JP2016142752A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ハイブリッド方式による中間転写ベルトのクリーニングを実行可能な画像形成装置において、良好なクリーニング性能を維持しつつ、ダウンタイムの低減を図ることが可能な技術を提供する。
【解決手段】電源６０が、静電クリーニング工程のときとは帯電部材２３に対する電圧印加の状態を変化させることにより、帯電部材２３に付着したトナーを中間転写ベルト８に転写させるトナー吐き出し工程と、調整用トナー像を中間転写ベルト８に形成し、中間転写ベルト８に当接するクリーニング部材２１と静電クリーニング工程により、中間転写ベルト８から調整用トナー像を除去する調整工程と、を実行可能な画像形成装置１００において、調整工程は、トナー吐き出し工程が実行されることにより、帯電部材２３のトナー付着量が、画像形成工程において許容される第１限界値から、調整工程の実行直前において許容される第２限界値にされた状態で、実行される。
【選択図】図１

Description

本発明は、電子写真方式や静電記録方式を利用した画像形成装置に関する。

例えば、複写機、プリンタ等の電子写真方式や静電記録方式を利用する画像形成装置において、感光体に形成したトナー像を中間転写ベルトへ１次転写し、中間転写ベルトから転写材（記録材）へ２次転写することで画像を出力する中間転写方式が知られている。中間転写ベルトとしては、無端ベルト状の中間転写ベルトが広く用いられている。中間転写ベルト上の残トナー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。

ブレードクリーニング方式（特許文献１）は、中間転写ベルトに当接させたクリーニングブレードで、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が期待できるものの、長期間の使用によるブレードの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を長期間保てないという欠点がある。

静電クリーニング方式（特許文献２）は、電圧印加した帯電手段により、残トナーを現像時の帯電状態とは逆極性に帯電する。その後、その逆極性に帯電した残トナーは、次なる１次転写工程時に中間転写ベルトから感光体に逆転写され、感光体をクリーニングするクリーニング手段により回収される。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ものの、画像形成を重ねると、帯電手段にトナーが堆積してしまい、クリーニング性を維持するためには、それを清掃する必要がある。静電クリーニング方式では、帯電手段の清掃は、付着したトナーを帯電手段からトナーと同極性の電圧を印加することで吐き出し、その吐き出しトナーを感光体で回収する方法が用いられている。この吐き出しトナーの回収は、吐き出し直後のトナーの帯電極性が、１次転写電圧と逆極性であるため、吐き出し直後の１次転写部では感光体に回収できない。そのため、吐き出されたトナーは、中間転写ベルトをさらに回転させて、再び帯電手段にて１次転写電圧と同極性に帯電しなくてはならない。よって、この吐き出し工程のためだけに中間転写ベルトを回転させる時間が必要となる。

ハイブリッド方式のクリーニング方法（特許文献３）は、まず、２次転写部の中間転写ベルト回転方向下流側に位置する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の大半を除去する。そして、クリーニングブレードをすり抜けた残トナーを、クリーニングブレードの中間転写ベルト回転方向下流に配置した導電性ブラシなどの帯電手段で帯電することで、感光体に転写同時クリーニングを行う。このハイブリット方式では、例えば、長期使用によりブレードが消耗した場合でも上記のように帯電手段によってクリーニングを補助することができる。また、帯電部材の清掃は、付着したトナーを静電クリーニング方式と同様の方法で吐き出しを行い、それをクリーニングブレードで回収することができるため、中間転写ベルトの回転時間が低減する。故に、ハイブリッド方式のクリーニング方法は、静電クリーニング方式より処理時間（ダウンタイム）が短く、ブレードクリーニング方式より長期に渡って良好なクリーニング性能を実現できるクリーニング方法である。

特開２００９−２８８４８１号公報 特開２００９−２０５０１２号公報 特開２０００−１３１９２０号公報

上記ハイブリッド方式においては、中間転写ベルト上のトナーの大部分はクリーニングブレードによって掻き取られるため、帯電手段に付着するトナーは少なく、本来、帯電手段の清掃は従来の静電クリーニング方式より頻度は少なくてよい。しかしながら、画像形成を重ねると徐々に帯電手段にトナーが付着していくため帯電能力は低下する。そして、その帯電手段の清掃が十分でないと、キャリブレーション後に中間転写ベルト上に多量に残留するトナーを処理する際、良好なクリーニング性能が得られない場合があった。キャリブレーションとは、印字する画像のトナー濃度を安定させる、または、各色の中間転写ベルト上の印字位置を調整するなどの目的で中間転写ベルト上に検知用画像を形成する画像形成プロセスである。すなわち、キャリブレーションによって中間転写ベルト上に形成される検知用画像は、記録材に転写させる画像ではなく、クリーニング手段によって除去しなければならない。したがって、検知用画像として大量に残留する残トナーを処理するために、帯電手段は十分に清掃されている必要がある。一方、帯電手段をキャリブレーションの際に良好なクリーニング性能が得られる水準まで清掃し、維持するためには、清掃工程を行う時間が増え、ダウンタイムが増えてしまうという課題もあった。

本発明の目的は、ハイブリッド方式による中間転写ベルトのクリーニングを実行可能な画像形成装置において、良好なクリーニング性能を維持しつつ、ダウンタイムの低減を図ることが可能な技術を提供することである。

上記目的を達成するため、本発明の画像形成装置は、
静電潜像がトナーにより現像されることで形成されるトナー像を担持する像担持体と、
前記像担持体からトナー像が転写される中間転写ベルトと、
前記中間転写ベルトに当接して前記中間転写ベルトからトナーを除去するクリーニング部材と、
前記中間転写ベルトに担持されたトナーを帯電させる帯電部材と、
前記帯電部材がトナーを帯電させるための電圧を前記帯電部材に印加する電源と、
を備え、
前記像担持体から前記中間転写ベルトに転写されたトナー像を記録材に転写して記録材に画像を形成する画像形成工程と、
前記電源が、静電潜像を現像するためのトナーが帯電される極性とは逆極性の電圧を前記帯電部材に印加し、前記帯電部材が、前記中間転写ベルトに担持されたトナーを前記逆極性に帯電させることで、該トナーを前記中間転写ベルトから前記像担持体へ転写させ、前記中間転写ベルトからトナーを除去する静電クリーニング工程と、
前記電源が、前記静電クリーニング工程のときとは前記帯電部材に対する電圧印加の状態を変化させることにより、前記帯電部材に付着したトナーを前記中間転写ベルトに転写させるトナー吐き出し工程と、
記録材に転写されない調整用トナー像を前記中間転写ベルトに形成し、前記クリーニング部材及び前記静電クリーニング工程により、前記中間転写ベルトから前記調整用トナー像を除去する調整工程と、
を実行可能な画像形成装置において、
前記調整工程は、前記トナー吐き出し工程が実行されることにより、前記帯電部材のトナー付着量が、前記画像形成工程において許容される第１限界値から、前記調整工程の実
行直前において許容される第２限界値にされた状態で、実行されることを特徴とする。

