(57)【要約】【課題】中間転写ベルト５１に繰り返し制御画像Ｇが形成される画像形成装置１００において、二次転写ローラ５６のトナー汚れを防止して転写材Ｓの裏汚れを引き起こさないようにする。【解決手段】画像形成装置１００は、中間転写ベルト５１の紙間スペースごとに制御画像Ｇを形成する。二次転写ローラ５６をクリーニングするための専用の二次転写部材クリーニング装置７を設ける。二次転写ローラ５６に付着した制御画像は、ファーブラシ７１から金属ローラ７２へ電気的に吸着移動された後に、クリーニングブレード７３によって廃トナー容器７４に掻き落とされる。クリーニング電圧電源７５は、制御画像Ｇがファーブラシ７１を通過するタイミングでは１８０Ｖを出力して二次転写ローラ５６のクリーニング性能を高める。しかし、制御画像Ｇの間隔では、一段高い２８０Ｖを印加してファーブラシ７１から金属ローラ７２へのトナーの移動を優先する。【選択図】図４
2007334011.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
導電性を有し、トナーの付着面に接触して循環する第１クリーニング部材と、
導電性を有し、前記第１クリーニング部材が前記付着面に接触しない循環位置にて前記第１クリーニング部材に接触する第２クリーニング部材と、
前記第１クリーニング部材を経由して前記第２クリーニング部材に付着させたトナーを除去する除去手段と、
前記第２クリーニング部材に電圧を印加して前記第１クリーニング部材を帯電させる電源手段と、を備えるクリーニング装置において、
前記電源手段は、前記付着面からトナーを除去する際の第１清掃電圧とは異なる第２清掃電圧を前記第２クリーニング部材へ印加可能であって、
前記第２清掃電圧は、前記第１クリーニング部材から前記第２クリーニング部材へのトナーの移動を、前記付着面から前記第１クリーニング部材へのトナーの移動よりも優先した電圧値に設定されていることを特徴とするクリーニング装置。
【請求項２】
前記第１清掃電圧は、前記付着面から前記第１クリーニング部材へのトナーの移動を、前記第１クリーニング部材から前記第２クリーニング部材へのトナーの移動よりも優先した電圧値に設定されていることを特徴とする請求項１記載のクリーニング装置。
【請求項３】
前記電源手段は、前記付着面に除去すべきトナーがあるときに第１清掃電圧を、前記付着面に除去すべきトナーが無いときに前記第２清掃電圧を前記第２クリーニング部材に印加することを特徴とする請求項２記載のクリーニング装置。
【請求項４】
共通の前記第２クリーニング部材に接触させて複数の前記第１クリーニング部材を配置し、
前記電源手段は、前記第１クリーニング部材が１個の場合よりも低い前記第１清掃電圧および前記第２清掃電圧を前記第２クリーニング部材に印加することを特徴とする請求項３記載のクリーニング装置。
【請求項５】
前記第１クリーニング部材は、導電性材料の柔軟な毛材を円筒状に植毛したロール状ファーブラシであって、
前記第２クリーニング部材は、回転駆動された金属ローラであって、
前記第２清掃電圧は、前記第１清掃電圧よりも高く設定されていることを特徴とする請求項３または４記載のクリーニング装置。
【請求項６】
画像用トナー像を担持する像担持体と、
前記像担持体との間に転写ニップを形成して前記画像用トナー像を被転写体に転写させる転写部材と、を備える画像形成装置において、
前記像担持体と前記転写部材との少なくとも一方に、前記第１クリーニング部材を接触させて請求項１乃至５いずれか１項記載のクリーニング装置を配置したことを特徴とする画像形成装置。
【請求項７】
画像用トナー像を担持する像担持体と、
前記像担持体との間に転写ニップを形成して前記画像用トナー像を転写材に転写させる転写部材と、
前記像担持体に担持させた制御用トナー像を光学的に検知する検知手段と、
前記像担持体に担持させた前記画像用トナー像の間隔に前記制御用トナー像を担持させて前記検知手段により検知させる制御手段と、を備える画像形成装置において、
前記転写部材に前記第１クリーニング部材を接触させて請求項３乃至５いずれか１項記載のクリーニング装置を配置し、
前記制御手段は、前記電源手段を制御して、前記像担持体に担持させた前記制御用トナー像の移動位置に対応させて前記第１清掃電圧と前記第２清掃電圧とを出力させることを特徴とする画像形成装置。
【請求項８】
前記像担持体は、直列に配置された複数の感光体ドラムに接触して循環する中間転写ベルトであって、
前記転写部材は、転写材に対する前記転写ニップを形成する二次転写ローラであって、
前記二次転写ローラは、表面にコーティング層を有する弾性部材であり、表面層の表面粗さをＲｚとするとき、１．５μｍ≦Ｒｚ≦１５μｍであって、
前記二次転写ローラの電気抵抗値をｒ０とするとき、１．５×１０５≦ｒ０≦１．５×１０６（Ω／ｃｍ）であることを特徴とする請求項７記載の画像形成装置。
【請求項９】
前記ロール状ファーブラシの電気抵抗値をｒ１とするとき、３×１０４≦ｒ１≦３×１０６（Ω／ｃｍ）であることを特徴とする請求項８記載の画像形成装置。
【請求項１０】
前記ロール状ファーブラシの周面移動方向は、前記二次転写ローラとの接触部において前記二次転写ローラの周面移動方向と逆方向であり、
前記二次転写ローラの周面移動速度をＶ０とし、前記第１クリーニング部材の周面移動速度をＶ１としたとき、０．１５Ｖ０≦Ｖ１≦１．０Ｖ０であることを特徴とする請求項９記載の画像形成装置。
【請求項１１】
前記金属ローラの周面移動方向は、前記ロール状ファーブラシとの接触部において前記ロール状ファーブラシの周面移動方向と同方向であり、
前記ロール状ファーブラシの周面移動速度をＶ１とし、前記金属ローラの周面移動速度をＶ２としたとき、０．８Ｖ１≦Ｖ２≦３．０Ｖ１であることを特徴とする請求項９または１０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、トナーを付着面から電気的に吸着移動させて除去するクリーニング装置、詳しくは静電気的な吸着移動に係る印加電圧の制御に関し、当該クリーニング装置を搭載した画像形成装置にも関する。
【背景技術】
【０００２】
静電写真プロセスを用いて複数の原色トナー像を形成して転写材にカラー画像を形成する複写機、プリンタ、印刷機等の画像形成装置が実用化されている。カラー画像を形成する高生産性機種の例として、現像色の異なる複数の感光体ドラムを中間転写ベルトに沿って一列に配置したタンデム方式画像形成装置が実用化されている（図１参照）。また、感光体ドラム、中間転写ベルトと言った像担持体に付着した不必要なトナーを電気的に吸着移動させて除去する例として、ファーブラシ型のクリーニング装置が実用化されている（図２参照）。
【０００３】
特許文献１には、二次転写ローラと中間転写ベルトとが二次転写ニップを形成して、中間転写ベルト上に一次転写されたトナー像を転写材に二次転写するタンデム方式画像形成装置が示される。ここでは、中間転写ベルトの画像形成間隔（紙間スペース）に制御用トナー像が形成され、制御用トナー像の濃度検知結果が、感光体ドラムを用いた各色の画像形成条件にフィードバックされる。
【０００４】
