(57)【要約】【課題】中間転写体の良好なクリーニング性能の維持のためのダウンタイムの増加を抑制できる画像形成装置を提供する。【解決手段】中間転写体８からトナーを除去する当接部材２１と、当接部材２１の下流側に配置されトナーを帯電させる第２の帯電手段２４と、を有し、中間転写体８上の残トナーを１次転写部Ｎ１で像担持体１に転移させてクリーニングする構成において、第２の帯電手段２４に付着したトナーを中間転写体８に吐き出して当接部材２１でクリーニングする吐き出し動作の実行時には、当接部材２１の上流側に配置された第１の帯電手段２３によって吐き出しトナーを除電するか又はトナーの正規の帯電極性とは逆極性に帯電させる構成とする。【選択図】図５
2017016038.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、
１次転写部において前記像担持体から転写されたトナー像を搬送し２次転写部において記録材に転写させる移動可能な中間転写体と、
前記中間転写体の移動方向において前記２次転写部より下流かつ前記１次転写部より上流の当接部で前記中間転写体に当接し前記中間転写体上のトナーを除去する当接部材と、
トナーの正規の帯電極性とは逆極性の電圧が印加され、前記中間転写体の移動方向において前記２次転写部より下流かつ前記当接部より上流の第１の帯電部で前記中間転写体上のトナーを帯電させることが可能な第１の帯電手段と、
前記中間転写体の移動方向において前記当接部より下流かつ前記１次転写部より上流の第２の帯電部で前記中間転写体上のトナーをトナーの正規の帯電極性とは逆極性に帯電させる第２の帯電手段と、
前記中間転写体により搬送されて前記当接部を通過した前記中間転写体上のトナーを前記第２の帯電手段により帯電させる帯電モードと、前記第２の帯電手段に付着したトナーを前記中間転写体上に吐き出す吐き出しモードと、を実行可能な制御手段と、を有し、
前記制御手段は、前記帯電モードにおいて、前記第２の帯電部で正規の帯電極性とは逆極性に帯電せられた前記中間転写体上のトナーを前記中間転写体により前記１次転写部へと搬送し、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に移動させる回収動作と、前記吐き出しモードにおいて、前記第２の帯電手段から前記中間転写体上に吐き出された吐き出しトナーを前記中間転写体により前記当接部へと搬送し、前記当接部材によって前記中間転写体上から除去する吐き出し動作と、を実行させることが可能であり、
前記制御手段は、前記吐き出し動作において前記中間転写体により前記当接部へと搬送される前記吐き出しトナーを、前記第１の帯電部で前記第１の帯電手段により帯電させることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記制御手段は、前記回収動作において前記中間転写体により前記当接部へと搬送されるトナーを、前記第１の帯電部で前記第１の帯電手段により帯電させ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】
前記回収動作における前記中間転写体から前記像担持体へのトナーの移動は、前記像担持体から前記中間転写体へのトナー像の転写と同時に行わ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】
前記吐き出し動作において前記吐き出しトナーが吐き出される前記中間転写体上の領域は、次に前記当接部に到達するまでの間に前記像担持体からトナー像が１次転写されない領域であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記中間転写体の移動方向における前記１次転写部の位置の前記中間転写体と前記像担持体との接触又は離間の状態を切り替える離接手段を有し、
前記吐き出し動作において前記吐き出しトナーが前記１次転写部の位置を通過する際には、前記離接手段は前記１次転写部の位置の前記中間転写体と前記像担持体とを離間させることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記帯電モードでは、前記第２の帯電手段には、トナーの正規の帯電極性とは逆極性の電圧が印加されることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記吐き出しモードでは、
前記第２の帯電手段にトナーの正規の帯電極性と同極性の電圧が印加されるか、
一の前記吐き出し動作の期間において前記第２の帯電手段に対する電圧の印加のオンとオフとが交互に繰り返されるか、
一の前記吐き出し動作の期間において前記第２の帯電手段に対する正極性の電圧の印加と負極性の電圧の印加とが交互に繰り返されるか、又は、
前記第２の帯電手段への電圧の印加がオフとされる、
ことを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の画像形成装置。
【請求項８】
前記当接部材は、移動する前記中間転写体上のトナーを掻き取るブレード状の部材であることを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載の画像形成装置。
【請求項９】
前記第２の帯電手段は、前記中間転写体に接触して配置され、移動する前記中間転写体を摺擦するブラシ状の部材であることを特徴とする請求項１〜８のいずれか一項に記載の画像形成装置。
【請求項１０】
前記第１の帯電手段は、前記中間転写体に接触して配置され、移動する前記中間転写体を摺擦するブラシ状の部材であることを特徴とする請求項１〜９のいずれか一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、電子写真方式や静電記録方式を利用した複写機、プリンタなど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、像担持体としての感光体から中間転写体としての中間転写ベルトに１次転写したトナー像を、記録用紙などの記録材に２次転写して画像を出力する中間転写方式の画像形成装置がある。中間転写体としては、無端ベルト状の中間転写ベルトが広く用いられている。中間転写ベルトを有する中間転写方式の電子写真画像形成装置を例に更に説明する。
【０００３】
中間転写方式の画像形成装置は、中間転写ベルト上に残ったトナー（残トナー）をクリーニングする中間転写体クリーニング手段を有する。この中間転写体クリーニング手段のクリーニング方法には、大別すると、ブレードクリーニング方式、静電クリーニング方式、これらの方式を併用したハイブリッド方式がある。
【０００４】
ブレードクリーニング方式は、特許文献１に記載されるように、中間転写ベルトにクリーニングブレードを当接させ、このクリーニングブレードにより中間転写ベルト上の残トナーを物理的に掻き取る方式である。このクリーニング方式は、低コストで良好なクリーニング性能が期待できるものの、繰り返し使用によるブレードの摩耗（消耗）や中間転写ベルトの表面の凹凸の影響を受けやすく、良好なクリーニング性能を長期間保つのが難しい。
【０００５】
静電クリーニング方式は、次のような方式である。特許文献２に記載されるように、残トナーは、電圧が印加された帯電手段により、現像時の帯電状態とは逆極性に帯電させられる。その後、その逆極性に帯電させられた残トナーは、１次転写部において感光体に転移（逆転写）させられ、感光体をクリーニングする感光体クリーニング手段により感光体上から除去されて回収される。中間転写ベルトから感光体への残トナーの転移は、感光体から中間転写ベルトへのトナー像の１次転写と同時に行われる。そのため、この方式は転写同時クリーニング方式とも呼ばれている。この静電クリーニング方式は、中間転写ベルトの表面の凹凸の影響を受けにくいという利点がある。しかし、ジャム処理後やキャリブレーション後など中間転写ベルト上の多量の残トナーを処理する場合などに、帯電手段にトナーが多量に付着してしまい、クリーニング性能を維持するためには、帯電手段を清掃する必要がある。
【０００６】
