｓ１９：図３）。調整バイアス電圧を切り替えた後のポスト帯電器２６に未転写トナー像を通過させて、未転写トナー像を最適帯電荷分布に誘導して、静電クリーニング性を向上させている。
【００９３】
また、ジャム処理後の復帰動作（Ｓ１８のＹＥＳ：図３）以外に、中間転写ベルト５に濃度パッチを作像したパッチ検知制御（Ｓ１２のＹＥＳ：図３）でも未転写トナー像のクリーニング条件、クリーニング制御を適用している。パッチ検知制御は、ジャム処理完了後の復帰動作と異なり、中間転写ベルト上のトナー載り量は０．５〜０．６ｍｇ／ｃｍ２と現像剤の劣化の影響を受けるものの、ほぼ一定であり、頻度も多い。このため、未転写トナー像の帯電条件、静電クリーニング条件の設定は、ジャム処理完了後の復帰動作よりも容易である。
【００９４】
また、ジャム処理後の復帰動作では、通常以上の載り量のトナー像が静電クリーニングで回収されなければならないため、中間転写ベルトの循環速度を通常画像形成時よりも遅くしている（Ｓ２１：図３）。これにより、導電性ファーブラシ３１には、電圧切り替えによる静電気的なクリーニング能力に、摺擦掻き取りによる機械的なクリーニング能力が加算されて、クリーニング効果が高められている。
【００９５】
すなわち、中間転写ベルト５の循環速度を、ジャム処理完了後の復帰動作およびパッチ検知制御には、通常画像形成時の速度ｖのα倍（０＜α＜１）とすることで、面電荷密度が通常時の１／α倍になる。同様のことが帯電極性にも反映される。すなわち、ベルトクリーニング装置３０における静電クリーニング効率があがるばかりでなく、二次転写部Ｔ２上流のポスト帯電器２６における非接触帯電効率も向上する。
【００９６】
＜第２実施形態＞
図７は第２実施形態の制御のフローチャート、図８はトナー載り量と静電クリーニング性能との関係の説明図である。第２実施形態では、第１実施形態の画像形成装置１００の制御において、トナー載り量が多い場合には、下流側の導電性ファーブラシ３２に負極性のクリーニングバイアス電圧を印加する。これ以外の構成および制御（Ｓ１５〜Ｓ２２：図７）は第１実施形態と同様であるので詳細な説明を省略する。
【００９７】
第１実施形態では、導電性ファーブラシ３１、３２の両方を正極性に帯電させて、中間転写ベルト５上の負極性に帯電したトナー粒子を回収した。導電性ファーブラシ３１、３２には、放電を起こして中間転写ベルト５上のトナー粒子の帯電状態を反転させない範囲の電圧が印加された。この電圧は、例えば、通常画像形成時に導電性ファーブラシ３２に印加される電圧である。
【００９８】
つまり、上流側の導電性ファーブラシ３１に印加するクリーニングバイアス電圧を比較的に低くして、中間転写ベルト５上でトナー粒子のポジ化を抑制したので、導電性ファーブラシ３１の回収総電荷量の限界値は相対的に低くなった。回収総電荷量の限界値を超えて導電性ファーブラシ３１を潜り抜けた負極性のトナー粒子は、下流側の正極性に帯電させた導電性ファーブラシ３２により静電クリーニングした。
【００９９】
これに対して、第２実施形態では、図８に示すように、トナー載り量が１．０ｍｇ／ｃｍ２未満の場合（Ｓ４１のＹＥＳ）、第１実施形態と同様なクリーニング条件２ａを選択する（Ｓ４２）。しかし、トナー載り量が１．０ｍｇ／ｃｍ２以上の場合（Ｓ４１のＮＯ）、第１実施形態とは異なるクリーニング条件２ｂを選択する（Ｓ４３）。
【０１００】
そして、クリーニング条件２ｂでは、上流側の導電性ファーブラシ３１に印加するクリーニングバイアス電圧を比較的に高くして、導電性ファーブラシ３１の回収総電荷量の限界値を相対的に高める。反面、中間転写ベルト５上でトナー粒子のポジ化が起こり易くなるので、下流側の導電性ファーブラシ３２に印加するクリーニングバイアス電圧を負極性にして、ポジ化したトナー粒子を静電クリーニングできるようにする（Ｓ４３）。
【０１０１】
図２に示すように、ジャム処理完了を検知すると、制御部４０は、画像形成に用いた各分解色の画像データを評価して各分解色のトナー量を加算して中間転写ベルト５上のトナー載り量を計算する。そして、トナー載り量が予め設定されたしきい値を越えている場合、通常画像形成時とは全く逆に、クリーニングバイアス電源４３をバイアスローラ３３に接続して、クリーニングバイアス電源４４をバイアスローラ３４に接続する。
【０１０２】
