(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
感光体から転写されたトナー像を担持する中間転写体と、
前記中間転写体上のトナー像を記録材へ転写する転写部材と、
トナー像が転写された前記中間転写体上に残留するトナーを静電的に回収するために、前記中間転写体に接触するブラシ部材を有するクリーニング装置と、
前記ブラシ部材に電圧を印加する電源手段と、を備え、
前記ブラシ部材に付着するトナーを前記中間転写体へ静電的に移動させることにより、前記ブラシ部材からトナーを除去する画像形成装置において、
前記電源手段は、前記中間転写体からトナーを回収するために前記ブラシ部材に第１電圧を印加し、前記ブラシ部材からトナーを除去するために前記ブラシ部材に第２電圧を印加し、
前記第２電圧は、前記第１電圧に対して同極性かつ絶対値が大きく、放電開始電圧よりも大きいことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記クリーニング装置は、回転する前記ブラシ部材に対して前記中間転写体とは異なる位相位置で接触して回転する電極部材と、前記ブラシ部材とは異なる位相位置で前記電極部材に接触して前記電極部材の表面をクリーニングする電極清掃手段と、を有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】
前記中間転写体上に残留するトナーと重なる領域を避けた部分が前記ブラシ部材に接触している期間に、前記ブラシ部材からトナーを除去するための前記第２電圧が前記ブラシ部材に印加されることを特徴とする請求項１又は２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記ブラシ部材は、前記中間転写体に沿って一対配置され、
一対の前記ブラシ部材には、それぞれの前記電源手段を通じて逆極性の電圧が印加され、前記中間転写体の移動方向の下流側に位置する前記ブラシ部材に前記第１電圧を印加した状態で、上流側に位置する前記ブラシ部材に前記第２電圧を印加することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記中間転写体は、複数の回転部材に巻回されて回転する無端ベルト状の中間転写ベルトであることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記中間転写体からトナーを回収するために前記ブラシ部材に印加される前記第１電圧をＶ１とし、前記ブラシ部材からトナーを除去するために前記ブラシ部材に印加される前記第２電圧をＶ２とするとき、
Ｖ１＜Ｖ２≦Ｖ１＋２０００ボルトであることを特徴とする請求項５記載の画像形成装置。
【請求項７】
感光体から転写されたトナー像を担持する中間転写体と、
前記中間転写体上のトナー像を記録材へ転写する二次転写ローラと、
前記二次転写ローラに残留するトナーを静電的に回収するために、前記二次転写ローラに接触して回転するブラシ部材を有するクリーニング装置と、
前記二次転写ローラからトナーを回収するために、前記ブラシ部材に第１電圧を印加する電源手段と、を備え、
前記ブラシ部材に付着するトナーを前記二次転写ローラへ静電的に移動させることにより、前記ブラシ部材からトナーを除去する画像形成装置において、
前記ブラシ部材からトナーを除去するために前記ブラシ部材に印加される第２電圧は、前記第１電圧に対して同極性かつ絶対値が大きく、放電開始電圧よりも大きいことを特徴とする画像形成装置。
【請求項８】
前記中間転写体は、複数の回転部材に巻回されて回転する無端ベルト状の中間転写ベルトであって、前記二次転写ローラとの間に記録材に対するトナー像の二次転写ニップを形成し、
前記クリーニング装置は、前記二次転写ローラとは異なる位相位置で前記ブラシ部材に接触して回転する電極部材と、前記ブラシ部材とは異なる位相位置で前記電極部材に接触して前記電極部材の表面をクリーニングする電極清掃手段と、を有し、
直径２０ｍｍの前記電極部材に総圧９．８Ｎで当接させて、前記ブラシ部材を２０ｒｐｍで回転させて、前記電源手段によって前記電極部材に２ＫＶの前記第１電圧を印加した際の前記二次転写ローラの抵抗値をＲ（Ω）とするとき、
１０６≦Ｒ≦１０９であることを特徴とする請求項７に記載の画像形成装置。
【請求項９】
前記ブラシ部材は、ファーブラシ状であり、前記電極部材に侵入量１ｍｍで侵入させて１００ｒｐｍで回転させた状態で１００Ｖを印加したときの前記ブラシ部材の抵抗をＲｆとするとき、
１０５≦Ｒｆ≦１０９であることを特徴とする請求項２又は８に記載の画像形成装置。
【請求項１０】
前記第１電圧が放電開始電圧よりも小さいことを特徴とする請求項１乃至９のいずれか１項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、バイアス電圧を印加されたブラシ部材を用いて像担持体表面をクリーニングするクリーニング装置を備えた画像形成装置、詳しくは、ブラシ部材に付着したトナーを除去してクリーニング性能を回復させる制御に関する。
【背景技術】
【０００２】
中間転写ベルトを用いた静電写真プロセスにより、記録材に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。そのような画像形成装置の例では、感光体ドラムに個別形成されたシアン、マゼンタ、イエロ、ブラックのトナー画像が、中間転写ベルト上に順次重ねて一次転写される。そして、中間転写ベルトから最終的な記録材へ４色のトナー像が一括して二次転写される。
【０００３】
中間転写ベルトを用いる画像形成装置では、中間転写ベルトにおける二次転写位置と一次転写位置との間に、中間転写ベルト上の二次転写残トナーを除去するクリーニング装置を必要とする。中間転写ベルトに残った二次転写残トナーが次回に一次転写されるトナー像に混合すると、混色を生じて画像品質が低下するからである。
【０００４】
そのようなクリーニング装置として、バイアス電圧を印加したブラシ部材を中間転写ベルトに回転摺擦させて二次転写残トナーを静電吸着させる静電ファーブラシ方式が実用化されている。静電ファーブラシ方式は、クリーニングに係る圧力や摩擦力が極めて小さいため、中間転写ベルトの走行が安定する。
【０００５】
特許文献１には、中間転写ベルト上に一次転写されたシアン、マゼンタ、イエロ、ブラックの原色トナー画像を記録材に一括して二次転写するカラー画像形成装置が示される。中間転写ベルトに沿ってブラシ部材（静電ファーブラシ）を２個並べて配置し、それぞれのブラシ部材に接触させた金属ローラに、逆極性の静電バイアス電圧をそれぞれ印加している。静電ファーブラシ方式は、静電バイアス電圧と同極性の転写残トナーを吸着できないからである。
【０００６】
ところで、静電ファーブラシ方式のクリーニング装置は、ま新しいブラシ部材を用いた初期段階でのクリーニング能力には問題がない。しかし、耐久時間の経過とともにブラシ部材にトナーが付着して、バイアス電圧に逆らってブラシ部材から中間転写ベルトへ移動するトナーが増える結果、クリーニング性能が次第に低下する。ブラシ部材に蓄積したトナーが増えると、ブラシ部材が中間転写ベルトに新たなトナーを付着させるので、付着面に形成された画像の品質が損なわれる。