上記帯電手段の清掃には、トナーと同極性の電圧を帯電手段に印加することで帯電手段からトナーを吐き出させ、その吐き出されたトナーを感光体に転移させて回収する方法が用いられる。しかし、吐き出された直後のトナーの帯電極性は、主に１次転写電圧とは逆極性であるため、吐き出された直後の１次転写部では感光体に回収できない。そこで、中間転写ベルトを更に回転させて、上記吐き出されたトナーを再び帯電手段によって１次転写電圧と同極性に帯電させることが行われる。そのため、ジャム処理後やキャリブレーション後の中間転写ベルトのクリーニングを行うと、上記吐き出し工程のために中間転写ベルトを回転させる比較的長い時間が必要となり、複数回の中間転写ベルトの回転を要する場合もある。
【０００７】
ハイブリッド方式は、次のような方式である。特許文献３に記載されるように、中間転写ベルト上の残トナーは、中間転写ベルトの移動方向において２次転写部の下流側に配置されたクリーニングブレードにより概ね除去される。そして、このクリーニングブレードをすり抜けた残トナーが、中間転写ベルトの移動方向においてクリーニングブレードの下流側に配置された帯電手段で帯電させられることで感光体に転移させられて回収される。このハイブリット方式では、帯電手段に残トナーが多量に供給されることがないため、ジャム処理後やキャリブレーション後など中間転写ベルト上に残トナーが多量に発生する条件下でも、帯電手段に多量のトナーが付着することはない。そのため、それを除去するために中間転写ベルトを回転させる時間の必要性も格段に低減できる。したがって、ハイブリッド方式は、ダウンタイム（画像を出力できない期間）の低減と、長期にわたる良好なクリーニング性能の維持と、の両立を図るうえで、上記３つの方式のなかで最も有効なクリーニング方法であると言える。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００９−２８８４８１号公報
【特許文献２】特開２００９−２０５０１２号公報
【特許文献３】特開２０００−１３１９２０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、上記ハイブリッド方式を用いる場合でも、装置の高寿命化や画像形成速度（プロセススピード）の高速化を図る場合などに、以下に説明する問題が発生する場合があることがわかった。
【００１０】
装置の高寿命化に従って、繰り返し使用によるクリーニングブレードの摩耗が促進される。そのためクリーニングブレードのクリーニング性能は徐々に低下し、クリーニングブレードをすり抜けるトナー（以下「すり抜けトナー」ともいう）が増加する傾向となる。また、このすり抜けトナーは、クリーニングブレードでクリーニングされるトナーと比較して、帯電量が大きい傾向がある。帯電量が大きいトナーは、中間転写ベルトとの静電的な吸着力が大きくなり、クリーニングブレードでクリーニングしにくい傾向があるためである。また、すり抜けトナーは、クリーニングブレードをすり抜ける際にクリーニングブレードとの摺擦による摩擦帯電により、更に帯電量が大きくなる場合がある。
【００１１】
上述のような理由により、装置の高寿命化を図ろうとすると、すり抜けトナーの量が増加し、すり抜けトナーの帯電量も増加する傾向がある。このような帯電量の大きなトナーを逆極性に均一に帯電させるためには、従来よりも大きな電圧を帯電手段に印加することが考えられる。しかし、帯電手段は、トナーと共に中間転写ベルトの表面も帯電させるため、帯電手段による処理部を通過した後の中間転写ベルトの表面電位が、次の１次転写に影響しない電位になるように、帯電手段における放電量を制限することも望まれる。したがって、帯電手段に印加する電圧を大きくして放電量を単純に増やして行くことで、すり抜けトナーを均一に帯電させるようにすることは難しい。
【００１２】
例えばプロセススピードを高速化した場合には、帯電手段による処理部から１次転写部まで中間転写ベルトが移動する時間が短縮されるため、中間転写ベルトの表面電位の減衰量が減少する。そのため、１次転写時の中間転写ベルトの表面電位が高くなってしまい（チャージアップ）、１次転写部における中間転写ベルトの表面と感光体の表面との間の電界が強くなってしまう。これにより、次の１次転写時にトナー像が飛散り、画質を悪化させる問題（転写不良）が生じることがある。特に、帯電手段としてトナーへの帯電効果が高いブラシ状の部材を用いた場合、上述のように中間転写ベルトの表面電位の減衰が不十分であると、中間転写ベルトの表面に中間転写ベルトの回転方向に沿うスジ状の表面電位ムラが生じやすくなる。この中間転写ベルトの表面電位ムラは、次にその部分に均一なハーフトーン画像などのトナー像を１次転写した場合、表面電位ムラに応じたトナー像の飛散りが発生し、ハーフトーン画像にスジ状の濃度ムラ（以下「スジ画像」ともいう）を発生させることがある。
【００１３】
上記理由により、ハイブリッド方式を用いる場合でも、装置の高寿命化や高速化を図る場合などに、上記スジ画像などを抑制しつつ、すり抜けトナーを帯電手段によって十分に逆極性に帯電させることが難しくなることがある。その場合、極性を反転できないまま、帯電手段に静電的に保持されるトナーが増加することになる。
【００１４】
ここで、上述のように画像形成中に帯電手段に静電的に保持されたトナーは、次のようにして回収することが考えられる。つまり、例えば画像形成後に次の画像形成に備えて行われる後処理工程である後回転時などに、その保持されたトナーを帯電手段から中間転写ベルト上に静電的に吐き出す。そして、吐き出されたトナー（以下「吐き出しトナー」ともいう）を、中間転写ベルトを更に回転させて、クリーニングブレードによって回収する。帯電手段から中間転写ベルトにトナーを吐き出すためには、帯電手段に印加する電圧を画像形成中とは逆極性の電圧に切り替えたり、電圧の印加をＯＦＦに切り替えたりする。
【００１５】
しかし、本発明者の検討によれば、帯電量が大きいトナーを含むことの多い、吐き出しトナー（すり抜けトナー）は、再度クリーニングブレードでクリーニングする際にも、中間転写ベルトとの静電的な吸着力が強い。そのため、クリーニングブレードを１回通過させるだけでは、吐き出しトナーを回収できない場合がある。その場合には、中間転写ベルトの回転時間を延長して、中間転写ベルト上のトナーをクリーニングブレードで複数回クリーニングすることが考えられる。しかし、中間転写ベルトの回転時間を延長することで、画像形成後の後回転などにかかる時間の増加により、ダウンタイムが増加してしまう。また、中間転写ベルトの回転時間が延びることで、更にクリーニングブレードの摩耗を促進させてしまう。
【００１６】
このように、ハイブリッド方式を用いる場合でも、装置の高寿命化や高速化を図る場合などに、中間転写ベルトの良好なクリーニング性能の維持のためにダウンタイムが増加しやすくなることがある。
【００１７】
したがって、本発明の目的は、中間転写体の良好なクリーニング性能の維持のためのダウンタイムの増加を抑制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】
【００１８】
