JP5755348B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、電子写真方式或いは静電記録方式を用いて像担持体上に形成されたトナー像を中間転写体に１次転写した後に転写材に２次転写する中間転写方式を採用した、複写機、プリンタなどの画像形成装置に関する。

従来、複写機やレーザービームプリンタなどの画像形成装置として、中間転写体を使用する中間転写方式の画像形成装置が知られている。中間転写方式の画像形成装置は、先ず、１次転写工程として、第１の像担持体としての感光体の表面に形成された可転写画像であるトナー像を、第２の像担持体としての中間転写体に転写する。この１次転写工程を、複数色のトナー像に関して繰り返し実行することにより、中間転写体の表面に複数色のトナー像を形成する。その後、２次転写工程として、これらの中間転写体の表面に形成された複数色のトナー像を、紙などの転写材の表面に一括して転写する。転写材に一括して転写された複数色のトナー像は、その後、定着手段により溶融混合されると共に転写材に定着され、これにより、転写材に記録画像としての例えばフルカラー画像が形成される。

又、２次転写工程後に中間転写体上に残留したトナー（２次転写残トナー）を回収する方法として、該残トナーを帯電部材により正規の帯電極性とは逆極性に帯電し、１次転写工程において感光体に逆転写して回収する方法が知られている（特許文献１参照）。

中間転写体上の２次転写残トナーを帯電させる帯電部材としては、コスト面などで優れるブラシ（帯電ブラシ）を好適に用いることができる。又、帯電ブラシなどのトナーを溜め込みやすい形状の帯電部材を用いる場合、２次転写残トナーの帯電を繰り返すことで、帯電部材にトナーが蓄積される。そのため、帯電部材のクリーニング工程を、非画像形成時の所定のタイミングとして、後回転動作時などに行うことが望ましい。

特開２００５−２８４１８６号公報

しかしながら、上述のように帯電ブラシを用いた画像形成装置では、帯電ブラシに蓄積されたトナーのクリーニングを行う場合であっても、印字シーケンスを行うたびに完全なクリーニングを行おうとすると、その度に非常に長い時間を要することがある。そのため、画像出力ができない時間（ダウンタイム）が長くなることがある。

従って、２次転写残トナーを帯電するために帯電ブラシを用いる場合、実質的には、トナーを溜め込み難いローラなどのように、１回の印字シーケンス内で十分にクリーニングすることが困難であることがある。そのため、中間転写体を回転させるだけで中間転写体上に吐き出される現象が発生する場合がある。そして、この現象が発生すると、中間転写体上に吐き出されたトナー上に、次ページ以降の画像が１次転写され、出力画像に悪影響を及ぼすことがある。

即ち、中間転写体の回転中における帯電ブラシからの望まないトナー吐き出しを抑制することが課題の１つとして挙げられる。

従って、本発明の目的は、中間転写体上のトナーを帯電する帯電部材から中間転写体への望まないトナーの付着に起因する画像不具合を抑制することのできる画像形成装置を提供することである。

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複数の像担持体と、回転可能であって、１次転写部において前記像担持体から１次転写されるトナー像を２次転写部において転写材へ２次転写するための中間転写体と、前記中間転写体の回転方向において前記２次転写部よりも下流側で、且つ、前記１次転写部よりも上流側に配置される帯電部材と、前記帯電部材に電圧を印加する電源と、を有し、前記中間転写体に残留した残留トナーを、前記電源から電圧が印加される前記帯電部材によってトナーの正規の極性とは逆極性に帯電し前記１次転写部において前記中間転写体から前記像担持体へと移動させることで前記中間転写体から回収する画像形成装置において、前記帯電部材は、前記中間転写体の移動中に、移動する前記中間転写体に対して先端が接触し続ける複数の繊維を備え、移動する前記中間転写体に対して固定配置される帯電ブラシであり、前記帯電時に前記帯電ブラシに捕集された前記残留トナーを前記帯電ブラシから前記中間転写体へ移動させて該移動させた前記残留トナーをその後前記中間転写体から前記像担持体へ移動させるトナー吐き出し制御を実行可能であり、前記２次転写を含む一連の画像形成工程の後に実行されるクリーニングのために前記中間転写体を回転させる後回転工程において前記トナー吐き出し制御は実行され、前記帯電ブラシは、前記中間転写体が移動を開始する前に前記中間転写体に接触しており、且つ、前記中間転写体の移動が開始される前のタイミングで前記電源によってトナーの正規の極性とは逆極性の電圧を印加され、前記中間転写体は、前記帯電ブラシにトナーの正規の極性とは逆極性の電圧が印加されている状態で移動を開始することを特徴とする画像形成装置である。

本発明によれば、中間転写体上のトナーを帯電する帯電部材から中間転写体への望まないトナーの付着に起因する画像不具合を抑制することができる。

本発明を適用し得る画像形成装置の一例の概略構成図である。 印字時におけるインピーダンス検知制御を示すフローの一例を示す図。 従来の２次転写残トナーの除去工程と１次転写制御工程とでの各バイアスの印加タイミングの一例を示すシーケンスチャート図である。 帯電ブラシクリーニング工程での各バイアスの印加タイミングの一例を示すシーケンスチャート図である。 実施例１における２次転写残トナーの除去工程と１次転写制御工程とでの各バイアスの印加タイミングを示すシーケンスチャート図である。 実施例２における２次転写残トナーの除去工程と１次転写制御工程とでの各バイアスの印加タイミングを示すシーケンスチャート図である。