本発明によれば、ハイブリッド方式による中間転写ベルトのクリーニングを実行可能な画像形成装置において、良好なクリーニング性能を維持しつつ、ダウンタイムの低減を図ることができる。

本発明の実施例１の制御による導電性ブラシのトナー付着量の説明図 本発明の実施例に係る画像形成装置の概略断面図 本発明の実施例におけるベルトクリーナの近傍の模式図 本発明の実施例における導電性ブラシの模式図 導電性繊維および導電性ブラシの抵抗値の測定方法を説明する模式図 本発明の実施例におけるキャリブレーション検知用パッチを示した図 本発明の実施例１によるトナー吐き出し工程の説明図 比較例１の制御による導電性ブラシのトナー付着量の説明図 比較例２の制御による導電性ブラシのトナー付着量の説明図 クリーニング不良発生前後の導電性ブラシのトナー付着量の説明図 本発明の実施例２におけるプロセスカートリッジの概略断面図 本発明の実施例２の制御による導電性ブラシのトナー付着量の説明図

以下に図面を参照して、この発明を実施するための形態を、実施例に基づいて例示的に詳しく説明する。ただし、この実施の形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状それらの相対配置などは、発明が適用される装置の構成や各種条件により適宜変更されるべきものである。すなわち、この発明の範囲を以下の実施の形態に限定する趣旨のものではない。

＜実施例１＞
１．画像形成装置の全体的な構成
図２は、本発明の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である。画像形成装置１００は、複数の画像形成部Ｐとして第１、第２、第３、第４の画像形成部ＰＹ、ＰＭ、ＰＣ、ＰＫを有している。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。本実施例では、各画像形成部ＰＹ、ＰＭ、ＰＣ、ＰＫの構成及び動作は、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は省略して説明する。

画像形成部Ｐは、像担持体としての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を有している。感光ドラム１は、図中矢印Ｒ１方向に不図示の駆動手段により回転駆動される。感光ドラム１の周囲には、その回転方向に沿って、ローラ型の帯電部材で構成された１次帯電手段としての１次帯電ローラ２、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、現像手段としての現像装置４が配置されている。続いて、ローラ型の帯電部材で構成された１次転写手段としての１次転写ローラ５、感光体クリーニング手段としてのドラムクリーナ６がそれぞれ配置されている。

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（現像剤容器）４２と現像剤を現像ローラに供給する供給ローラ４３、を
有している。ドラムクリーナ６は、クリーニング手段としてのドラムクリーニングブレード６１と、廃トナー容器６２と、を有している。中間転写体としての中間転写ベルト８は、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おり、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。

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とが接触し、１次転写部（１次転写ニップ）Ｎ１を形成している。本実施例では感光ドラム１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋと一次転写ローラ５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋは中間転写ベルト８を挟んで当接離間可能な構成となっている。これらの当接離間可能な構成は一次転写ローラ５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋが感光ドラム１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋに当接離間する当接離間状態に変更可能な構成となっている。

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、ローラ型の帯電部材で構成された２次転写手段としての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とが接触し、２次転写部（２次転写ニップ）Ｎ２を形成している。また、光学センサである色ずれ検知センサ２７により、中間転写ベルト８上に形成されたキャリブレーション用のトナーパターンを検知する。色ずれ検知センサ２７は、駆動ローラ９の近傍に設置される。

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、中間転写ベルト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、帯電手段（帯電部材）としての導電性ブラシ２３と、廃トナー容器２２と、を有している。

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〜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（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色トナーであることが異なる。

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。装置内の各種センサ（図示せず）からの信号を基に装置動作を制御し、画像形成に全体に関する画像形成装置１００の動作を一括して制御している。

２．転写構成
次に、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を用いている。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。

本実施例の中間転写ベルト８としては、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１×１０^１０Ω・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の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。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１×１０^９〜１０^１１Ω・ｃ
ｍの範囲が好ましい。１×１０^９Ω・ｃｍより低い体積抵抗率だと、高温高湿環境下で転写電流が２次転写ニップ部から中間転写ベルト８の沿面方向に逃げることによる転写不良が発生する場合がある。一方、１×１０^１１Ω・ｃｍより高い体積抵抗率だと、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。

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。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）等が挙げられる。また、これらの混合樹脂でもよい。

１次転写ローラ５には、芯金としての外径６ｍｍのニッケルメッキ鋼棒を、弾性層としての厚さ３ｍｍの発泡スポンジ体で覆った外径１２ｍｍの弾性ローラを用いた。この発泡スポンジ体は、体積抵抗率を１×１０^７Ω・ｃｍに調整したアクリロニトリル−ブタジエンゴム（ＮＢＲ）とエピクロルヒドリンゴムを主成分とするものである。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（１次転写電圧）が１次転写ローラ５に印加される。

２次転写ローラ１１には、芯金としての外径８ｍｍのニッケルメッキ鋼棒を、弾性層としての厚さ５ｍｍの発泡スポンジ体で覆った外径１８ｍｍの弾性ローラを用いた。この発泡スポンジ体は、体積抵抗率を１×１０^８Ω・ｃｍに調整したアクリロニトリル−ブタジエンゴム（ＮＢＲ）とエピクロルヒドリンゴムを主成分とするものである。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（２次転写電圧）が２次転写ローラ１１に印加される。

３．ベルトクリーナの構成
図３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。本実施例では、ベルトクリーナ５２にハイブリッド方式のクリーナ構成を用いている。中間転写ベルト８の移動方向において上流側に当接部材（クリーニング部材）としてのベルトクリーニングブレード２１が配置されており、中間転写ベルト８上のトナーの大半を掻き取る（除去する）構成となっている。そして、ベルトクリーニングブレード２１をすり抜けたトナー（以下「すり抜けトナー」とする）を、中間転写ベルト８の移動方向において下流側に配置した帯電手段としての導電性ブラシ２３で帯電する。ベルトクリーニングブレード２１、導電性ブラシ２３は、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。