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、本発明は、トナー像を担持する像担持体と、１次転写部において前記像担持体から転写されたトナー像を搬送し２次転写部において記録材に転写させる移動可能な中間転写体と、前記中間転写体の移動方向において前記２次転写部より下流かつ前記１次転写部より上流の当接部で前記中間転写体に当接し前記中間転写体上のトナーを除去する当接部材と、トナーの正規の帯電極性とは逆極性の電圧が印加され、前記中間転写体の移動方向において前記２次転写部より下流かつ前記当接部より上流の第１の帯電部で前記中間転写体上のトナーを帯電させることが可能な第１の帯電手段と、前記中間転写体の移動方向において前記当接部より下流かつ前記１次転写部より上流の第２の帯電部で前記中間転写体上のトナーをトナーの正規の帯電極性とは逆極性に帯電させる第２の帯電手段と、前記中間転写体により搬送されて前記当接部を通過した前記中間転写体上のトナーを前記第２の帯電手段により帯電させる帯電モードと、前記第２の帯電手段に付着したトナーを前記中間転写体上に吐き出す吐き出しモードと、を実行可能な制御手段と、を有し、前記制御手段は、前記帯電モードにおいて、前記第２の帯電部で正規の帯電極性とは逆極性に帯電せられた前記中間転写体上のトナーを前記中間転写体により前記１次転写部へと搬送し、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に移動させる回収動作と、前記吐き出しモードにおいて、前記第２の帯電手段から前記中間転写体上に吐き出された吐き出しトナーを前記中間転写体により前記当接部へと搬送し、前記当接部材によって前記中間転写体上から除去する吐き出し動作と、を実行させることが可能であり、前記制御手段は、前記吐き出し動作において前記中間転写体により前記当接部へと搬送される前記吐き出しトナーを、前記第１の帯電部で前記第１の帯電手段により帯電させることを特徴とする画像形成装置である。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、中間転写体の良好なクリーニング性能の維持のためのダウンタイムの増加を抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】画像形成装置の概略断面図である。
【図２】ベルトクリーナの模式図である。
【図３】導電性ブラシの模式図である。
【図４】導電性繊維及び導電性ブラシの電気抵抗の測定方法を説明するための模式図である。
【図５】吐き出しシーケンスの動作を説明するための模式図である。
【図６】吐き出しトナーのクリーニング方法の他の例を説明するための模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
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。
【００２２】
［実施例１］
１．画像形成装置の全体的な構成
図１は、本発明の一実施例に係る画像形成装置の概略断面図である。本実施例の画像形成装置１００は、電子写真方式を利用してフルカラー画像を形成する中間転写方式を採用したタンデム型の画像形成装置（レーザービームプリンター）である。
【００２３】
画像形成装置１００は、複数の画像形成部として第１、第２、第３、第４の画像形成部ＰＹ、ＰＭ、ＰＣ、ＰＫを有する。第１、第２、第３、第４の画像形成部ＰＹ、ＰＭ、ＰＣ、ＰＫは、それぞれイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）のトナー像を形成する。
【００２４】
本実施例では、各画像形成部ＰＹ、ＰＭ、ＰＣ、ＰＫの構成及び動作は、現像工程で使用するトナーの色が異なることを除いて実質的に同じである。したがって、特に区別を要しない場合は、いずれかの色用の要素であることを表す符号の末尾のＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋは省略して、当該要素に関し総括的に説明する。
【００２５】
画像形成部Ｐは、像担持体としての回転可能なドラム型の電子写真感光体（感光体）、すなわち、感光ドラム１を有する。感光ドラム１は、図中矢印Ｒ１方向に駆動手段（図示せず）により回転駆動される。各画像形成部Ｐにおいて、感光ドラム１の周囲には、その回転方向に沿って、次の各プロセス機器が配置されている。まず、感光体帯電手段としてのローラ型の感光体帯電部材である帯電ローラ２が配置されている。次に、露光手段（画像書き込み手段）としての露光装置（レーザーユニット）３が配置されている。次に、現像手段としての現像装置４が配置されている。次に、１次転写手段としてのローラ型の１次転写部材である１次転写ローラ５が配置されている。次に、感光体クリーニング手段としてのドラムクリーナ６が配置されている。現像装置４は、現像剤担持体としての現像ローラ４１と、現像剤としてのトナーを収容するトナー容器４２と、を有する。ドラムクリーナ６は、クリーニング部材としてのドラムクリーニングブレード６１と、ドラム廃トナー容器６２と、を有する。
【００２６】
また、画像形成装置１００は、各画像形成部Ｐの各感光ドラム１に対向するように配置された、移動可能な中間転写体としての、無端状のベルトで構成された中間転写ベルト８を有する。中間転写ベルト８は、複数の張架ローラとしての駆動ローラ９とテンションローラ１０とによって張架されている。中間転写ベルト８は、駆動ローラ９に駆動力が伝達されることで図中矢印Ｒ２方向に回転駆動される。上述の各１次転写ローラ５は、中間転写ベルト８の内周面側において、各感光ドラム１に対向して設けられている。１次転写ローラ５は、中間転写ベルト８を介して感光ドラム１に向けて押圧され、中間転写ベルト８と感光ドラム１とが接触する１次転写部（１次転写ニップ）Ｎ１を形成する。中間転写ベルト８の外周面側において、駆動ローラ９に対向する位置には、２次転写手段としてのローラ型の２次転写部材である２次転写ローラ１１が配置されている。２次転写ローラ１１は、中間転写ベルト８を介して駆動ローラ９に向けて押圧されており、中間転写ベルト８と２次転写ローラ１１とが接触する２次転写部（２次転写ニップ）Ｎ２を形成する。また、中間転写ベルト８の外周面側において、テンションローラ１０に対向する位置には、中間転写体クリーニング手段としてのベルトクリーナ５２が配置されている。ベルトクリーナ５２は、当接部材としてのベルトクリーニングブレード２１と、第１の帯電手段としての第１の導電性ブラシ２３と、第２の帯電手段としての第２の導電性ブラシ２４と、ベルト廃トナー容器２２と、を有する。中間転写ベルト８の移動方向（回転方向）において、最も上流側に第１の導電性ブラシ２３が配置され、次にベルトクリーニングブレード２１が配置され、最も下流側に第２の導電性ブラシ２４が配置されている。
【００２７】
その他、画像形成装置１００は、記録材Ｓの給搬送手段、記録材Ｓへのトナー像の定着手段などを有する。
【００２８】
本実施例では、中間転写ベルト８、駆動ローラ９、テンションローラ１０、ベルトクリーナ５２などによって、中間転写ベルトユニット５０が構成されている。
【００２９】
また、本実施例では、各画像形成部Ｐにおいて、感光ドラム１と、感光ドラム１に作用するプロセス手段としての帯電ローラ２、現像装置４及びドラムクリーナ６とは、一体的にプロセスカートリッジ７を構成している。各プロセスカートリッジ７Ｙ、７Ｍ、７Ｃ、７Ｋは、それぞれ画像形成装置１００の装置本体１１０に対して着脱可能とされている。本実施例では、各プロセスカートリッジ７Ｙ、７Ｍ、７Ｃ、７Ｋの構成は実質的に同じであり、各トナー容器４２Ｙ、４２Ｍ、４２Ｃ、４２Ｋに収容されたトナーがイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色のトナーであることが異なる。
【００３０】
また、画像形成装置１００には、画像形成装置１００の制御を行うための電気回路が搭載された制御基板２５が設けられている。制御基板２５には、制御手段としてのＣＰＵ２６が搭載されている。ＣＰＵ２６は、画像形成に関する画像形成装置１００の動作を一括して制御する。ＣＰＵ２６は、記録材Ｓの搬送に関する駆動源や中間転写ベルト８及び各画像形成部Ｐの駆動源などの駆動制御手段、各種電源回路の高圧制御手段、あるいは装置内の各種センサからの信号などに基づいて装置動作を制御するアルゴリズムを内蔵している。例えば、本実施例との関係では、ＣＰＵ２６は、詳しくは後述するベルトクリーナ５２の動作（電源回路６０、７０の出力やオン・オフなど）を制御して、中間転写ベルト８のクリーニング（回収動作、吐き出し動作）を実行させる。
【００３１】