【０００７】
特許文献２には、このようなブラシ部材からトナーを静電的に除去してクリーニング性能を回復させる技術が示される。ここでは、像担持体をクリーニングする際とは逆極性のバイアス電圧をブラシ部材に印加することにより、ブラシ部材に付着していたトナーを像担持体へ移動させる。像担持体をクリーニングする際には、像担持体からブラシ部材へ静電吸着されていたトナーが、逆極性のバイアス電圧によって、逆にブラシ部材から像担持体へ静電吸着される。像担持体へ静電的に付着したトナーは、像担持体に接触させたクリーニングブレードによって掻き取られる。
【０００８】
【特許文献１】特開２００２−２０７４０３号公報
【特許文献２】特開２００２−７２６９７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
特許文献２に記載されたクリーニング装置のクリーニング方法では、ブラシ部材に逆極性のバイアス電圧を印加する必要がある。つまり、ブラシ部材にバイアス電圧を出力する電源は、プラスマイナスの高電圧（例えば２ＫＶ）を出力する必要がある。プラスマイナス両方の高電圧を出力する電源装置は、片方を出力する電源装置に比較して高価で、体積や重量が大きくなるという問題がある。
【００１０】
また、特許文献２に示されるクリーニング方法を中間転写ベルトに応用（図１２参照）して、ブラシ部材のトナーを中間転写ベルトに付着させる場合、中間転写ベルト部材をクリーニングする手段が必要となる。しかし、中間転写ベルト部材にクリーニングブレードを圧接配置することは、中間転写ベルト部材の走行を不安定にして意味が無い。
【００１１】
そこで、中間転写ベルトから感光体ドラムへトナーを静電的に移動させ、感光体ドラムを摺擦するクリーニングブレードでトナーを掻き取ることが提案された（図１２参照）。
【００１２】
しかし、この場合、中間転写ベルトを介して感光体ドラムに圧接された一次転写ローラに逆極性の転写バイアス電圧を印加する必要がある。つまり、転写バイアス電圧の電源装置にもプラスマイナス両方の高電圧（例えば４ＫＶ）を出力させる必要がある。
【００１３】
本発明は、プラスマイナス両方の高電圧を出力する電源を用いることなくブラシ部材をクリーニングして、本来のクリーニング性能を回復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、感光体から転写されたトナー像を担持する中間転写体と、前記中間転写体上のトナー像を記録材へ転写する転写部材と、トナー像が転写された前記中間転写体上に残留するトナーを静電的に回収するために、前記中間転写体に接触するブラシ部材を有するクリーニング装置と、前記ブラシ部材に電圧を印加する電源手段とを備えるものである。前記ブラシ部材に付着するトナーを前記中間転写体へ静電的に移動させることにより、前記ブラシ部材からトナーを除去する。そして、前記電源手段は、前記中間転写体からトナーを回収するために前記ブラシ部材に第１電圧を印加し、前記ブラシ部材からトナーを除去するために前記ブラシ部材に第２電圧を印加し、前記第２電圧は、前記第１電圧に対して同極性かつ絶対値が大きく、放電開始電圧よりも大きい。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の画像形成装置は、中間転写体をクリーニングする際の第１電圧よりも高い同極性のバイアス電圧である第２電圧をブラシ部材に印加して、ブラシ部材と中間転写体との間でトナーを介した放電を発生させる。放電によってトナーの帯電極性が反転して、ブラシ部材で像担持体をクリーニングする際とは、ブラシ部材と中間転写体との間におけるトナーの反発／吸着の関係が反転する。放電の通り道となったトナーがブラシ部材と同極性に帯電して、ブラシ部材に反発し、中間転写体に吸着される。
【００１６】
従って、放電を継続することで、ブラシ部材に吸着／付着していたトナーが次第に中間転写体へ移動してブラシ部材がクリーニングされ、トナーが吸着／付着していない状態での本来のクリーニング性能が回復する。
【００１７】
第１電圧と同極性のバイアス電圧を用いるので、ブラシ部材にバイアス電圧を供給する電源手段は、プラスマイナス片方の高電圧を可変に供給できればよく、プラスマイナス両方の高電圧を出力する必要がない。
【００１８】
第１電圧は、中間転写体の表面に付着した転写残トナーの帯電極性を保持したまま中間転写体からブラシ部材へ静電的に移動させるバイアス電圧である。ブラシ部材から中間転写体への移動を回避するために、ブラシ部材に付着したトナーを介した放電を起しにくい低いバイアス電圧である。第１電圧よりも一段高い第２電圧を印加することによって、中間転写体からブラシ部材へ移動するトナーの個数よりもブラシ部材から中間転写体へ移動するトナーの個数のほうが優勢となる。これにより、ブラシ部材がクリーニングされる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明の画像形成装置の一実施形態であるカラー複写機について、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。像担持体の転写残トナーを静電的に除去する限りにおいて、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。
【００２０】
本発明の画像形成装置は、感光体ドラム、二次転写ベルトを始めとする一般的な像担持体以外、例えば一般的な像担持体に当接回転して不必要なトナーが付着する特殊な像担持体（第２実施形態等）をクリーニングする仕組みとしても実施できる。
【００２１】
なお、特許文献１、２に示される画像形成装置の一般的な構造、材料、制御、運転方法等については一部図示を省略し、詳細な説明も省略する。
【００２２】
＜第１実施形態＞
図１は第１実施形態の画像形成装置の概略構成の説明図、図２はクリーニング装置の概略構成の説明図、図３は中間転写ベルトの断面構成の説明図である。図４はバイアス電圧とクリーニング電流との関係を示す線図、図５はバイアス電圧とクリーニング効果との関係を示す線図である。
【００２３】
図１に示すように、第１実施形態の画像形成装置１００は、感光体ドラム１に形成した４色の原色トナー像を、中間転写ベルト９に一次転写して重ね合わせる。中間転写ベルト２に形成されたフルカラーのトナー像は、その後、転写材４０へ一括して二次転写される。
【００２４】
感光体ドラム１は、矢線Ａ方向へ回転する潜像担持体である。帯電装置２によって一様に帯電された感光体ドラム１の表面に、画像情報に基づいて露光する露光装置３等の周知の電子写真プロセスによって画像情報に応じた静電潜像が形成される。
【００２５】
感光体ドラム１の周囲には、イエロ（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）及びブラック（Ｂｋ）の各色に対応した現像器４、５、６、７を含む現像器ユニット８が配設されている。感光体ドラム１上に形成された各原色の静電潜像は、対応する現像器４、５、６、７で現像してトナー像に現像される。