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、弾性材料としてのポリ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には、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。また、この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Ｒ２に対してカウンタ方向に圧接させている。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Ｒ２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。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、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の単位長さ当たりの当接圧である。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。

導電性ブラシ２３（帯電部材）は、導電性を有する繊維で構成されたブラシ状部材である。導電性ブラシ２３には、トナー帯電電圧印加手段としての帯電バイアス電源（高圧電源）６０から、所定の電圧が印加される。

図４は、導電性ブラシ２３をより詳しく示す模式図であり、（ａ）は導電性ブラシ２３を長手方向に直交する方向に見たときの図、（ｂ）は長手方向に見たときの図である。本実施例では、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使用する。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１×１０^５Ω／ｃｍであり、単糸繊度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。

ここで、図５に示す測定方法により、導電性繊維２３ａの抵抗値を求めることができる。図５（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に印加する。そのときの電流値を他方の金属ローラ３３に接続された電流計３２で読み取り、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の単位長さの抵抗値の範囲としては、すり抜けトナーを帯電させる観点から１×１０^３〜１０^７Ω／ｃｍの範囲が好ましい。

次に導電性ブラシ２３の構成について説明する。上述のような導電性繊維２３ａの集合体としての導電性ブラシ２３は、図４（ａ）、（ｂ）に示すように、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２３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。

本実施例では、導電性ブラシ２３の抵抗値（電気抵抗）Ｒｂ［Ω］は１×１０^３Ωである。また、導電性ブラシ２３の導電性繊維２３ａの密度は１００ｋＦ／ｉｎｃｈ^２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。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列の束が植毛されている。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。

ここで、上記導電性ブラシ２３の抵抗値Ｒｂ［Ω］は、次の測定方法により求められる。図５（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、そのとき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。導電性ブラシ２３の抵抗値Ｒｂについては、上述した単位長さの抵抗値の範囲（１×１０^３〜１０^７Ω／ｃｍ）の導電性繊維２３ａを用いた導電性ブラシ２３では、Ｒｂ＝１×１０^１〜１０^５Ωの範囲となる。

また、中間転写ベルト８と導電性ブラシ２３とが接触する部分における中間転写ベルト８の抵抗値（電気抵抗）Ｒｉ［Ω］は、次のようにして求められる。中間転写ベルト８と導電性ブラシ２３とが接触する部分の面積は、導電性ブラシ２３の短手幅Ｗ５ｍｍと長手幅Ｌ２２５ｍｍとから、ほぼ５ｍｍ×２２５ｍｍである。また、中間転写ベルト８の厚さは７０μｍである。したがって、中間転写ベルト８と導電性ブラシ２３とが接触する部分における中間転写ベルト８の抵抗値Ｒｉは、中間転写ベルトの体積抵抗率から１×１０^１０Ω・ｃｍ×７０μｍ／（５ｍｍ×２２５ｍｍ）＝６．２×１０^６Ωとなる。中間転写ベルト８の抵抗値Ｒｉについては、上述した体積抵抗率の範囲の中間転写ベルト８を使用した場合、Ｒｉ＝６．２×１０^５〜６．２×１０^７Ωの範囲となる。

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の表面との間の法線方向に沿う距離である。

４．画像形成装置の画像形成プロセス
以下、本発明の画像形成装置の画像形成プロセスについて、まず記録材Ｓに印字画像を形成するプロセス（以下、「印字画像形成」とする）（画像形成工程）を説明する。

はじめに、回転する感光ドラム１の外周面は、所定の極性（本実施例では負極性）の１次帯電電圧が印加された１次帯電ローラ２によって、所定の極性（本実施例では負極性）の所定の電位に帯電される。その後、帯電した感光ドラム１の表面は、レーザユニット３によって画像信号に基づいて露光される。これにより、感光ドラム１上に静電潜像（静電像）が形成される。

この静電潜像は、現像装置４によって現像剤としてのトナーを用いて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）の現像電圧が印加される。本実施例では、イメージ露光と、反転現像によって、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を付着させることで、トナー像が形成される。なお、本実施例では、現像に使用するトナーは、負極性に帯電させている。すなわち、現像時のトナーの帯電極性は、負極性である。

上述のようにして、回転する感光ドラム１上に形成されたトナー像は、１次転写部Ｎ１において、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次転写高圧電源５１から、現像時のトナー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。

一方、給搬送装置１２から送り出された記録用紙などの記録材Ｓがレジストローラ対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Ｓを収納するカセット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、を有している。そして、給搬送装置１２から搬送された記録材Ｓは、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に搬送される。

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次転写電源５３から、現像時のトナーの帯電極性とは逆極性（本実施例では正極性）の２次転写電圧が印加される。

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。

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）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、廃トナー容器６２に回収される。

以上、本発明の印字画像形成プロセスを説明したが、本発明の画像形成装置では、中間転写ベルト８上に検知用パッチ画像（調整用トナー像）を形成する非印字画像形成プロセス（以下「キャリブレーション」とする）（調整工程）が存在する。キャリブレーションは、印字する画像のトナー濃度を安定させる（画像濃度調整用）、または、各色の中間転写ベルト８上の印字位置を調整する（画像位置調整用）などの目的で実行される。

キャリブレーションの画像形成プロセスは、中間転写ベルト８上に例えば、図６に示すような各色濃度の異なる複数の検知用パッチ画像を形成する。そして、そのパッチ画像の濃度を第４の画像形成部ＰＫの中間転写ベルト８の移動方向下流に位置する濃度センサ２７で検知し、その結果を画像形成工程における各種設定に反映させるプロセスである。例えば、現像装置４に供給する現像バイアス値や各露光装置３の露光開始タイミングを可変にすることでトナー濃度を安定させる。なお、このキャリブレーション時の２次転写ローラ１１には、中間転写ベルト８上のトナーの付着を防止する為にトナーと同極性の負極性の２次転写電圧が印加されている。

５．中間転写ベルトクリーニング工程
上記２つの画像形成プロセスに続く、本実施例における中間転写ベルト８のクリーニング工程を説明する。本実施例に係る画像形成装置１００は、ハイブリッド方式のクリーニング方法（クリーニング部材によるクリーニングと帯電部材を用いた静電クリーニング工程とを組み合わせた方法）を実行可能に構成されている。本実施例に係る画像形成装置１００は、中間転写ベルト８の移動方向（搬送方向）において２次転写ローラ１１の下流に配置されたベルトクリーニングブレード２１を備える。中間転写ベルト８上のクリーニング処理されるトナーの大半は、ベルトクリーニングブレード２１によって、中間転写ベルト８上から掻き取られ、廃トナー容器２２に回収される。また、ベルトクリーニングブレード２１をすり抜けたすり抜けトナーは、中間転写ベルト８の移動方向において下流側に配置された帯電手段（帯電部材）としての導電性ブラシ２３によって、現像時のトナーの帯電極性とは逆極性に帯電される。