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。

実施例１
［画像形成装置の全体構成及び動作］
図１は、本発明に係る画像形成装置の一実施例である電子写真方式を用いた中間転写方式のカラー画像形成装置の一例の概略構成図である。

画像形成装置１００は、複数の画像形成部として、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ための４個の画像形成部（ステーション）、即ち、第１、第２、第３、第４の画像形成部ＳＹ、ＳＭ、ＳＣ、ＳＫを有する。尚、本実施例の画像形成装置１００では、各画像形成部ＳＹ、ＳＭ、ＳＣ、ＳＫの構成及び動作は、それぞれが形成するトナー像の色を除いて実質的に共通である部分が多い。従って、以下の説明において、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示すために符号に与えた添え字Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋは省略して総括的に説明する。

画像形成部Ｓは、像担持体（静電潜像担持体）としてのドラム型の電子写真感光体、即ち、感光ドラム１を有する。感光ドラム１は、アルミなどから成る芯金の外周面に有機感光体（ＯＰＣ）又はＡ−Ｓｉ（アモルファスシリコン）、ＣｄＳ、Ｓｅ等から成る光導電体を塗布して構成される。本実施例では、有機感光体を用いた。各画像形成部Ｓの感光ドラム１は、後述する中間転写体としての中間転写ベルト１０に沿って順次配置されている。そして、感光ドラム１は、図示しないモーター等の駆動手段により、所定の外周速度（プロセス速度）で図示矢印Ｒ１方向（反時計回り）に回転駆動される。

画像形成部Ｓは、感光ドラム１の周囲に、１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（レーザースキャナ）３、現像手段としての現像装置４を有する。更に、画像形成部Ｓは、感光ドラム１の周囲に、１次転写手段を構成する１次転写部材（回転部材）としての１次転写ローラ６、クリーニング手段としてのクリーナ５を有する。クリーナ５は、クリーニング部材として感光ドラム１の表面のトナーを掻き取って除去するクリーニングブレード５１と、クリーニングブレード５１によって除去されたトナーを回収する廃トナー容器５２と、を有する。

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及びクリーナ５とは、一体的にカートリッジ化されて、画像形成装置本体（装置本体）に着脱可能なプロセスカートリッジを構成していてよい。これにより、プロセスカートリッジを交換することによって、残余トナーなどが回収された廃トナー容器５２を一緒に交換することができる。尚、プロセスカートリッジとは、電子写真感光体と、電子写真感光体に作用するプロセス手段としての帯電手段、現像手段及びクリーニング手段のうちの少なくとも１つと、を一体的にカートリッジ化して画像形成装置の本体に対して着脱可能としたものである。

各画像形成部Ｓの感光ドラム１に対向するように、中間転写体としての無端ベルト状に形成された中間転写ベルト（Intermediate Tranfer Belt：ＩＴＢ）が配置されている。中間転写ベルト１０の材料としては、ＥＰＤＭ（エチレン・プロピレン・ジエン）、ＮＢＲ（ニトリル・ブタジエンゴム）、ウレタン、シリコーンゴムなどのゴムを好適に用いることができる。又は、中間転写ベルト１０の材料としては、次のような樹脂を好適に用いることができる。ＰＩ（ポリイミド）、ＰＡ（ポリアミド）、ＰＣ（ポリカーボネート）、ＰＶＤＦ（ポリフッ化ビニリデン）、ＥＴＦＥ（エチレン・テトラフルオロエチレンコポリマー）、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）、ＰＣ／ＰＥＴ、ＥＴＦＥ／ＰＣなどである。本実施例では、中間転写ベルト１０は、電気抵抗値（体積抵抗率）が１０¹¹Ω・ｃｍに調整された、ＰＶＤＦで形成された無端ベルト状のフィルムを用いた。中間転写ベルト１０は、複数の支持部材としての駆動ローラ１１ａ、２次転写対向ローラ１１ｂ、テンションローラ１１ｃの３本のローラ（支持ローラ）に張架されている。そして、中間転写ベルト１０は、駆動ローラ１１ａが図示しないモーター等の駆動手段により回転駆動されることにより、図示矢印Ｒ２方向（時計回り）に所定の外周速度（プロセス速度）で周回移動する。

中間転写ベルト１０を挟んで感光ドラム１と対向する位置に、１次転写ローラ６が配置されている。１次転写ローラ６は、軸上に導電性スポンジ層を設けて構成されている。又、１次転写ローラ６は、中間転写ベルト１０を介して感光ドラム１に接している。即ち、１次転写ローラ６は、中間転写ベルト１０の内周面側において中間転写ベルト１０を感光ドラム１に向けて押圧し、中間転写ベルト１０と感光ドラム１とが接触する１次転写部（１次転写ニップ部）Ｎ１を形成する。

又、中間転写ベルト１０を挟んで２次転写対向ローラ１１ｂと対向する位置には、２次転写手段を構成する２次転写部材（回転部材）としての２次転写ローラ８が配置されている。２次転写ローラ８は、中間転写ベルト１０に当接して２次転写部（２次転写ニップ部）Ｎ２を形成する。

次に、フルカラーの画像形成工程について説明する。感光ドラム１は図示しない駆動手段によって図示矢印Ｒ１方向に回転駆動され、帯電ローラ２により所定の電位に均一に帯電される。次いで、露光装置３により露光が開始され、各画像形成部Ｓに対応する各色の画像模様を示す信号に従った光が、表面を均一に帯電された感光ドラム１上に走査されて、感光ドラム１上に静電像（潜像）が形成される。この時、中間転写ベルト１０上の画像を転写させたい位置（以下、「中間転写体上画像部」という）に画像が転写されるように、中間転写体上画像部の先端が各画像形成部Ｓの１次転写部Ｎ１に進入するタイミングと同期をとって、露光が開始される。尚、潜像形成タイミングと中間転写体上画像部の先端が各画像形成部Ｓの１次転写部Ｎ１に進入するタイミングとの同期は、ＴＯＰセンサ（図示せず）が中間転写ベルト１０上に設けたＴＯＰシール（図示せず）を検知するタイミングを監視することによって行う。