【００２６】
第１実施形態では、感光体ドラム１が負極性に帯電するもので構成され、また、現像は反転現像方式にて行われる。従って、使用されるトナーはすべて負極性に帯電するタイプのものである。
【００２７】
感光体ドラム１の表面に当接されるよう配設された無端状の中間転写ベルト９は、複数の張架ローラ１０、１１、１２、１３、１４に張架されて矢印Ｂの方向へ循環する。張架ローラ１０、１１は、感光体ドラム１による一次転写位置の近傍に配置された金属製の従動ローラであって、中間転写ベルト９の平坦な一次転写面を形成する。
【００２８】
張架ローラ１２は、中間転写ベルト９の張力を一定に制御するテンションローラである。張架ローラ１４は、中間転写ベルト９の駆動ローラである。張架ローラ１３は、トナーと同極性バイアスが印加されて、中間転写ベルト９上のトナー像を転写材４０に二次転写する二次転写内ローラである。中間転写ベルト９を介して張架ローラ１３に圧接された二次転写ローラ１６は、二次転写するための接地された二次転写外ローラである。張架ローラ１０、１１、１２、１４は接地されている。
【００２９】
中間転写ベルト９は、転写材４０へのトナーの転写性を改善するために、弾性中間転写ベルトを用いている。弾性中間転写ベルトは、表面の通常粗さＲｚ（十点平均粗さ）が１μｍ以上あることが多い。そして、表面の粗さＲｚが１μｍを超えるような材質になってくると、トナーをクリーニングブレードで掻き取るブレードクリーニングでは完全に転写残トナーを除去することが困難になる。そこで、クリーニングブレードの代わりにクリーニングブラシを用いて、静電的に転写残トナーを除去するクリーニング手法が採用される。
【００３０】
二次転写部と一次転写部との間に配置されて張架ローラ１４に対向するクリーニング装置４１は、クリーニングブラシを用いて、中間転写ベルト９上の二次転写残トナーを静電的に除去する。クリーニング装置４１は、図２に示すように、装置ハウジング１１８内にファー状の一対の導電性ブラシ１１６ａ、１１６ｂを配置している。
【００３１】
導電性ブラシ１１６ａ、１１６ｂは、それぞれ金属ローラ１１７ａ、１１７ｂに当接回転する。金属ローラ１１７ａ、１１７ｂには、逆極性のバイアス電圧がそれぞれ直流電源１２１ａ、１２１ｂから供給される。上流側の導電性ブラシ１１６ａには、マイナスのバイアス電圧が印加され、下流側の導電性ブラシ１１６ｂには、プラスのバイアス電圧が印加される。
【００３２】
金属ローラ１１７ａに印加されたバイアス電圧は、導電性ブラシ１１６ａ、中間転写ベルト９、張架ローラ１４の直列回路によって分圧される。導電性ブラシ１１６ａのブラシ上の回収トナーは、より電圧の高い（マイナス側に）金属ローラ１１７ａの表面へ静電的に移動する。金属ローラ１１７ａの表面に担持されたトナーは、金属ローラ１１７ａに当接させたクリーニングブレード１２０ａによって掻き落とされる。
【００３３】
従って、中間転写ベルト９上の正極性に帯電した二次転写残トナーは、中間転写ベルト９から導電性ブラシ１１６ａへ静電的にクリーニングされる。さらに、導電性ブラシ１１６ａから金属ローラ１１７ａへも静電的に移動し、最後に、クリーニングブレード１２０ａで金属ローラ１１７ａから完全に除去される。
【００３４】
金属ローラ１１７ｂに印加されたバイアス電圧は、導電性ブラシ１１６ｂ、中間転写ベルト９、張架ローラ１４の直列回路によって分圧される。導電性ブラシ１１６ｂのブラシ上の回収トナーは、より電圧の高い（プラス側に）金属ローラ１１７ｂの表面へ静電的に移動する。金属ローラ１１７ｂの表面に担持されたトナーは、金属ローラ１１７ｂに当接させたクリーニングブレード１２０ｂによって掻き落とされる。
【００３５】
従って、中間転写ベルト９上の負極性に帯電したトナーは、中間転写ベルト９から導電性ブラシ１１６ｂへ静電的にクリーニングされる。さらに、導電性ブラシ１１６ｂから金属ローラ１１７ｂへも静電的に移動し、最後に、クリーニングブレード１２０ｂで金属ローラ１１７ｂから完全に除去される。
【００３６】
中間転写ベルト９は、弾性層を配置した弾性中間転写ベルトである。図３に示すように、中間転写ベルト９は、引張り強度を担う樹脂層１８１ａの上に、表面弾性を付与する弾性層１８１ｂ、表面性状を調整する表層１８１ｃを積層した三層構造である。
【００３７】
樹脂層１８１ａを構成する樹脂材料としては、ポリカーボネート、フッ素系樹脂（ＥＴＦＥ、ＰＶＤＦ）、ポリスチレン、クロロポリスチレン、ポリ−α−メチルスチレン、スチレン−ブタジエン共重合体、スチレン−塩化ビニル共重合体、スチレン−酢酸ビニル共重合体、スチレン−マレイン酸共重合体、スチレン−アクリル酸エステル共重合体（スチレン−アクリル酸メチル共重合体、スチレン−アクリル酸エチル共重合体、スチレン−アクリル酸ブチル共重合体、スチレン−アクリル酸オクチル共重合体及びスチレン−アクリル酸フェニル共重合体等）、スチレン−メタクリル酸エステル共重合体（スチレン−メタクリル酸メチル共重合体、スチレン−メタクリル酸エチル共重合体、スチレン−メタクリル酸フェニル共重合体等）、スチレン−α−クロルアクリル酸メチル共重合体、スチレン−アクリロニトリル−アクリル酸エステル共重合体等のスチレン系樹脂（スチレンまたはスチレン置換体を含む単重合体または共重合体）、メタクリル酸メチル樹脂、メタクリル酸ブチル樹脂、アクリル酸エチル樹脂、アクリル酸ブチル樹脂、変性アクリル樹脂（シリコーン変性アクリル樹脂、塩化ビニル樹脂変性アクリル樹脂、アクリル・ウレタン樹脂等）、塩化ビニル樹脂、スチレン−酢酸ビニル共重合体、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体、ロジン変性マレイン酸樹脂、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、ポリエステルポリウレタン樹脂、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブタジエン、ポリ塩化ビニリデン、アイオノマー樹脂、ポリウレタン樹脂、シリコーン樹脂、ケトン樹脂、エチレン−エチルアクリレート共重合体、キシレン樹脂及びポリビニルブチラール樹脂、ポリアミド樹脂、ポリイミド樹脂、変性ポリフェニレンオキサイド樹脂、変性ポリカーボネート等からなる群より選ばれる１種類あるいは２種類以上を使用することができる。ただし、上記材料に限定されるものではない。
【００３８】
弾性層１８１ｂを構成する弾性材料（弾性材ゴム、エラストマー）としては、ブチルゴム、フッ素系ゴム、アクリルゴム、ＥＰＤＭ、ＮＢＲ、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレンゴム天然ゴム、イソプレンゴム、スチレン−ブタジエンゴム、ブタジエンゴム、エチレン−プロピレンゴム、エチレン−プロピレンターポリマー、クロロプレンゴム、クロロスルホン化ポリエチレン、塩素化ポリエチレン、ウレタンゴム、シンジオタクチック１，２−ポリブタジエン、エピクロロヒドリン系ゴム、シリコーンゴム、フッ素ゴム、多硫化ゴム、ポリノルボルネンゴム、水素化ニトリルゴム、熱可塑性エラストマー（例えばポリスチレン系、ポリオレフィン系、ポリ塩化ビニル系、ポリウレタン系、ポリアミド系、ポリウレタン系、ポリエステル系、フッ素樹脂系）等からなる群より選ばれる１種類あるいは２種類以上を使用することができる。ただし、上記材料に限定されるものではない。