ここで、印字画像形成時においては、記録材Ｓへの２次転写が行われた後の中間転写ベルト８上のトナーは大半が記録材に転写されるため、単位面積当たりのトナー量が非常に少なく、また、２次転写で逆極性の電圧を受けているため帯電量も小さくなる。例えば、本実施例で用いたトナーでは、１次転写後の中間転写ベルト８上の帯電量は、約−２５〜−３５μＣ／ｍｇである。一方、２次転写後の中間転写ベルト８上のトナーの帯電量は、約２５００Ｖの２次転写電圧を印加されるため、約−５μＣ／ｍｇ程度まで低下する。よって、記録材Ｓへの印字画像形成時は、クリーニングブレード２１で掻き取った後のすり抜けトナーを、導電性ブラシ２３で逆帯電する為に必要なブラシ電流量も小さい。本実施例の構成では、約６００Ｖの帯電電圧を印加することで、約１２．０μＡの電流を流し、すり抜けトナーを逆極性に帯電している。

一方、キャリブレーションでは上記の検知用のパッチ画像は中間転写ベルト８上に転写された後、記録材Ｓに転写されることなくクリーニングブレード２１で掻き取られ、廃トナー回収容器２２に回収される。そのため、印字画像形成後にクリーニングブレード２１によって掻き取られるトナーよりも、中間転写ベルト８上に付着する単位面積当たりのトナー量が多い。また、２次転写部では負極性の２次転写電圧が印加され、逆極性の電圧を受けていないため、トナーの電荷量が高い状態で維持されている。本実施例の構成では、１次転写後のトナーの電荷量は、約−２５〜−３５μＣ／ｍｇを維持している。よって、キャリブレーション時のクリーニング動作はトナーの電荷量も高いため、中間転写ベルト８に対する付着力も強く、印字用画像形成後のクリーニング動作よりも、クリーニングブレード２１からトナーがすり抜けやすいモードである。そのため、検知用パッチ画像のすり抜けトナーを導電性ブラシ２３で逆帯電する為に必要なブラシ電流量は、印字画像形成時のすり抜けトナーを逆帯電するために必要なブラシ電流量よりも大きい。本実施例では、約９００Ｖの帯電電圧を印加することで、約１８．０μＡの電流が流れ、すり抜けトナーを逆極性に帯電している。

導電性ブラシ２３により逆極性に帯電したトナーは、第１の画像形成部ＰＹにおいて感光ドラム１Ｙに逆転写させて回収される。その後、感光ドラム１と１次転写ローラ５を離間状態にとし、さらに、導電性ブラシ２３への電圧印加を停止すると同時に中間転写ベルト８の駆動が停止され、中間転写ベルト８のクリーニング工程が終了する。

６．導電性ブラシからのトナー吐き出し工程
（本実施例の特徴）
ここで、本実施例の特徴である、導電性ブラシ２３から中間転写ベルト８にトナーを吐き出す吐き出し（以下、「トナー吐き出し」とする）工程について説明する。

（トナー吐き出しの必要性）
クリーニングブレード２１からのすり抜けトナーは導電性ブラシ２３に突入する際、大部分が逆極性に帯電され、感光ドラム１Ｙに逆転写させて回収される。しかし、一部はトナー正規の極性（負極性）のまま正極性の電圧を印加した導電性ブラシ２３に付着する。これら付着したトナーは、量が少ない間は付着したままでも良好な画像形成を連続して行うことが可能である。しかしながら、上記の付着したトナーの量が増えてくると導電性ブラシ２３の帯電性能が低下してしまう。そのため、導電性ブラシ２３の帯電性能を保つために、上記付着したトナーを吐き出す、トナー吐き出し工程を実施する必要がある。

本実施例の構成では、印字画像形成時には、導電性ブラシ２３へのトナー付着量（以下、「トナー付着量」とする）が、次の基準Ａを超えると、クリーニング不良が発生する水準まで導電性ブラシ２３の帯電性能が低下した。すなわち、トナー付着量が、導電性ブラシ２３上（長手幅Ｌ２２５ｍｍ×５ｍｍ）のキャリブレーションの検知用パッチ（１０ｍｍ×２カ所）位置で、約６．２ｍｇを超えたときである（水準（Ａ））。クリーニング不良とは、すり抜けトナーの逆帯電が不十分の状態で導電性ブラシ２３を通過し、感光ドラム１Ｙに逆転写されず中間転写ベルト８上に残ってしまうことである。

また、キャリブレーション時には、印字画像形成の場合よりもすり抜けトナー量が多く、本実施例の構成では、導電性ブラシ２３上の検知パッチ位置に約１．８ｍｇのトナーが付着する可能性があった。そのため、キャリブレーション後にクリーニング不良を発生させないためには、検知パッチ位置の面積で約４．４ｍｇ以下の水準（Ｂ）にする必要があった。これらの水準を以下の表に示す。

表１

（トナー吐き出しの手段）
導電性ブラシ２３に付着したすり抜けトナーは、主として負極性に帯電している。したがって、例えば、中間転写ベルト８を駆動した状態で、導電性ブラシ２３に印加している帯電電圧を切るか、負極性の吐き出し電圧値を印加することで、導電性ブラシ２３から中間転写ベルト８に吐き出すことが可能である。本実施例の構成では、ＣＰＵ２６によって導電性ブラシ２３に印加している帯電電圧を制御し、短い周期でＯＮ（第一の制御電圧値）／ＯＦＦ（第２の制御電圧値）を交互に切り替えることでトナー吐き出しを行うこととした。帯電電圧をＯＮにすることで、わずかに存在する正極に帯電したトナーの吐き出を行うことができる。また、ＯＮ／ＯＦＦを繰り返すことで静電吸着による導電性ブラシ２３の侵入量変位が起こり、トナーの吐き出し効果を高くすることができる。