ここで、濃度検知が済んだ用済みの制御用トナー像は、二次転写ローラを離間させた二次転写ニップを素通りさせた後に、下流のクリーニング装置によって除去されることが望ましい。二次転写ローラを中間転写ベルトに圧接させたままだと、転写材には転写されない制御用トナー像が二次転写ローラに付着してしまい、制御用トナー像が転写材に裏写りするからである。二次転写ニップを圧接に保って二次転写ローラへのトナー付着を許容した場合、二次転写ローラからトナーを除去する専用のクリーニング装置が必要となるからである。
【０００５】
特許文献２には、回転駆動されて二次転写ローラに接触する絶縁性回転ブラシによって二次転写ローラに付着したトナーを除去するクリーニング装置が示される。回転ブラシは高速回転して二次転写ローラの表面をソフトに摺擦してトナーを機械的に掻き落とす。
【０００６】
特許文献３には、回転駆動されて中間転写ベルトに接触する導電性ファーブラシによって中間転写ベルトに付着したトナーを電気的に除去するクリーニング装置が示される。導電性ファーブラシは、清掃電圧が印加されて回転する金属ローラに接触しており、中間転写ベルトに付着したトナーは、清掃電圧の静電気的な吸着力によって、導電性ファーブラシから金属ローラへ受け渡される。金属ローラに受け渡されたトナーは、最終的に、金属ローラに摺擦するクリーニングブレードによって金属ローラから機械的に分離回収される。
【０００７】
【特許文献１】特開２００６−１２６４４８号公報
【特許文献２】特開２０００−１８７４０５号公報
【特許文献３】特開２００２−２２９３４４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
タンデム方式の画像形成装置では、カラー再現性を高めるために、高頻度に制御用トナー像の検知を行って頻繁にカラーバランスを調整することが求められる。また、生産性を高めるべく中間転写ベルトの循環速度が高速化される一方、高頻度に制御用トナー像を形成する場合でも画像形成間隔を長くすることは許されない状況にある。従って、制御用トナー像が通過するごとに中間転写ベルトから二次転写ローラを離間させて、二次転写ローラへのトナー付着を防止することが難しくなっている。二次転写ローラが高速で圧接／離間を繰り返すと振動発生や中間転写ベルトの安定走行に問題を引き起こす可能性もある。
【０００９】
そこで、特許文献２に示される二次転写ローラ専用のクリーニング装置に、特許文献３に示される電気的なクリーニング装置を組み合わせて採用することが提案された。導電性ファーブラシを用いたクリーニング装置は、特許文献２に示される機械的な摺擦よりも低い摺擦圧力で隅々までで効率的にトナーを除去でき、回転に伴うトナーの飛散も少ないからである。
【００１０】
しかし、特許文献３のクリーニング装置は、長期間使用すると導電性ファーブラシにトナーが蓄積し、トナーの付着面（二次転写ローラ表面）に逆移りするトナーが増えて次第にクリーニング性能が低下する。
【００１１】
そこで、金属ローラに印加する清掃電圧を高め、導電性ファーブラシから金属ローラへ受け渡されるトナーを増して、導電性ファーブラシのトナー蓄積を遅らせることが検討された。しかし、金属ローラに印加する清掃電圧を高めると、肝心の導電性ファーブラシがトナーの付着面からトナーを除去するクリーニング効率が低下することが判明した（図５参照）。
【００１２】
本発明は、トナー付着面のクリーニング効率を長期間に渡って高く維持できるクリーニング装置を提供することを目的としている。導電性ファーブラシが二次転写ローラ表面からトナーを除去する性能を損なうことなく、導電性ファーブラシから金属ローラへ効率的にトナーを移動させることができるクリーニング装置を提供することを目的としている。高頻度に制御用トナー像を形成しても、二次転写ローラを通じた転写材の裏汚れを長期間に渡って防止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】
【００１３】
本発明のクリーニング装置は、導電性を有し、トナーの付着面に接触して循環する第１クリーニング部材と、導電性を有し、前記第１クリーニング部材が前記付着面に接触しない循環位置にて前記第１クリーニング部材に接触する第２クリーニング部材と、前記第１クリーニング部材を経由して前記第２クリーニング部材に付着させたトナーを除去する除去手段と、前記第２クリーニング部材に電圧を印加して前記第１クリーニング部材を帯電させる電源手段とを備えるものである。前記電源手段は、前記付着面からトナーを除去する際の第１清掃電圧とは異なる第２清掃電圧を前記第２クリーニング部材へ印加可能である。前記第２清掃電圧は、前記第１クリーニング部材から前記第２クリーニング部材へのトナーの移動を、前記付着面から前記第１クリーニング部材へのトナーの移動よりも優先した電圧値に設定されている。
【００１４】
本発明の画像形成装置は、画像用トナー像を担持する像担持体と、前記像担持体との間に転写ニップを形成して前記画像用トナー像を転写材に転写させる転写部材と、前記像担持体に担持させた制御用トナー像を光学的に検知する検知手段と、前記像担持体に担持させた前記画像用トナー像の間隔に前記制御用トナー像を担持させて前記検知手段により検知させる制御手段とを備えるものである。前記転写部材に前記第１クリーニング部材を接触させて請求項３乃至５いずれか１項記載のクリーニング装置を配置している。前記制御手段は、前記電源手段を制御して、前記像担持体に担持させた前記制御用トナー像の移動位置に対応させて前記第１清掃電圧と前記第２清掃電圧とを出力させる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明のクリーニング装置では、画像形成のサイクルの中で第２清掃電圧を時分割的に印加して、第１クリーニング部材から第２クリーニング部材へのトナーの移動を効率化する。つまり、付着面からトナーを除去する必要性が低いタイミングでは、付着面に対する清掃効果を無視した第２清掃電圧によって、第１クリーニング部材からトナーを除去する最大効率を発揮させ得る。
【００１６】
言い換えれば、付着面に除去すべきトナーが無ければ、第２清掃電圧を用いて第１クリーニング部材に蓄積されたトナーを積極的に除去できる。これにより、次回の付着面に除去すべきトナーが有るタイミングでは、トナー蓄積の少ない第１クリーニング部材を用いて、付着面へのトナーの逆移りの少ない効率的なクリーニングが可能となる。
【００１７】
従って、付着面に除去すべきトナーが間歇的に付着するような画像形成のサイクルを繰り返す中で、付着面のクリーニング効率を長期間に渡って高く維持できる。例えば導電性ファーブラシが二次転写ローラ表面からトナーを除去する性能を損なうことなく、導電性ファーブラシから金属ローラへ効率的にトナーを移動させることができる。
【００１８】