【００３９】
表層１８１ｃの材料は特に制限は無いが、中間転写ベルト９表面へのトナーの付着力を小さくして２次転写性を高めるものが要求される。例えば、ポリウレタン、ポリエステル、エポキシ樹脂等の１種類の樹脂材料か、弾性材料（弾性材ゴム、エラストマー）、ブチルゴム，フッ素系ゴム、アクリルゴム、ＥＰＤＭ、ＮＢＲ、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレンゴム天然ゴム、イソプレンゴム、スチレン−ブタジエンゴム、ブタジエンゴム、エチレン−プロピレンゴム、エチレン−プロピレンターポリマー、クロロプレンゴム、クロロスルホン化ポリエチレン、塩素化ポリエチレン、ウレタンゴムの弾性材料のうち、２種類以上を使用し、表面エネルギーを小さくし、潤滑性を高める材料、例えばフッ素樹脂、フッ素化合物、フッ化炭素、２酸化チタン、シリコンカーバイト等の粉体、粒子を１種類あるいは２種類以上または粒径を異ならしたものを分散させ使用することができる。
【００４０】
樹脂層１８１ａや弾性層１８１ｂには、抵抗値調節用導電剤が添加される。抵抗値調節用導電剤は特に制限はないが、例えば、カーボンブラック、グラファイト、アルミニウムやニッケル等の金属粉末、酸化錫、酸化チタン、酸化アンチモン、酸化インジウム、チタン酸カリウム、酸化アンチモン−酸化錫複合酸化物（ＡＴＯ）、酸化インジウム−酸化錫複合酸化物（ＩＴＯ）等の導電性金属酸化物を利用できる。導電性金属酸化物は、硫酸バリウム、ケイ酸マグネシウム、炭酸カルシウム等の絶縁性微粒子を被覆したものでもよい。ただし、これらの導電剤に限定されるものではない。
【００４１】
第１実施形態では、樹脂層１８１ａの厚みを１００μm、弾性層１８１ｂの厚み２００μｍ、表層１８１ｃの厚みを５μｍとした。転写性を考慮すると中間転写ベルト９の体積抵抗率ρ（Ωｃｍ）は、１０５≦ρ≦１０１５ （ＪＩＳ−Ｋ６９１１法準拠プローブを使用、印加電圧１００Ｖ、印加時間６０ｓｅｃ、２３℃５０％ＲＨ）が望ましい。第１実施形態では中間転写ベルト９の体積抵抗率は、１０９（Ωｃｍ）（ＪＩＳ−Ｋ６９１１法準拠プローブを使用、印加電圧１００Ｖ、印加時間６０ｓｅｃ、２３℃５０％ＲＨ）である。
【００４２】
図１に示すように、中間転写ベルト９の感光体ドラム１に対向する一次転写位置において、中間転写ベルト９の裏面側には、一次転写ローラ１５が配設される。一次転写ローラ１５に、転写バイアス電源１５Ｐからトナーの帯電極性と逆極性の正極性の一次転写バイアスＨＶ１を印加することで、感光体ドラム１上のトナー像が中間転写ベルト９上に一次転写される。
【００４３】
一次転写後、感光ドラム１の表面に残留した一次転写残トナーは、ウレタンゴム等のクリーニングブレードを有する感光ドラムクリーニング装置４９によってクリーニングされる。
【００４４】
一方、中間転写ベルト９上に転写されたトナー像は、中間転写ベルト９と二次転写ローラ１６の間に形成された二次転写ニップ部で転写材４０に二次転写される。二次転写ニップ部には、レジストローラ１７から転写材４０がタイミングよく送り出される。トナー像を二次転写された転写材４０は、不図示の搬送部材によって不図示の定着器へ搬送されて加熱加圧を受ける。これにより、転写材４０にトナー像が溶融固着される。
【００４５】
二次転写ローラ１６は、ウレタンゴム等のイオン導電性の弾性ゴム層とコーティング層とを有する２層以上の構成からなる。弾性ゴム層は、セル径０.０５〜１.０ｍｍ のカーボンブラック分散の発泡層からなる。表面層は、イオン導電性ポリマーを分散してなる厚み０．１〜１．０ｍｍのフッ素樹脂系材料からなる。二次転写ローラ１６の表面硬度は、ＡＳＫＥＲ―Ｃ硬度値で、３５度である。
【００４６】
また、二次転写性を考慮すると、二次転写ローラ１６の抵抗値Ｒ（Ω）は、１０６≦Ｒ≦１０９（φ２０金属ローラに総圧９．８Ｎで当接させて２０ｒｐｍで回転させて２ＫＶを印加した時の抵抗値）が望ましい。第１実施形態では、１０７（Ω）の二次転写ローラ１６を用いた。
【００４７】
二次転写後に中間転写ベルト９上に残留する二次転写残トナーをクリーニングするクリーニング装置４１は、図２に示すように、中間転写ベルト９の近傍に配置される。導電性ブラシ１１６ａを用いた第１クリーニング部と、導電性ブラシ１１６ｂを用いた第２クリーニング部とは、バイアス電圧の極性が異なるのみで、共通の部材を用いて構成される。従って、以下では、第１クリーニング部について部材を説明し、第２クリーニング部については説明を省略する。
【００４８】
導電性ブラシ１１６ａは、抵抗値１０７、繊維太さ６デニールのカーボン分散型ナイロン繊維をその植毛密度５０万本／平方インチの割合で金属ローラ上に植毛して成る導電性ファーブラシである。なお、抵抗値は、金属ローラ１１７ａに侵入量１ｍｍで侵入させて１００ｒｐｍで回転させた状態で１００Ｖ印加したときの値である。
導電性ブラシ１１６ａは、中間転写ベルト９に対し約１ｍｍの侵入量を保って摺擦配置され、不図示の駆動モータによって５０ｍｍ／秒の周速度で矢印方向へ回動する。金属ローラ１１７ａは、導電性ブラシ１１６ａに対して約１ｍｍの侵入量を保って配置され、導電性ブラシ１１６ａと同等の速度で矢印方向へ回転駆動されている。金属ローラ１１７ａに当接するクリーニングブレード１２０は、ウレタンゴムからなり、金属ローラ１１７ａに侵入量１ｍｍを保って配置されている。
【００４９】
上流側の導電性ブラシ１１６ａに接続する金属ローラ１１７ａには、トナーと同極性である負極性(−)の定電圧のバイアス電圧が直流電源１２１ａから印加される。下流側の導電性ブラシ１１６ｂに接続する金属ローラ１１７ｂには、トナーと逆極性である正極性（＋）の定電圧のバイアス電圧が直流電源１２１ｂから印加される。
【００５０】
金属ローラ１１７ａにバイアス電圧を印加することより、中間転写ベルト９と導電性ブラシ１１６ａとの間に電位差が生じる。中間転写ベルト９上にある二次転写残トナー中に存在するポジトナーを導電性ブラシ１１６ａでクリーニングし、二次転写残トナー中のネガトナーを導電性ブラシ１１６ｂでクリーニングする。クリーニングしたトナーをさらに、金属ローラ１１７ａと導電性ブラシ１１６ａ間の電位差により導電性ブラシ１１６ａから金属ローラ１１７ａに転移させて、クリーニングブレード１２０ａにより掻き落とす。
【００５１】
ここで、第１実施形態のクリーニング装置４１に印加するバイアス電圧の設定について詳細に説明する。
【００５２】
図４に第１実施形態の構成において金属ローラ１１７ｂに可変のバイアス電圧を印加した際のクリーニング電流測定結果を示す。クリーニング電流は、導電性ブラシ１１６ｂと二次転写ベルト９との間に流れる電流である。
【００５３】