なお、導電性ブラシ２３に印加する帯電電圧は、値が大きいほど正極性に帯電したトナーを移動させる力が大きい。また、導電性ブラシ２３の変位も大きくなるので吐き出しの効率が高まる。一方で、値が大きすぎると、導電性ブラシ２３と中間転写ベルト８表面の間で放電が発生し、トナーを過剰に帯電させてしまう。トナーの帯電量が高くなると中間転写ベルト８に対する付着力が強くなり、クリーニングブレード２１からトナーがすり抜けやすくなる。そのため、本実施例の構成では最適値として２００Ｖとした。また、帯電電圧を印加する周期は、電圧印加電源の性能を考慮して所望の電圧値に立ち上げ、立ち下げるために必要な時間から、ＯＮは０．０７５秒ＯＦＦは０．１５秒の周期とした。本実施例の中では、上記の手段でトナー吐き出しを行うこととする。

ここで、図７は本実施例の画像形成装置を用いて印字画像形成を行い、水準（Ａ）までトナーが付着した後に、トナー吐き出しを行った場合のトナー付着量の変化を表すグラフである。図７（ａ）の印字画像形成に伴うトナー付着の部分のように、本実施例の構成では、トナー付着量が少ないうちは、トナーの付着する速度が速く、付着量が多くなると付着する速度は遅くなる。また、図７（ａ）の吐き出し工程によるトナー吐き出しの部分のように、トナーが吐き出される際にはトナーが付着している量が多い間はトナーを吐き出す速度が速く、付着量が少ないと吐き出す速度は遅くなる傾向がある。

図７（ａ）において、水準（Ａ）から水準（Ａ）’まで０．９ｍｇのトナーを吐き出して、水準（Ａ）を維持して印字画像形成を行う場合（（i））の印字画像形成時間をｔＡ
１とし、ダウンタイム（吐き出し時間）をｔＡ２とする。ここで、印字画像形成時間は、トナー吐き出しを行うまでの時間間隔である。また、水準（Ｂ）から水準（Ｂ）’まで０．９ｍｇのトナーを吐き出し水準（Ｂ）を維持して印字画像形成を行う場合（（ii））の印字画像形成時間をｔＢ１とし、ダウンタイムをｔＢ２とする。図７（ｂ）は、図７（ａ）の（i）と（ii）の場合に対応するトナー付着量の変化を抜き出し、同じ時間軸で縦に
並べ比較したグラフである。

図７（ｂ）のように、本実施例の画像形成装置では、ｔＡ１の方がｔＢ１よりも長く、ｔＡ２の方がｔＢ２より短い。ここで、水準（Ａ）から水準（Ａ）’まで０．９ｍｇのトナーを吐き出し、水準（Ａ）を維持して印字画像形成を行う場合と、水準（Ｂ）から水準（Ｂ）’まで０．９ｍｇのトナーを吐き出し、水準（Ｂ）を維持して印字画像形成を場合と、を考える。前者の場合の方が、後者の場合よりも印字画像形成時間が長く、ダウンタイムも短く動作させることが可能である。これらを踏まえて、本実施例のトナー吐き出し工程を実行する条件とその効果について、比較例とともに説明する。

（本実施例）
図１は、図２に示す本実施例の画像形成装置を用いて、キャリブレーションおよびトナー吐き出し工程を含む画像形成動作をさせた場合のトナー付着量の変化を表すグラフである。本実施例では、印字画像形成を行うための印字用トナーを中間転写ベルト８に転写する前（直前）に実行するトナー吐き出しをトナー吐き出し工程（ａ）（第１トナー吐き出し工程）とする。そして、トナー吐き出し工程（ａ）によって、印字画像形成中のトナー付着量を水準（Ａ）（第１限界値）以下に維持させる。また、キャリブレーションの検知用パッチを中間転写ベルト８に転写する前（直前）に実行するトナー吐き出しをトナー吐き出し工程（ｂ）（第２トナー吐き出し工程）とする。そして、トナー吐き出し工程（ｂ）によって、キャリブレーションの前だけにトナー付着量を水準（Ｂ）（第２限界値）以下まで吐き出す。すなわち、トナー吐き出し工程（ａ）よりもトナー吐き出し工程（ｂ）のトナー吐き出し量を多くするように吐き出し工程を実行する（導電性ブラシに対する電圧印加状態の切替回数を異ならせる）。

トナー吐き出し工程（ａ）は、制御手段であるＣＰＵ２６によって画像形成枚数をカウントし、１００枚の画像形成カウント毎に、画像形成ジョブの終了後、つまり、次の画像形成の印字用トナーが中間転写ベルト８に転写される前に実行する。また、前述の導電性ブラシ２３に印加する帯電電圧のＯＮ／ＯＦＦを繰り返す回数Ｎ（ａ）を８回とした。つまり、トナー吐き出しを行う時間ｔａはｔａ＝１．８秒である。これにより、トナーの付着量を水準（Ａ）以下に維持させることが可能となった。なお、吐き出し工程（ａ）でのトナー吐き出し量は、水準（Ａ）から検知パッチ位置の面積で約０．９ｍｇである。

次に、トナー吐き出し工程（ｂ）は、キャリブレーションの検知用パッチを中間転写ベルト８に転写する前に実行する。また、前述の導電性ブラシ２３に印加する帯電電圧のＯＮ／ＯＦＦを繰り返す回数Ｎ（ｂ）を２０回とし、吐き出し工程（ａ）よりも多くした。
つまり、トナー吐き出しを行う時間ｔｂはｔｂ＝４．５秒である。これにより、トナーの付着量を水準（Ｂ）以下まで吐き出すことが可能となった。なお、吐き出し工程（ｂ）でのトナー吐き出し量は、水準（Ａ）から検知パッチ位置の面積で１．８ｍｇである。

図１に示すように、印字画像形成中はトナー付着量が水準（Ａ）以下に維持できるので、連続して良好な画像形成が可能である。また、キャリブレーションを実行しても、トナー付着量が水準（Ａ）を超えないため、クリーニング不良は発生しない。

（比較例１）
図８は、比較例１の条件のもとで、キャリブレーションとトナー吐き出し工程を含む画像形成動作をさせた場合のトナー付着量の変化を表すグラフである。比較例１では、キャリブレーションが実行されても、クリーニング不良が発生しないように、印字画像形成中のトナーの付着量を水準（Ｂ）以下に維持するようにトナー吐き出し工程を実行する。

比較例１の吐き出し工程は、制御手段であるＣＰＵ２６によって画像形成枚数をカウントし、３０枚の画像形成カウント毎に画像形成ジョブの終了後に実行する。また、前述の導電性ブラシ２３に印加する帯電電圧のＯＮ／ＯＦＦを繰り返す回数Ｎは２８回とした。つまり、トナー吐き出しを行う時間ｔ１はｔ１＝６．３秒である。これにより、トナーの付着量を水準（Ｂ）以下に維持させることが可能となった。なお、比較例１の吐き出し工程でのトナー吐き出し量は水準（Ｂ）から検知パッチ位置の面積で約０．９ｍｇである。