そして、上流側の導電性ファーブラシ３１は、第１実施形態よりも高い正極性の電圧に帯電させて、ポスト帯電器２６によって負極性に帯電強化された未転写トナー像のトナー粒子を強力に吸着させる。反面、導電性ファーブラシ３１に接触してポジ化するトナー粒子が増えるので、下流側の導電性ファーブラシ３２は、負極性に帯電させてポジ化したトナー粒子を吸着させる。
【０１０３】
図８に示すように、中間転写ベルト５のトナー載り量とベルトクリーニング装置３０の静電クリーニング性能との関係を調べた。図１に示す画像形成部Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋにおける画像形成条件を調整して、ポスト帯電器２６を通過した後の中間転写ベルト５上のトナー帯電荷量を−３５μＣ／ｍｇに誘導し、載り量０．２〜２．２ｍｇ／ｃｍ２のトナー像を形成した。
【０１０４】
二次転写外ローラ２４を離間させた状態で、中間転写ベルト５をベルトクリーニング装置３０に通過させ、通過の前後におけるかぶり濃度反射率の比を求めてベルトクリーニング装置３０のクリーニング性能を評価した。
【０１０５】
図７に示すように、トナー載り量が１．０ｍｇ／ｃｍ２以上では、ベルトクリーニング装置３０による十分な静電クリーニング効果が得られない。正極性の高いクリーニングバイアス電圧を印加して、毎秒通過するトナー像の全電荷相当のファーブラシ電流を得ても、ファーブラシ電流の少なくない部分が中間転写ベルト上のトナー粒子のポジ反転に費やされてしまう。
【０１０６】
現象的に説明すれば、高いクリーニングバイアス電圧を印加された導電性ファーブラシ３１と中間転写ベルト５とのニップで、トナー粒子を介した放電が発生し易くなる。放電によってトナー粒子がポジ化するため、トナー載り量１．０ｍｇ／ｃｍ２以上の場合、正極性に帯電させた導電性ファーブラシ３１のみでは回収できない。
【０１０７】
従って、第２実施形態では、トナー載り量が１．０ｍｇ／ｃｍ２以上と検知された場合、下流側の導電性ファーブラシ３２には、上流側の導電性ファーブラシ３１と逆極性の負極性のクリーニングバイアス電圧を印加する。
【０１０８】
正極性に帯電させた導電性ファーブラシ３１を潜り抜けたトナー像は、図７から２．２ｍｇ／ｃｍ２の１０％以下、多く見積もってもトナー載り量は０．５ｍｇ／ｃｍ２以下と推定される。従って、下流側の導電性ファーブラシ３２に比較的に低い負極性のクリーニングバイアス電圧を印加することで、再度のネガ反転を生じさせることなく、ポジ反転したトナー粒子を効率的に回収できる。上流側の導電性ファーブラシ３１で回収不可能であったポジ化トナーを回収することにより、ベルトクリーニング装置３０のトータルのクリーニング性能は飛躍的に高まる。
【０１０９】
このようにして、あらゆる載り量のトナー像に対しても、それぞれトナー帯電電量と静電クリーニングの印加電圧とを最適化することで、効率的に未転写トナー像を静電クリーニングできる。
【０１１０】
＜発明との対応＞
画像形成装置１００は、帯電したトナー像を担持した表面が移動する中間転写ベルト５と、前記トナー像の帯電極性と逆極性の電圧を用いて前記トナー像を前記表面から転写させる二次転写外ローラ２４と、二次転写外ローラ２４の下流側で前記表面に接触し、前記帯電極性と同極性の電圧を印加されて前記表面の転写残トナーを除去する導電性ファーブラシ３１とを備える。そして、二次転写外ローラ２４によって前記トナー像が前記表面から転写されない非転写時には、導電性ファーブラシ３１に前記帯電極性と逆極性の電圧を印加して前記表面の未転写トナーを除去させる。前記非転写時に導電性ファーブラシ３１の上流側で前記未転写トナーを帯電させて、前記未転写トナーの帯電状態を前記帯電極性側へシフトさせるポスト帯電器２６を備える。
【０１１１】
ポスト帯電器２６は、二次転写外ローラ２４よりも上流側に配置されて、二次転写外ローラ２４によって転写されようとする前記トナー像の帯電状態を調整する手段を兼ねている。制御部４０は、前記非転写時を識別して、前記導電性ファーブラシ３１に印加する電圧の極性を反転させるとともに、前記二次転写外ローラ２４の帯電出力を高めさせる。
【０１１２】
画像形成装置１００のクリーニング部材は、回転駆動される導電性の植毛を前記表面に摺擦させる導電性ファーブラシ３１である。導電性ファーブラシ３１の下流側で前記表面を摺擦し、前記転写残トナーを除去する際に、前記帯電極性と逆極性の電圧を印加される導電性ファーブラシ３２を備える。
【０１１３】
