JP5137411B2

JP5137411B2 - 画像形成装置

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Publication number: JP5137411B2
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Inventors: 寧竹内
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Description

本発明は、像担持体上のトナー像を中間転写体へ一次転写し、一次転写部材にトナーと同極性の電圧が印加される一次転写領域を通過したトナー像が、像担持体のクリーニング装置によって除去される画像形成装置に関する。詳しくは、トナー像が一次転写領域を通過する際に一次転写部材に印加されるトナーと同極性の電圧の制御に関する。

また、本発明は、像担持体上のトナー像を記録材担持体に担持された記録材へ転写し、転写部材にトナーと同極性の電圧が印加される転写領域を通過したトナー像が、像担持体のクリーニング装置によって除去される画像形成装置に関する。詳しくは、トナー像が転写領域を通過する際に転写部材に印加されるトナーと同極性の電圧の制御に関する。

帯電したトナーを用いて感光ドラムに形成したトナー像を記録材担持ベルトに担持させた記録材又は中間転写ベルトに転写する画像形成装置が実用化されている。このような画像形成装置では、画質安定化を目的として、記録材に転写されない吐き出しトナー像を感光ドラムに形成する場合がある。

特許文献１には、記録材に転写する画像形成に先立つ前回転時の感光ドラムに吐き出しトナー像を形成する画像形成装置が示される。ここでは、吐き出しトナー像をクリーニング装置のクリーニングブレードに供給して感光ドラムを摺擦させることにより、感光ドラム表面に付着した汚染層を除去して画像流れ等の画像劣化を防止している。

特許文献２には、記録材に転写する画像形成の間隔で感光ドラムに吐き出しトナー像を形成する画像形成装置が示される。ここでは、現像装置の連続使用時間が所定値に達すると、吐き出しトナー像を感光ドラムに形成して、現像ローラに長時間連れ回りしたトナーを消費して、新しいトナーに置き換える。

記録材担持体又は中間転写体を用いる画像形成装置で吐き出しトナー像を形成する場合、吐き出しトナー像は、記録材には転写されず、像担持体に付設した像担持体クリーニング装置によって除去される。このため、像担持体からトナー像が転写される転写領域を通過する記録材担持体又は中間転写体へ、通常の転写電圧とは逆極性の電圧（トナーの帯電極性と同極性の電圧）を印加しており、像担持体に担持させたまま吐き出しトナー像は転写領域を通過する。

しかし、記録材担持体又は中間転写体をトナーの帯電極性と同極性に帯電させても、吐き出しトナー像を構成するトナーの一部が像担持体から記録材担持体又は中間転写体へ移動することは阻止できない。吐き出しトナー像に含まれる逆極性に帯電したトナーは、通常の転写電圧とは逆極性の電圧に応答して、記録材担持体又は中間転写体に静電気的に転写されるからである。吐き出しトナー像に含まれる帯電量の少ないトナーは、記録材担持体又は中間転写体との接触に伴って拘束されるからである。

そして、逆バイアスを印加された記録材担持体又は中間転写体に移動したトナーは、記録材担持体又は中間転写体に付設されたクリーニング装置によって除去される。そして、このようなクリーニング装置で、記録材担持体又は中間転写体をクリーニングする部材としては、簡素な構成で高いクリーニング性能が得られる、クリーニングブレード（摩擦ブレード部材）が用いられる。

特開２０００−１７２０２７号公報特開２００２−２４４５１２号公報

しかしながら、記録材担持ベルトや中間転写ベルトの磨耗を軽減するため、記録材担持体又は中間転写体をクリーニングする上記部材として、電圧を印加したブラシ部材を用いると、吐き出しトナーを十分に除去することができなかった。即ち、記録材担持ベルトや中間転写ベルトに移動した帯電量の少ないトナーは電気的に除去されずに表面に残留してしまう。

ここで、逆バイアスの電圧として、絶対値で１００Ｖ程度の低い電圧を採用すれば、逆極性に帯電したトナーの転写はかなり抑制される（図５参照）。しかし、後述するように、トナーを静電的に除去するクリーニング装置では除去しにくい帯電量の少ないトナーの付着を減らすことはできない。

本発明は、記録材担持体又は中間転写体上のトナーを静電的に除去するクリーニング部材を用いる画像形成装置において、トナー除去を十分に行うことができる画像形成装置を提供することを目的とする。

本発明は、吐き出しトナー像の形成時等に、トナーを静電的に除去するクリーニング部材を用いて、記録材担持体又は中間転写体を短時間で十分にクリーニングできる画像形成装置を提供することを目的としている。

本発明の画像形成装置は、トナー像を担持する像担持体と、前記像担持体に形成された静電潜像を現像する現像手段と、転写領域にて前記像担持体上のトナー像を中間転写体へ転写する転写部材と、前記中間転写体上のトナーを静電的に除去する中間転写体クリーニング手段と、を有し、非画像形成時に前記現像手段から前記像担持体へトナーを吐き出すことで前記像担持体上に吐き出しトナー像が形成されるものである。そして、吐き出しトナー像が前記転写領域を通過中に、前記転写部材にトナーの正規の帯電極性と同極性であって絶対値が放電開始電圧の絶対値よりも大きい電圧を印加する電源と、前記電圧を印加中に前記転写領域で前記中間転写体に付着したトナーを、前記中間転写体クリーニング手段で回収するモードを実行可能な制御手段とを有する。

別発明の画像形成装置は、トナー像を担持する像担持体と、前記像担持体に形成された静電潜像を現像する現像手段と、転写領域にて前記像担持体上のトナー像を記録材担持体に担持された記録材へ転写する転写部材と、前記記録材担持体上のトナーを静電的に除去する記録材担持体クリーニング手段と、を有し、非画像形成時に前記現像手段から前記像担持体へトナーを吐き出すことで前記像担持体上に吐き出しトナー像が形成されるものである。そして、吐き出しトナー像が前記転写領域を通過中に、前記転写部材にトナーの正規の帯電極性と同極性であって絶対値が放電開始電圧の絶対値よりも大きい電圧を印加する電源と、前記電圧を印加中に前記転写領域で前記記録材担持体に付着したトナーを、前記記録材担持体クリーニング手段で回収するモードを実行可能な制御手段とを有する。

本発明の画像形成装置によれば、所定極性と同極性の電圧が一次転写部材に印加された一次転写領域で像担持体から中間転写体へ移動するトナーが帯電されるので、中間転写体クリーニング手段によって静電的に除去することができる。

別発明の画像形成装置によれば、所定極性と同極性の電圧が転写部材に印加された転写領域で像担持体から記録材担持体へ移動するトナーが帯電されるので、記録材担持体クリーニング手段によって静電的に除去することができる。

以下、本発明のいくつかの実施形態を、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、中間転写体又は記録材担持体を備えて、記録材に転写されない吐き出しトナー像を像担持体に形成する限りにおいて、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施可能である。