図８のように、キャリブレーションの際にも、トナー付着量が水準（Ａ）を超えないため、クリーニング不良は発生しない。しかし、本実施例と比較して、印字画像形成中に吐き出し工程を実行する頻度が高く、またトナー吐き出しをする時間も長いのでダウンタイムが多くなる。表２は、本実施例の画像形成装置と比較例１について、記録材Ｓに５０００枚の印字用画像形成と、１０００枚毎にキャリブレーションを合計５回行った場合のトナー吐き出しにかかった合計時間（ダウンタイム）を比較した結果である。

表２

表２に示すように、画像形成の中でキャリブレーションは頻度が少ないため、本実施例では比較例１と比較して、画像形成処理トータルとしてのダウンタイムを少なくすることが可能である。

（比較例２）
図９は、比較例２の条件のもとで、キャリブレーションとトナー吐き出し工程を含む画像形成動作をさせた場合のトナー付着量の変化を表すグラフである。比較例２では、印字画像形成時には、本実施例の吐き出し工程（ａ）と同様の動作を行い、キャリブレーション時には、キャリブレーションの後に、トナー吐き出し工程を実施する。

図９に示すように、印字画像形成中は本実施例と同様に、トナー付着量が水準（Ａ）以下に維持できるので、連続して良好な画像形成が可能である。しかしながら、キャリブレーション中に、導電性ブラシ２３へのトナー付着量が水準（Ａ）を超えて、クリーニング
不良が発生する。キャリブレーション中にクリーニング不良が発生すると、検知用パッチ画像が中間転写ベルト８の２周以上にわたって形成される場合には、１周目の検知用パッチ画像のすり抜けトナーが２周目の検知パッチ画像に重なってしまい正確に検知できなくなる。このためキャリブレーションエラーとなる。

また、クリーニング不良として中間転写ベルト８上に残ったトナーは、クリーニングブレード２１と中間転写ベルト８の当接部に搬送され、該当接部の一度トナーすり抜けの起こった隙間に再度突入する。このとき、その隙間に次々とトナーが供給され、挟み込まれるため、一度すり抜けの起こった箇所はさらにトナーのすり抜けが起こりやすい状態となる。

図１０は、印字画像形成中のトナー付着量の変化をクリーニング不良が起こった前後で比較したものである。図１０のようにクリーニング不良が起こった後では、導電性ブラシ２３にトナーの付着する速度が速くなる。トナーの付着する速度が速くなると、トナー吐き出しを行う頻度を高くする必要があり、ダウンタイムの増加につながる。比較例２のように、キャリブレーションの後に、トナー吐き出し工程を実施する条件では、キャリブレーション中に、クリーニング不良が発生することが問題である。

以上、本実施例のトナー吐き出し工程を実行する条件とその効果について、比較例とともに述べた。本実施例は比較例１と比較して、画像形成処理トータルとしてのダウンタイムを少なくすることが可能である。また、比較例２と比較して、キャリブレーション中に、クリーニング不良が発生しない点で有利な構成である。よって、本実施例は、ダウンタイムが少なく、良好なクリーニング性能を維持できる優れた構成である。

以上のように、ハイブリッド方式のクリーニングにおいて、印字用トナーが中間転写ベルト上に転写される前に行うトナー吐き出し工程（ａ）と検知パッチ画像が中間転写ベルト上に転写される前に行うトナー吐き出し工程（ｂ）を実施する。トナー吐き出し工程（ｂ）で吐き出すトナーの量をトナー吐き出し工程（ａ）より多くするように吐き出し動作を実行する。こうすることで、ダウンタイムを抑え、長期に渡って良好なクリーニング性能を維持することができる。

すなわち、本発明は、帯電部材におけるトナーの付着量が多い状態ほどトナーの吐き出し効率がよい（単位時間の吐き出し量が多くなる）性質を利用し、トナー吐き出し工程のための時間短縮を図るものである。具体的には、画像形成時にクリーニング不良が発生しない範囲において、帯電部材へのトナーの付着を可能な限り許容するようなトナー吐き出し制御を実施する。

キャリブレーション（調整工程）は、画像形成工程のようにトナーが記録材に転写されないため、画像形成工程よりもトナーの付着量が多くなる。トナー付着量が多くなる分、調整工程直前のトナー吐き出し工程（ｂ）（第２トナー吐き出し工程）は、実行時間を長くとる（印加電圧の切替回数を多くする）必要がある。したがって、第２トナー吐き出し工程は、トナー付着量が多い状態で実施する程、トナー吐き出し効率が高まる。そこで、調整工程実行直前のトナー付着量が、調整工程終了直後のトナー付着量が画像形成工程においてクリーニング不良を発生させない（許容される）限界値と同じか限界値に近い値となるような量となるように、第２トナー吐き出し工程を実行するとよい。本実施例では、調整工程実行直前のトナー付着量が、調整工程終了直後のトナー付着量が画像形成工程において許容される第１限界値以下（水準（Ａ）以下）となる第２限界値（水準（Ｂ））になるように、第２トナー吐き出し工程を実施する。

一方、画像形成工程は、調整工程よりもトナー付着量が少ない。そのため、画像形成工
程の直前に実施するトナー吐き出し工程（ａ）（第１トナー吐き出し工程）は、第２トナー吐き出し工程よりも短い実行時間で、トナー付着量が限界値を越えないように維持することができる。トナーの付着量がまだ少ない初期の段階では、時間をかけるだけトナーの吐き出し効率が低下することになるので、ある程度の時間で留めておく方が効率的となる。その後、トナーの付着量が許容される上限値に近い状態になった場合には、画像形成工程終了直後のトナー付着量がクリーニング不良を発生させない限界値（第１上限値）を超えることがないように、画像形成工程実行直前の付着量を低下させる制御を行う。画像形成工程終了直後のトナー付着量が多いほど（限界値に近いほど）、その後実施するトナー吐き出し工程の効率は高くなる。本実施例では、複数回の画像形成工程のうち調整工程直前の画像形成工程における工程終了時のトナー付着量が限界値（第１限界値）となるように、調整工程直前の画像形成工程の直前に実行する第１トナー吐き出し工程の時間を設定している。そして、それよりも前に実施する第１トナー吐き出し工程の時間も同じ設定としている。制御をシンプルにする観点からは、本実施例のように、複数回の画像形成工程のそれぞれの第１トナー吐き出し工程の時間（切替回数）を一律に設定するのが好ましい。しかし、これに限定されるものではなく、例えば、トナーの付着量の段階に合わせて時間を変えてもよい。