ここで、画像形成装置１００は、一の開始指示により開始される、単一又は複数の記録材Ｓに画像を形成して出力する一連の動作であるジョブ（画像出力動作）を実行する。ジョブは、一般に、画像形成工程（印字工程）、前回転工程、複数の記録材Ｓに画像を形成する場合の紙間工程、及び後回転工程を有する。画像形成工程は、実際に記録材Ｓに形成して出力する画像の静電潜像の形成、トナー像の形成、トナー像の１次転写や２次転写を行う期間であり、画像形成時とはこの期間のことをいう。より詳細には、これら静電潜像の形成、トナー像の形成、トナー像の１次転写や２次転写の各工程を行う位置で、画像形成時のタイミングは異なる。前回転工程は、開始指示が入力されてから実際に画像を形成し始めるまでの、画像形成工程の前の準備動作を行う期間である。紙間工程は、複数の記録材Ｓに対して画像形成工程を連続して行う際（連続画像形成）の記録材Ｓと記録材Ｓとの間に対応する期間である。後回転工程は、画像形成工程の後の整理動作（準備動作）を行う期間である。非画像形成時とは、画像形成時以外の期間であって、上記前回転工程、紙間工程、後回転工程、更には画像形成装置１００の電源投入時又はスリープ状態からの復帰時の準備動作である前多回転工程時などが含まれる。なお、画像形成装置１００の電源が投入され、前多回転工程が実行された後に、ジョブの開始指示が入力されるまで（あるいは一のジョブが終了した後、次のジョブの開始指示が入力されるまで）、画像形成装置１００はスタンバイ状態となる。
【００３２】
２．転写に関する構成
本実施例における１次転写、２次転写に関する構成について更に詳しく説明する。本実施例では、中間転写体として、小型化が容易な中間転写ベルト８が用いられている。中間転写ベルト８は、樹脂材料に導電剤を添加して導電性を付与した無端状ベルトである。中間転写ベルト８は、駆動ローラ９、テンションローラ１０の２軸で張架され、テンションローラ１０により総圧１００Ｎの張力が付与されている。本実施例では、中間転写ベルト８として、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１×１０10Ω・ｃｍに調整したポリイミド樹脂で形成された、厚さ７０μｍの無端状ベルトを用いた。この中間転写ベルト８は、電気的特性としては、電子導電性の特性を示し、雰囲気中の温湿度に対する電気抵抗値の変動が小さいのが特徴である。
【００３３】
中間転写ベルト８の体積抵抗率の範囲としては、転写性の観点から、１×１０9〜１×１０11Ω・ｃｍの範囲が好ましい。中間転写ベルト８の体積抵抗率が１×１０9Ω・ｃｍより低いと、高温高湿環境下で転写電流が逃げることによる転写不良が発生する場合がある。一方、中間転写ベルト８の体積抵抗率が１×１０11Ω・ｃｍより高いと、低温低湿環境下で異常放電による転写不良が発生する場合がある。
【００３４】
ここで、中間転写ベルト８の体積抵抗率は、次の測定方法により求められる。すなわち、三菱化学株式会社のＨｉｒｅｓｔａ−ＵＰ（ＭＣＰ−ＨＴ４５０）を用い、測定プローブはＵＲを用い、測定時の室内温度は２３℃、室内湿度は５０％に設定し、印加電圧２５０Ｖ、測定時間１０ｓｅｃの条件で測定を行う。
【００３５】
なお、本実施例では、中間転写ベルト８の材料としてポリイミド樹脂を使用したが、中間転写ベルト８の材料はこれに限定されるものではない。例えば、熱可塑性樹脂であれば、次のような他の材料を使用してもよい。例えば、ポリエステル、ポリカーボネート、ポリアリレート、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合体（ＡＢＳ）、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶｄＦ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）などの材料及びこれらの混合樹脂である。
【００３６】
１次転写ローラ５としては、芯金を弾性層で覆った外径１２ｍｍの弾性ローラを用いた。芯金としては、外径６ｍｍのニッケルメッキ鋼棒を用いた。また、弾性層としては、体積抵抗率を１×１０7Ω・ｃｍ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厚さ３ｍｍの発泡スポンジ体を用いた。１次転写ローラ５は、中間転写ベルト８を介して感光ドラム１に対し９．８Ｎの加圧力で当接させられており、中間転写ベルト８の回転に伴い従動して回転する。また、感光ドラム１上のトナーを中間転写ベルト８に１次転写している時には、＋１５００Ｖの直流電圧である１次転写電圧（１次転写バイアス）が１次転写ローラ５に印加される。
【００３７】
２次転写ローラ１１としては、芯金を弾性層で覆った外径１８ｍｍの弾性ローラを用いた。芯金としては、外径８ｍｍのニッケルメッキ鋼棒を用いた。また、弾性層としては、体積抵抗率を１×１０8Ω・ｃｍ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厚さ５ｍｍの発泡スポンジ体を用いた。２次転写ローラ１１は、中間転写ベルト８に対して５０Ｎの加圧力で当接させられており、中間転写ベルト８の回転に伴い従動して回転する。また、中間転写ベルト８上のトナー像を紙などの記録材Ｓに２次転写している時には、＋２５００Ｖの直流電圧である２次転写電圧（２次転写バイアス）が２次転写ローラ１１に印加される。
【００３８】
３．ベルトクリーナの構成
図２は、本実施例におけるベルトクリーナ５２の近傍をより詳しく示す模式図である。ベルトクリーナ５２は、中間転写ベルト８の移動方向において、２次転写部Ｎ２より下流かつ最上流の１次転写部Ｎ１Ｙより上流で中間転写ベルト８に当接するように配置された、ベルトクリーニングブレード２１を有する。ベルトクリーニングブレード２１は、当接部材の一例である。ベルトクリーニングブレード２３は、中間転写ベルト８上のトナーの大半を掻き取る。ベルトクリーニングブレード２１と中間転写ベルト８との当接部が掻き取り部ＣＬである。
【００３９】
また、ベルトクリーナ５２は、中間転写ベルト８の移動方向において、２次転写部Ｎ２より下流かつ掻き取り部ＣＬより上流で中間転写ベルト８に接触するように配置された、第１の導電性ブラシ２３を有する。第１の導電性ブラシ２３は、第１の帯電手段の一例である。第１の導電性ブラシ２３は、中間転写ベルト８上のトナーを帯電させる。詳しくは後述するように、第１の導電性ブラシ２３は、中間転写ベルト８上のトナーを除電するか又はトナーの正規の帯電極性とは逆極性に帯電させる。このように、トナーを帯電させることには、ある極性に帯電しているトナーをそれとは逆極性側に帯電させてトナーの電荷量を小さくする（除電する）こと、更に該逆極性側に帯電させてトナーを当初の極性とは逆極性に帯電させることが含まれる。第１の導電性ブラシ２３と中間転写ベルト８との接触部が第１の帯電部ＣＨ１である。
【００４０】
また、ベルトクリーナ５２は、中間転写ベルト８の移動方向において、掻き取り部ＣＬより下流かつ最上流の１次転写部Ｎ１Ｙより上流で中間転写ベルト８に接触するように配置された、第２の導電性ブラシ２４を有する。第２の導電性ブラシ２４は、第２の帯電手段の一例である。第２の導電性ブラシ２４は、ベルトクリーニングブレード２１をすり抜けたトナー（すり抜けトナー）を帯電させる。第２の導電性ブラシ２４と中間転写ベルト８との接触部が第２の帯電部ＣＨ２である。
【００４１】
また、ベルトクリーナ５２は、ベルトクリーニングブレード２１によって中間転写体上から除去されたトナーを収容するベルト廃トナー容器２２を有する。
【００４２】
ベルトクリーニングブレード２１、第１の導電性ブラシ２３、第２の導電性ブラシ２４は、それぞれ中間転写ベルト８を介してテンションローラ１０に向けて押圧されている。また、ベルトクリーニングブレード２１、第１の導電性ブラシ２３、第２の導電性ブラシ２４は、それぞれベルト廃トナー容器２２に支持されている。
【００４３】
ベルトクリーニングブレード２１は、弾性材料で形成された板状（ブレード状）の部材である。本実施例では、ベルトクリーニングブレード２１として、弾性ゴム材料としてのウレタンゴムで形成された板状部材を用いた。具体的には、本実施例では、ベルトクリーニングブレード２１として、長手方向長さが２３２ｍｍ、短手方向長さが１２ｍｍ、厚さが２ｍｍの板状部材を用いた。
【００４４】
ベルトクリーニングブレード２１は、中間転写ベルト８に対して線圧０．４９Ｎ／ｃｍ程度の加圧力で、中間転写ベルト８の移動方向に対してカウンタ方向に圧接させられている。すなわち、ベルトクリーニングブレード２１は、中間転写ベルト８の移動方向と略直交する長手方向の全域で、該長手方向と略直交する短手方向の自由端側が中間転写ベルト８の移動方向の上流を向くようにして、中間転写ベルト８に当接させられている。ベルトクリーニングブレード２１は、その自由端の中間転写ベルト８側のエッジ部及び／又は該エッジ部から固定端部側の所定範囲の面が、中間転写ベルト８の表面に接触する。