潜像形成開始後、更に感光ドラム１が図示矢印Ｒ１方向に回転すると、現像装置４によって現像が行われる。現像装置４は、感光ドラム１との対向部に、現像剤担持体としての所定の回転速度で回転する現像ローラを有する。そして、現像装置４の内部で常に供給され続けることにより現像ローラの表面に担持された、負極性（本実施例におけるトナーの正規の帯電極性）に帯電したトナーによって、感光ドラム１上の潜像は可視化される。この時、現像装置４の現像ローラと感光ドラム１との間の電位差、即ち、現像バイアスによって、感光ドラム１上の非潜像形成部では、負極性のトナーは現像装置４から感光ドラム１に転移しない。これに対し、感光ドラム１上の潜像を形成した部分のみ電位差が変化し、トナーが感光ドラム１に転移する。そのため、感光ドラム１の表面の潜像形成部のみがトナーによって可視化される。尚、通常、現像バイアスは現像電圧印加手段としての現像バイアス電源（高圧電源）によって現像ローラに印加される。

尚、本実施例では、現像装置４は、反転現像方式により静電像を現像する。即ち、現像装置４は、感光ドラム１の帯電極性と同極性である正規の極性に帯電したトナーを、帯電処理された後に露光によって電荷が減衰した感光ドラム１上の部分（明部）に付着させて、感光ドラム１上にトナー像を形成する。現像装置４は、これに限定されるものではないが、現像剤として、例えば、非磁性１成分現像剤、即ち、トナーを好適に用いることができる。

感光ドラム１上に現像されたトナー像は、更に感光ドラム１が図示矢印Ｒ１方向に回転し、１次転写部Ｎ１に来た時に、中間転写ベルト１０に転写（１次転写）される。この時、１次転写ローラ６には、感光ドラム１の芯金を対向電極として、１次転写電圧印加手段としての１次転写バイアス電源（高圧電源）７から、正極性（本実施例のトナーの正規の帯電極性とは逆極性）の１次転写バイアスが印加される。これによって、前述の方法で同期をとって１次転写部Ｎ１に進入する中間転写体上画像部に、感光ドラム１からトナー像が１次転写される。１次転写バイアスによって、１次転写部Ｎ１には、正規の帯電極性に帯電したトナーを感光ドラム１から中間転写ベルト１０へ向かわせる方向（極性）の電界が形成される。

フルカラー画像形成時には、上述の帯電、露光、現像、１次転写の各工程が、第１〜第４の画像形成部ＳＹ、ＳＭ、ＳＣ、ＳＫにおいて行われ、４色の画像は全て中間転写体上画像部に順次１次転写される。これにより、中間転写ベルト１０上で４色のトナー像の位置は一致している。

１次転写工程後に感光ドラム１上に残留したトナー（１次転写残トナー）は、クリーニングブレード５１を感光ドラム１に当接させて掻き取るクリーナ５によりクリーニングされる。

尚、１次転写工程が常に高転写効率、低再転写率などの条件を満たし、良好に行うためには、１次転写バイアス電源７から１次転写ローラ６に印加する正極性の１次転写バイアスを、環境やパーツの特性などを考慮した最適な値に常に保つことが望まれる。本実施例の画像形成装置１００は、１色目の１次転写部Ｎ１Ｙにおける転写電流を検知する転写電流検知装置（図示せず）を有する。又、本実施例の画像形成装置１００は、該転写電流検知装置からの検知結果を参照して、各１次転写バイアス電源７に所定電圧を印加させることができる、１次転写バイアス制御手段１４を有する。転写電流検知装置は、第１の画像形成部ＳＹの１次転写バイアス電源７に内蔵されるか又は接続された電流検知回路として構成することができる。又、本実施例では、画像形成装置１００の動作を統括的に制御する制御部のコントローラ１４が、上記１次転写バイアス制御手段の機能を備えている。

尚、インピーダンス検知は、本実施例のように所定電圧印加時の電流検知結果を用いて行うことに限定されるものではなく、所定電流を流した時の電圧検知結果を用いて行ってもよい。この場合、上記電流検知装置の代わりに電圧検知装置（電圧検知回路）を設ければよい。

次に、上記転写電流検知装置、１次転写バイアス制御手段１４を用いて１次転写時に最適な１次転写バイアスを印加するための１次転写制御工程について説明する。

１次転写制御工程は、画像印字の前に１色目の１次転写部のインピーダンスを検知する制御（以下、「インピーダンス検知制御」という）と、該制御によるインピーダンス検知結果を用いて最適な１次転写バイアスを計算して１次転写時に印加する制御とから成る。インピーダンス検知制御は、より具体的には、次に示す方法で行う。