本発明は、トナーの帯電量調整のみならず、特許文献１に示されるトナーを用いた像担持体の研磨や摩擦状態の調整の目的でも実施できる。反転現像方式のみならず正規現像方式の画像形成装置でも実施できる。負極性に帯電したトナーを用いる画像形成装置のみならず、正極性に帯電したトナーを用いる画像形成装置でも実施できる。

本発明は、タンデム型フルカラー画像形成装置のみならず、１つの像担持体に複数の現像装置を付設した画像形成装置、中間転写体又は記録材担持体に付設した像担持体が３つ以下の画像形成装置でも実施できる。

本実施形態では、トナー像の形成／転写に係る主要部のみを説明するが、本発明は、必要な機器、装備、筐体構造を加えて、プリンタ、各種印刷機、複写機、ＦＡＸ、複合機等、種々の用途で実施できる。

なお、特許文献１、２に示される画像形成装置の構成部材、電源、材料、プロセス制御等の一般的な事項については、図示を省略して重複する説明を省略する。

＜第１実施形態＞
図１は第１実施形態の画像形成装置の構成の説明図、図２は中間転写ベルトの断面構成の説明図である。第１実施形態の画像形成装置１００は、中間転写ベルト２８の直線区間にイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの画像形成部Ｐａ、Ｐｂ、Ｐｃ、Ｐｄを配列したタンデム型フルカラー複写機である。

図１に示すように、中間転写体の一例である中間転写ベルト２８は、駆動ローラ５１、従動ローラ５２、二次転写内ローラ５３に掛け渡して支持される。駆動ローラ５１は、不図示の駆動モータ（例えば、ステッピングモータ）によって回転駆動されて、中間転写ベルト２８を図中右回り方向に循環させる。中間転写ベルト２８は、弾性中間転写ベルトを用いた。

図２に示すように、中間転写ベルト２８は、樹脂層１８１ａ、弾性層１８１ｂ、表層１８１ｃの３層構造からなる。樹脂層１８１ａを構成する樹脂材料としては、ポリカーボネート，フッ素系樹脂（ＥＴＦＥ，ＰＶＤＦ）、ポリスチレン、クロロポリスチレン、ポリ−α−メチルスチレン、スチレン−ブタジエン共重合体、スチレン−塩化ビニル共重合体、スチレン−酢酸ビニル共重合体、スチレン−マレイン酸共重合体、スチレン−アクリル酸エステル共重合体（スチレン−アクリル酸メチル共重合体、スチレン−アクリル酸エチル共重合体、スチレン−アクリル酸ブチル共重合体、スチレン−アクリル酸オクチル共重合体及びスチレン−アクリル酸フェニル共重合体等）、スチレン−メタクリル酸エステル共重合体（スチレン−メタクリル酸メチル共重合体、スチレン−メタクリル酸エチル共重合体、スチレン−メタクリル酸フェニル共重合体等）、スチレン−α−クロルアクリル酸メチル共重合体、スチレン−アクリロニトリル−アクリル酸エステル共重合体等のスチレン系樹脂（スチレンまたはスチレン置換体を含む単重合体または共重合体）、メタクリル酸メチル樹脂、メタクリル酸ブチル樹脂、アクリル酸エチル樹脂、アクリル酸ブチル樹脂、変性アクリル樹脂（シリコーン変性アクリル樹脂、塩化ビニル樹脂変性アクリル樹脂、アクリル・ウレタン樹脂等）、塩化ビニル樹脂、スチレン−酢酸ビニル共重合体、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体、ロジン変性マレイン酸樹脂、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、ポリエステルポリウレタン樹脂、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブタジエン、ポリ塩化ビニリデン、アイオノマー樹脂、ポリウレタン樹脂、シリコーン樹脂、ケトン樹脂、エチレン−エチルアクリレート共重合体、キシレン樹脂及びポリビニルブチラール樹脂、ポリアミド樹脂、ポリイミド樹脂、変性ポリフェニレンオキサイド樹脂、変性ポリカーボネート等からなる群より選ばれる１種類あるいは２種類以上を使用することができる。ただし、これらの材料に限定されるものではない。

また、弾性層１８１ｂを構成する弾性材料（弾性材ゴム、エラストマー）としては、ブチルゴム，フッ素系ゴム，アクリルゴム，ＥＰＤＭ，ＮＢＲ，アクリロニトリル−ブタジエン−スチレンゴム天然ゴム、イソプレンゴム、スチレン−ブタジエンゴム、ブタジエンゴム、エチレン−プロピレンゴム、エチレン−プロピレンターポリマー、クロロプレンゴム、クロロスルホン化ポリエチレン、塩素化ポリエチレン、ウレタンゴム、シンジオタクチック１，２−ポリブタジエン、エピクロロヒドリン系ゴム、シリコーンゴム、フッ素ゴム、多硫化ゴム、ポリノルボルネンゴム、水素化ニトリルゴム、熱可塑性エラストマー（例えばポリスチレン系、ポリオレフィン系、ポリ塩化ビニル系、ポリウレタン系、ポリアミド系、ポリウレア，ポリエステル系、フッ素樹脂系）等からなる群より選ばれる１種類あるいは２種類以上を使用することができる。ただし、これらの材料に限定されるものではない。

また、表層１８１ｃの材料は特に制限は無いが、中間転写ベルト２８表面へのトナーの付着力を小さくして２次転写性を高めるものが要求される。例えば、ポリウレタン，ポリエステル，エポキシ樹脂等の１種類の樹脂材料か、弾性材料（弾性材ゴム、エラストマー）、ブチルゴム，フッ素系ゴム，アクリルゴム，ＥＰＤＭ，ＮＢＲ，アクリロニトリル−ブタジエン−スチレンゴム天然ゴム、イソプレンゴム、スチレン−ブタジエンゴム、ブタジエンゴム、エチレン−プロピレンゴム、エチレン−プロピレンターポリマー、クロロプレンゴム、クロロスルホン化ポリエチレン、塩素化ポリエチレン、ウレタンゴムの弾性材料のうち、２種類以上を使用し表面エネルギーを小さくし潤滑性を高める材料，例えばフッ素樹脂，フッ素化合物，フッ化炭素，２酸化チタン，シリコンカーバイト等の粉体，粒子を１種類あるいは２種類以上または粒径を異ならしたものを分散させて使用することができる。ただし、これらの材料に限定されるものではない。