【００４５】
ベルトクリーニングブレード２１の線圧は、良好なクリーニング性能を得ると共に、必要以上の加圧力によりブレードやベルトにダメージを与えないために、好ましくは０．４〜０．８Ｎ／ｃｍ、より好ましくは０．５５〜０．６７Ｎ／ｃｍである。ここで、ベルトクリーニングブレード２１の線圧とは、ベルトクリーニングブレード２１の単位長さ当たりの、中間転写ベルト８に対するベルトクリーニングブレード２１の当接圧の総圧である。この線圧は、中間転写ベルト８に荷重変換器を取り付けておき、中間転写ベルト８の表面にベルトクリーニングブレード２１を押し付け、その荷重を測定することで求めることができる。
【００４６】
第１の導電性ブラシ２３及び第２の導電性ブラシ２４は、導電性を有する繊維で構成されたブラシ状の部材である。第１の導電性ブラシ２３には、第１のトナー帯電電圧印加手段としての第１のトナー帯電電圧電源回路（高圧電源回路）６０から、所定のトナー帯電電圧（トナー帯電バイアス）が印加される。これにより、トナーは、除電されるか又はトナーの正規の帯電極性とは逆極性に帯電させられる。第２の導電性ブラシ２４には、第２のトナー帯電電圧印加手段としての第２のトナー帯電電圧電源回路（高圧電源回路）７０から、所定のトナー帯電電圧（トナー帯電バイアス）が印加される。これにより、トナーは、トナーの正規の帯電極性とは逆極性に帯電させられる。なお、テンションローラ１０は接地されており、第１、第２の導電性ブラシ２３、２４に印加される電圧の対向電極となるよう構成されている。
【００４７】
ここで、本実施例では、第１の導電性ブラシ２３と第２の導電性ブラシ２４の構成は実質的に同一であるため、以下、代表して第１の導電性ブラシ２３について更に詳しく説明する。
【００４８】
図３（ａ）、（ｂ）は、第１の導電性ブラシ２３をより詳しく示す模式図である。第１の導電性ブラシ２３は、本実施例では絶縁性のナイロンで形成された基布２３ｄに導電性繊維２３ａを織り込みブラシ状とすることで構成されている。上記基布２３ｄは、厚さ１ｍｍのＳＵＳ（ステンレススチール）板金の支持体２３ｅ上に、固定手段としての導電性接着剤によって接着されている。よって、基布２３ｄに織り込まれた導電性繊維２３ａは、その基布２３ｄの下の支持体２３ｅに接触して電気的に導通している。本実施例では、この支持体２３ｅを介して、導電性ブラシ２３に電圧が印加される。
【００４９】
本実施例では、第１の導電性ブラシ２３を構成する導電性繊維２３ａは、ナイロンを主成分とし、導電剤としてカーボンを含有して構成されている。導電性繊維２３ａの１本の単位長さあたり抵抗値（電気抵抗）は１×１０5Ω／ｃｍである。また、導電性繊維２３ａの単糸繊度は１７０Ｔ／６８Ｆである。この場合の単糸繊度は、１本の糸が６８フィラメントの繊維で構成され、その重さが１７０Ｔ（デシテックス：１００００ｍ分の長さの重さが１７０ｇ）であることを示している。
【００５０】
ここで、導電性繊維２３ａの単位長さ当たりの抵抗値は、次の測定方法により求められる。図４（ａ）に示すように、測定対象の導電性繊維２３ａを、幅１０ｍｍ（Ｄ）の間隔で配置された２本の直径５ｍｍの金属ローラ３３で張架し、片側１００ｇの錘３４にて両端側に荷重をかける。この状態で、電源回路３１から２００Ｖの電圧を一方の金属ローラ３３を介して導電性繊維２３ａに印加し、その時の電流値を他方の金属ローラ３３に接続された電流計３２で読み取る。そして、１０ｍｍ（１ｃｍ）あたりの導電性繊維２３ａの抵抗値（Ω／ｃｍ）を算出する。なお、導電性繊維２３ａの単位長さ当たりの抵抗値の範囲としては、トナーを帯電させる観点から、１×１０3〜１×１０7Ω／ｃｍの範囲が好ましい。
【００５１】
本実施例では、導電性ブラシ２３の導電性繊維２３ａの密度は１００ｋＦ／ｉｎｃｈ2である。また、導電性繊維２３ａの長さ（基布２３ｄの平面から導電性繊維２３ａの先端位置までの垂直距離で代表する）Ｘは５ｍｍである。また、導電性ブラシ２３の長手幅（中間転写ベルト８の移動方向と略直交する方向における導電性繊維２３ａの先端部の端部間の長さ）Ｌは２２５ｍｍである。また、導電性ブラシ２３の短手幅（中間転写ベルト８の移動方向に沿う方向における導電性繊維２３ａの先端部の端部間の長さ）Ｗは５ｍｍである。
【００５２】
また、本実施例では、導電性ブラシ２３の導電性繊維２３ａは、中間転写ベルト８の移動方向に５列が植毛されている。また、導電性ブラシ２３の先端位置は、中間転写ベルト８の表面に対して、約１．０ｍｍの侵入量となるように固定して配置されている。これにより、導電性ブラシ２３は、移動する中間転写ベルト８の表面を摺擦する（中間転写ベルト８の表面に対して周速差を有する）。
【００５３】
上述した単位長さ当たりの抵抗値の範囲（１×１０3〜１０7Ω／ｃｍ）の導電性繊維２３ａを用いた場合、導電性繊維２３ａの集合体としての第１の導電性ブラシ２３の抵抗値（電気抵抗）Ｒｂ［Ω］は、Ｒｂ＝１×１０1〜１０5Ωの範囲となる。本実施例では、第１の導電性ブラシ２３の抵抗値Ｒｂ［Ω］は、１×１０3Ωである。
【００５４】
ここで、導電性ブラシ２３の抵抗値Ｒ［Ω］は、次の測定方法により求められる。図４（ｂ）に示すように、測定対象の導電性ブラシ２３を、直径３０ｍｍの金属ローラ３５に侵入量０．９ｍｍで当接させ、電源回路３６から２００Ｖの電圧を、導電性ブラシ２３に印加する。そして、その時の電流値を金属ローラ３５に接続された電流計３７で読み取り、導電性ブラシ２３の抵抗値［Ω］を算出する。
【００５５】
なお、導電性ブラシ２３の中間転写ベルト８（又は上記金属ローラ３５）への侵入量は、次の距離で代表される。すなわち、導電性ブラシ２３の短手方向の中央位置において、ブラシが変形されていないと仮定した場合の導電性繊維２３ａの先端があるべき位置と中間転写ベルト８の表面との間の、中間転写ベルト８（又は上記金属ローラ３５）の法線方向に沿う距離である。
【００５６】
４．画像形成装置の画像形成プロセス
本実施例の画像形成装置１００の画像形成プロセスについて説明する。画像形成時には、回転する感光ドラム１の外周面は、帯電ローラ２によって所定の極性（本実施例では負極性）の所定の電位に略一様に帯電させられる。このとき、帯電ローラ２には、所定の極性（本実施例では負極性）の感光体帯電電圧（感光体帯電バイアス）が印加される。その後、帯電した感光ドラム１の表面は、露光装置３によって画像信号に基づいて露光されて、静電潜像（静電像）が形成される。感光ドラム１上に形成された静電潜像は、現像装置４によって現像剤としてのトナーでトナー像として現像（可視化）される。このとき、現像ローラ４１には、所定の極性（本実施例では負極性）の現像電圧（現像バイアス）が印加される。本実施例では、イメージ部露光と反転現像とによって、感光ドラム１上にトナー像が形成される。すなわち、一様に帯電処理された後に露光されることで電位の絶対値が低下した感光ドラム１上の露光部に、感光ドラム１の帯電極性と同極性に帯電したトナーが付着する。本実施例では、現像時のトナーの帯電極性（正規の帯電極性）は負極性であり、現像に使用されるトナーは負極性に帯電している。
【００５７】
感光ドラム１上に形成されたトナー像は、１次転写部Ｎ１において、１次転写ローラ５の作用により、感光ドラム１に接触して感光ドラム１と略等速で回転している中間転写ベルト８上に転写（１次転写）される。このとき、１次転写ローラ５には、１次転写電圧印加手段としての１次転写電圧電源回路（高圧電源回路）５１から、トナーの正規の帯電極性とは逆極性（本実施例では正極性）の１次転写電圧（１次転写バイアス）が印加される。例えばフルカラー画像の形成時には、第１、第２、第３、第４の画像形成部ＰＹ、ＰＭ、ＰＣ、ＰＫの各感光ドラム１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋ上に形成されたトナー像が、順次に重ね合わせられるようにして中間転写ベルト８上に転写される。そして、４色のトナー像が重なった状態で、中間転写ベルト８の回転により２次転写部Ｎ２まで搬送される。