測定時に使用した導電性ブラシ１１６ｂの抵抗値は、上下とも前述した１０７Ωであり、中間転写ベルト９の体積抵抗率は、同じく前述の１０９（Ωｃｍ）である。正極性側と負極性側でおおよそ同じ曲線を示したので、正極性側の電圧、電流の関係を代表して載せる。図４の横軸は印加電圧（Ｖ）、縦軸は測定電流（μＡ）を示す。
【００５４】
図４に示すように、導電性ブラシ１１６ｂと中間転写ベルト９との間の電圧と電流の関係は以下のようである。金属ローラ１１７ｂに印加する電圧を上げていくと、ファーブラシと中間転写ベルト間に流れる電流は、１．５ＫＶを過ぎた付近まで直線的に増加する。
【００５５】
しかし、１．５ＫＶを過ぎた付近から電流が急激に増加する。これは、導電性ブラシ１１６ｂ表面と中間転写ベルト９表面との間で放電が始まり、導電性ブラシ１１６ｂと中間転写ベルト９との間に流れる電流が急激に増えていると考えられる。この変化領域の電圧を放電開始電圧と呼ぶ。
【００５６】
次に、中間転写ベルト９上の二次転写残トナーと導電性ブラシ１１６ｂのクリーニング性について行った検討結果を説明する。図５は、第１実施形態の構成で導電性ブラシ１１６ｂに印加する電圧を変化させたときの、中間転写ベルト９上の残トナーのクリーニング性を示している。
【００５７】
実験方法としては、転写効率が約９０％となる条件で１枚目の転写材４０を通紙して二次転写を行い、二次転写残トナーを導電性ブラシ１１６ｂによりクリーニングする。そして、次にべた白画像となる条件で２枚目の転写材４０を通紙して、白画像上に転写されたクリーニング不良のトナー濃度を、分光濃度計（Ｘ-Ｒｉｔｅ社製の分光濃度計使用）で測定した。そして、１枚目で画像のあった箇所とない箇所との濃度差を汚れ量と表現した。
【００５８】
従って、完全にクリーニングされていれば汚れ量は０となる。これを縦軸に表示した。横軸の印加電圧は、クリーニング性を確認した際、上流側、下流側の印加電圧の絶対値は同じとしたので、代表して正極性側の下流側の電圧を示している。
【００５９】
尚、ここでいう転写時における転写効率（Ｔ）とは、中間転写ベルト９上から転写材４０へ二次転写する際、転写材４０へ二次転写されたトナー載り量（ｔ１）と元々中間転写ベルト９上に載っていた画像のトナー載り量（ｔ２）との比（ｔ１／ｔ２）で表される。
【００６０】
図５に示すように、金属ローラ１１７ｂに印加する電圧が１ＫＶ付近から完全にクリーニングされるようになり、２ＫＶ付近から再びトナーの再付着が始まっていることが分かった。そして、図４の実験結果と図５の実験結果とを照合してみると、放電開始電圧と再びクリーニング不良が始まっている電圧とが概ね一致することが判明した。
【００６１】
また、２ＫＶ付近で起きているクリーニング不良で再び二次転写ベルト９上に排出されたトナーの極性を確認した。すると、上流側の導電性ブラシ１１６ａから排出されたトナーは導電性ブラシ１１６ａと同じ（−）極性、下流側の導電性ブラシ１１６ｂから排出されたトナーは、導電性ブラシ１１６ｂと同じ(＋)極性であった。
【００６２】
第１実施形態の画像形成装置１００は、この実験結果を利用して、導電性ブラシ１１６ａ、１１６ｂから中間転写ベルト９へ蓄積したトナーを吐き出させる。図２に示すように、制御部１４０は、トナー像が中間転写ベルト９上にない状態のときに、再付着の始まる２ＫＶ以上（−２ＫＶ以下）の電圧を直流電源１２１ｂ（１２１ａ）から出力させる。これにより、中間転写ベルト９から二次転写残トナーを除去する通常のクリーニング時と逆極性のバイアス電圧を使用することなく、導電性ブラシ１１６ａ、１１６ｂのクリーニングが可能となる。
【００６３】
この場合、上流側の導電性ブラシ１１６ａから吐き出されたトナーは、下流側の導電性ブラシ１１６ｂで再び回収される。また、導電性ブラシ１１６ｂから吐き出されたトナーは、一次転写部の一次転写バイアス電圧ＨＶ１によって、感光体ドラム１側へ移動し、感光ドラムクリーニング装置４９によって完全に除去される。導電性ブラシ１１６ｂから吐き出されたトナーは、ポジ化されているので、一次転写部では通常の転写バイアス電圧ＨＶをそのまま印加することで、トナーは感光体ドラム１側へ移動する。
【００６４】
ところで、図５に示す実験において、吐き出し時の電圧を上げすぎてしまうと、導電性ブラシ１１６ｂ内でも放電現象が発生してしまい、導電性ブラシ１１６ｂ内の奥の方に蓄積したトナーも逆帯電し、次の通常のクリーニング時に吐き出してしまう現象が発生した。この実験により、およそ放電開始から２ＫＶ程度を上限とするのが好ましいことが分かった。
【００６５】
以上の結果から、第１実施形態では、制御部１４０が、二次転写残トナーが来る中間転写ベルト９のクリーニング時の印加電圧値を上流側−１．３ＫＶ、下流側１．３ＫＶと設定する。そして、印刷ジョブ終了後の中間転写ベルト９の後回転時には、制御部１４０が、上流側２．５ＫＶ、下流側２．５ＫＶ と設定して、導電性ブラシ１１６ａ、１１６ｂをクリーニングする。
【００６６】
第１実施形態の画像形成装置１００における耐久試験の実験結果を表１に示す。表中の比較例１は、中間転写ベルト９のクリーニング時と後回転時とで常に上流側−１．３ＫＶ、下流側１．３ＫＶと設定した場合である。従来例は、特許文献２に示されるように、中間転写ベルト９のクリーニング時と後回転時とでバイアス電圧を反転させた場合であって、後回転時の上流側１．３ＫＶ、下流側−１．３ＫＶと設定している。
【００６７】
【表１】
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【００６８】
表中に示すように、耐久試験の初期には導電性ブラシ１１６ａ、１１６ｂにトナーが詰まっていないために、どの場合においても、クリーニングは可能である。しかし、通紙枚数が増して導電性ブラシ１１６ａ、１１６ｂにトナーが蓄積されてくると、比較例１では、二次転写残トナーをクリーニングする時に、クリ−ニング能力が低下する。そして、蓄積したトナーが吐き出されて、次に来るトナー像や転写材を汚してしまう。また、従来例では、第１実施形態と同様な効果があるが、直流電源１２１ａ、１２１ｂ、一次バイアス電源１５Ｐに両極性の高圧電源を要する。従って、クリーニング装置４１全体にかかるコストが高くなってしまうデメリットが発生するので望ましくない。
【００６９】
以上のように、トナーの逆極性のバイアス電圧を新たに設けることなく、耐久試験による導電性ブラシ１１６ａ、１１６ｂのクリーニング性の低下を防止できる。従来よりも簡易で安価なクリーニング装置４１を提供できる。
【００７０】
第１実施形態によれば、導電性ブラシ１１６ａ、１１６ｂに蓄積したトナーを排出し、これを感光体ドラム１の感光体ドラムクリーニング装置４９で除去できる。従って、耐久試験後もクリーニング性を持続したクリーニング装置４１を提供できる。さらに、導電性ブラシ１１６ａ、１１６ｂに印加するバイアス電圧の印加装置として両極性の高圧電源を用意する必要がない。さらには、クリーニング装置４１から中間転写ベルト９に吐き出したトナーを、通常の一次転写バイアス電圧で感光体ドラム１に移動させて既存のクリーニング装置で除去する。従って、感光体ドラム１へトナーを戻すための逆極性のバイアス印加装置を用意する必要がない。従って、従来よりも簡易で安価な画像形成装置１００を提供できる。