転写性を考慮すると中間転写ベルト２８の体積抵抗率ρは、１０^５≦ρ≦１０^１５（Ωｃｍ）が望ましいので、樹脂層１８１ａと弾性層１８１ｂとには、抵抗値調節用導電剤が添加される。抵抗値調節用導電剤は特に制限はないが、例えば、カーボンブラック、グラファイト、アルミニウムやニッケル等の金属粉末、酸化錫，酸化チタン，酸化アンチモン，酸化インジウム，チタン酸カリウム，酸化アンチモン−酸化錫複合酸化物（ＡＴＯ），酸化インジウム−酸化錫複合酸化物（ＩＴＯ）等の導電性金属酸化物、導電性金属酸化物は、硫酸バリウム，ケイ酸マグネシウム，炭酸カルシウム等の絶縁性微粒子を被覆したものでもよい。ただし、これらの材料に限定されるものではない。

第１実施形態では、樹脂層１８１ａの厚みを１００μｍ、弾性層１８１ｂの厚み２００μｍ、表層１８１ｃの厚みを５μｍとした。中間転写ベルト２８の体積抵抗率ρは、１０^９（Ωｃｍ）（ＪＩＳ−Ｋ６９１１法準拠プローブを使用、印加電圧１００Ｖ、印加時間６０ｓｅｃ、２３度Ｃ５０％ＲＨ）とした。

図１に示すように、中間転写ベルト２８の直線区間に画像形成部Ｐａ、Ｐｂ、Ｐｃ、Ｐｄが配列して、感光ドラム２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄとの間にそれぞれの転写領域Ｔ１を形成している。画像形成部Ｐａ、Ｐｂ、Ｐｃ、Ｐｄは、現像装置２３ａ、２３ｂ、２３ｃ、２３ｄで用いるトナーの色がイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックと異なる以外は同様に構成されている。従って、画像形成部Ｐａについて詳細に説明して、画像形成部Ｐｂ、Ｐｃ、Ｐｄについては、画像形成部Ｐａの構成部材の参照符号におけるａをｂ、ｃ、ｄに読み替えて理解されるものとする。

画像形成部Ｐａは、中間転写ベルト２８と等しい周速度で回転する感光ドラム２１ａを備えている。像担持体の一例である感光ドラム２１ａの周囲には、帯電装置２２ａ、露光装置２６ａ、現像装置２３ａ、転写ローラ２４ａ、クリーニング装置２５ａが配置されている。

帯電手段の一例である帯電装置２２ａは、静電潜像の形成に先立って感光ドラム２１ａの表面を均一な電位に帯電する。

露光装置の一例である露光装置２６ａは、原稿のイエロー成分色の画像信号をパルス変調したレーザー光を感光ドラム２１ａの表面に走査露光してイエロー成分色の静電潜像を形成する。

現像手段の一例である現像装置２３ａは、現像剤供給手段の一例であるトナーボトル３０ａから供給されたトナーを磁性キャリアに混合し、供給ローラＲ１、現像ローラＲ２で攪拌搬送して帯電させる。帯電したトナーは、磁性キャリアとともに現像スリーブＳａに薄層状態で担持され、現像スリーブＳａの回転に伴って感光ドラム２１ａとの対向面に運ばれる。直流電圧に交流電圧を重畳した現像電圧を現像スリーブＳａに印加することにより、トナーが現像スリーブＳａから感光ドラム２１ａへ移動して静電潜像に付着して、トナー像が現像される。

転写手段の一例である転写ローラ２４ａは、中間転写ベルト２８を介して感光ドラム２１ａに常時圧接して、感光ドラム２１ａと中間転写ベルト２８との間に、転写部の一例である転写領域Ｔ１を形成する。

電源の一例である転写電源２９ａは、トナーの正規の帯電極性と反対極性の電圧を転写ローラ２４ａに出力して、感光ドラム２１ａから中間転写ベルト２８へトナー像を静電気的に移動させる。しかし、記録材へ転写しない吐き出しトナー像の形成時には、トナーの正規の帯電極性と同極性の電圧を転写ローラ２４ａに出力して、吐き出しトナー像を転写領域Ｔ１で素通りさせる。

第１実施形態では、トナーを負極性に帯電させて反転現像方式を採用している。例えば、帯電装置２２ａは、感光ドラム２１ａの表面を負極性の−５００Ｖに帯電させ、露光装置２６ａに露光された部分は−１５０Ｖまで帯電解除される。現像スリーブＳａには３５０Ｖの現像電圧が印加されて、感光ドラム２１ａの帯電解除された部分に負極性に帯電したトナーが付着する。そして、転写電源２９ａは、＋１０００Ｖを転写ローラ２４ａに出力してトナー像中の負極性に帯電したトナーを中間転写ベルト２８へ転写させる。

像担持体クリーニング手段の一例であるクリーニング装置２５ａは、感光ドラム２１ａの表面にクリーニングブレードを摺擦させて、中間転写ベルト２８へ転写されることなく転写領域Ｔ１を通過した転写残トナーを除去する。

感光ドラム２１ａの転写領域Ｔ１で中間転写ベルト２８に転写されたイエロー成分色のトナー像は、中間転写ベルト２８の移動に伴って感光ドラム２１ｂの転写領域Ｔ１へ搬送される。このときまでに感光ドラム２１ｂには、同様の手順でマゼンタ成分色のトナー像が形成されていて、転写領域Ｔ１で、イエロー成分色のトナー像に位置を重ねて転写される。

同様にして、感光ドラム２１ｃの転写領域Ｔ１でシアン成分色のトナー像が位置を重ねて転写され、感光ドラム２１ｄの転写領域Ｔ１でブラック成分色のトナー像が位置を重ねて転写される。画像形成部２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄで転写された４色のトナー像は、中間転写ベルト２８の移動に伴って二次転写領域Ｔ２へ搬送されて記録材８に一括二次転写される。不図示の給紙カセットから１枚ずつ取り出された記録材８は、レジストローラ３２で待機し、中間転写ベルト２８の４色のトナー像にタイミングを合わせてレジストローラ３２から二次転写領域Ｔ２へ送出される。

二次転写外ローラ５４は、導電性のスポンジ状のゴムローラであって、中間転写ベルト２８を介して二次転写内ローラ５３に圧接して、中間転写ベルト２８と二次転写外ローラ５４との間に二次転写領域Ｔ２を形成する。二次転写内ローラ５３は、接地電位に接続され、二次転写外ローラ５４は、転写電源５５から転写電圧を印加される。これにより、二次転写内ローラ５３と二次転写外ローラ５４との間には、中間転写体上の一例である中間転写ベルト２８上の４色のトナー像を記録材８へ静電気的に移動させる転写電界が形成される。第１実施形態では、例えば、転写電源５５が二次転写外ローラ５４へ＋１０００〜＋２０００Ｖの転写電圧を出力して、４色のトナー像中の負極性に帯電したトナーを記録材８へ二次転写させる。