【００５８】
一方、記録用紙などの記録材Ｓが、記録材Ｓを収納する記録材カセット１３から給搬送装置１２によって送り出され、レジストローラ対１６によって２次転写部Ｎ２まで搬送されてくる。給搬送装置１２は、記録材カセット１３内から記録材Ｓを送り出す給送ローラ１４と、送り出された記録材Ｓを搬送する搬送ローラ対１５と、を有する。そして、レジストローラ対１６によって、中間転写ベルト８上のトナー像と同期するようにして、２次転写部Ｎ２に記録材Ｓが搬送される。
【００５９】
中間転写ベルト８上のトナー像は、２次転写部Ｎ２において、中間転写ベルト８と２次転写ローラ１１との間に挟持されて搬送される記録材Ｓ上に転写（２次転写）される。このとき、２次転写ローラ１１には、２次転写電圧印加手段としての２次転写電圧電源回路（高圧電源回路）５３から、トナーの正規の帯電極性とは逆極性（本実施例では正極性）の２次転写電圧（２次転写バイアス）が印加される。
【００６０】
トナー像が転写された記録材Ｓは、定着手段としての定着装置１７に搬送される。そして、この記録材Ｓは、定着装置１７が有する定着フィルム１８と加圧ローラ１９とによって挟持されて搬送されることで加熱及び加圧されて、その表面にトナー像が定着される。トナー像が定着された記録材Ｓは、排出ローラ対２０によって装置本体１１０の外部に排出される。
【００６１】
なお、１次転写工程後に感光ドラム１の表面に残ったトナー（１次転写残トナー、残トナー）は、ドラムクリーナ６によってクリーニングされる。すなわち、感光ドラム１に当接して配置されたドラムクリーニングブレード６１によって、回転する感光ドラム１上から１次転写残トナーが掻き取られ、ドラム廃トナー容器６２に回収される。
【００６２】
また、２次転写工程後に中間転写ベルト８の表面に残ったトナー（２次転写残トナー、残トナー）は、ベルトクリーナ５２によってクリーニングされる。ベルトクリーナ５２によるクリーニング動作ついては、後述して更に詳しく説明する。
【００６３】
以上、記録材Ｓに画像を形成する画像形成プロセスを説明したが、本実施例の画像形成装置１００は、中間転写ベルト８上に検知用画像を形成する画像形成プロセス（ここでは「キャリブレーション」ともいう）も実行することができる。キャリブレーションは、形成する画像のトナー濃度を安定させる、又は中間転写ベルト８上の各色の画像の形成位置を調整するなどの目的で行われる。キャリブレーションでは、中間転写ベルト８上に検知用画像（トナー像）であるパッチ画像が形成され、そのパッチ画像の濃度や位置などが試験画像検知手段としてのパッチセンサ２７によって検知される。そして、その検知結果に基づいて、現像装置４に供給する現像電圧の値や各露光装置３の露光開始タイミングが調整される。本実施例では、パッチセンサ２７は、中間転写ベルト８の移動方向において最下流の１次転写部Ｎ１Ｋより下流かつ２次転写部Ｎ２より上流の位置（本実施例では駆動ローラ９に対向する位置）でパッチ画像を検知するように配置されている。また、本実施例では、パッチセンサ２７は、反射型の光学センサで構成される。なお、このキャリブレーションの実行時には、２次転写ローラ１１にパッチ画像のトナーが付着するのを抑制するために、２次転写ローラ１１にはトナーの正規の帯電極性と同極性の電圧（逆バイアス）が印加される。そして、２次転写部Ｎ２を通過した中間転写ベルト８上のパッチ画像のトナー（残トナー）は、ベルトクリーナ５２によってクリーニングされる。
【００６４】
５．中間転写ベルトクリーニング工程（回収動作）
本実施例における、画像形成プロセスに続く中間転写ベルト８のクリーニング工程について説明する。
【００６５】
中間転写ベルト８上の残トナーは、ベルトクリーナユニット５２でクリーニングされる。まず、残トナーは、第１の導電性ブラシ２３と中間転写ベルト８との接触部（第１の帯電部）ＣＨ１に到達する。第１の導電性ブラシ２３には、トナーの正規の帯電極性とは逆極性（本実施例では正極性）の電圧が印加される。これにより、残トナーを第１の導電性ブラシ２３に静電的に一時的に回収させ、保持させることが可能になる。
【００６６】
ここで、第１の導電性ブラシ２３が設けられていない場合、大量のトナーが直接ベルトクリーニングブレード２１と中間転写ベルト８との当接部（掻き取り部）ＣＬに送られる場合がある。例えば、高画像比率（印字率）の画像の形成時、低温環境下、寿命末期などにおいて２次転写残トナー多い場合、又はキャリブレーション時の高濃度のパッチ画像をクリーニングする場合などである。この場合、この大量のトナーは、ベルトクリーニングブレード２１でクリーニングしきれずに、ベルトクリーニングブレード２１をすり抜けてしまい、いわゆるクリーニング不良が発生することがある。これに対し、本実施例では、残トナーを第１の導電性ブラシ２３に一時的に回収させ、保持させることできる。そのため、大量のトナーが直接クリーニングＣＬに送られることを抑制し、ベルトクリーニングブレード２１によるクリーニング性能を向上させることが可能になる。
【００６７】
また、第１の導電性ブラシ２３で回収し、保持しきれないトナーも、第１の導電性ブラシ２３にトナーの帯電極性とは逆極性の電圧が印加されているため、第１の帯電部ＣＨ１を通過する際に、除電されるか又はトナーの正規の帯電極性とは逆極性に帯電される。第１の帯電部ＣＨ１（第１の導電性ブラシ２３と中間転写ベルト８とのニップ内）で放電が発生するからである。これにより、中間転写ベルト８とトナーとの間の静電的な付着力が低減し、ベルトクリーニングブレード２１によるクリーニング性能を向上させることが可能となる。
【００６８】
表１は、第１の導電性ブラシ２３の有無によるベルトクリーニングブレード２１のクリーニング性能を比較した結果を示す。クリーニング性能は、低温環境（１０℃環境下）において、ベルトクリーニングブレード２１の線圧を前述の好ましい範囲の下限付近にしてすり抜けが発生しやすい設定とし、キャリブレーション時のクリーニング性能を調べた。キャリブレーション時には、２次転写ローラ１１に逆バイアスが印加されることで、中間転写ベルト８に形成されたパッチ画像のトナーがほぼそのままの状態でベルトクリーナユニット５２へ送られる。クリーニング性能は、上記条件下で、トナーのすり抜けが許容以上に生じることなくベルトクリーニングブレード２１により連続してクリーニングが可能なパッチ画像の個数で比較した。また、第１の導電性ブラシ２３に印加する電圧は、第１の導電性ブラシ２３に流れる電流が約１０〜１５μＡ程度となるように設定した。試験に用いた画像形成装置１００は、第１の導電性ブラシ２３の有無を除いて実質的に同じ構成であった。
【００６９】
【表１】
2017016038.tif 000003
【００７０】
表１の結果からわかるように、第１の導電性ブラシ２３が設けられていない場合、連続クリーニングが可能なパッチ画像の個数は８個程度であった。これに対して、本実施例のように第１の導電性ブラシ２３を配置しこれに電圧を印加した場合には、３０個以上のパッチ画像を連続してクリーニングすることが可能となり、明らかにクリーニング性能が向上することがわかる。
【００７１】
なお、ここでは、第１の導電性ブラシ２３に印加する電圧を、第１の導電性ブラシ２３に流れる電流が約１０〜１５μＡ程度となるように設定した場合の結果を示した。しかし、第１の導電性ブラシ２３に印加する電圧は、装置の構成、プロセススピード、トナーの帯電量、ブラシの電気抵抗や形状などによって適切な値に任意に設定すればよく、本実施例の値に限定されるものではない。第１の導電性ブラシ２３に印加する電圧は、定電圧制御しても定電流制御してもよい。
【００７２】
一方、上記ベルトクリーニングブレード２１によるクリーニング性を向上させた場合でも、クリーニングブレード２１の摩耗によりクリーニング性能が低下した場合や、中間転写ベルト８の表面の凹凸がある場合などには、すり抜けトナーが増える場合がある。特に、装置が高寿命化した場合には顕著となる。
【００７３】