図２はインピーダンス検知制御を示すフロー図である。インピーダンス検知制御は、粗調制御と微調制御とから成り、目標電流Ｉを実現する電圧Ｖａを導出してインピーダンスを求める。先ず、粗調制御では、電圧初期値Ｖ０を印加し、電流検知結果Ｉ１と目標電流Ｉとを比較し、その差の絶対値がＩｓ１以上であれば、電流検知結果Ｉ１を目標電流Ｉに近づける方向に電圧出力をＶ１シフトさせる。以下同様に繰り返し、電流検知結果Ｉ１と目標電流Ｉとの差の絶対値がＩｓ１未満になったら粗調制御を終える。次に、微調制御に移行し、粗調制御終了時の電圧を印加して、電流検知結果Ｉ２と目標電流Ｉとを比較し、その差の絶対値がＩｓ２以上であれば、電流検知結果Ｉ２を目標電流Ｉに近づける方向に電圧出力をＶ２シフトさせる。以下同様に繰り返し、電流検知結果Ｉ２と目標電流Ｉとの差の絶対値がＩｓ２未満になった時、その電圧を目標電流実現電圧Ｖａとし、インピーダンスをＶａ／Ｉと決定することで微調制御を終える。

そして、インピーダンス検知結果を参照して、１次転写バイアス制御手段１４は、１次転写時に所望の電流が流れるような値の電圧を印加する。以上が１次転写制御工程である。

４色のトナー像が中間転写ベルト１０上に１次転写されると、中間転写ベルト１０の回転と同期を取って、転写材搬送手段としてのレジストローラ１２から２次転写部Ｎ２へと転写材Ｐが搬送される。２次転写部Ｎ２では、１次転写ローラ６と同様の構成の２次転写ローラ８が転写材Ｐを介して中間転写ベルト１０に当接する。そして、２次転写対向ローラ１１ｂを対向電極として、図示しない２次転写電圧印加手段としての２次転写バイアス電源（高圧電源）から、２次転写ローラ８に、正極性（本実施例のトナーの正規の帯電極性とは逆極性）の２次転写バイアスが印加される。これによって、中間転写ベルト１０上の４色のトナー像は、一括して転写材Ｐ上に転写（２次転写）される。２次転写バイアスによって、２次転写部Ｎ２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１０から転写材Ｐへ向かわせる方向（極性）の電界が形成される。

４色のトナー像が２次転写された転写材Ｐは、定着手段としての定着装置１３によって加熱、加圧されて、その上のトナー像が溶融固着される。これにより、記録画像としてのカラー画像が得られる。

又、画像形成装置１００は、中間転写ベルト１０に接触し、中間転写ベルト１０上のトナーを帯電する帯電手段を構成するブラシ形状の帯電部材である帯電ブラシ９を有する。更に、画像形成装置１００は、帯電ブラシに電圧を印加する帯電電圧出力手段としての帯電バイアス電源（高圧電源）９０を有する。帯電ブラシ９は、中間転写ベルト１０の移動方向において２次転写ローラ８（２次転写部）よりも下流側且つ複数の画像形成部Ｓのうち最上流の画像形成部ＳＹ（その１次転写部）よりも上流側において中間転写ベルト１０上のトナーに電荷を付与する。より詳しくは、本実施例では、帯電ブラシ９は、駆動ローラ１１ａに対向する位置で中間転写ベルト１０に接触して帯電部（接触部）Ｎ３を形成している。

そして、２次転写工程後に中間転写ベルト１０上に残留したトナー（２次転写残トナー）には、帯電ブラシ９により、正極性（本実施例のトナーの正規の帯電極性とは逆極性）の電荷が均一に付与される。この時、帯電ブラシ９には、帯電バイアス電源９０より正極性の電圧が印加される。続いて、２次転写残トナーは、１色目の１次転写部Ｎ１Ｙへ進む。ここで、２次転写残トナーは、次のページ以降の１次転写のために正極性（本実施例のトナーの正規の帯電極性とは逆極性）の１次転写バイアスが印加された１次転写ローラ６Ｙによって感光ドラム１Ｙへ静電的に転写され、中間転写ベルト１０より除去される。即ち、帯電ブラシ９によって帯電されたトナーが、中間転写ベルト１０から感光ドラム１上に１次転写と同時に転写される。２次転写残トナーの除去工程では、１次転写部Ｎ１Ｙには、正規の帯電極性とは逆極性に帯電したトナーを中間転写ベルト１０から感光ドラム１Ｙへ向かわせる方向（極性）の電界が形成される。そして、この感光ドラム１Ｙへ転写された２次転写残トナーは、クリーナ５Ｙに回収され、中間転写ベルト１０上の２次転写残トナーの除去は完了する。

帯電ブラシ９は、本実施例では、より具体的には、基体に導電性繊維を植毛した構成を有し、導電性繊維を中間転写ベルト１０の長手方向全体にわたって万遍なく接触させ、これに高圧を印加することによりトナーの帯電を行う。

このように、本実施例では、画像形成装置１００は、２次転写位置Ｎ２より下流且つ１次転写位置Ｎ１Ｙより上流に帯電ブラシ９を有し、２次転写の後に中間転写ベルト１０上に残ったトナーを所定の極性に帯電する２次転写残トナー帯電工程を有する。

ここで、図３は、後述する本発明に従う本実施例の制御との対比の目的で、従来の２次転写残トナーの除去工程と１次転写制御工程とを示すシーケンスチャート図である。図中、インピーダンス検知制御を「Ｉｍｐ」、１次転写バイアス印加を「Ｔｒ１」、２次転写バイアス印加を「Ｔｒ２」で示した。又、図中、帯電ブラシ９のバイアス印加による２次転写残トナーの帯電を「Ｃｈ２」、１次転写バイアス印加による、２次転写残トナーの１次転写部における回収を「ＲＥＴ」で示した。更に、図中、中間転写ベルト１０上の帯電ブラシ９の接触部Ｎ３から１色目の１次転写部Ｎ１Ｙまでの移動時間（回転時間）を「ＴＣ１」で示した。