本発明の画像形成装置は、このようなクリーニング装置を採用することによって、像担持体に高頻度に制御用トナー像を形成した場合でも、転写部材を通じた転写材の裏汚れを長期間に渡って防止できる。例えば中間転写ベルトから二次転写ローラに付着した制御用トナー像を導電性ファーブラシによって効率的に除去しつつ、導電性ファーブラシのトナー蓄積を抑制して転写材の裏汚れを長期間防止できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明の実施形態である画像形成装置１００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。二次転写ローラ等に付着したトナーを、クリーニング装置が電気的に吸着除去する限りにおいて、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。
【００２０】
本実施形態では、タンデム方式画像形成装置の二次転写ローラのクリーニング装置を説明する。しかし、本発明のクリーニング装置は、感光体ドラム、中間転写ベルトと言ったトナー像担持体のクリーニング装置としても実施できる。
【００２１】
本発明のクリーニング装置は、タンデム方式画像形成装置に限らず、感光体ドラムの周囲に現像色の異なる複数の現像装置を配置して中間転写ベルトに複数色のトナー像を順次重ねてカラー画像を形成する画像形成装置に搭載できる。感光体ドラムに形成された単色のトナー像を転写材に直接転写する画像形成装置等にも搭載できる。本発明の画像形成装置は、プリンタに限らず、各種印刷機、複写機、ＦＡＸ、複合機等、種々の用途の画像形成装置として実施可能である。
【００２２】
なお、特許文献１乃至３に示される画像形成装置の構成、クリーニング装置の詳細構造と動作については、繰り返しの煩雑を回避すべく、図示を省略して詳細な説明も省略する。
【００２３】
＜第１実施形態＞
［画像形成装置の全体構成］
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は制御画像の配置の説明図、図３は二次転写部周辺の構成の説明図である。図１に示すように、第１実施形態の画像形成装置１００は、画像信号に応じて電子写真方式により転写材（普通紙、ＯＨＰシート等）Ｓにフルカラー画像を形成できるフルカラープリンタである。画像信号は、装置本体１００Ａに通信可能に接続された不図示のパーソナルコンピュータ、画像読み取り装置、デジタルカメラ等の外部機器から装置本体１００Ａの制御部１１０に送信される。
【００２４】
画像形成装置１００は、中間転写ベルト５１の水平部に沿って４個の画像形成部Ｐａ、Ｐｂ、Ｐｃ、Ｐｄが直列に配設されたタンデム方式の画像形成装置である。各画像形成部Ｐａ、Ｐｂ、Ｐｃ、Ｐｄの構成は、使用するトナーの色を除いて同じである。従って、以下、特に区別を要しない場合は、いずれかの色用に設けられた要素であることを表すために符号に付した添え字ａ、ｂ、ｃ、ｄは省略し、総括的に説明する。
【００２５】
画像形成部Ｐは、矢印方向（反時計回り）に回転駆動されるドラム状の電子写真感光体である感光体ドラム１を備えている。感光体ドラム１の周囲には、一次帯電手段としての帯電ローラ２、露光手段としての露光装置３、現像手段としての現像器４、及びクリーニング手段としてのクリーニング装置６等のプロセス機器が配置されている。
【００２６】
各画像形成部Ｐａ〜Ｐｄに配置された現像器４ａ〜４ｄには、それぞれイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｂｋ）の各色のトナーを含有する２成分現像剤が収納されている。各画像形成部Ｐａ〜Ｐｄは、それぞれイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色のトナー像を形成する。
【００２７】
各画像形成部Ｐａ〜Ｐｄの感光体ドラム１ａ〜１ｄと対向して配置された中間転写ユニット５は、中間転写体としての中間転写ベルト５１を有する。中間転写ベルト５１は、駆動ローラ５２、テンションローラ５３、バックアップローラ５４等に掛け渡された無端状の弾性体ベルトであって、駆動ローラ５２に駆動力が伝達されて矢印方向（時計回り）に循環する。
【００２８】
中間転写ベルト５１の内周面側には、各画像形成部Ｐの感光体ドラム１に対向する位置に、一次転写ローラ５５が配置されている。各一次転写ローラ５５が中間転写ベルト５１を感光体ドラム１に向けて押圧することで、中間転写ベルト５１が感光体ドラム１に接触する一次転写ニップＮ１ａ〜Ｎ１ｄが形成される。
【００２９】
また、中間転写ベルト５１を介してバックアップローラ５４と対向する位置に、二次転写ローラ５６が配置されている。二次転写ローラ５６は、中間転写ベルト５１を介してバックアップローラ５４に圧接し、中間転写ベルト５１と二次転写ローラ５６との間に二次転写ニップＮ２を形成する。
【００３０】
このように構成された画像形成装置１００では、フルカラー画像形成時、先ず、第１の画像形成部Ｐａにおいて、感光体ドラム１ａは、帯電ローラ２ａによって一様に帯電される。帯電した感光体ドラム１ａ上には、露光装置３ａから、原稿のイエロー成分色の画像信号に応じた光が、ポリゴンミラー等を介して投射される。これにより、感光体ドラム１ａ上にイエロー成分色の画像信号に応じた静電潜像が形成される。次いで、感光体ドラム１ａ上の静電潜像は、現像器４ａからイエロートナーが供給されて、イエロートナー像として現像される。このトナー像は、感光体ドラム１ａの回転に伴って、一次転写ニップＮ１ａに到達すると、一次転写ローラ５５ａによって中間転写ベルト５１へ一次転写される。このとき、一次転写ローラ５５ａには、一次転写バイアス電源からトナーの正規の帯電極性とは逆極性の所定の一次転写バイアスが印加されている。
【００３１】
イエロートナー像を担持した中間転写ベルト５１は、次の第２の画像形成部Ｐｂに搬送される。このときまでに、第２の画像形成部Ｐｂにおいて、上記と同様の方法で感光体ドラム１ｂ上にマゼンタトナー像が形成されている。このマゼンタトナー像は、一次転写ニップＮ１ｂにおいて、上記と同様の方法で、中間転写ベルト５１上のイエロートナー像上へ重ね合わせて転写される。
【００３２】
同様に、中間転写ベルト５１が第３、第４の画像形成部Ｐｃ、Ｐｄに進行するにつれて、それぞれの一次転写ニップＮ１ｃ、Ｎ１ｄにおいて、シアントナー像、ブラックトナー像が中間転写ベルト５１上のトナー像に重畳転写される。
【００３３】
一方、転写材供給部９のカセット９１から転写材Ｓが送り出され、中間転写ベルト５１上のトナー像とタイミングを合わせて二次転写ニップＮ２に供給される。中間転写ベルト５１上の４色のトナー像は、二次転写ニップＮ２において、バックアップローラ５４と二次転写ローラ５６との間に形成される電界に付勢されて移動し、転写材Ｓ上に二次転写される。次いで、トナー像が二次転写された転写材Ｓは、定着部１０の定着ニップに搬送され、定着ニップの熱と圧力とによってトナー像が転写材Ｓ上に固着させられる。
【００３４】
一次転写ニップＮ１で中間転写ベルト５１に転写されなかった感光体ドラム１上の転写残トナーは、一次転写ニップＮ１の下流に配置されたクリーニング装置６によってクリーニングされる。また、二次転写ニップＮ２で転写材Ｓに転写されなかった中間転写ベルト５１上の転写残トナーは、二次転写ニップＮ２の下流に配置された第１ベルトクリーニング装置８Ａ、第２ベルトクリーニング装置８Ｂによってクリーニングされる。
【００３５】