なお、連続的な画像形成時、中間転写ベルト２８上の非画像領域が二次転写領域Ｔ２を通過している期間も二次転写外ローラ５４は中間転写ベルト２８に接触し続けている。しかし、中間転写ベルト２８から二次転写外ローラ５４へのトナー付着を抑制するために、非画像領域では、転写電圧は、＋１００ｖ程度に低下されている。

４色のトナー像が転写された記録材８は、中間転写ベルト２８から分離された後、搬送ベルト５６により定着装置９に搬送される。定着装置９では、ヒータ９ｈによって加熱される定着ローラ９ｔと加圧ローラ９ｋとで形成される定着ニップＴ３で記録材８を挟持搬送する。これにより、４色のトナー像に熱と圧力を加えて、トナー像を記録材８の表面に定着させる。

＜クリーニング装置＞
記録材８へ二次転写されることなく二次転写領域Ｔ２を通過した転写残トナーは、中間転写ベルト２８の移動に伴ってクリーニング装置１２へ搬送されて、中間転写体上の一例である中間転写ベルト２８上から除去される。中間転写体クリーニング手段の一例であるクリーニング装置１２は、静電導電性ファーブラシ方式を採用している。

中間転写ベルト２８の近傍に配置されたクリーニング装置１２の筐体内では、中間転写ベルト２８に当接させて一対の導電性ファーブラシ１２１、１２２が配置される。中間転写ベルト２８の反対側では、導電性ファーブラシ１２１、１２２に当接させて、表面に硬質アルマイト処理を施したアルミニウム製の金属ローラ１２３、１２４が配置される。導電性ファーブラシ１２１、１２２の反対側では、金属ローラ１２３、１２４に当接させてクリーニングブレード１２５、１２６が配置される。

導電性ファーブラシ１２１、金属ローラ１２３、クリーニングブレード１２５は上流側クリーニング部１２ａを構成し、導電性ファーブラシ１２２、金属ローラ１２４、クリーニングブレード１２６は下流側クリーニング部１２ｂを構成する。上流側クリーニング部１２ａと下流側クリーニング部１２ｂとは中間転写ベルト２８に対して並列に配列されている。

導電性ファーブラシ１２１、１２２は、抵抗値１０ＭΩ、繊維太さ６デニールのカーボン分散型ナイロン繊維を植毛密度５０万本／ｉｎｃｈ^２の割合で金属ローラ上に植毛して構成される。導電性ファーブラシ１２１、１２２は、中間転写ベルト２８に対して、約１．０ｍｍの侵入量さを保って摺接配置される。導電性ファーブラシ１２１、１２２は、不図示の駆動モータに駆動されて、中間転写ベルト２８の周速度の約１／４程度の周速度（１２５％の相対速度）でもって中間転写ベルト２８に対してカウンター方向へ回転する。

金属ローラ１２３、１２４は、導電性ファーブラシに対して約１．０ｍｍの侵入量を保って摺接配置され、導電性ファーブラシ１２１、１２２と同等の速度で同一の表面移動方向となるように回転駆動されている。金属ローラ１２３、１２４に当接するクリーニングブレード１２５、１２６は、ウレタンゴムからなり、金属ローラ１２３、１２４に対して侵入量１．０ｍｍを保って配置されている。

上流側クリーニング部１２ａの金属ローラ１２３には、直流電源１２７により−５００Ｖ（対接地、以下同様）の直流電圧が印加される。これにより、接地電位に接続された従動ローラ５２と導電性ファーブラシ１２１との間に、中間転写ベルト２８上の転写残トナー中の（＋）トナーを導電性ファーブラシ１２１側に移動させる電界が形成される。そして、導電性ファーブラシ１２１へ静電気的に転移した（＋）トナーは、導電性ファーブラシ１２１の回転に伴って金属ローラ１２３に接触し、導電性ファーブラシ１２１から金属ローラ１２３へ静電気的に移転する。金属ローラ１２３に吸着された（＋）トナーは、金属ローラ１２３の回転に伴ってクリーニングブレード１２５によって掻き落とされる。

中間転写ベルト２８上の転写残トナー中の（−）トナーは、上流側クリーニング部１２ａを素通りして下流側クリーニング部１２ｂの導電性ファーブラシ１２２に到達する。

下流側クリーニング部１２ｂの金属ローラ１２４には、直流電源１２８により＋５００Ｖの直流電圧が印加される。これにより、接地電位に接続された従動ローラ５２と導電性ファーブラシ１２２との間に、中間転写ベルト２８上の（−）トナーを導電性ファーブラシ１２２側に移動させる電界が形成される。そして、導電性ファーブラシ１２２へ静電気的に転移した（−）トナーは、導電性ファーブラシ１２２の回転に伴って金属ローラ１２４へ受け渡された後に、クリーニングブレード１２６によって掻き落とされる。このようにして、二次転写領域Ｔ２を通過して中間転写ベルト２８上に残留した転写残トナーを除去できる。

帯電した導電性ファーブラシでトナーを静電気的に除去するクリーニング装置は、従来のクリーニングブレード（摩擦ブレード）を用いたブレードクリーニングに比較して、中間ベルトの駆動負荷が軽減され、負荷変動に伴う振動も少ない。中間転写ベルトの磨耗が軽微である点でも有利である。

また、画像形成装置１００では、高画質化や多様多種の記録材に対応するために中間転写ベルト２８に弾性中間転写ベルトを用いている。弾性中間転写ベルトの表面は、通常粗さＲｚ（十点平均粗さ）が１μｍ以上あることが多く、表面の粗さＲｚが、１μｍを超えるような材質になってくるとブレードクリーニングでは完全に転写残トナーを除去することが困難になってくる。この点、帯電した導電性ファーブラシでトナーを静電気的に除去するクリーニング装置は、表面の粗さＲｚが、１μｍを超えるような材質でも、帯電したトナーを高効率に除去できるので、ブレードクリーニングに比較して有利である。

そこで、画像形成装置１００では、ブレードクリーニングの代わりに導電性ファーブラシによって静電的に転写残トナーを除去するクリーニング装置１２を採用している。

しかし、静電的にトナーを除去するクリーニング装置は、除去量が電気的性能に限界付けられるため、ブレードクリーニングのような幅広い掻き落とし量には対処できない。このため、中間転写ベルト２８に転写されたベタ画像をクリーニング装置１２で除去するためには、中間転写ベルト２８を何周も空転させてクリーニングだけを継続する必要がある。言い換えれば、クリーニング装置１２は、４色重なったトナー像を１周でクリーニングするだけの能力は備えていない。このため、記録材８がジャムした際には、中間転写ベルト２８に残留したトナー像を除去するために、中間転写ベルト２８を何周も空転させてクリーニングだけを継続する必要がある。

そこで、記録材８に転写されない吐き出しトナー像を感光ドラム２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄに形成した際には、上述したように、転写ローラ２４ａ、２４ｂ、２４ｃ、２４ｄに逆バイアスを印加する。これにより、吐き出しトナー像が中間転写ベルト２８へ転写されることを阻止して、クリーニング装置１２の負荷が過剰となることを回避している。