画像を形成するための一連の動作、即ち、印字シーケンスは、次のような前回転工程と、連続画像形成工程と、後回転工程とから成る。前回転工程は、インピーダンス検知制御などを行う。連続画像形成工程は、画像形成工程、２次転写残トナー除去工程の繰り返しによって画像形成工程を繰り返して行う。後回転工程は、該連続画像形成工程の後に、第２の像担持体のクリーニングを行う。

又、帯電ブラシ９は、２次転写残トナーの帯電を繰り返すことで、ブラシの隙間にトナーが蓄積されるため、帯電ブラシ９をクリーニングする帯電ブラシクリーニング工程を行うことが望ましい。

図４は帯電ブラシクリーニング工程を示すタイミングチャート図である。図中、「ＣｈＰＣ」は帯電ブラシ９への正極性バイアス印加を、「ＣｈＮＣ」は帯電ブラシ９への負極性バイアス印加を、「ＣｈＣＲＥＴ」は１次転写ローラ６への負極性バイアスの印加を示す。「ＴＣ１」は図３と同様である。

更に説明すると、「ＣｈＰＣ」、「ＣｈＮＣ」は、中間転写ベルト１０の駆動時間帯で、帯電ブラシ９に正極性、負極性のバイアスを交互に印加することを示している。このバイアス印加によって、２次転写残トナーの帯電時に正極性に帯電しきれず帯電ブラシ９に蓄積した負極性のトナーが、中間転写ベルト１０上に吐き出される。このトナーは、「ＣｈＣＲＥＴ」で示す、１色目の１次転写部Ｎ１Ｙの１次転写ローラ１Ｙに対する負極性（本実施例のトナーの正規の帯電極性と同極性）のバイアスの印加によって、感光ドラム１Ｙへ静電的に転写され、中間転写ベルト１０より除去される。帯電ブラシクリーニング工程では、１次転写部Ｎ１Ｙ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１０から感光ドラム１Ｙへ向かわせる方向（極性）の電界が形成される。そして、感光ドラム１Ｙへ転写された、帯電ブラシ９から吐き出されたトナーは、クリーナ５Ｙに回収され、帯電ブラシクリーニング工程は完了する。尚、通常、帯電ブラシクリーニング工程は印字シーケンスの後回転工程などで行う。

具体的には、一例としてフルカラー普通紙印字モードの１次転写制御工程は、次の設定で実行することができる。即ち、１ページ目の１色目の１次転写の前の時間帯で、電圧初期値Ｖ０を３００Ｖ、目標電流Ｉを５μＡ、Ｉｓ１を０．５μＡ、Ｖ１を２０Ｖ、Ｉｓ２を０．１μＡを、Ｖ２を５Ｖとしてインピーダンス検知制御を行う。そして、１次転写時には、転写電流が１色目で４μＡ、２〜４色目で５μＡとなるよう、それぞれ電圧を計算して印加する。電圧印加は１ページ目の１次転写以降、シーケンス終了まで行う。

又、図３に示す２次転写残トナーの除去工程は、具体的には、例えば次の設定で実行することができる。即ち、帯電ブラシ９に対する１．２ｋＶの帯電バイアスの印加を、２次転写残トナーの帯電時にのみ行う。１次転写部Ｎ１では、中間転写ベルト１０への画像の１次転写と、感光ドラム１へのトナーの回収とが行われる。

更に、図４に示す帯電ブラシクリーニング工程は、具体的には、例えば次の設定で実行することができる。即ち、帯電ブラシ９に＋３００Ｖ、−３００Ｖの電圧を２００ｍｓずつ交互に３回ずつ印加して、蓄積したトナーを中間転写ベルト１０に吐き出す。そして、１次転写部Ｎ１で−５００Ｖの電圧を印加することで、中間転写ベルト１０上のトナーを感光ドラム１に回収する。

［帯電ブラシに対する電圧印加］
上述のように、中間転写ベルト１０上のトナーを帯電する部材としてコスト面などで優れるブラシを用いることができる。そして、このような画像形成装置１００において、印字１ページ毎に２次転写残トナー回収工程を行うことによって、２次転写残トナーが次のページ以降の印字画像のトナーと中間転写ベルト１０上で重なって画像不良を発生させることを抑制することができる。又、このような画像形成装置１００において、中間転写ベルト１０のインピーダンスを考慮した適当な１次転写バイアスを印加することで、高画質な画像を提供することができる。

しかしながら、前述したように、帯電ブラシ９などのトナーを溜め込みやすい形状の帯電部材を用いる場合、帯電ブラシクリーニング工程を実行しても、１回の印字シーケンス内で良好にクリーニングすることが困難である場合がある。そのため、中間転写ベルト１０の回転中の帯電ブラシ９からの望まないトナー、主に帯電ブラシ９に蓄積した負極性のトナーの吐き出しに起因する画像不具合が発生する場合がある。

そこで、本実施例では、帯電ブラシ９に印加する電圧は、以下に詳しく説明するようにして制御する。

図５は、本実施例の印字シーケンスにおける、望まないトナー吐き出しを抑制する手段としての、１次転写プロセス以降における各バイアスの印加タイミングを示す図である。図中、「ＣｈＢ」は、「Ｃｈ２」で示す２次転写残トナーの帯電時以外の時間帯での帯電ブラシ９へのバイアス印加を示す。その他の記号は図３と同様である。