第１実施形態では、第１ベルトクリーニング装置８Ａ、第２ベルトクリーニング装置８Ｂは、静電ファーブラシを用いて電気的にトナーを吸着移動させて中間転写ベルト５１をクリーニングする。第１ベルトクリーニング装置８Ａと第２ベルトクリーニング装置８Ｂとには、中間転写ベルト５１に付着した正負のトナーに対応させて負正、すなわち互いに逆極性のクリーニング電圧が印加される。
【００３６】
また、画像形成装置１００は、例えば、ブラックの画像形成部Ｐｄのみを用いて、ブラック単色画像を形成することもできる。この場合、画像形成部Ｐｄにおいてのみ、上述と同様の画像形成工程を行い、中間転写ベルト５１にブラックのトナー像のみを形成する。そして、このトナー像を二次転写ニップＮ２にて転写材Ｓに転写した後、定着装置１０へ搬送して定着する。
【００３７】
［画像濃度制御］
図２に示すように、中間転写ベルト５１上には、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｂｋ）の制御画像（制御用トナー像、パッチ画像）Ｇａ〜Ｇｄが形成される。図２は、Ａ３サイズの転写材Ｓを縦送り（転写材の長手方向を搬送方向に沿わせて給送）で使用する場合を例に、中間転写ベルト５１上に形成する制御画像Ｇａ〜Ｇｄを模式的に示す。画像形成装置１００は、制御画像Ｇａ〜Ｇｄを、中間転写ベルト５１上空の画像濃度センサ１１Ａ、１１Ｂにより検知して、各画像形成部Ｐａ〜Ｐｄ（図１）におけるトナー像濃度を制御する。
【００３８】
図１に示すように、画像濃度センサ１１は、中間転写ベルト５１の外周側で制御画像を読み取り可能な位置に配置されている。第１実施形態では、駆動ローラ５２に対向する位置において、中間転写ベルト５１の幅方向（ベルト表面移動方向と直交する方向）に２個の画像濃度センサ１１Ａ、１１Ｂが設けられている。各画像濃度センサ１１Ａ、１１Ｂは、光反射型のセンサであり、発光部と受光部とを有する。そして、中間転写ベルト５１上に形成されたトナーからなる制御画像Ｇａ〜Ｇｄ（図２）に光を照射し、その反射光を測定する。画像濃度センサ１１Ａ、１１Ｂの検知信号は、制御部１１０に送信される。
【００３９】
制御部１１０は、画像濃度センサ１１Ａ、１１Ｂの検知信号から、適切な画像濃度を得るために画像濃度制御等を行う。画像濃度制御としては、入力された画像信号を装置特性や環境等に応じてレーザ出力に変換する変換特性（γ補正テーブル等）の作成又は補正制御が挙げられる。また、画像濃度制御としては、画像形成プロセス条件（現像コントラスト、レーザーパワー等）の制御、或いは現像器４内の現像剤のトナー濃度の制御（トナー補給制御）が挙げられる。第１実施形態においては、制御画像Ｇａ〜Ｇｄを用いて行う制御自体は任意であり、上記以外の他の制御のために使用してもよい。
【００４０】
制御画像Ｇａ〜Ｇｄ（図２）は、各画像形成部Ｐａ〜Ｐｄにおいて、通常の画像形成と同様の画像形成プロセスにて、静電像（制御用基準静電像）の形成、現像、一次転写の各工程を経て中間転写ベルト５１に形成される。
【００４１】
図２に示すように、第１実施形態では、画像安定化の観点から、複数枚の転写材Ｓに対する連続画像形成において、すべての紙間に制御画像（パッチ画像）Ｇａ〜Ｇｄを形成している。画像濃度センサ１１Ａ、１１Ｂの配置に合わせて、各紙間では、中間転写ベルト５１の幅方向の２カ所に制御画像Ｇａ、Ｇｂ（またはＧｃ、Ｇｄ）が形成される。そして、画像形成装置１００の生産性を低下させないために、紙間距離を極力狭く設定しており、各紙間では、中間転写ベルト５１の表面移動方向において１個の制御画像Ｇａ〜Ｇｄが形成される。
【００４２】
制御画像Ｇａ〜Ｇｄの幅（中間転写ベルト５１の表面移動方向と直交する方向）Ｗは２０ｍｍ、制御画像Ｇａ〜Ｇｄの長さ（中間転写ベルト５１の表面移動方向）Ａは１０ｍｍである。制御画像Ｇａ〜Ｇｄは、転写材Ｓに転写するトナー像間の領域である転写材間領域（紙間）に、幅（Ｗ）２０ｍｍ×長さ（Ａ）１０ｍｍの大きさで毎回形成される。制御画像Ｇａ〜Ｇｄのトナー濃度は、０．７ｍｇ／ｃｍ２である。
【００４３】
制御画像Ｇａ〜Ｇｄの長さは、２０ｍｍ〜７０ｍｍの範囲が好ましい。制御画像Ｇａ〜Ｇｄの長さＡが２０ｍｍ未満であると、制御画像を読み取る画像濃度センサ１１の感度が低下して、読み取り誤差が高まる。一方、制御画像Ｇａ〜Ｇｄが７０ｍｍを超えると、紙間の長さの拡張が必要となり、画像形成装置１００の生産性（１分あたりの出力可能枚数）が低下する。
【００４４】
［二次転写ニップ］
図３に示すように、二次転写装置１５０は、バックアップローラ５４、中間転写ベルト５１、二次転写ローラ５６、および二次転写部材クリーニング装置７によって構成される。バックアップローラ５４は、中間転写ベルト５１の内周面に接触して回転し、二次転写ローラ５６は、中間転写ベルト５１の外周面（トナー像担持面）に接触して回転する。
【００４５】
二次転写ローラ５６は、中間転写ベルト５１を介してバックアップローラ５４に圧接して、中間転写ベルト５１との間に二次転写ニップＮ２を形成する。第１実施形態では、二次転写ローラ５６は、弾性ゴム層とコーティング層（表面層）とを備えた２層以上の層構成を有する。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導電性発泡層からなる。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５６は、外径２４ｍｍの回転体であって、電気的に接地されている。
【００４６】
また、二次転写ローラ５６は、転写材Ｓの搬送性を考慮すると、表面粗さが１．５μｍ 以下になると搬送性が低下してしまう。そのため、二次転写ローラ５６の表層の表面粗さＲｚは、Ｒｚ＞１．５μｍに制御することが好ましく、より好ましくはＲｚ＞６μｍに構成する。
【００４７】
また、二次転写ローラ５６に付着したトナーをクリーニングするとき、表面粗さが１５μｍ以上になるとクリーニング性能が低下してしまう。そのため、二次転写ローラ５６の表面粗さＲｚはクリーニング性等を考慮して、Ｒｚ＜１５μｍに構成するのが好ましく、より好ましくはＲｚ＜１２μｍに構成する。
【００４８】
即ち、二次転写ローラ５６は、表面にコーティング層を有する弾性部材で構成され、表面層の表面粗さＲｚが１．５μｍ≦Ｒｚ≦１５μｍであることが好ましく、より好ましくは、６μｍ≦Ｒｚ≦１２μｍである。このように、二次転写ローラ５６として表面にコーティング層を有し、且つ、表層を均一に荒らしたものを用いることで、転写材Ｓの搬送を安定化することが可能になる。
【００４９】
二次転写ローラ５６の電気抵抗値は、１．５×１０５〜１．５×１０６Ω／ｃｍが望ましい。抵抗値が１．５×１０５Ω／ｃｍよりも低いと、トナーに電荷を供給することができず、転写性が損なわれる。また、抵抗値が１．５×１０６Ω／ｃｍより高いと、高圧電源の容量が足りなかったり、印加電圧が高すぎるために、リークが生じやすくなるなどの弊害が生じる。そこで、本実施形態では、二次転写ローラ５６の抵抗値を５×１０５Ω／ｃｍとした。
【００５０】