しかし、逆バイアスと無関係に感光ドラム２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄから中間転写ベルト２８へ付着する帯電量の少ないトナーは、中間転写ベルト２８から静電気的に除去しにくく、クリーニング装置１２では、クリーニングが困難である。

そこで、第１実施形態では、逆バイアスの電圧を制御して、中間転写ベルト２８へ付着する帯電量の少ないトナーの帯電量を増大させて、クリーニング装置１２によるクリーニング効率を高めている。

＜吐き出し制御＞
図３は吐き出し制御のシーケンスのタイムチャートである。図１を参照して図３に示すように、画像形成装置１００では、現像装置２３ａ、２３ｂ、２３ｃ、２３ｄにおけるトナーの帯電状態を制御して画質を維持するために吐き出し制御を行う。現像剤の劣化を防ぐために、現像装置２３ａ、２３ｂ、２３ｃ、２３ｄ内のトナーを感光ドラム２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄに吐き出して吐き出しトナー像を形成する。

現像装置２３ａ、２３ｂ、２３ｃ、２３ｄから吐き出したトナー量に相当する未使用トナーをトナーボトル３０ａ、３０ｂ、３０ｃ、３０ｄから補充することにより、現像装置２３ａ、２３ｂ、２３ｃ、２３ｄにおけるトナーの帯電状態が調整される。

吐き出し制御は、通常の間隔で実行される画像形成を一時的に待機させて、画像形成の間隔（紙間）に挿入する形式で実行される。

吐き出し制御のモードでは、記録材８に転写されない吐き出しトナー像を、露光を含む画像形成時と同様の手順で感光ドラム２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄ（像担持体上）に形成する。そして、吐き出しトナー像を、転写領域Ｔ１を素通りさせてクリーニング装置２５ａ、２５ｂ、２５ｃ、２５ｄに除去させる。吐き出し制御の時間を短縮して、通常の画像形成を早期再開するため、感光ドラム２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄ上で全面均一濃度パターンのべた画像を載せ、中間転写ベルト２８上の重なる位置で各色の吐き出し制御を実行する。

なお、吐き出しトナー像の形成は、帯電電位や現像バイアスを制御して露光を含まないで行うことも可能である。しかし、転写トナー像と吐き出しトナー像とで制御条件の変更を最小に止めつつ、露光条件によって吐き出し量を精密に制御できる点で、本実施形態の方法は望ましい。

また、通常の画像形成時、転写ローラ２４ａには、トナー像を高効率で転写するために、高い電圧を印加しており、結果として、中間転写ベルト２８上には帯電量の少ないトナーは少なくなっている。このため、通常の画像形成時、クリーニング装置１２を用いた中間転写ベルト２８のクリーニングに問題はない。

次に吐き出しシーケンスについて説明する。第１実施形態では、各成分色ごとにトナー使用量の積算値を求めて画像ごとに積算しており、所定の基準消費積算量との差が所定値に達すると、基準消費積算量との差分に相当するだけの吐き出し制御を行う。そして、１色について差が所定値に達すると、他の３色もその時点までの各色の差分を解消するだけの吐き出し制御を同時に実行する。

具体的には、画像ごとに画素数を積算して、画像１枚あたり画素数が一定値以下となる画像について一定値との差分を積算し、差分の積算値が一定量に達した時点で差分の積算値に相当するトナー量を現像装置から吐き出すシーケンスとした。

例えば、横送り２９７×２１０ｍｍ（Ａ４サイズ）のべた画像を１００％としたとき、５％以下の画像が来た時に、その画像の画素数の５％との差分を積算する。そして、差分の積算値が１００％に達すると、次の画像形成を待機させて紙間を伸ばした形で紙間に吐き出し制御を実行する。つまり、Ａ４サイズで４％の画像が連続して通紙されるときは、１枚あたり１％の画像情報が足りないため、１００枚通紙した時点で差分の積算値が１００％に達する。

そのため、図１を参照して図３に示すように、１００枚目の画像と１０１枚目の画像との間で、吐き出しトナー像として、Ａ４のべた画像に相当するトナー量を感光ドラム２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄに吐き出す。これにより、吐き出しトナー像を形成する際に、Ａ４長さに相当する時間のみダウンタイムが発生するだけで、画像形成装置１００の生産性に大きな影響を与えない。

このとき、転写領域Ｔ１では、吐き出し制御時、通常の作像時とは逆極性の転写阻止電圧（逆バイアス電圧）が、転写ローラ２４ａ、２４ｂ、２４ｃ、２４ｄに印加される。これにより、少なくとも正規の負極性に帯電したトナーは、中間転写ベルト２８に転写されることなく、クリーニング装置２５ａ、２５ｂ、２５ｃ、２５ｄに達して除去される。そして、吐き出し制御時に用いる逆極性の転写阻止電圧（逆バイアス電圧）は、転写領域Ｔ１の放電開始電圧−８００Ｖよりも２００Ｖ負側の−１ｋＶに設定している。これにより、吐き出し制御時に中間転写ベルト２８に転写される帯電量の少ないトナーが正極性に帯電されてクリーニング装置１２によって効率的に除去される。

これに対して、逆バイアス電圧が放電開始電圧−８００Ｖに比較して低過ぎる場合、中間転写ベルト２８上に転写されるトナーは、帯電量が０近傍のトナーがほとんどである。このため、付着量が通常の画像形成時の二次転写残トナー量以下でも、通常の二次転写残トナーに最適化した運転条件のクリーニング装置１２ではクリーニングが困難である。

また、逆バイアス電圧が放電開始電圧−８００Ｖ〜−２０００Ｖを越えて高過ぎる場合、中間転写ベルト２８に転写されたトナーが、強ポジ側に強く帯電して、中間転写ベルト２８表面に強く付着してしまう。このため、静電気的に中間転写ベルト２８から分離すること自体が困難になり、クリーニング装置１２では、クリーニングが難しくなる。

図４は転写ローラ印加電圧と電流との関係を示す線図、図５は吐き出し制御時に中間転写ベルトで採取したトナーの帯電状態の説明図、図６は吐き出し制御時に中間転写ベルトへ転写されるトナー量の説明図である。図７は通常の転写時における中間転写ベルトの電位分布の説明図、図８は転写部の下流で中間転写ベルトの表面電位が上昇する理由の説明図である。図９は吐き出し制御直後の画像形成におけるクリーニング不良の説明図である。

次に、図１を参照して吐き出し制御における逆バイアス電圧の検討結果を示す。図４は、感光ドラム２１ａが帯電電位状態の時に転写ローラ２４ａに印加する逆バイアス電圧に対する、感光ドラム２１ａ方向に流れる電流量を示している。横軸には、転写ローラ印加電圧、縦軸には、電流量を示し、電流量は、感光ドラム２１ａ方向に流れる電流をプラス（トナー転写方向）として表示している。