図５に示す本実施例の印字シーケンスは、基本的には図３に示す従来のものと同様の工程を有し、帯電ブラシ９へのバイアス印加タイミングが本実施例に特有のものである。

更に説明すると、「ＣｈＢ」は、中間転写ベルト１０の駆動時間帯で、且つ、「Ｃｈ２」以外の時間帯で常に、正極性バイアスを帯電ブラシ９に印加することを示している。このバイアス印加によって、帯電ブラシ９からのトナー吐き出しを常に抑制することができる。これにより、中間転写ベルト１０の回転中に帯電ブラシ９から不意に吐き出されたトナーの上に画像が１次転写されることによる画像不良を抑制することができる。

尚、１度の印字シーケンス内に限っていえば、帯電ブラシ９に対するバイアス印加（トナー吐き出し抑制制御）を常に行わなくとも、中間転写ベルト１０上の画像が１次転写される領域のみについて行えばよい。但し、印字シーケンス後に、中間転写ベルト１０上に帯電ブラシ９から吐き出されたトナーが残ると、長期放置した際などにトナーの極性が変化し、クリーニングが困難になる場合がある。そのため、画像不良などの問題を引き起こしやすくなると考えられる。従って、帯電ブラシ９に対するバイアス印加（トナー吐き出し抑制制御）は常に行うことが望ましい。このように、好ましくは、中間転写ベルト１０の回転中は、常に、帯電ブラシ９に中間転写ベルト１０上の２次転写トナーを帯電させる帯電電圧と同じ極性の所定の電圧が印加される。ここで、帯電ブラシ９に中間転写ベルト１０上の２次転写残トナーを帯電させる帯電電圧と同じ極性の所定の電圧が印加されるよりも前に、中間転写ベルト１０が移動を開始することを禁止するようにすることができる。これにより、より確実に、帯電ブラシ９によって所定の電圧を印加された中間転写ベルト１０上の領域が１次転写部Ｎ１を通過する時間帯に１次転写工程を行うことができる。或いは、少なくとも印字シーケンス終了後に中間転写ベルト１０の周上にトナーが残っていないように、中間転写ベルト１０の最後の１周で、上記吐き出し抑制制御と中間転写ベルト１０のクリーニング工程（２次転写残トナー除去工程）を行っても良い。

具体的には、一例として、２次転写残トナーの帯電時（「ＣＨ２」）は、帯電ブラシ９に対して１．２ｋＶのバイアスの印加を行う。又、中間転写ベルト１０の駆動時間帯で２次転写残トナーの帯電を行わない時（「ＣｈＢ」）は、帯電ブラシ９に対してトナー吐き出し抑制のために１．０ｋＶのバイアスの印加を行う。このように、「ＣｈＢ」において帯電ブラシ９に印加するバイアスは、「ＣＨ２」において帯電ブラシ９に印加するバイアスと同極性であれば、バイアス値は異なっていてもよい。

上述のように、本実施例では、画像形成装置１００は、トナー像を担持する感光ドラム１と、移動可能な中間転写ベルト１０と、感光ドラム１上のトナー像を中間転写ベルト１０上に１次転写する１次転写ローラ６と、を有する。又、画像形成装置１００は、中間転写ベルト１０上のトナー像を転写する２次転写ローラ８と、中間転写ベルト１０に接触し、中間転写ベルト１０上のトナーを帯電するブラシ形状の帯電ブラシ９と、帯電ブラシ９に電圧を印加する電源９０と、を有する。ここで、中間転写ベルト１０の移動方向において、帯電ブラシ９は２次転写ローラ８の下流側で１次転写ローラ１の上流側に配置され、電源９０は中間転写ベルト１０上のトナーを帯電するための帯電電圧を出力する。そして、本実施例では、直後に１次転写が行われる中間転写ベルト１０上の領域の全てが帯電ブラシ９と接触する領域Ｎ３を通過する間中、帯電ブラシ９には上記帯電電圧と同じ極性の電圧が印加されるように制御する。好ましい一実施態様では、帯電ブラシ９に上記帯電電圧と同じ極性の電圧が印加されるよりも前に、中間転写ベルト１０が移動を開始することを禁止する。又、換言すれば、本実施例では、１次転写が行われる直前に、上記帯電電圧と同じ極性の電圧が帯電ブラシ９に印加されている間に帯電ブラシ９と接触する領域以外の中間転写ベルト１０上の領域には、１次転写を行うことを禁止するよう制御する。

本実施例では、画像形成装置１００の動作は、装置本体に設けられた制御手段としてのコントローラ１４が統括的に制御する。特に、本実施例に関連して、コントローラ１４は、上述のように１次転写バイアス制御手段１４として機能して１次転写バイアス電源７の電圧出力の開始／停止、出力電圧値（その極性切り替えを含む）を行う。又、本実施例に関連して、コントローラ１４は、帯電バイアス電源９０の電圧出力の開始／停止、出力電圧値（その極性切り替えを含む）を行う。更に、コントローラ１４は、上記中間転写ベルト１０の駆動を禁止する制御、更には中間転写ベルト１０上の帯電ブラシ９により所定の電圧が印加された領域を認識してその領域以外の領域に１次転写が行われることを禁止する制御などを実行することができる。コントローラ１４は、コントローラ１４に内蔵されるか又はコントローラ１４に接続された記憶手段に記憶されたプログラムに従って制御を行う。

ここで、本実施例では、帯電バイアス電源９０は、電圧出力部として正極性電圧出力部９１と負極性電圧出力部９２とを有する。本実施例では、正極性電圧出力部９１が、中間転写ベルト１０上の２次転写残トナーを帯電するための帯電電圧を出力する。又、本実施例では、負極性電圧出力部９２が、帯電ブラシクリーニング工程で帯電ブラシ９からトナーを中間転写ベルト１０へ吐き出すための電圧を出力する。又、帯電バイアス電源９０は、電圧出力部から出力する電圧の極性を切り替える切り替え手段９３を有する。