前記非転写時に導電性ファーブラシ３１に印加する電圧は、クリーニング電流の上昇に伴ってクリーニング効率が低下し始めるより低い範囲の電圧値である。
【０１１４】
制御部４０は、前記非転写時に、前記未転写トナーのトナー載り量を識別し、予め定めたしきい値よりも前記トナー載り量が多い場合には、前記しきい値よりも少ない場合よりも導電性ファーブラシ３１に印加する電圧を高めるとともに、前記帯電極性と同極性の電圧を導電性ファーブラシ３２に印加させる。
【０１１５】
中間転写ベルト５は、複数色のトナー像を重ねて一次転写され、ポスト帯電器２６は、直流電圧に交流電圧を重畳した電圧を印加されて複数色のトナー像の帯電電位を揃えるコロナ放電装置である。制御部４０は、前記非転写時、前記帯電電位を揃える場合よりも高い、未転写トナーのトナー帯電荷量のピークが−２０〜−３０μＣ／ｍｇに誘導される範囲の直流電圧をポスト帯電器２６に印加させる。
【０１１６】
前記非転写時は、中間転写ベルト５から前記トナー像を二次転写される記録材Ｐのジャム処理完了後の復帰動作である。制御部４０は、前記ジャム処理完了を検知すると、前記トナー像の先頭をポスト帯電器２６よりも上流側へ位置決めた後に前記未転写トナーの除去を開始する。
【０１１７】
制御部４０は、前記非転写時の中間転写ベルト５の循環速度を通常画像形成時よりも遅くする。
【０１１８】
前記非転写時は、前記トナー像の濃度調整のためのカラーパッチを中間転写ベルト５に一次転写して、前記未転写トナーとして導電性ファーブラシ３１により除去する動作である。
【０１１９】
画像形成装置１００は、全体的にトナー像の帯電極性と同極性に帯電した未転写トナー像を中間転写ベルト５の表面から除去する。前記帯電極性と同極性のバイアス電圧を印加したコロナ放電に前記未転写トナー像を晒して、前記未転写トナー像に含まれる前記帯電極性と逆極性に帯電したトナー粒子を減らす。そして前記帯電極性と逆極性の電圧を印加して回転駆動される導電性ファーブラシ３１を前記表面に摺擦させて前記未転写トナー像を静電クリーニングする。
【図面の簡単な説明】
【０１２０】
【図１】第１実施形態の画像形成装置の構成の模式的な説明図である。
【図２】ベルトクリーニング装置の構成の模式的な説明図である。
【図３】ベルトクリーニング装置を用いた中間転写ベルトのクリーニング制御のフローチャートである。
【図４】中間転写ベルトに一次転写されたトナー像の帯電状態の説明図である。
【図５】帯電器印加電圧とトナー電荷量との関係の説明図である。
【図６】トナーの帯電量とクリーニング性能との関係の説明図である。
【図７】第２実施形態の制御のフローチャートである。
【図８】トナー載り量と静電クリーニング性能との関係の説明図である。
【符号の説明】
【０１２１】
５  像担持体（中間転写ベルト）
１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋ  感光ドラム
２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋ  露光装置
４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｋ  現像装置
６Ｙ、６Ｍ、６Ｃ、６Ｋ  一次転写ローラ
７Ｙ、７Ｍ、７Ｃ、７Ｋ  クリーニング装置
１６、１７  カセット
２１  駆動ローラ
２２  テンションローラ
２３  二次転写内ローラ
２４  転写装置（二次転写外ローラ）
２５  濃度検知センサ
２６  帯電装置（ポスト帯電器）
３０  ベルトクリーニング装置
３１、３２  クリーニング部材（導電性ファーブラシ）
３３、３４  バイアスローラ
３５、３６  クリーニングブレード（スクレーパー）
４０  制御手段（制御部）
４３、４４、４７、４８  クリーニングバイアス電源
４５  調整バイアス電源
Ｐ  記録材
Ｔ１  一次転写部
Ｔ２  二次転写部
【図１】
2008122625.tif 000004
【図２】
2008122625.tif 000005
【図３】
2008122625.tif 000006
【図４】
2008122625.tif 000007
【図５】
2008122625.tif 000008
【図６】
2008122625.tif 000009
【図７】
2008122625.tif 000010
【図８】
2008122625.tif 000011