【００７１】
＜第２実施形態＞
図６は第２実施形態の画像形成装置における二次転写部の拡大図である。図７はバイアス電圧とクリーニング電流との関係を示す線図、図８はバイアス電圧とクリーニング効果との関係を示す線図、図９は第２実施形態におけるバイアス電圧制御のタイムチャートである。第２実施形態では、図１の二次転写ローラ１６をクリーニングする導電性ブラシ５０を備えて、導電性ブラシ５０に印加するバイアス電圧の制御により導電性ブラシ５０のクリーニングを行う。従って、図６中、図１と共通する構成には共通の符号を付して詳細な説明を省略する。
【００７２】
近年、静電写真プロセスを用いる画像形成装置では、色味安定性、濃度均一性などの維持のために、非画像部に制御画像を中間転写ベルト上に形成し、その画像の反射濃度等を検知し、フィードバックを行うことによって、安定した画像を維持する技術が広く用いられている。
【００７３】
制御画像は、ダウンタイムを防止するためにも、連続画像形成中では、紙間に形成し、画像形成動作を止めないことが望ましい。このため、図６に示すように、紙間に形成された制御画像は、二次転写ローラ（張架ローラ１３）に二次転写バイアス電圧ＨＶ２が印加された状態の時に、二次転写ローラ１６と接触し、制御画像の多くのトナーが二次転写ローラ１６の表面に付着する結果となる。つまり、制御画像のトナー像が二次転写ローラ１６を汚染する。
【００７４】
そこで、制御画像を用いた制御を行う画像形成装置２００に対して、第２実施形態では、二次転写ローラ１６に、第１実施形態におけるクリーニング装置４１と同じ原理で作動するクリーニング装置４２を設けた。第２実施形態に用いた二次転写ローラ１６は、第１実施形態で説明したとおり、ウレタンゴム等のイオン導電性の弾性ゴム層とコーティング層とを有する。弾性ゴム層は、セル径０.０５〜１.０ｍｍ のカーボンブラック分散の発泡層からなる。表面層は、イオン導電性ポリマーを分散してなる厚み０．１〜１．０ｍｍのフッ素樹脂系材料からなる。表面硬度は、ＡＳＫＥＲ―Ｃ硬度値で、３５度である。また、二次転写性や二次転写ローラ１６のクリーニング性を考慮すると、二次転写ローラ１６の抵抗値Ｒ（Ω）は、１０６≦Ｒ≦１０９が望ましい。抵抗値Ｒは、φ２０の金属ローラ５１に導電性ブラシ５０を総圧９．８Ｎで当接させて２０ｒｐｍで回転させて金属ローラ５１に２ＫＶを印加した時の抵抗値である。第２実施形態では、１０７（Ω）の二次転写ローラ１６を用いた。
【００７５】
二次転写ローラ１６に設けるクリーニング装置４２としては、第１実施形態における中間転写ベルト９のクリーニング装置４１と同様である。クリーニング対象物の表面粗さの観点から静電ファーブラシ方式によるクリーニング装置が良く、第２実施形態でも、第１実施形態と同様のファーブラシクリーニング装置とした。
【００７６】
第２実施形態のクリーニング装置４２では、二次転写ニップ部の上流側に、ファーブラシクリーニング部材である導電性ブラシ５０が配置されている。導電性ブラシ５０は、外径２０ｍｍ、毛の長さ５ｍｍ、二次転写ローラ１６に対する侵入量を１ｍｍ、毛の密度は５０万本／平方インチ、導電性ブラシ５０としての抵抗値は１０７（Ω）である。抵抗値は、金属ローラ５１に侵入量１ｍｍで侵入させて１００ｒｐｍで回転させた状態で金属ローラ５１に１００Ｖを印加したときの値である。
【００７７】
導電性ブラシ５０は、不図示のモータで回転駆動され、回転方向は二次転写ローラ１６の回転方向に対してカウンター方向、周速は、二次転写ローラ１６の周速の２０％である。制御部１４０は、二次転写ローラ１６の回転中、トナーと逆極性である正極性（＋）のバイアス電圧を直流電源５３から金属ローラ５１へ出力させる。接地された高抵抗の二次転写ローラ１６に対して正極性（＋）のバイアス電圧が導電性ブラシ５０に印加される。金属ローラ５１には、金属ローラ５１に移動してきたトナーを掻き落とすためのウレタンゴム製のクリーニングブレード５２が当接している。
【００７８】
金属ローラ５１に可変のバイアス電圧を印加した際に導電性ブラシ５０と二次転写ローラ１６との間に流れるクリーニング電流の測定結果を図７に示す。また、バイアス電圧と二次転写ローラ１６上の制御画像のクリーニング性能との関係の実験結果を図８に示す。
【００７９】
図８に示すように、第２実施形態では、導電性ブラシ５０に印加するバイアス電圧が０．５ＫＶ付近から１．０ＫＶ未満の範囲で完全に制御画像をクリーニングすることができる。そして、放電開始電圧となる１ＫＶ強を越える高いバイアス電圧では、導電性ブラシ５０の表面から二次転写ローラ１６側へ再びトナーが排出されて付着する現象が確認された。
【００８０】
第２実施形態の画像形成装置２００では、図９のタイムチャートに従って、制御部１４０が直流電源５３を制御して、導電性ブラシ５０により二次転写ローラ１６をクリーニングする。
【００８１】
図９に示すように、時刻ｔ０でジョブ（ＣＯＰＹ）が指令されると、時刻ｔ１で導電性ブラシ５０に第１電圧（ＣＬＮ部材高圧）が印加される。時刻ｔ２では張架ローラ１３に直流電源１３Ｐから二次転写バイアス電圧（２転高圧）が出力される。時刻ｔ３から時刻ｔ４までで転写材４０への二次転写が完了する。時刻ｔ５では紙間に形成された制御画像が二次転写ニップに進入して二次転写ローラ１６にトナーが付着する。二次転写ローラ１６に付着したトナーは、時刻ｔ７で導電性ブラシ５０に達してクリーニングされる。その間も時刻ｔ６から時刻ｔ８まで次の記録材への二次転写が進行している。時刻ｔ８で最後の記録材の二次転写が終了すると、導電性ブラシ５０に第２電圧（吐き出しバイアス）が印加されて時刻ｔ１０で印加終了するまで、導電性ブラシ５０に蓄積したトナーが二次転写ローラ１６へ移動して、二次転写ニップで中間転写ベルト９へ受け渡され続ける。時刻ｔ９では二次転写バイアス電圧（２転高圧）が停止され、時刻ｔ１０では第１電圧（ＣＬＮ高圧）も停止される。これにより、導電性ブラシ５０のクリーニング性能が回復する。
【００８２】
つまり、画像形成動作中の少なくとも制御画像が二次転写ローラ１６上を通過する期間においては、制御部１４０は、直流電源５３からクリーニング電圧として０．７ＫＶを金属ローラ５１に印加する。二次転写ローラ１６と導電性ブラシ５０とのニップ部Ａ１（図７）において制御画像のクリーニング動作を行う。
【００８３】
そして、画像形成動作終了後の後回転で、トナー像が来ないタイミングにおいて、制御部１４０は、直流電源５３から通常のクリーニング電圧よりも高い１．５ＫＶを印加して吐き出し動作を行う。このとき、二次転写ローラ（張架ローラ１３）には、通常の二次転写動作と同様の二次転写バイアス電圧ＨＶ２を印加する。これにより、ニップ部Ａ１で帯電極性が反転した吐き出しトナーは、中間転写ベルト９上に移動し、中間転写ベルト９上のクリーニング装置であるクリーニング装置４１（図１）によって完全に除去できた。
【００８４】