又、本実施例では、少なくとも第１の画像形成部ＳＹの１次転写バイアス電源７Ｙは、電圧出力部として正極性電圧出力部７１と負極性電圧出力部７２とを有する。本実施例では、正極性電圧出力部７１が、感光ドラム１Ｙから中間転写ベルト１０へのトナー像の１次転写、及び中間転写ベルト１０から感光ドラム１への２次転写残トナーの逆転写のための電圧を出力する。又、本実施例では、負極性電圧出力部７２が、帯電ブラシクリーニング工程で帯電ブラシ９から吐き出されたトナーを中間転写ベルト１０から感光ドラム１Ｙへ逆転写するための電圧を出力する。又、２次転写バイアス電源７Ｙは、電圧出力部から出力する電圧の極性を切り替える切り替え手段７３を有する。

尚、本実施例では、中間転写ベルト１０からのトナーを回収する画像形成部は、２次転写残トナー除去工程及び帯電ブラシクリーニング工程のいずれにおいても、中間転写ベルト１０の移動方向において最上流の第１の画像形成部Ｓであるものとした。しかし、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、帯電ブラシクリーニング工程において帯電ブラシ９から吐き出されたトナーを、第１の画像形成部以外の画像形成部で回収することができる。この場合、図１に示すように、第１の画像形成部以外の画像形成部（全て又は一部）の１次転写バイアス電源７を、上記本実施例における第１の画像形成部の１次転写バイアス電源と同様の構成とすることができる。

以上説明したように、本実施例によれば、不意に帯電ブラシ９からトナーが吐き出されることによって中間転写ベルト１０が汚れること、又その面を画像形成に使用することで画像不良が発生することを抑制して、良好な画質を得ることができる。特に、２次転写残トナーを帯電する部材としてブラシなどのトナーを溜め込みやすい形状のものを用いた場合に非常に有効である。

即ち、本実施例によれば、中間転写体の回転中の帯電部材からの望まないトナー吐き出しに起因する画像不良を、１回の印字シーケンス内で抑制することができる。従って、本実施例によれば、中間転写体上の残留トナーを帯電する帯電部材から中間転写体への望まないトナーの付着に起因する画像不具合を抑制することができる。

実施例２
次に、本発明の他の実施例について説明する。本実施例の画像形成装置の基本的な構成及び動作は実施例１のものと同じである。従って、実施例１のものと同一又はそれに相当する機能、構成を有する要素には同一符号を付して、詳しい説明は省略する。

例えば電気抵抗値（体積抵抗率）が１０¹⁰〜１０¹³Ω・ｃｍの高抵抗の中間転写ベルト１０を用いる場合、帯電ブラシ９で帯電を行うと、中間転写ベルト１０がチャージアップし、帯電前に比べ中間転写ベルト１０の表面の電位が変化する。そして、実施例１で説明したようなインピーダンス検知制御において、中間転写ベルト１０のチャージアップした領域が１次転写部Ｎ１に進入した場合と、そうでない領域が１次転写部Ｎ１に進入した場合とでは、同じ電圧を印加しても検知電流が異なる。

連続印字中は、１次転写工程の時間帯にチャージアップした中間転写ベルト１０の領域が１次転写部Ｎ１に進入する。従って、上記の如きチャージアップによる検知電流の違いを考慮すると、インピーダンス検知時に、中間転写ベルト１０上のチャージアップした領域が１次転写部Ｎ１を通過するようにすることが望ましい。これにより、印字時と同条件にし、適切なインピーダンス検知を行うことができる。しかし、従来は、チャージアップしていない領域が１次転写部Ｎ１を通過している時にインピーダンス検知を行っているため（図３参照）、連続印字中の１次転写バイアスが不適当になり、転写不良などの不具合が発生する場合があった。

即ち、１次転写時とインピーダンス検知時とにおける、１次転写部Ｎ１に進入する中間転写ベルト１０の表面電位の差をなくすことが課題の１つとして挙げられる。

図６は、本実施例の印字シーケンスにおける１次転写プロセス以降における各バイアスの印加タイミングを示す図である。図中、「ＣｈＩｍｐ」、「ＣｈＴ」は、帯電ブラシ９へのバイアス印加を示す。その他の記号は図３と同様である。

尚、本実施例では、画像形成装置１００は、高抵抗の中間転写ベルト１０を用いている。

図６に示す本実施例における印字シーケンスは、基本的には図３に示す従来のものと同様の工程を有し、帯電ブラシ９へのバイアス印加タイミングが本実施例に特有のものである。

更に説明すると、「ＣｈＩｍｐ」、「ＣｈＴ」はそれぞれ、１次転写部Ｎ１で「Ｉｍｐ」、「Ｔｒ１」におけるバイアスが印加される中間転写ベルト１０上の部分に、予め帯電ブラシ９でバイアスを印加することを示している。「ＣｈＩｍｐ」、「ＣｈＴ」の両バイアス値を同じバイアス値にすることによって、１次転写部で「Ｉｍｐ」、「Ｔｒ１」のバイアスが印加される中間転写ベルトの部分を、中間転写ベルトの抵抗値に関わらず常に同じチャージアップ状態に保つことができる。こうすることで、インピーダンス検知制御（「Ｉｍｐ」）において１次転写部Ｎ１に進入する中間転写ベルト１０の表面電位を、印字時（「Ｔｒ１」）と一致させることができる。従って、そのインピーダンス検知制御における検知結果を反映して決定した１次転写バイアスは、印字に適した値となり、良好な画像を得ることができる。