第１実施形態では、吐き出し制御時は、感光ドラム２１ａには現像コントラストに従ったトナーが現像されており、トナー像のある位置での感光ドラム２１ａ表面は、およそ−３５０Ｖ程度に帯電している。

これに対して、感光ドラム２１ａ方向に流れる電流は、図４に示すように−５００Ｖ付近まではほとんどマイナス方向に電流が流れない。ところが、−５００Ｖ付近をすぎたあたりから徐々に電流が流れ始め、−８００Ｖを過ぎた近辺から急激に電流が増加するような曲線を示す。これは、転写ローラ２４ａへの印加電圧が−５００Ｖを過ぎたところから転写領域Ｔ１のニップの下流部分で放電が始まり、−８００Ｖ付近から転写領域Ｔ１に流れる放電電流量が急激に増えるためである。本発明では転写領域Ｔ１の電圧−電流曲線の傾きが急激に変化する変曲点である−８００Ｖを放電開始電圧と表現している。

図５は、吐き出し制御を各逆バイアス電圧で実験した際に中間転写ベルト２８に転写されたトナーの帯電量分布を示している。図中、横軸は吐き出しトナーが持つ帯電量（トリボ値μＣ／ｇ：トナーの電荷量を質量で割った値）を示し、縦軸は各帯電量における個数を示す。なお、測定は、イースパートアナライザー（ホソカワミクロン社製）で得られたＱ／ｄとｄ（トナー直径）及びトナーの真比重より帯電量分布を算出して行った。

図５に示すように、印加電圧が放電電開始電圧よりも小さい−１００Ｖのときは帯電量分布が０近傍に集中していることが分かる。これに対して、印加電圧が−１ＫＶ、−３ＫＶでは帯電量分布は、正極性側に徐々に偏ってきていることが分かる。この現象について説明する。

−１００Ｖを印加しているときは、図４に示すように感光ドラム２１ａと転写ローラ２４ａとの間に電流は流れていない。しかし、感光ドラム２１ａ表面電位は−３５０Ｖ、中間転写ベルト２８表面電位は−１００Ｖである。このため、中間転写ベルト２８の方が表面電位は高く、転写電界に従うならば、負極性のトナーは感光ドラム２１ａから中間転写ベルト２８表面へ移動し、これに伴う電流が測定されるはずである。

図６に示すように、吐き出し制御時の逆バイアス値を変化させて、中間転写ベルト２８上に転写される吐き出しトナー量を測定した。図６に示すように、−１００Ｖを印加した場合でも、実際には、中間転写ベルト２８表面にトナーはある程度移動している。つまり、吐き出し制御時の逆バイアス値を−１００Ｖとしたときは、図５に示すように、感光ドラム２１ａへの静電気的な付着力が弱い、電荷の小さいトナーが多く転写されてしまっている。

次に、放電開始電圧−８００Ｖよりも同極性で絶対値が大きい−１ＫＶ、−３ＫＶを印加したとき、中間転写ベルト２８の方が感光ドラム２１ａよりも表面電位が低くなるので、負極性のトナーは感光ドラム２１ａ側に残る。そして、吐き出しトナー像中の逆極性に帯電したトナーが中間転写ベルト２８へ移動して、図４に示すように中間転写ベルト２８方向へ電流が流れ込むようになる。また、電荷に左右されない弱ポジ、弱ネガのトナーは、中間転写ベルト２８へ移動した後に、放電を伴って図５に示すように正極性に帯電すると考えられる。

図７の（ａ）に示すように、転写領域Ｔ１の下流（いわゆる泣き別れ部）では、中間転写ベルト２８表面は、感光ドラム２１ａから離れるに従って、表面電位を徐々に上昇させる。この現象は以下のような理由で発生している。上述したように、中間転写ベルト２８は、従来、体積抵抗率が１×１０^６〜１０^１６［Ω・ｃｍ］で厚みが７０〜５００μｍ程度のものが使用される。このような中抵抗の中間転写ベルト２８を用いて、図７の（ａ）に示すように、トナーの帯電極性と同極性の転写電圧が転写ローラ２４ａに印加されたとする。このとき、転写領域Ｔ１を通過した中間転写ベルト２８の電位は、図７の（ｂ）に示すように、マイナス側へ最初上昇して減衰する。

図７の（ａ）に示すように、転写領域Ｔ１を通過した直後の中間転写ベルト２８が保有するマイナス電荷とポジ電荷とが等量でなく、余分なネガ電荷（以後余剰電荷と呼ぶ）が存在し、中間転写ベルト２８は見かけ上ネガに帯電している。この余剰電荷が中間転写ベル２８で搬送されて転写ローラ２４ａから遠ざかることにより、中間転写ベルト２８の電位がネガ極性側に上昇する。

これは、図８に示すように、被帯電体をグラウンド電極から離していくと、被帯電体の電位が負極性側に上昇するのと同じ理由である。つまり、離間距離が大きくなると空気層というコンデンサーの容量が小さくなるので基準電位からの電位差（被帯電体の電位）が上昇する。これが、図７の（ｂ）に示すように、転写領域Ｔ１の下流側で中間転写ベルト２８の表面電位が上昇する理由である。

そして、中間転写ベルト２８の表面電位が一定値まで上昇すると、中間転写ベルト２８と感光ドラム２１ａとの間で放電が始まる。この放電現象に伴って、感光ドラム２１ａの表面に現れたポジ電荷が中間転写ベルト２８の表面にあるトナー粒子に飛び込む現象が発生する。これにより、中間転写ベルト２８上に存在する弱ネガトナーはその電荷を反転させて、ポジ側へ、また弱ポジのトナーもポジ電荷をさらに得て強ポジ側へと帯電量をシフトさせる。

このため、図５に示すように、逆バイアス電圧の値を高めると、よりポジ側の電荷が多い帯電量分布へ変化し、帯電量０近傍のトナーも電荷を受け取ってポジ化するため、帯電量０近傍のトナーも減少する。

ここで、放電開始電圧−８００Ｖ付近の電圧値だと、放電ムラが発生してしまい、中間転写ベルト２８上で十分ポジ化された部分と不十分な部分とが混在するような帯電量分布となってしまった。このため、不十分な放電を受けた箇所でクリーニング不良を発生させてしまう。これは、放電開始電圧−８００Ｖ付近の電圧値だと転写領域Ｔ１下流で放電が始まるまでの距離が長くなるため放電周期も長くなるからだと考えられる。

しかし、この放電ムラは、放電開始電圧よりも２００Ｖ程度高くなると、放電周期が十分短くなり、中間転写ベルト２８上で全体的にポジ化が進みクリーニングしやすいトナーとなることが分かった。