二次転写ローラ５６の周速度は、中間転写ベルト５１の表面移動速度と実質的に等しく、バックアップローラ５４は、二次転写ローラ５６とほぼ同じ周速度で回転する。バックアップローラ５４は、外径２４ｍｍの回転体であって、好ましくは、周速（表面移動速度）２００〜５００ｍｍ／秒の範囲で回転する。第１実施形態では、３００ｍｍ／秒の周速度で回転している。
【００５１】
バックアップローラ５４には、二次転写バイアス電源５７から二次転写バイアスとして、トナーの正規の帯電極性（−）と同極性である−３ｋＶの電圧が印加される。第１実施形態では、二次転写ローラ５６を接地としてバックアップローラ５４に二次転写バイアスを印加した。しかし、バックアップローラ５４を接地して二次転写ローラ５６にトナーの正規の帯電極性（−）と逆極性である３ｋＶの二次転写バイアスを印加しても、二次転写ニップＮ２に第１実施形態の場合と同様な必要な電界を確保できる。バックアップローラ５４と二次転写ローラ５６との両方に二次転写バイアスを分割して印加することによっても同様である。
【００５２】
［二次転写部材クリーニング装置］
図３に示すように、二次転写部材クリーニング装置７は、二次転写ニップＮ２の上流側で二次転写ローラ５６をクリーニングする。二次転写部材クリーニング装置７は、第１クリーニング部材としてのファーブラシ７１と、第２クリーニング部材としての金属ローラ７２と、除去手段としてのクリーニングブレード７３と、廃トナー容器７４とを有する。ファーブラシ７１は、二次転写ローラ５４上のトナーを静電的に吸着して回収する。金属ローラ７２は、ファーブラシ７１に当接してクリーニング電圧を印加するとともに、ファーブラシ７１からトナーを静電的に吸着して回収する。クリーニングブレード７３は、金属ローラ７２に当接して配置され、金属ローラ７２上のトナーを掻き取って廃トナー容器７４に回収する。
【００５３】
また、二次転写部材クリーニング装置７は、クリーニング電圧を出力する電源手段としてのクリーニング電圧電源７５を有する。クリーニング電圧電源７５は、金属ローラ７２に接続されており、クリーニング電圧電源７５が出力したクリーニング電圧は、金属ローラ７２を介してファーブラシ７１に印加される。なお、金属ローラ７２は、通常、アルミやＳＵＳなどの導電性に優れた部材を用いることが好ましい。
【００５４】
第１実施形態では、導電性材料で形成されたファーブラシ７１を介して、接地された導電性（高抵抗）の二次転写ローラ５６と金属ローラ７２とが電気的に接続されている。従って、金属ローラ７２にクリーニング電圧が印加されて二次転写ローラ５６との間に電流が流れると、ファーブラシ７１と金属ローラ７２との間に抵抗分割された電位差が発生する。二次転写ローラ５６からファーブラシ７１に静電吸着されたトナーは、この電位差に吸着されてファーブラシ７１から金属ローラ７２へ順送りに転写される。金属ローラ７２に転写されたトナーは、金属ローラ７２に当接されたクリーニングブレード７３によって除去されて廃トナー容器７４に落下して回収される。これにより、ファーブラシ７１にトナーが過剰に溜まることが防止されている。
【００５５】
ファーブラシ７１は、スペースの観点から、二次転写ローラ５６に侵入させていない状態で外径１０ｍｍ〜３０ｍｍであるのが好ましい。第１実施形態では、二次転写ローラ５６に侵入させていない状態でファーブラシ７１の外径は１８ｍｍ、半径は９ｍｍである。また、ファーブラシ７１の毛の長さは４ｍｍ、二次転写ローラ５６に対する侵入量は１．０ｍｍ、金属ローラ７２に対する侵入量は１．５ｍｍである。
【００５６】
また、ファーブラシ７１の毛の密度は１２０ｋＦ／ｉｎｃｈ２であって、ファーブラシ７１の電気抵抗値は３×１０５Ω／ｃｍである。そして、金属ローラ７２の周速度は、二次転写ローラ５６の接触部において、二次転写ローラ５６の周面移動方向と同一方向に１．０（同じ速度）である。
【００５７】
ファーブラシ７１の電気抵抗値は、二次転写ローラ５６の電気抵抗値を上述の範囲としてファーブラシ７１に必要な電位勾配を確保するためには、３×１０４Ω／ｃｍ以上、３×１０６Ω／ｃｍ以下が望ましい。
【００５８】
ファーブラシ７１の周面移動方向は、二次転写ローラ５６との接触部において二次転写ローラ５６の周面移動方向と逆方向である。この場合、トナーの捕集効率が高い範囲は、ファーブラシ７１による二次転写ローラ５６の周面移動速度をＶ０とし、ファーブラシ７１の周面移動速度をＶ１としたとき、０．１５Ｖ０≦Ｖ１≦１．０Ｖ０であることが実験で確認されている。
【００５９】
また、金属ローラ７２の周面移動方向は、ファーブラシ７１との接触部においてファーブラシ７１の周面移動方向と同方向である。この場合、ファーブラシ７１のクリーニング効率が高い範囲は、ファーブラシ７１の周面移動速度をＶ１とし、金属ローラ７２の周面移動速度をＶ２としたとき、０．８Ｖ１≦Ｖ２≦３．０Ｖ１であることが実験で確認されている。
【００６０】
［クリーニング工程１とクリーニング工程２のクリーニング効率］
図４は二次転写ローラのクリーニングプロセスの説明図、図５はクリーニング工程１、２におけるクリーニング効率の線図、図６はクリーニング印加電圧のタイムチャートである。
【００６１】
図４に示すように、二次転写ローラ５６に付着した制御画像Ｇのトナーを二次転写部材クリーニング装置７がクリーニングする過程は、連続した２つの工程を含む。第１の工程は、第１清掃電圧である１８０Ｖを印加して、二次転写ローラ５６からファーブラシ７１へトナーを吸着移動させるクリーニング工程１である。また、第２の工程は、第２清掃電圧である２８０Ｖを印加して、ファーブラシ７１から金属ローラ７２へトナーを吸着移動させるクリーニング工程２である。制御画像Ｇは、通常の付着汚れに比較して格段にトナー濃度が高いので、クリーニング工程１、２のそれぞれでかなり大量のトナーを吸着移動させないと、良好なクリーニング結果が得られない。
【００６２】
ここで、クリーニング工程１、２を通じた制御画像Ｇのクリーニング特性を定量化するために、それぞれの工程における、クリーニング効率を測定した。クリーニング工程１におけるクリーニング効率の測定は、制御画像Ｇがクリーニング工程１を通過する前後における制御画像Ｇの濃度ａ、ｂから計算した。具体的には、制御画像Ｇがクリーニング工程１を通過する前後で画像形成装置１００を停止させ、制御画像Ｇを透明シールに転移させた試料片の濃度をＸ−ＲＩＴＥ社製の分光濃度計５００シリーズを用いて測定した。ファーブラシ７１に吸着された状態の制御画像を透明シールに転移させることは困難だからである。
【００６３】
制御画像Ｇがクリーニング工程１を通過する前の濃度ａに対して通過後の濃度ｂであるとき、クリーニング工程１におけるクリーニング効率α（％）は、
α＝（（ａ−ｂ）／  ａ  ）  ×１００  （％）
である。
【００６４】
次に、金属ローラ７２上に転写された制御画像Ｇを透明シールに転移させて同様に濃度ｃを測定した。上記（ａ−ｂ）は、ファーブラシ７１に吸着されたトナー量に相当しているので、ファーブラシ７１から金属ローラ７２へ移動するトナー量の割合であるクリーニング工程２におけるクリーニング効率β（％）は、
β＝（ｃ  ／  （  ａ−ｂ  ））×１００  （％）
である。
【００６５】