そこで、本実施例では、ベルトクリーニングブレード２１をトナーがすり抜けた場合でも、そのすり抜けトナーを十分にクリーニングすることを可能とするため、ベルトクリーニングブレード２１の下流側に第２の導電性ブラシ２４が配置されている。第２の導電性ブラシ２４には、第１の導電性ブラシ２３と同様に、トナーの正規の帯電極性とは逆極性（本実施例では正極性）の電圧が印加される。第２の導電性ブラシ２４は、トナーを正規の帯電極性とは逆極性（本実施例では正極性）に帯電させる。本実施例では、第２の導電性ブラシ２４に印加する電圧は、第２の導電性ブラシ２４に流れる電流が約２０μＡ程度となるように設定した。なお、第２の導電性ブラシ２４に印加する電圧は、上記第１の導電性ブラシ２３の場合と同様に、本実施例の値に限定されるものではなく、装置の構成、プロセススピード、トナーの帯電量、ブラシの電気抵抗や形状などによって適切な値に任意に設定すればよい。第２の導電性ブラシ２４に印加する電圧は、定電圧制御しても定電流制御してもよい。
【００７４】
第２の導電性ブラシ２４で正規の帯電極性とは逆極性に帯電させられたトナーは、１次転写部Ｎ１において感光ドラム１に静電的に転移（逆転写）させられて回収される。このとき、１次転写部Ｎ１には、正規の帯電極性に帯電したトナーを中間転写ベルト８側から感光ドラム１側に向かわせる（感光ドラム１に引き寄せる）電界が形成される。つまり、感光ドラム１側よりも中間転写ベルト８側の方が、トナーの正規の帯電極性とは逆極性側に高い電位とされる。通常、感光ドラム１を画像形成時と同等に帯電させ、１次転写ローラ５に画像形成時と同様にトナーの正規の帯電極性とは逆極性の電圧を印加することで上記電界を形成することができる。画像形成中（１次転写中）は、感光ドラム１上から中間転写ベルト８上へのトナー像の１次転写と同時に、中間転写ベルト８上から感光ドラム１上への残トナーの転移を行うことができる（転写同時クリーニング）。感光ドラム１上に転移した残トナーは、ドラムクリーナ６によって感光ドラム１上から除去されて回収される。なお、残トナーを回収する画像形成部Ｐは、複数の画像形成部ＰＹ、ＰＭ、ＰＣ、ＰＫのうちいずれであってもよい。中間転写ベルト８の移動方向において最上流の画像形成部Ｐ以外の画像形成部Ｐで回収する場合は、次のようにすればよい。つまり、残トナーを通過させる１次転写部Ｎ１において感光ドラム１と中間転写ベルト８とを離間させたり、１次転写部Ｎ１に１次転写時とは逆方向の電界を形成したりすればよい。このような回収方法自体は、本発明では利用可能なものを任意に用いることができる。
【００７５】
６．吐き出しシーケンス（吐き出し動作）
すり抜けトナーを１次転写部Ｎ１で感光ドラム１に静電的に回収（静電回収）させる構成とした場合でも、前述したように、極性を反転させることができずに静電的に第２の導電性ブラシ２４に付着し、保持され続けるトナーが生じることがある。スジ画像などの発生に鑑みて、第２の導電性ブラシ２４における放電量を増加させるのには制限があるからである。第２の導電性ブラシ２４は、トナーを一定量以上保持できないため、そのまま画像形成を継続すると、トナーによる機内の汚れや、静電回収性能の低下によるクリーニング不良を引き起こすことがある。
【００７６】
そこで、本実施例では、第２の導電性ブラシ２４にトナーが一定量以上溜まらないように、第２の導電性ブラシ２４に溜まったトナーを非画像形成時に中間転写ベルト８上に吐き出し、第２の導電性ブラシ２４を清掃する吐き出しシーケンスを実行する。これにより、第２の導電性ブラシ２４の帯電性能の維持を図る。
【００７７】
吐き出しシーケンスは、非画像形成時（中間転写ベルト８上のトナー像が形成されない領域）であれば、前多回転工程時、前回転工程時、後回転工程時、紙間工程時のいずれで行ってもよい。本実施例では、後回転工程時に実行する。また、第２の導電性ブラシ２４に一定量以上のトナーが溜まらないように予め設定された任意のタイミングで、定期的に吐き出しシーケンスを実行することができる。例えば、画像形成枚数と相関する指標をカウントし、そのカウント値が所定の閾値を超えるごとに吐き出しシーケンスを実行することができる。
【００７８】
本実施例では、ＣＰＵ２６は、第２のトナー帯電電圧電源回路７０の出力状態によって、第２の導電性ブラシ２４によってトナーを帯電させる帯電モードと、第２の導電性ブラシ２４からトナーを吐き出す吐き出しモードと、を切り替えて実行可能である。帯電モードでは、第２の導電性ブラシ２４に、トナーの正規の帯電極性とは逆極性の電圧（本実施例では正極性）が印加される。一方、第２の導電性ブラシ２４に保持される多くのトナーは、第２の導電性ブラシ２４で極性を反転できなかった負極性のトナーである。そのため、吐き出しモードでは、第２の導電性ブラシ２４に、トナーの正規の帯電極性と同極性の電圧（本実施例では負極性）が印加される。また、吐き出しモードでは、１回の吐き出しシーケンスにおいて、第２の導電性ブラシ２４に印加する電圧の大きさを複数回切り替えてもよい。例えば、トナーの正規の帯電極性と同極性の電圧の印加のオンとオフとを交互に繰り返すことや、正極性と負極性の電圧の印加を交互に繰り返すことが可能である。これにより、第２の導電性ブラシ２４内でトナーが移動しやすくなるため、トナーを吐き出しやすくなる。また、トナーを十分に吐き出すことができれば、吐き出しモードにおいて、第２の導電性ブラシ２４への電圧の印加をオフとしてもよい。さらに、吐き出しモード時に、第２の導電性ブラシ２４に機械的な振動を与えてトナーを移動しやすくしてもよい。特に、本実施例では、吐き出しモードにおいて、第２の導電性ブラシ２４に、負極性と正極性の電圧の印加を交互に繰り返す構成とした。
【００７９】
次に、図５及び図６を用いて、吐き出しトナーのクリーニング方法について説明する。図５は、本実施例における吐き出しトナーのクリーニング方法を示す模式図である。また、図６は、吐き出しトナーの他のクリーニング方法を説明するための模式図である。図６（ａ）は、吐き出しトナーを１次転写部Ｎ１で静電回収する場合の模式図である。また、図６（ｂ）は、吐き出しトナーをベルトクリーニングブレード２１でクリーニングする場合の模式図である。図６（ａ）、（ｂ）は、それぞれ第１の導電性ブラシ２３が設けられていない構成を示している。
【００８０】
まず、図６（ａ）に示すように、吐き出しトナーを１次転写部Ｎ１で静電回収する場合には、１次転写ローラ５に吐き出しトナーの帯電極性と同極性である負極性の電圧を印加することで、吐き出しトナーを感光ドラム１に転移させることができる。しかし、その場合は、１次転写電圧電源回路５１には正負両極性の電源回路を持たせる必要がある。また、吐き出しトナーは、第２の導電性ブラシ２４によって極性を反転できなかった負極性に強く帯電したトナーであることが多い。そのため、このトナーは、感光ドラム１に転移させた後にドラムクリーナ６のドラムクリーニングブレード６１でクリーニングする際の、感光ドラム１への静電的な付着力も強い。したがって、このトナーをドラムクリーニングブレード６１で感光ドラム１から除去する時にも、すり抜けが発生する場合がある。その場合には、感光ドラム１の回転数を増やすことで、最終的には吐き出しトナーをクリーニングすることが可能である。ただし、感光ドラム１の回転数の増加により、感光ドラム１の摩耗やドラムクリーニングブレード６１の摩耗などが促進される場合がある。また、感光ドラム１の回転時間の延長により、ダウンタイムが増加する場合がある。
【００８１】
そこで、本実施例では、図５に示すように、吐き出しシーケンスの実行時には、１次転写部Ｎ１を離間（１次転写部Ｎ１に対応する位置の中間転写ベルト８と感光ドラム１とを離間）させて、吐き出しトナーが感光ドラム１に転移しないようにする。そして、１次転写部Ｎ１の位置を通過させた吐き出しトナーを、中間転写ベルト８によって更に搬送して、ベルトクリーニングブレード２１でクリーニングする。
【００８２】
本実施例では、画像形成装置１００は、各画像形成部Ｐに、感光ドラム１と中間転写ベルト８との離間又は接触の状態を切り替える離接手段としての接離機構８０を有する。本実施例では、離接機構８０は、各画像形成部Ｐの１次転写ローラ５の軸受部材８１、この軸受８１を感光ドラム１から離れる方向又は近づく方向に移動させる移動部材８２、駆動源としての離接モータ（図示せず）などによって構成される。離接機構８０は、ＣＰＵ２６によって制御される。