しかし、逆バイアス電圧を−３０００Ｖまで高めると、吐き出し制御時に中間転写ベルト２８に転写されたトナーが強ポジ化し過ぎてしまい、中間転写ベルト２８表面との鏡映力が強くなりすぎてしまう。そのため、クリーニング装置１２の導電性ファーブラシ１２１でのクリーニングがやはり困難となり、クリーニング不良を発生させてしまった。よって、感光ドラム２１ａと中間転写ベルト２８との間における放電開始電圧−８００Ｖ＋（−２０００Ｖ）程度を上限とするのが好ましいことが分かった。

この結果に基づき、吐き出し制御時の逆バイアス電圧を−１００Ｖ（従来例１）、−８００Ｖ（比較例１）、−１ＫＶ（実施例１）、−３ＫＶ（比較例２）に振って、吐き出し制御直後の画像比率を５％にした記録材（普通紙）でクリーニング性を確認した。これを表１に示す。

また、図９に吐き出し制御時に中間転写ベルト２８に転写されたトナーをクリーニング装置１２でクリーニングした直後の１枚目の記録材の画像の模式図を載せる。図９に示すように、放電開始電圧−８００Ｖよりも低い逆バイアス電圧−１００Ｖのときは、全体的にクリーニング不良を発生させてしまう。放電開始電圧−８００Ｖ付近の逆バイアス電圧−８００Ｖのときは、一部クリーニングできない部分が残ってしまう。放電開始電圧−８００Ｖよりも２００Ｖ高い逆バイアス電圧−１ｋＶのときは、クリーニング不良は発生しなかった。放電開始電圧−８００Ｖよりも２２００Ｖ高い逆バイアス電圧−３ｋＶのときは、極端に強ネガ化したトナーをクリーニングすることが困難であるため、うっすらとクリーニング不良を発生させてしまった。

よって、図５、図６、表１の実験結果に基づいて、第１実施形態では、紙間での吐き出し制御における逆バイアス電圧を−１ＫＶと設定した。

以上のように、通常の画像形成の紙間で吐き出し制御を実行した場合、逆バイアス電圧を放電開始電圧−８００Ｖよりも高い値に設定すると、吐き出し制御直後の中間転写ベルト２８がクリーニング不良とならない。このため、ジャム時に中間転写ベルト２８に残ったトナー像を除去する場合のように、中間転写ベルト２８を空回転させてクリーニングする必要が無く、余分な復帰時間を必要としない。

また、通常は、各成分色で画像の差分の積算値が同時に１００％に達する頻度は低いので、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックのどれか１色でも差分の積算値が１００％に達すると吐き出し制御を実行する。そして、その時点で、各成分色の差分の積算値に相当する幅だけ、べた画像として吐き出しトナー像を形成する。これにより、成分色ごとに吐き出し制御を行う場合に比較して、吐き出し制御を実行して紙間を伸ばす回数が減るため、よりダウンタイムを減らせた。

吐き出し制御のモードでは、像担持体（２１ａ）に形成されたトナー像が、トナー像の帯電極性と同極性であって絶対値が放電開始電圧の絶対値よりも大きい電圧が一次転写部材（２４ａ）に印加される状態で一次転写領域Ｔ１を通過する。一次転写領域Ｔ１を通過したトナー像は、像担持体クリーニング手段（２５ａ）に回収され、一次転写領域Ｔ１で中間転写体（２８）に付着したトナーは、中間転写体クリーニング手段（１２）によって除去される。また、放電開始電圧をＶ０とし、前記モード中に前記一次転写部材（２４ａ）へ印加される電圧をＶ１とするとき、｜Ｖ０｜＋２００Ｖ≦｜Ｖ１｜≦｜Ｖ０｜＋２０００Ｖである。

なお、画像形成装置１００では、負極性に帯電するトナーを用いて転写ローラ２４ａに負極性の逆バイアス電圧を印加する例を説明した。しかし、本発明は、正極性に帯電するトナー（正規帯電トナー）を用いて、画像形成を行い、吐き出しトナー像の形成時には転写ローラに正極性の逆バイアス電圧を印加する場合でも、同様に実施できる。所定極性（正極性）で絶対値が放電開始電圧より高い逆バイアス電圧を設定することで、第１実施形態と同様に、速やかに中間転写ベルトをクリーニングできる。

＜第２実施形態＞
図１０は第２実施形態の画像形成装置の構成の説明図である。第２実施形態の画像形成装置２００は、第１実施形態の中間転写ベルト２８を記録材担持ベルト３８に置き換えて構成される。そして、画像形成部Ｐａ、Ｐｂ、Ｐｃ、Ｐｄ、クリーニング装置１２、定着装置９等については第１実施形態と同様である。従って、図１０中の対応する部材には図１中と同一の符号を付して重複する説明を省略する。

本発明は、中間転写ベルトを用いる画像形成装置のみならず、図１０に示すように、記録材担持ベルト３８を用いる画像形成装置２００でも実施できる。同様に吐き出し制御を実行し、逆バイアス電圧によって記録材担持ベルト３８（記録材担持体上へ）への吐き出しトナー像の転写を阻止する。そして、逆バイアス電圧を−１０００Ｖとすることで、クリーニング装置１２のクリーニング不良を防止する。現像剤の劣化を防ぐために、現像装置２３ａ、２３ｂ、２３ｃ、２３ｄ内のトナーを感光ドラム２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄの紙間に吐き出す。このとき、記録材担持ベルト３８に設けられたクリーニング装置１２への負担をかけることなく、ダウンタイムの短縮を可能とている。

図１０に示すように、不図示の給紙カセットから取り出された記録材８は、レジストローラ３２を経て、記録材担持体の一例である記録材担持ベルト３８に吸着担持される。記録材担持ベルト３８は、駆動ローラ５１と従動ローラ５２との間に掛け渡して支持され、記録材担持ベルト３８の上方には、４つの画像形成部Ｐａ、Ｐｂ、Ｐｃ、Ｐｄが直列配置されている。記録材担持ベルト３８は、不図示の駆動モータ（例えば、ステッピングモータ）により駆動ローラ５１が回転駆動され、この回転駆動力が駆動ローラ５１から記録材担持ベルト３８に伝達される。

各転写領域Ｔ１における感光ドラム２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄと記録材担持ベルト３８との表面移動速度は実質的に同一に揃えられている。画像形成部Ｐａ、Ｐｂ、Ｐｃ、Ｐｄにおける、転写領域Ｔ１以外の画像形成プロセスは第１実施形態と同様であるので、説明を割愛する。

転写領域Ｔ１での説明をする。画像形成〜転写工程が画像形成部Ｐａ、Ｐｂ、Ｐｃ、Ｐｄで同様に繰り返される。感光ドラム２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄに形成された各成分色のトナー像とタイミングを合わせて記録材担持ベルト３８に担持された記録材８が各転写領域Ｔ１を通過する。