クリーニング効率α、βをクリーニング電圧の出力値を変化させて測定した実験結果を図５に示す。この実験におけるクリーニング電圧電源７５は、電圧を常に一定にして制御する定電圧制御方式である。グラフの横軸は、クリーニング電圧出力電圧を示し、縦軸は、クリーニング効率を示している。クリーニング効率が大きいほど、クリーニング性は良好であることを意味しており、クリーニング不良が起きるときの閾値は、クリーニング効率９０％である。すなわち、クリーニング工程１、２のいずれかでクリーニング効率α、βが９０％を割り込むと、遅かれ早かれ転写材Ｓの裏汚れとして現れるクリーニング不良が発生する。従って、クリーニング不良を回避するためには、クリーニング工程１、２のいずれもクリーニング効率α、βが９０％以上となるクリーニング電圧に設定する必要がある。
【００６６】
ところが、図５に示すように、クリーニング効率α、βの両方が揃って９０％以上となるのは、クリーニング電圧が２２０（Ｖ）を中心とするごく狭い範囲に限られる。
【００６７】
また、クリーニング効率α、βが最高となるクリーニング電圧は、クリーニング工程１では約１８０Ｖ、クリーニング工程２では約２８０Ｖとずれている。このため、クリーニング効率α、βの両方が揃って９０％以上となる範囲は、クリーニング工程１、２が個別に最もクリーニング性が良好となる範囲からずれている。
【００６８】
そこで、第１実施形態では、図１に示すように、制御部１１０がクリーニング電圧電源７５を制御して、図６に示すようにクリーニング電圧を切り替える。クリーニング効率αが最高となるクリーニング電圧１８０Ｖと、クリーニング効率βが最高となるクリーニング電圧２８０Ｖとを交互に用いた。制御画像Ｇをクリーニングするクリーニング工程１時には１８０Ｖ、ファーブラシ７１をクリーニングするクリーニング工程２時には２８０Ｖをそれぞれの０．２秒ずつ印加した。それ以外では、クリーニング効率α、βの両方が揃って９０％以上となる２２０Ｖを印加した。
【００６９】
そのときの裏汚れのレベルを表１に示す。（１）クリーニング電圧を一定にした場合と、（２）クリーニング工程に応じて、最適なクリーニング電圧の電圧値に可変にした場合とでそれぞれ耐久試験を行ってクリーニング性能を評価している。表１に示されるように、クリーニング電圧を一定にするよりも、クリーニング工程に応じて、クリーニング電圧を可変したほうが、安定した良好なクリーニング特性を維持できた。初期から２０万枚までの耐久に渡って、紙の裏汚れを防止することができた。
【００７０】
【表１】
2007334011.tif 000003
【００７１】
ところで、図５に示すように、クリーニング電圧が低過ぎる領域では、クリーニング工程１、２ともにクリーニング効率α、βは低い。これはトナーをファーブラシ７１或いは、金属ローラ７２に転移させるための電流（＝電荷量）がトナーの持っている電荷量に比べて、不足しているためと考えられる。
【００７２】
逆に、クリーニング電圧が高過ぎる領域では、トナーの持っている電荷量に比べて、電流値（電荷量）が多すぎるため、トナー電荷が反転して逆極性（＋）になる可能性が高い。その結果、正極性のクリーニング電圧を印加されたファーブラシ７１や金属ローラ７２への吸着を逃れてクリーニング効率が低下していると考えられる。
【００７３】
また、クリーニング工程１とクリーニング工程２とでクリーニング動作に最適な電圧値が異なる大きな理由は、ファーブラシ７１と金属ローラ７２の形状の違いであると考えられる。ファーブラシ７１は、繊維の径が１０〜３０μｍ、長さが４〜６ｍｍの毛材を用いたブラシなので、トナーを吸着させる表面積が非常に大きい。そのため、付着面積が拡大する二次転写ローラからファーブラシへは拡散過程のため、トナーの吸着性（クリーニング工程１）が良好である。しかし、ファーブラシから金属ローラへのトナーの移動は吸着面積が縮小する濃縮過程のため、クリーニング工程１に比べてクリーニング工程２のトナーの吸着性（クリーニング性）は低くなる。クリーニング工程１と同じレベルにするには、電圧を高くする必要がある。
【００７４】
従って、二次転写ローラ５６に付着した制御画像Ｇがファーブラシ７１を通過するタイミングでは、クリーニング電圧１８０Ｖを印加することが望ましい。ファーブラシ７１へのトナーの一時的な蓄積は許容して、二次転写ローラ５６からファーブラシ７１への最大効率の移動を実現して、二次転写ローラ５６を優先的にクリーニングする。
【００７５】
そして、制御画像Ｇがファーブラシ７１を通過しないタイミングでは、クリーニング電圧２８０Ｖを印加することが望ましい。二次転写ローラ５６に付着した微量のトナーの電荷反転は無視して、ファーブラシ７１から金属ローラ７２への最大効率の移動を実現する。これにより、ファーブラシ７１を優先的にクリーニングして一時的に蓄積されたトナーを速やかに除去する。
【００７６】
図６に示すタイムチャートにおける印加電圧のタイミングは、制御部１１０が中間転写ベルト５１上の制御画像Ｇを認識して転写材Ｓに二次転写を行うシーケンスに組み込まれてそのように設定されている。
【００７７】
＜第２実施形態＞
図７は第２実施形態における二次転写部周辺の構成の説明図、図８は二次転写ローラのクリーニングプロセスの説明図、図９はクリーニング工程１、２におけるクリーニング効率の線図、図１０はクリーニング印加電圧のタイムチャートである。第２実施形態における二次転写部材クリーニング装置７Ｂは、図１に示す画像形成装置１００の二次転写部材クリーニング装置７を置き換えて配置される。そして、二次転写部材クリーニング装置７Ｂは、ファーブラシ７１ａ、７１ｂが２本あること以外は、二次転写部材クリーニング装置７と同様に構成される。従って、図１、図２を共通に参照して説明を行い、図７、図８中、図３、図４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。
【００７８】
図７に示すように、第２実施形態では、二次転写ローラ５６のクリーニングにおける安定性と耐久性とをさらに増すべく、二次転写ローラ５６に接触させて２個のファーブラシ７１ａ、７１ｂを配置した。２つのファーブラシ７１ａ、７１ｂは、金属ローラ７２を経由して共通にクリーニング電圧を印加され、電気抵抗値は同じ３×１０６Ω／ｃｍである。また、ファーブラシ７１ａ、７１ｂの周速も同じで、二次転写ローラ５６との接触部において二次転写ローラ５６の周面移動方向と逆方向に周速比で０．５とした。このときのクリーニング効率α、βを第１実施形態と同じ方法で測定した。
【００７９】
図８に示すように、制御画像Ｇが二次転写ローラ５６からファーブラシ７１ａへ転写される工程をクリーニング工程１Ａとし、ファーブラシ７１ｂへ転写される工程をクリーニング工程１Ｂと定義する。また、制御画像Ｇファーブラシ７１ａから金属ローラ７２へ転写される工程をクリーニング工程２Ａとし、ファーブラシ７１ｂから金属ローラ７２へ転写される工程をクリーニング工程２Ｂと定義する。
【００８０】