図９に示すクリーニングシーケンスを用いることで、二次転写ローラ１６にクリーニング装置４２としてファーブラシクリーニングを採用した場合でも、簡易で安価な構成が可能となる。そして、初期だけでなく、耐久試験後も良好に制御画像のクリーニング性を維持し続けることを可能にした。
【００８５】
＜第３実施形態＞
図１０は第３実施形態のクリーニング制御の説明図である。第３実施形態では、第２実施形態と同一の構成を用いて二次転写ローラ１６のクリーニングを行う。そして、ブラシ部材５０から蓄積したトナーを吐き出させるタイミングが第２実施形態と異なる。第３実施形態においては、第２実施形態の画像形成装置２００とまったく同一の構成とされるので、必要の無い限り重複する説明を省略する。
【００８６】
図９は制御画像が来ない場合の二次転写ローラ１６ニップ部のシーケンスである。しかし、中間転写ベルト９を用いて連続して画像形成が行われ続ける場合、制御画像は、中間転写ベルト９の紙間に形成される。第３実施形態では、紙間に形成されて二次転写ローラ１６に転写された制御画像をクリーニング装置４２によりクリーニングする。
【００８７】
第３実施形態では、図１０に示すように、第２電圧を印加して二次転写ローラ１６へ移動させたトナーが連続した記録材４０の間隔で二次転写ニップへ移動するタイミング（時刻ｔ１４）で、第２電圧をブラシ部材５０に印加する。第２電圧は、ブラシ部材５０へ移動したトナーが後続の記録材に影響を与えないで済むタイミングで通常の第１電圧へ戻される。時刻ｔ１３で転写材が二次転写ニップへ進入すると、時刻ｔ１４で一段高い第２電圧がブラシ部材５０に印加される。時刻ｔ１５で記録材が二次転写ニップを抜けた後の時刻ｔ１６に、第２電圧によってブラシ部材５０から二次転写ローラ１６へ吐き出されたトナーが二次転写ニップへ進入して中間転写ベルト９へ回収される。吐き出されたトナーが時刻ｔ１７に二次転写ニップへ進入する後続の記録材４０に付着しないように、第２電圧の印加時間が制御されている。時刻ｔ１８で最後の記録材４０が二次転写ニップを通過すると、時刻ｔ１９で二次転写バイアス電圧（２転高圧）が停止され、時刻ｔ２０で第１電圧（ＣＬＮ高圧）も停止される。
【００８８】
つまり、図６に示すように、パルス状に第１電圧（吐き出しバイアス）を印加して、中間転写ベルト９と二次転写ローラ１６の間の二次転写ニップを制御する。金属ローラ５１に対して第２電圧１．５ＫＶを印加した部分Ａ１（図６）が、連続画像形成中のＮ枚目とＮ＋１枚目の転写材４０の紙間Ａ２（図６）に来るように制御する。第２電圧を印加する部分Ａ１以外のタイミングでは、通常の第１電圧０．７ＫＶを金属ローラ５１に印加する。制御画像が来た際には、第２実施形態と同様に、転写動作中には第１電圧を印加し続けることで、二次転写ローラ１６に付着した制御画像をクリーニングできる。
【００８９】
このような第３実施形態の制御を行うことで、連続した画像形成中にダウンタイムをわざわざ設ける必要がなく、第２実施形態と同等の効果を得ることができ、より生産性が高まる。
【００９０】
＜比較例の画像形成装置＞
図１１は比較例の画像形成装置の概略構成を示す説明図である。比較例の画像形成装置３００は、第１実施形態の画像形成装置におけるクリーニング装置４１を特許文献２に示されるファーブラシクリーニング装置に置き換えたものである。図６における従来例に該当する。従って、図１と共通する構成には共通の符号を付して詳細な説明を省略する。
【００９１】
図１１に示すように、画像形成装置３００のクリーニング装置４３は、中間転写ベルト９に当接して回転するファー状の導電性ブラシ１１６ａ、１１６ｂを用いている。導電性ブラシ１１６ａ、１１６ｂには、金属ローラ１１７ａ、１１７ｂを通じて、直流電源１２２ａ、１２２ｂからバイアス電圧が供給される。直流電源１２２ａ、１２２ｂは、それぞれプラスマイナス両極性の高電圧を出力可能である。
【００９２】
そして、中間転写ベルト９をクリーニングする期間については、上流側の導電性ブラシ１１６ａに−１．３ＫＶ、下流側の導電性ブラシ１１６ｂに１．３ＫＶが印加される。しかし、導電性ブラシ１１６ａ、１１６ｂから蓄積したトナーを吐き出させる期間については、上流側の導電性ブラシ１１６ａに１．３ＫＶ、下流側の導電性ブラシ１１６ｂに−１．３ＫＶが印加される。
【００９３】
ファーブラシクリーニング方式は、初期的なクリーニング能力に問題がないが、導電性ブラシ１１６ａ、１１６ｂから金属ローラ１１７ａ、１１７ｂ側へのトナーの移動量を１００％にはできない。耐久試験を続けていくと、徐々に導電性ブラシ１１６ａ、１１６ｂ内にトナーが蓄積してしまう。導電性ブラシ１１６ａ、１１６ｂ内に蓄積されたトナーはあるタイミングで中間転写ベルト９側に移動して、次に来る転写材４０にクリーニング不良画像として現れていた。このような課題に対して、画像形成装置３００は、転写終了後の非画像形成時に、導電性ブラシ１１６ａ、１１６ｂと中間転写ベルト９との間に通常のクリーニング時とは逆のバイアス電圧を印加する。これにより、導電性ブラシ１１６ａ、１１６ｂに蓄積されたトナーを中間転写ベルト９側に移動させ、感光体ドラム１の感光体ドラムクリーニング装置４９でクリーニングする。
【００９４】
しかし、画像形成装置３００は、導電性ブラシ１１６ａ、１１６ｂの耐久試験後のクリーニング性を維持するために、バイアス電圧の印加装置として、両極性の高圧電源を用意する必要性が出てくる。さらには、中間転写ベルト９に戻ったトナーを感光体ドラム１に戻すためには、一次転写バイアス電源にも逆バイアス電圧を発生させるための高圧電源を余分に用意する必要性が出てきてしまう。
【００９５】
＜発明との対応＞
第１実施形態の画像形成装置１００は、第１実施形態の画像形成装置１００は、トナー像を担持する中間転写ベルト９と、中間転写ベルト９上のトナー像を記録材４０へ転写する一次転写ローラ１５と、中間転写ベルト９に接触し、トナー像が転写された中間転写ベルト９に残留するトナーを静電的に回収する導電性ブラシ１１６ａと、導電性ブラシ１１６ａに電圧を印加する直流電源１２１ａとを備える。導電性ブラシ１１６ａに付着する前記トナーを中間転写ベルト９へ静電的に移動させることにより、導電性ブラシ１１６ａから前記トナーを除去する。導電性ブラシ１１６ａから前記トナーを除去するために導電性ブラシ１１６ａに印加される第２電圧は、中間転写ベルト９から前記トナーを回収するために印加される第１電圧に対して同極性かつ絶対値が大きく、放電開始電圧よりも大きい。
【００９６】
画像形成装置１００は、感光体ドラム１をクリーニングする際の第１電圧−１．３ＫＶよりも高い同極性のバイアス電圧である第２電圧−２．５ＫＶを導電性ブラシ１１６ａに印加して、導電性ブラシ１１６ａと感光体ドラム１との間でトナーを介した放電を発生させる。放電によってトナーの帯電極性が反転して、導電性ブラシ１１６ａで感光体ドラム１をクリーニングする際とは、導電性ブラシ１１６ａと感光体ドラム１との間におけるトナーの反発／吸着の関係が反転する。放電の通り道となったトナーが導電性ブラシ１１６ａと同極性に帯電して、導電性ブラシ１１６ａに反発し、感光体ドラム１に吸着される。
【００９７】