具体的には、一例として中間転写ベルト１０の電気抵抗値（体積抵抗率）が１０¹²Ω・ｃｍである場合に、帯電ブラシ９に対して、「ＣｈＩｍｐ」と各ページの「ＣｈＴ」、「Ｃｈ２」の全てで１．２ｋＶのバイアスの印加を行う。

このように、例えば中間転写ベルト１０の体積抵抗率が１０¹⁰〜１０¹³Ω・ｃｍであり、１次転写部Ｎ１に設けられた電流検知回路を用いて１次転写部Ｎ１のインピーダンスを検知する工程を有する場合に、本実施例は非常に有効である。即ち、本実施例によれば、上記インピーダンスを検知する工程と、１次転写工程との両方を、帯電ブラシ９によって所定の電圧を印加された中間転写ベルト１０上の領域が、１次転写部Ｎ１を通過する時間帯に行うことができる。

以上説明したように、本実施例によれば、インピーダンス検知制御と１次転写とのそれぞれの時間帯に１次転写部Ｎ１を通過する中間転写ベルト１０上の領域を、予め同じ値のバイアスを帯電ブラシ９に印加することよって帯電させる。これにより、インピーダンス検知制御時において１次転写部Ｎ１に進入する中間転写ベルト１０の表面電位を、印字時と一致させることができ、中間転写ベルト１０の抵抗によらず良好な１次転写性を実現することができる。

即ち、本実施例によれば、比較的高抵抗な中間転写ベルト１０を用いた場合に、中間転写ベルト１０の抵抗に起因して１次転写制御工程が不正確になり、画像不良が発生する虞を低減することができる。

又、中間転写ベルト１０上の画像が１次転写される領域については、帯電ブラシ９により帯電されて、帯電ブラシ９からの望まないトナー吐き出しの抑制も行われている。従って、実施例１にて説明したのと同様のメカニズムで、１度の印字シーケンス内であれば、不意に帯電ブラシ９から吐き出されたトナー上に画像が１次転写されることによる画像不良を抑制することができる。又、実施例１にて説明したように常時帯電ブラシ９にバイアスを印加すれば、常に帯電ブラシ９からの望まないトナー吐き出しを抑制することもできる。

以上、本発明を具体的な実施例に則して説明したが、本発明は上述の各実施例の態様に限定されるものではない。例えば、本発明は、トナーを溜め込みやすいスポンジローラなどを採用した場合にも同様の効果が得られる。

１ 感光ドラム
６ １次転写ローラ
７ １次転写バイアス電源
８ ２次転写ローラ
９ 帯電ブラシ
９０ 帯電バイアス電源

Claims (6)

1. トナー像を担持する複数の像担持体と、回転可能であって、１次転写部において前記像担持体から１次転写されるトナー像を２次転写部において転写材へ２次転写するための中間転写体と、前記中間転写体の回転方向において前記２次転写部よりも下流側で、且つ、前記１次転写部よりも上流側に配置される帯電部材と、前記帯電部材に電圧を印加する電源と、を有し、前記中間転写体に残留した残留トナーを、前記電源から電圧が印加される前記帯電部材によってトナーの正規の極性とは逆極性に帯電し前記１次転写部において前記中間転写体から前記像担持体へと移動させることで前記中間転写体から回収する画像形成装置において、
   前記帯電部材は、前記中間転写体の移動中に、移動する前記中間転写体に対して先端が接触し続ける複数の繊維を備え、移動する前記中間転写体に対して固定配置される帯電ブラシであり、
   前記帯電時に前記帯電ブラシに捕集された前記残留トナーを前記帯電ブラシから前記中間転写体へ移動させて該移動させた前記残留トナーをその後前記中間転写体から前記像担持体へ移動させるトナー吐き出し制御を実行可能であり、前記２次転写を含む一連の画像形成工程の後に実行されるクリーニングのために前記中間転写体を回転させる後回転工程において前記トナー吐き出し制御は実行され、
   前記帯電ブラシは、前記中間転写体が移動を開始する前に前記中間転写体に接触しており、且つ、前記中間転写体の移動が開始される前のタイミングで前記電源によってトナーの正規の極性とは逆極性の電圧を印加され、前記中間転写体は、前記帯電ブラシにトナーの正規の極性とは逆極性の電圧が印加されている状態で移動を開始することを特徴とする画像形成装置。
2. 前記帯電ブラシによって帯電されたトナーが、前記中間転写体から前記像担持体上に前記１次転写と同時に転写されることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記トナー吐き出し制御では、前記電源から前記帯電ブラシに、トナーの正規の極性とは逆極性の電圧とトナーの正規の極性と同極性の電圧を交互に印加することで、前記帯電ブラシに捕集された前記残留トナーを前記中間転写体に移動させることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の画像形成装置。
4. 前記電源は、前記中間転写体の移動中であって前記トナー吐き出し制御が実行されるタイミング以外は、トナーの正規の極性とは逆極性の電圧を前記帯電ブラシに印加することを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の画像形成装置。
5. 前記中間転写体は、移動可能な無端状の中間転写ベルトであることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の画像形成装置。
6. 前記中間転写ベルトを駆動する駆動ローラを備え、前記帯電ブラシは前記中間転写ベルトを介して前記駆動ローラに対向することを特徴とする請求項５に記載の画像形成装置。

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