そして、クリーニング前の二次転写ローラ５６上の制御画像Ｇの濃度をａ、クリーニング工程１Ａを経た制御画像Ｇの濃度をｂ、さらにクリーニング工程１Ｂを経た制御画像Ｇの濃度をｃとする。また、クリーニング工程２Ａによって金属ローラ７２上に転写された制御画像Ｇの濃度をｄ、クリーニング工程２Ｂによって金属ローラ７２上に転写された制御画像Ｇの濃度をｅとする。制御画像Ｇの濃度ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅは、第１実施形態と同様に透明シールに転移させて分光濃度計で測定した。
【００８１】
このとき、クリーニング工程１Ａ、１Ｂにおけるクリーニング効率αＡ、αＢは、
αＡ＝（（ａ−ｂ）／  ａ  ）  ×１００  （％）
αＢ＝（  （ｂ−ｃ）  ／  ｂ）  ×１００  （％）
となり、クリーニング工程１Ａ、１Ｂを通じた総合的なクリーニング効率αは、
α＝（（ａ−ｃ）／ａ）  ×１００  （％）
である。
【００８２】
また、クリーニング工程２Ａ、２Ｂにおけるクリーニング効率、βＡ、βＢは、
βＡ＝（  ｄ  ／  （ａ−ｂ）  ）  ×１００  （％）
βＢ＝（ｅ  ／  （ｂ−ｃ）  ）  ×１００  （％）
となり、クリーニング工程２Ａ、２Ｂを通じた総合的なクリーニング効率βは、
β＝（ｄ＋ｅ）／（ａ−ｃ）
である。
【００８３】
このようにして求めたクリーニング工程１Ａ、１Ｂ、２Ａ、２Ｂにおける総合的なクリーニング効率α、βを、第１実施形態におけるクリーニング工程１、２のクリーニング効率と比較して図９に示す。第２実施形態では、ファーブラシが１つから２つに増えたことによって、第１実施形態よりもクリーニング効率のピークが低電電圧側にシフトすることが判明した。これは、クリーニング電圧を低下させると、ファーブラシ７１ａ単体のクリーニング効率が下がっても、帯電反転が減ることによってファーブラシ７１ｂ単体のクリーニング効率が上がるからと考えられる。
【００８４】
また、第２実施形態では、第１実施形態よりもクリーニング効率のピーク値が上昇している。これは、クリーニング電圧が低いためにファーブラシ７１ａ、７１ｂ単体のクリーニング効率は第１実施形態より低くても、二次転写ローラ５６上に転写された制御画像が一周する間のクリーニング回数が１回から２回に倍増するからと考えられる。
【００８５】
そして、第２実施形態においてクリーニング効率α、βが同時に高いのは、クリーニング電圧が６０Ｖのときである。また、クリーニング効率αがピークを形成するクリーニング電圧は約３０Ｖ、クリーニング効率βがピークを形成するクリーニング電圧は約８０Ｖである。
【００８６】
そこで、第２実施形態では、図１０に示すように、クリーニング効率αが最高となるクリーニング電圧３０Ｖと、クリーニング効率βが最高となるクリーニング電圧８０Ｖとを交互に用いた。制御画像Ｇがファーブラシ７１ａ、７１ｂを通過する際のクリーニング工程１Ａ、１Ｂ時には３０Ｖ、制御画像Ｇの間隔で行うクリーニング工程２Ａ、２Ｂ時には８０Ｖをそれぞれ０．３秒ずつ印加した。それ以外では、クリーニング効率α、βの両方が揃って高い６０Ｖを印加した。
【００８７】
そのときの裏汚れのレベルを表２に示す。電圧を６０Ｖ一定に印加した場合でも、第１実施形態のファーブラシ１本系での電圧可変時に比べて、裏汚れが発生するまでの画像形成枚数を延ばすことができる。そして、第２実施形態のファーブラシ２本系での電圧可変時には、３５万枚通紙時でも裏汚れが発生せず、良好なクリーニング特性を維持できた。
【００８８】
【表２】
2007334011.tif 000004
【００８９】
第２実施形態によれば、二次転写ローラ５６に転写されてしまう制御画像Ｇの高濃度トナーを第１実施形態よりも良好に除去して、転写材Ｓの裏汚れ、両面印刷時の画像欠陥を長期間防止できる。また、種々の転写材Ｓへの画像形成中に形成される紙間の制御画像に対応して、常に、ファーブラシ７１ａ、７１ｂによる良好な二次転写ローラ５６のクリーニング性能を達成できる。従って、複数の転写材間領域に所定の間隔で繰り返し制御画像が形成される場合の二次転写部材のクリーニング性を第１実施形態よりも向上できる。
【００９０】
＜開発の経緯＞
近年、例えば電子写真画像形成プロセスによりトナー像を形成する画像形成装置では、写真画質にも迫る高画質化や、印刷機にも迫るような高速化に対応した技術が求められている。そして、高速化に対応したタンデム方式の画像形成装置では、高速化を損なうことなく高画質化を達成するために、中間転写ベルトの非画像部に制御画像を形成して反射濃度等を検知している。そして、検知結果を画像形成プロセス条件等にフィードバックして、色味安定性、濃度均一性を安定して維持させている。
【００９１】
制御画像は、非画像形成中、例えば、複数枚の転写材に対する連続画像形成中の場合は転写材と転写材との間の領域に形成される。そのため、クリーニング装置を設けて制御画像を除去して制御画像が通常画像形成による画像形成物に付着しないようにしている。
【００９２】
感光体ドラムや中間転写部ベルトの場合、一次転写ニップや二次転写ニップにおける転写バイアスの極性を逆極性として転写画像を素通りさせ、各像担持体の専用クリーニング装置によって除去できる。
【００９３】
しかし、近年の高速化への流れの中で、紙間の制御画像ごとに転写バイアスの極性を反転させることは、時間的にも紙間の距離的にも困難になっている。転写バイアスの極性を反転できない場合、制御画像は、感光体ドラムから中間転写ベルト上へ転写され、中間転写ベルトから二次転写ローラへと転写される。
【００９４】
二次転写ローラへの制御画像の転写を許容した場合、転写材の裏汚れを引き起こすことが予想されたので、二次転写ローラに専用のクリーニング装置を設置することが提案された。クリーニング装置としては、構造が簡単でクリーニング能力が高いブレード方式が一般的である。そして、二次転写ローラ自体も表層にフッ素コーティング等を施してブレードの走行性を安定させることにより、ブレード方式によるクリーニング性能を高めることができる。
【００９５】
しかし、転写材の搬送性の観点から、二次転写ローラとして表層を荒らしたものを使用した場合、高濃度の制御画像を完全にクリーニングすることが難しくなる。ブレードの当接圧力を増加したり、当接角度を大きくしたりして、二次転写ローラとブレードとのニップ部での線圧を大きくする必要がある。しかし、二次転写ローラとクリーニングブレードとは、共に弾性変形して摩擦が大きくなるので、線圧を大きくすると、トナーが付着してクリーニングブレードの捲れが生じやすくなる。
【００９６】
そこで、表層が荒れている二次転写ローラをクリーニングするために、ブレード方式に比べて被クリーニング部材の表面形状の制約が少ない、静電ファーブラシクリーニングを用いることが提案された。
【００９７】
しかし、静電ファーブラシを用いた二次転写部材クリーニング装置を検討したところ、金属ローラに印加する電圧を一定にした場合、ファーブラシの耐久性やクリーニングの安定性等に問題があることが判明した。上述したように、クリーニング工程１とクリーニング工程２とでは、トナーを静電吸着させる、クリーニング動作に最適な電圧値が異なるからである。
【００９８】