従って、放電を継続することで、導電性ブラシ１１６ａに吸着／付着していたトナーが次第に感光体ドラム１へ移動して導電性ブラシ１１６ａがクリーニングされる。導電性ブラシ１１６ａにトナーが吸着／付着していない状態での本来のクリーニング性能が回復する。
【００９８】
第１電圧−１．３ＫＶと同極性のバイアス電圧を用いるので、導電性ブラシ１１６ａにバイアス電圧を供給する直流電源１２１ａは、プラスマイナス片方の高電圧を可変に供給できればよく、プラスマイナス両方の高電圧を出力する必要がない。
【００９９】
第１電圧−１．３ＫＶは、感光体ドラム１の表面に付着した転写残トナーの帯電極性を保持したまま感光体ドラム１から導電性ブラシ１１６ａへ静電的に移動させるバイアス電圧である。導電性ブラシ１１６ａから感光体ドラム１への移動を回避するために、導電性ブラシ１１６ａに付着したトナーを介した放電を起しにくい低いバイアス電圧である。第１電圧−１．３ＫＶよりも一段高い第２電圧−２．５ＫＶを印加することによって、感光体ドラム１から導電性ブラシ１１６ａへ移動するトナーの個数よりも導電性ブラシ１１６ａから感光体ドラム１へ移動するトナーの個数のほうが優勢となる。これにより、導電性ブラシ１１６ａがクリーニングされる。
【０１００】
第１実施形態における回収部材は、中間転写ベルト９に接触して回転する導電性ブラシ１１６ａである。画像形成装置１００は、中間転写ベルト９とは異なる位相位置で導電性ブラシ１１６ａに接触して回転する金属ローラ１１７ａと、導電性ブラシ１１６ａとは異なる位相位置で金属ローラ１１７ａの表面をクリーニングするクリーニングブレード１２０ａとを備える。
【０１０１】
画像形成装置１００では、中間転写ベルト９上のトナー像と重なる領域を避けた部分が導電性ブラシ１１６ａに接触している期間に、導電性ブラシ１１６ａからトナーを除去するための第２電圧−２．５ＫＶが導電性ブラシ１１６ａに印加される。
【０１０２】
画像形成装置１００では、導電性ブラシ１１６ａ、１１６ｂは、中間転写ベルト９に沿って一対配置される。一対の導電性ブラシ１１６ａ、１１６ｂには、それぞれの直流電源１２１ａ、１２１ｂを通じて別極性の電圧が印加される。中間転写ベルト９の移動方向の下流側に位置する導電性ブラシ１１６ｂに第１電圧１．３ＫＶを印加した状態で、上流側に位置する導電性ブラシ１１６ａに第２電圧−２．５ＫＶを印加する。
【０１０３】
画像形成装置１００では、像担持体は、複数の回転部材に巻回されて循環する無端ベルト状の中間転写ベルト９である。
【０１０４】
導電性ブラシ１１６ａからトナーを除去するために導電性ブラシ１１６ａに印加される第１電圧１．３ＫＶをＶ１とし、中間転写ベルト９からトナーを回収するために印加される第２電圧２．５ＫＶをＶ２とする。このときＶ１＜Ｖ２≦Ｖ１＋２０００ボルトである。
【０１０５】
画像形成装置１００は、気温２３℃、湿度５０％ＲＨの環境下でＪＩＳ−Ｋ６９１１法準拠プローブによって印加電圧１００Ｖ、印加時間６０ｓｅｃの条件で測定された中間転写ベルト９の体積抵抗率をρ（Ωｃｍ）とするとき、１０５≦ρ≦１０１５である。
【０１０６】
第２実施形態の画像形成装置２００では、像担持体は、張架ローラ１０、１１、１２、１３、１４に巻回されて循環する無端ベルト状の中間転写ベルトとの間に二次転写ニップを形成する二次転写ローラ１６である。直径２０ｍｍの金属ローラ５１に総圧９．８Ｎで当接させ、導電性ブラシ５０を２０ｒｐｍで回転させ、直流電源１４０によって金属ローラ５１に２ＫＶを印加した際の二次転写ローラ１６の抵抗値をＲ（Ω）とする。このとき、１０６≦Ｒ≦１０９である。
【０１０７】
第３実施形態の画像形成装置２００の制御部１４０は、二次転写ローラ１６におけるトナー像に重なる領域（記録材４０に重なる領域）を避けた部分（紙間）が導電性ブラシ５０に接触している期間に、第１電圧０．７ＫＶに代えて、第２電圧１．５ＫＶを直流電源５３から出力させる。
【０１０８】
画像形成装置１００の導電性ブラシ１１６ａは、ファーブラシ状である。金属ローラ１１７ａに侵入量１ｍｍで侵入させて１００ｒｐｍで回転させた状態で１００Ｖを印加したときの導電性ブラシ１１６ａの抵抗をＲｆとするとき、１０５≦Ｒｆ≦１０９である。
【０１０９】
第１実施形態のクリーニング装置４１は、感光体ドラム１の感光体ドラムクリーニング装置４９としても利用可能である。感光体ドラムクリーニング装置４９と置き換えてクリーニング装置４１を配置することにより、導電性ブラシ１１６ａ、１６１ｂは、トナー像を担持して移動させる感光体ドラム１の表面を回転状態で摺擦する。感光体ドラム１とは異なる位相位置で導電性ブラシ１１６ａ、１６１ｂに接触する金属ローラ１１７ａ、１１７ｂと、導電性ブラシ１１６ａ、１６１ｂとは異なる位相位置で金属ローラ１１７ａ、１１７ｂの表面をクリーニングするクリーニングブレード１２０ａ、１２０ｂと、可変のバイアス電圧を金属ローラ１１７ａ、１１７ｂに出力する直流電源１２１ａ、１２１ｂとを備えさせる。
【０１１０】
感光体ドラム１の表面に付着したトナーをクリーニングする際の第１電圧よりも高い同極性の第２電圧を直流電源１２１ａ、１２１ｂから出力させることにより、導電性ブラシ１１６ａ、１６１ｂに付着したトナーの帯電極性を反転させて、導電性ブラシ１１６ａ、１６１ｂから感光体ドラム１へ静電的に移動させる。
【図面の簡単な説明】
【０１１１】
【図１】第１実施形態の画像形成装置の概略構成の説明図である。
【図２】クリーニング装置の概略構成の説明図である。
【図３】中間転写ベルトの断面構成の説明図である。
【図４】バイアス電圧とクリーニング電流との関係を示す線図である。
【図５】バイアス電圧とクリーニング効果との関係を示す線図である。
【図６】第２実施形態の画像形成装置における二次転写部の拡大図である。
【図７】バイアス電圧とクリーニング電流との関係を示す線図である。
【図８】バイアス電圧とクリーニング効果との関係を示す線図である。
【図９】第２実施形態におけるバイアス電圧制御のタイムチャートである。
【図１０】第３実施形態のクリーニング制御の説明図である。
【図１１】比較例の画像形成装置の概略構成を示す説明図である。
【符号の説明】
【０１１２】
１  像担持体（感光体ドラム）
２  一次帯電器
３  露光装置
８  現像器ユニット
９  被転写部材（中間転写ベルト）
１３  張架ローラ（二次転写ローラ）
１３Ｐ  二次転写バイアス電源
１４  張架ローラ（駆動ローラ）
１５  一次転写ローラ
１５Ｐ  一次転写バイアス電源
１６  二次転写ローラ
４０  記録材
４１、４２  クリーニング装置
４９  感光体ドラムクリーニング装置
１１６ａ、１１６ｂ、５０  回収部材、ブラシ部材（導電性ブラシ）
１１７ａ、１１７ｂ、５１  電極部材（金属ローラ）
１２０ａ、１２０ｂ、５２  電極清掃手段（クリーニングブレード）
１２１ａ、１２１ｂ、５３  電源手段（直流電源）
１４０  制御手段（制御部）
【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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