なお、吐き出し工程（ａ）の実施は、画像形成動作の開始から終了までを１ジョブとし複数ジョブが終了した時点で行ってもよく、印字画像のピクセルカウントなどの画像データをカウントして所定のカウントに到達した時点で行うなどしてもよい。

＜実施例２＞
本発明の実施例２に係る画像形成装置について説明する。本実施例に係る画像形成装置の構成において、実施例１と同様のものについては、同一の符号を付し、説明を省略する。ここで説明しない事項は、実施例１と同様である。

図１１は、本実施例におけるプロセスカートリッジ７の概略断面図である。図１１に示すように新品のプロセスカートリッジ７の現像装置４は、現像枠体と現像剤であるトナーが収容された現像剤枠体との結合部に設けられた開口部がシール部材４５で封止されている。これによりトナーの漏れが防止されている。

また、本実施例では、プロセスカートリッジ７が交換されたことを検知するための新品検知手段として、現像装置４の枠体にメモリ４６が設けられている。なお、メモリ４６が設けられる箇所は特に限定されるものではなく、プロセスカートリッジ７における他の箇所でもよい。プロセスカートリッジ７が装置本体１１０に装着されると、メモリ４６が制御基板２５と電気的に接続され、ＣＰＵ２６が、メモリ４６に記憶された情報を読み取ることで、プロセスカートリッジ７が新品であるか否かを判断することができる。なお、新品検知手段としては、上記構成に限定されるものではない。例えば、プッシュスイッチやフォトインタラプタなど、装置本体側の認識手段とプロセスカートリッジ側の指示手段とで構成され、これらの間の相互作用の有無や変化により交換を検知するものなども挙げられる。

新品検知手段によりプロセスカートリッジ７の新品が検知された際には、自動シール引き工程が実行される。自動シール引き工程とは上記のシール部材４５を、現像装置４内でシール巻き取り部材（不図示）に画像形成装置本体より伝達された駆動力をもって巻き取らせ、シール部材４５を外部に出さず内部で巻き取って開封するものである。シール部材４５が開封されると、現像剤枠体内の搬送部材回転軸４４ａと搬送シート４４ｂで構成されたトナー搬送部材４４によって現像枠体内にトナーが搬送され、供給ローラ（現像剤供給部材）４３から現像ローラ４１へのトナー供給が可能となる。

一般に、電子写真方式のカラー画像形成装置では、消耗品の交換を行った後には、キャリブレーションが実行される。本実施例では、プロセスカートリッジ７の新品を検知すると、上記のシール引き工程を行い、その後にキャリブレーションを実施する構成となっている。

ここで、新品のプロセスカートリッジ７を使う場合には、ある程度使用されたプロセスカートリッジ７を使う場合よりも、小径のトナーから多く消費されるため傾向があるため、現像されるトナーの帯電量が高くなる。なぜなら、粒径の小さいトナーほど比表面積が大きいため、帯電量が大きくなり、逆に粒径の大きいトナーほど帯電量が小さくなる。その結果、現像ローラ４１や感光ドラム１にトナーが転移する際、電圧の印加による転移が帯電量の大きい小径のトナーの方が起こりやすくなるためである。例えば、本実施例の構成に用いたトナーでは、新品のプロセスカートリッジを用いた場合、１次転写後の中間転写ベルト８上の帯電量は、約−３５〜−４５μＣ／ｍｇであった。

トナーの帯電量が高いほど、中間転写ベルト８へのトナーの付着力は大きくなるため、クリーニングブレード２１のすり抜けが起こりやすくなる。その結果、本実施例の構成では、新品のプロセスカートリッジ７を用いてキャリブレーションの検知用パッチをクリーニング処理する場合には、導電性ブラシ２３上の検知パッチ位置でトナー付着量を約４．０ｍｇ以下の水準（Ｃ）にする必要があった。

図１２は、本実施例２おける画像形成装置を用いて、シール引き工程およびキャリブレーションとトナー吐き出し工程を含む画像形成動作をさせた場合のトナー付着量の変化を表すグラフである。本実施例では、新品のプロセスカートリッジ７を用いた検知用パッチが中間転写ベルト８上に転写される前にトナー付着量を水準（Ｃ）まで低下させるため、新品検知後に実施されるシール引き工程中に、吐き出し工程（ｃ）を実施する。この新品検知後に最初に実行される吐き出し工程（ｃ）（第３トナー吐き出し工程）では、前述の導電性ブラシ２３に印加する帯電電圧のＯＮ／ＯＦＦを繰り返す回数Ｎは３０回とし、実施例１の吐き出し工程（ａ）および吐き出し工程（ｂ）よりも多くした。つまり、トナー吐き出しを行う時間ｔｃはｔｃ＝６７５０ミリ秒である。これにより、トナーの付着量を水準（Ｃ）以下まで吐き出すことが可能となった。なお、吐き出し工程（Ｃ）でのトナー吐き出し量は水準（Ａ）から検知パッチ位置の面積で約２．２ｍｇである。

図１２のように、印字画像形成中はトナー付着量が水準（Ａ）以下に維持できるので、連続して良好な画像形成が可能である。また、シール引き工程と同時にトナー吐き出し工程（ｃ）を行い、キャリブレーションが実行されても、トナー付着量が水準（Ａ）を超えないため、クリーニング不良の発生なく行うことが可能である。

以上のように、プロセスカートリッジ７の新品状態を検知した後に自動シール引きシーケンスと同時に導電性ブラシ２３からの吐き出し工程（ｃ）を行う。吐き出し工程（ｃ）において吐き出すトナーの量は、実施例１のトナー吐き出し工程（ａ）および吐き出し工程（ｂ）よりも多くする。こうすることで、良好なクリーニング性能を維持することができる。また、実施例１の効果と同様に印字画像形成時に行う際には、帯電性ブラシ２３からのトナー吐き出し工程（ａ）を行うことで、ダウンタイムを抑えることができる。

なお、本実施例では吐き出し工程（ｃ）で吐き出すトナーの量を、吐き出し工程（ｂ）よりも多くするように動作させたが、これに限定されるものではない。例えば、新品のプロセスカートリッジ７を使用した場合とある程度使用されたプロセスカートリッジ７を使う場合で、クリーニング不良の発生に大きな差がない場合には、吐き出し工程（ｃ）で吐き出すトナー量を吐き出し工程（ｂ）と同じにしてもよい。