また、画像安定化の目的から、濃度制御用のものに代表される制御画像を形成する頻度を、各紙間ごとに形成することで増やすことがある。更に、センサでの読み取り精度を向上させるために、できるだけ大きい面積の制御画像を形成することがある。このような場合、静電ファーブラシクリーニングでは、高濃度トナーを頻発にクリーニングすることが厳しく、ファーブラシの毛の中にトナーが詰まってしまうことがある。これにより、ファーブラシとしての機能を十分に発揮することができずに、転写材の裏汚れや、両面印刷時の画像欠陥等を引き起こすクリーニング不良の原因となることがある。
【００９９】
これに対して上述した第１実施形態、第２実施形態では、静電ファーブラシに印加するクリーニング電圧を最適化することにより、このような課題を解決し得た。
【０１００】
＜発明との対応＞
第１実施形態の二次転写部材クリーニング装置７は、導電性を有し、トナーの付着面に接触して循環するファーブラシ７１と、導電性を有し、ファーブラシ７１が前記付着面に接触しない循環位置にてファーブラシ７１に接触する金属ローラ７２と、ファーブラシ７１を経由して金属ローラ７２に付着させたトナーを除去するクリーニングブレード７３と、金属ローラ７２に電圧を印加してファーブラシ７１を帯電させるクリーニング電圧電源７５とを備える。クリーニング電圧電源７５は、前記付着面からトナーを除去する際の第１清掃電圧とは異なる第２清掃電圧を金属ローラ７２へ印加可能である。第２清掃電圧は、ファーブラシ７１から金属ローラ７２へのトナーの移動を、付着面からファーブラシ７１へのトナーの移動よりも優先した電圧値に設定されている。
【０１０１】
二次転写部材クリーニング装置７では、画像形成のサイクルの中で第２清掃電圧を時分割的に印加して、ファーブラシ７１から金属ローラ７２へのトナーの移動を効率化する。つまり、付着面からトナーを除去する必要性が低いタイミングでは、付着面に対する清掃効果を無視した第２清掃電圧によって、ファーブラシ７１からトナーを除去する最大効率を発揮させ得る。
【０１０２】
言い換えれば、付着面に除去すべきトナーが無ければ、第２清掃電圧（２８０Ｖ）を用いてファーブラシ７１に蓄積されたトナーを積極的に除去できる。これにより、次回の付着面に除去すべきトナーが有るタイミングでは、トナー蓄積の少ないファーブラシ７１を用いて、付着面へのトナーの逆移りの少ない効率的なクリーニングが可能となる。
【０１０３】
従って、付着面に除去すべきトナーが間歇的に付着するような画像形成のサイクルを繰り返す中で、付着面のクリーニング効率を長期間に渡って高く維持できる。ファーブラシ７１が二次転写ローラ５６表面からトナーを除去する性能を損なうことなく、ファーブラシ７１から金属ローラ７２へ効率的にトナーを移動させることができる。
【０１０４】
二次転写部材クリーニング装置７は、第１清掃電圧（１８０Ｖ）は、前記付着面からファーブラシ７１へのトナーの移動を、ファーブラシ７１から金属ローラ７２へのトナーの移動よりも優先した電圧値に設定されている。
【０１０５】
二次転写部材クリーニング装置７におけるクリーニング電圧電源７５は、前記付着面に除去すべきトナーがあるときに第１清掃電圧を、前記付着面に除去すべきトナーが無いときに前記第２清掃電圧を前記金属ローラ７２に印加する。
【０１０６】
第２実施形態の二次転写部材クリーニング装置７Ｂは、共通の金属ローラ７２に接触させて複数の前記ファーブラシ７１ａ、７１ｂを配置する。クリーニング電圧電源７５は、ファーブラシ７１が１個の第１実施形態の場合よりも低い第１清掃電圧（３０Ｖ）および第２清掃電圧（８０Ｖ）を金属ローラ７２に印加する。
【０１０７】
第１実施形態の二次転写部材クリーニング装置７におけるファーブラシ７１は、導電性材料の柔軟な毛材を円筒状に植毛したロール状ファーブラシである。金属ローラ７２は、回転駆動された金属ローラである。第２清掃電圧（２８０Ｖ）は、第１清掃電圧（１８０Ｖ）よりも高く設定されている。
【０１０８】
画像形成装置１００は、画像用トナー像を担持する中間転写ベルト５１と、中間転写ベルト５１との間に二次転写ニップＮ２を形成して画像用トナー像を転写材Ｓに転写させる二次転写ローラ５６とを備える。中間転写ベルト５１と二次転写ローラ５６との少なくとも一方に、ファーブラシ７１を接触させて二次転写部材クリーニング装置７を配置した。
【０１０９】
画像形成装置１００は、画像用トナー像を担持する中間転写ベルト５１と、中間転写ベルト５１との間に二次転写ニップＮ２を形成して画像用トナー像を転写材Ｓに転写させる二次転写ローラ５６と、中間転写ベルト５１に担持させた制御画像Ｇを光学的に検知する画像濃度センサ１１Ａ、１１Ｂと、中間転写ベルト５１に担持させた画像用トナー像の間隔に制御画像Ｇを担持させて画像濃度センサ１１Ａ、１１Ｂにより検知させる制御部１１０とを備える。二次転写ローラ５６にファーブラシ７１を接触させて二次転写部材クリーニング装置７を配置する。制御部１１０は、クリーニング電圧電源７５を制御して、中間転写ベルト５１に担持させた制御画像Ｇの移動位置に対応させて第１清掃電圧と第２清掃電圧とを出力させる。
【０１１０】
画像形成装置１１０は、上記のような転写部材クリーニング装置７を採用することによって、中間転写ベルト５１に高頻度に制御画像Ｇを形成した場合でも、二次転写ローラ５６を通じた転写材Ｓの裏汚れを長期間に渡って防止できる。中間転写ベルト５１から二次転写ローラ５６に付着した制御画像Ｇをファーブラシ７１によって効率的に除去しつつ、ファーブラシ７１のトナー蓄積を抑制して転写材Ｓの裏汚れを長期間防止できる。
【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】制御画像の配置の説明図である。
【図３】二次転写部周辺の構成の説明図である。
【図４】二次転写ローラのクリーニングプロセスの説明図である。
【図５】クリーニング工程１、２におけるクリーニング効率の線図である。
【図６】クリーニング印加電圧のタイムチャートである。
【図７】第２実施形態における二次転写部周辺の構成の説明図である。
【図８】二次転写ローラのクリーニングプロセスの説明図である。
【図９】クリーニング工程１、２におけるクリーニング効率の線図である。
【図１０】クリーニング印加電圧のタイムチャートである。
【符号の説明】
【０１１２】
Ｎ２  二次転写ニップ
Ｓ    転写材
１    感光体ドラム
２    帯電ローラ
３    露光装置
４    現像器
５    中間転写ユニット
６    クリーニング装置
７    クリーニング装置（二次転写部材クリーニング装置）
８Ａ、８Ｂ  ベルトクリーニング装置
１１Ａ、１１Ｂ  画像濃度センサ
５１  像担持体（中間転写ベルト）
５４  バックアップローラ
５５  一次転写ローラ
５６  転写部材（二次転写ローラ）
７１、７１ａ、７１ｂ  第１クリーニング部材（ファーブラシ）
７２  第２クリーニング部材（金属ローラ）
７３  除去手段（クリーニングブレード）
７４  廃トナー容器
７５  電源手段（クリーニング電圧電源）
１００  画像形成装置
１００Ａ  装置本体
１１０  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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