【００８３】
なお、本実施例では、吐き出しシーケンスの実行時には、２次転写ローラ１１に、吐き出しトナーの帯電極性と同極性（本実施例ではトナーの正規の帯電極性と同極性）である負極性の電圧（逆バイアス）が印加される。これにより、２次転写ローラ１１に吐き出しトナーが付着することが抑制される。
【００８４】
ここで、図６（ｂ）に示すように、第１の導電性ブラシ２３が設けられていない構成において、吐き出しトナーをベルトクリーニングブレード２１でクリーニングする場合について考える。この場合、吐き出しトナーは、ベルトクリーニングブレード２１へと直接送られる。上述のように、吐き出しトナーは、第２の導電性ブラシ２４で極性を反転できなかった負極性に強く帯電したトナーであることが多い。そのため、中間転写ベルト８と吐き出しトナーとの静電的な付着力が強いために、吐き出しトナーをベルトクリーニングブレード２１によって十分にクリーニングできずに、再度すり抜けが発生する場合がある。その場合には、中間転写ベルト８の回転数を増やすことで、最終的には吐き出しトナーをクリーニングすることが可能である。ただし、中間転写ベルト８の回転時間の延長により、ダウンタイムが増加する場合がある。また、中間転写ベルト８の回転数の増加により、ベルトクリーニングブレード２１の摩耗が促進されてベルトクリーニングブレード２１によるクリーニング性能が更に低下する場合がある。
【００８５】
これに対して、本実施例では、図５に示すように、吐き出しシーケンスの実行時にも、前述した回収動作時（２次転写残トナーやパッチ画像のトナーのクリーニング時）と同様に、第１の導電性ブラシ２３にトナーの正規の帯電極性とは逆極性の電圧を印加する。そして、吐き出しトナーを第１の導電性ブラシ２３によって一時的に回収し、除電しながら、ベルトクリーニングブレード２１でクリーニングする。これにより、ベルトクリーニングブレード２１による吐き出しトナーのクリーニング性能が向上する。
【００８６】
吐き出しトナーは、すり抜けトナーの中でも第２の導電性ブラシ２４によって極性を反転できなかったトナーであるため、その総量は通常の画像形成時の２次転写残トナーの量と比べて非常に少ない。そのため、第１の導電性ブラシ２３で一時的に回収し、除電することで、ベルトクリーニングブレード２１によって十分にクリーニングすることが可能となる。
【００８７】
第１の導電性ブラシ２３が設けられていない構成と第１の導電性ブラシ２３を有する本実施例の構成とで、ベルトクリーニングブレード２１による吐き出しトナーのクリーニング性能を比較した。試験は、表１の結果を得た試験と同様に、低温環境（１０℃環境下）において、ベルトクリーニングブレード２１の線圧を前述の好ましい範囲の下限付近にしてすり抜けが発生しやすい設定として行った。この試験では、事前に第２の導電性ブラシ２４にトナーを一定量溜めた飽和状態から、第２の導電性ブラシ２４に−１ｋＶと＋１ｋＶの電圧を交互に印加して、中間転写ベルト８上へトナーを吐き出させた。そして、その吐き出しトナーをベルトクリーニングブレード２１によってクリーニングできるか否かで、クリーニング性能を比較した。また、吐き出しシーケンスの実行時に第１の導電性ブラシ２３に印加する電圧は、第１の導電性ブラシ２３に約１５μＡの電流が流れるように設定した。クリーニング性能の判定は、掻き取り部ＣＬを通過した後の中間転写ベルト８上のすり抜けトナーの有無を目視で確認することで行った。
【００８８】
その結果、図６（ｂ）に示す第１の導電性ブラシ２３が設けられていない構成の場合、中間転写ベルト８の１周目では吐き出しトナーを完全にはクリーニングできず、中間転写ベルト８の３周目で実質的に全ての吐き出しトナーをクリーニングすることができた。これに対して、図５に示す本実施例の構成の場合、中間転写ベルト８の１周目で実質的に全ての吐き出しトナーをクリーニングすることが可能であった。
【００８９】
以上、本実施例によれば、吐き出しトナーを第１の導電性ブラシ２３で一時的に回収し、除電した後に、ベルトクリーニングブレード２１でクリーニングする。これにより、ベルトクリーニングブレード２１による吐き出しトナーのクリーニング性能を向上させ、吐き出しシーケンスのためのダウンタイムの増加を抑制することができる。したがって、本実施例によれば、中間転写ベルト８の良好なクリーニング性能の維持のためのダウンタイムの増加を抑制できる。
【００９０】
［その他］
以上、本発明を具体的な実施例に即して説明したが、本発明は上述の実施例に限定されるものではない。
【００９１】
上述の実施例では、回収動作時（２次転写残トナーやパッチ画像のトナーのクリーニング時）にも、吐き出し動作時（吐き出しシーケンスの実行時）と同様に、第１の導電性ブラシ２３に電圧を印加した。これにより、回収動作時にもベルトクリーニングブレード２１によるクリーニング性能を向上させ、すり抜けトナーの量を減少させて、第２の導電性ブラシ２４に付着して保持されるトナーの量自体を減少させることができる。しかし、本発明はこれに限定されるものではなく、少なくとも吐き出し動作時に第１の導電性ブラシ２３に電圧を印加するようにすればよい。これにより、第２の導電性ブラシ２４で極性を反転できなかった帯電量が大きい（中間転写ベルト８との吸着力が強い）トナーであることの多い吐き出しトナーのクリーニング性能を向上させることができる。したがって、吐き出し動作時にのみ、第１の導電性ブラシ２３に電圧を印加するようにしてもよい。この場合、第１の導電性ブラシ２３は、電圧が印加されない期間には、中間転写ベルト８に接触したままとされてもよいし、中間転写ベルト８から離間させられてもよい。
【００９２】
また、上述の実施例では、吐き出しトナーが感光ドラム１に転移しないようにするために、感光ドラム１と中間転写ベルト８とを離間させた。これにより、上述のような効果が得られるが、所望により、図６（ａ）を参照して説明した方法などを用いてもよい。つまり、１次転写部Ｎ１に吐き出しトナーを中間転写ベルト８に引き寄せる電界を形成することで、吐き出しトナーが１次転写部Ｎ１を通過するようにしてもよい。
【００９３】
また、上述の実施例では、第１、第２の帯電手段として導電性ブラシを用いたが、例えば、導電性を有するローラ部材や、導電性を有するシート部材を利用しても、同様の効果が期待できる。ローラ部材を用いる場合、該ローラ部材は回転するものであってよく、その回転方向は接触部における該ローラ部材と中間転写体の移動方向が順方向となる方向であっても逆方向となる方向であってよい。また、ローラ部材の表層は、金属ローラなどの剛体であってよいし、スポンジなどの弾性体であってもよいし、上述の実施例と同様の植毛がなされたブラシ状であってもよい。また、シート部材は、導電性樹脂で形成された可撓性を有するものとすることができる。
【００９４】
また、上述の実施例では、２次転写部材にトナーが付着することを抑制するために、２次転写部にトナーが到達するタイミングに合わせて、２次転写部材に２次転写時とは逆極性の電圧を印加したが、これに限定されるものではない。例えば、中間転写体に対する２次転写部材の当接・離間の状態を切り替える切り替え手段が設けられている場合、２次転写部にトナーが到達するタイミングに合わせて、２次転写部材を中間転写体から離間させてもよい。また、例えば、２次転写部材の清掃手段が設けられている場合など、２次転写部材に一部のトナーが付着しても問題ない構成の場合などには、トナーが２次転写部材に付着することを抑制する手段は設けなくてもよい。
【符号の説明】
【００９５】
１          感光ドラム
５          １次転写ローラ
８          中間転写ベルト
１１        ２次転写ローラ
２１        ベルトクリーニングブレード
２３        第１の導電性ブラシ
２４        第２の導電性ブラシ
【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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