１…感光ドラム（像担持体）、８…中間転写ベルト、２１…ベルトクリーニングブレード（クリーニング部材）、２３…導電性ブラシ（帯電部材）、６０…帯電バイアス電源

Claims (15)

1. 静電潜像がトナーにより現像されることで形成されるトナー像を担持する像担持体と、
   前記像担持体からトナー像が転写される中間転写ベルトと、
   前記中間転写ベルトに当接して前記中間転写ベルトからトナーを除去するクリーニング部材と、
   前記中間転写ベルトに担持されたトナーを帯電させる帯電部材と、
   前記帯電部材がトナーを帯電させるための電圧を前記帯電部材に印加する電源と、
   を備え、
   前記像担持体から前記中間転写ベルトに転写されたトナー像を記録材に転写して記録材に画像を形成する画像形成工程と、
   前記電源が、静電潜像を現像するためのトナーが帯電される極性とは逆極性の電圧を前記帯電部材に印加し、前記帯電部材が、前記中間転写ベルトに担持されたトナーを前記逆極性に帯電させることで、該トナーを前記中間転写ベルトから前記像担持体へ転写させ、前記中間転写ベルトからトナーを除去する静電クリーニング工程と、
   前記電源が、前記静電クリーニング工程のときとは前記帯電部材に対する電圧印加の状態を変化させることにより、前記帯電部材に付着したトナーを前記中間転写ベルトに転写させるトナー吐き出し工程と、
   記録材に転写されない調整用トナー像を前記中間転写ベルトに形成し、前記クリーニング部材及び前記静電クリーニング工程により、前記中間転写ベルトから前記調整用トナー像を除去する調整工程と、
   を実行可能な画像形成装置において、
   前記調整工程は、前記トナー吐き出し工程が実行されることにより、前記帯電部材のトナー付着量が、前記画像形成工程において許容される第１限界値から、前記調整工程の実行直前において許容される第２限界値にされた状態で、実行されることを特徴とする画像形成装置。
2. 前記第２限界値は、前記調整工程の終了直後の前記トナー付着量が前記第１限界値以下となる値であることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記第２限界値は、前記第１限界値よりも低い値であることを特徴とする請求項１または２に記載の画像形成装置。
4. 前記トナー吐き出し工程は、前記電源が、前記帯電部材に対する電圧の印加状態を、第１状態と、前記第１状態とは異なる第２状態と、に交互に切り替えることにより行われ、
   前記画像形成工程の直前に実行される第１トナー吐き出し工程は、前記調整工程の直前に実行される第２トナー吐き出し工程よりも、前記電源が電圧印加状態を切り替える回数が少ないことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の画像形成装置。
5. 前記調整工程は、複数回の前記画像形成工程の後に実行され、
   前記第１トナー吐き出し工程における前記電圧印加状態の切替回数は、前記第２トナー吐き出し工程が実行されるまでの間、前記トナー付着量を前記第１限界値に達しないように維持することができる回数であることを特徴とする請求項４に記載の画像形成装置。
6. 前記複数回の前記画像形成工程の直前に実行されるそれぞれの前記第１トナー吐き出し工程における前記切替回数は、それぞれ同じ回数であることを特徴とする請求項５に記載の画像形成装置。
7. 前記第１状態と前記第２状態は、前記電源が前記帯電部材に印加する電圧値が互いに異なることを特徴とする請求項４〜６のいずれか１項に記載の画像形成装置。
8. 前記第１状態と前記第２状態は、一方が、前記電源の前記帯電部材に対する電圧印加がＯＮの状態、他方が、前記電源の前記帯電部材に対する電圧印加がＯＦＦの状態であることを特徴とする請求項４〜６のいずれか１項に記載の画像形成装置。
9. 前記第１状態と前記第２状態は、前記電源が前記帯電部材に印加する電圧の極性が互いに異なることを特徴とする請求項４〜６のいずれか１項に記載の画像形成装置。
10. 前記像担持体と、
    前記像担持体に形成された静電潜像を現像するためのトナーを担持する現像剤担持体と、
    前記現像剤担持体にトナーを供給する現像剤供給部材と、
    前記現像剤供給部材が前記現像剤担持体に供給するためのトナーを収容する現像剤容器と、
    を備え、画像形成装置の装置本体に対して着脱可能に構成されたカートリッジと、
    前記カートリッジが新品であることを検知する検知手段と、
    をさらに備えており、
    前記検知手段が前記カートリッジが新品であることを検知した後に最初に実行される前記調整工程は、前記トナー吐き出し工程が実行されることにより、前記トナー付着量が、前記最初に実行される前記調整工程の実行直前において許容される第３限界値以下にされた状態で、実行されることを特徴とする請求項１〜９のいずれか１項に記載の画像形成装置。
11. 前記第３限界値は、前記最初に実行される前記調整工程の終了直後の前記トナー付着量が前記第１限界値以下となる値であることを特徴とする請求項１０に記載の画像形成装置。
12. 前記最初に実行される前記調整工程の直前に実行される第３トナー吐き出し工程は、前記画像形成工程の直前に実行される第１トナー吐き出し工程よりも、前記電源が電圧印加状態を切り替える回数が多いことを特徴とする請求項１０または１１に記載の画像形成装置。
13. 前記最初に実行される前記調整工程の直前に実行される第３トナー吐き出し工程は、その後に実行される前記調整工程の直前に実行される第２トナー吐き出し工程よりも、前記電源が電圧印加状態を切り替える回数が多いことを特徴とする請求項１０〜１２のいずれか１項に記載の画像形成装置。
14. 前記現像剤容器は、
    収容したトナーを前記現像剤供給部材に送り出すための開口部と、
    前記カートリッジが新品のときに、前記開口部を封止するシール部材であって、新品の前記カートリッジが画像形成装置本体に装着されると、前記開口部を開封すべく前記開口部から取り除かれるシール部材と、
    を有し、
    前記最初に実行される前記調整工程の直前に実行される第３トナー吐き出し工程は、前記シール部材が前記開口部から取り除かれている間に実行されることを特徴とする請求項１０〜１３のいずれか１項に記載の画像形成装置。
15. 前記調整用トナー像は、画像濃度調整用または画像位置調整用のトナー像であることを特徴とする請求項１〜１４のいずれか１項に記載の画像形成装置

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