このとき、転写手段の一例である転写ローラ２４ａ、２４ｂ、２４ｃ、２４ｄに電源手段の一例である転写電源２９ａ、２９ｂ、２９ｃ、２９ｄが転写電圧を出力する。これにより、記録材８上に最初に感光ドラム２１ａからイエロートナー像が転写され、続いて感光ドラム２１ｂからマゼンタトナー像が転写される。さらに、感光ドラム２１ｃからシアントナー像が転写され、最後に感光ドラム２１ｄからブラックトナー像が転写される。このようにして、順次重ねて４色のトナー像が直接転写された記録材８は、その後、記録材担持ベルト３８から分離されて定着器９に受け渡される。定着器９は、記録材８を加熱加圧して４色のトナー像を定着し、定着済み記録材８は、画像形成装置２００の機外に排出されて、一連の画像形成工程が終了する。

記録材担持ベルト３８には、従動ローラ５２に対向させて、記録材担持体上の一例である記録材担持ベルト３８上のかぶりトナー等をクリーニングするためのクリーニング装置１２を付設してある。クリーニング装置１２は、通常はかぶりトナー程度しか来ないので、ブレードめくれの危険が少ない導電性ファーブラシ１２１、１２２による静電クリーニング方式を採用した。

導電性ファーブラシ１２１、金属ローラ１２３、クリーニングブレード１２５は上流側クリーニング部１２ａを構成し、導電性ファーブラシ１２２、金属ローラ１２４、クリーニングブレード１２６は下流側クリーニング部１２ｂを構成する。上流側クリーニング部１２ａは、導電性ファーブラシ１２１を負極性に帯電させて、記録材担持ベルト３８上のポジトナーを除去する。下流側クリーニング部１２ｂは、導電性ファーブラシ１２２を正極性に帯電させて記録材担持ベルト３８上のネガトナーを除去する。

なお、導電性ファーブラシ１２１、１２２から金属ローラ１２３、１２４に供給されるトナーは非常に少ないため、金属ローラ１２３、１２４に当接しているブレード１２５、１２６は、当接圧を下げてブレードめくれ対策をとることが十分可能である。

このような画像形成装置２００においても、第１実施形態と同様に、現像剤の吐き出し制御を実施する際に、転写領域Ｔ１でのバイアス値を−１ＫＶとした。通常画像形成時の紙間において吐き出し制御を実行した場合に、逆バイアス電圧を放電開始電圧よりも高い値に設定した。

このような吐き出し制御を採用することで、第２実施形態でも第１実施形態同様の効果を得た。記録材８を担持しない記録材担持ベルト３８へ、逆バイアス電圧によって転写された吐き出しトナー像中の帯電量の少ないトナーを正極性に帯電させて、容量の少ないクリーニング装置１２でも十分なクリーニング効果を達成できた。これによって、記録材担持ベルト３８から記録材８へ裏移りして起こるクリーニング不良を軽減することができた。記録材担持ベルト３８を空循環させてクリーニングする余分な復帰時間を必要としなくなった。

吐き出し制御のモードでは、像担持体（２１ａ）に形成されたトナー像が、トナー像の帯電極性（負極性）と同極性であって絶対値が放電開始電圧の絶対値よりも大きい電圧が転写部材（２４ａ）に印加される状態で転写領域Ｔ１を通過する。転写領域Ｔ１を通過したトナー像は、像担持体クリーニング手段（２５ａ）に回収される一方、転写領域Ｔ１で記録材担持体（３８）に付着したトナーは、記録材担持体クリーニング手段によって除去される。また、放電開始電圧をＶ０とし、前記モード中に前記転写部材（２４ａ）へ印加される電圧をＶ１とするとき、｜Ｖ０｜＋２００Ｖ≦｜Ｖ１｜≦｜Ｖ０｜＋２０００Ｖである。

第１実施形態の画像形成装置の構成の説明図である。中間転写ベルトの断面構成の説明図である。吐き出し制御のシーケンスのタイムチャートである。転写ローラ印加電圧と電流との関係を示す線図である。吐き出し制御時に中間転写ベルトで採取したトナーの帯電状態の説明図である。吐き出し制御時に中間転写ベルトへ転写されるトナー量の説明図である。通常の転写時における中間転写ベルトの電位分布の説明図である。転写部の下流で中間転写ベルトの表面電位が上昇する理由の説明図である。吐き出し制御直後の画像形成におけるクリーニング不良の説明図である。第２実施形態の画像形成装置の構成の説明図である。

符号の説明

８記録材
９定着装置
１２第２クリーニング手段（クリーニング装置）
２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄ像担持体（感光ドラム）
２３ａ、２３ｂ、２３ｃ、２３ｄ現像手段（現像装置）
２４ａ、２４ｂ、２４ｃ、２４ｄ転写手段（転写ローラ）
２５ａ、２５ｂ、２５ｃ、２５ｄ第１クリーニング手段（クリーニング装置）
２８中間転写体（中間転写ベルト）
２９ａ、２９ｂ、２９ｃ、２９ｄ電源手段（転写電源）
３０ａ、３０ｂ、３０ｃ、３０ｄ現像剤供給手段（トナーボトル）
３８記録材担持体（記録材担持ベルト）
１２１、１２２導電性ファーブラシ
１２３、１２４金属ローラ
１２５、１２６クリーニングブレード
１２７、１２８直流電源
５０吐き出し制御、制御手段（制御部）
Ｔ１転写領域

Claims

トナー像を担持する像担持体と、
前記像担持体に形成された静電潜像を現像する現像手段と、
転写領域にて前記像担持体上のトナー像を中間転写体へ転写する転写部材と、
前記中間転写体上のトナーを静電的に除去する中間転写体クリーニング手段と、を有し、
非画像形成時に前記現像手段から前記像担持体へトナーを吐き出すことで前記像担持体上に吐き出しトナー像が形成される画像形成装置において、
吐き出しトナー像が前記転写領域を通過中に、前記転写部材にトナーの正規の帯電極性と同極性であって絶対値が放電開始電圧の絶対値よりも大きい電圧を印加する電源と、
前記電圧を印加中に前記転写領域で前記中間転写体に付着したトナーを、前記中間転写体クリーニング手段で回収するモードを実行可能な制御手段と、を有することを特徴とする画像形成装置。
前記放電開始電圧をＶ０とし、前記モード中に前記転写部材へ印加される電圧をＶ１とするとき、
｜Ｖ０｜＋２００Ｖ≦｜Ｖ１｜≦｜Ｖ０｜＋２０００Ｖ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。
トナー像を担持する像担持体と、
前記像担持体に形成された静電潜像を現像する現像手段と、
転写領域にて前記像担持体上のトナー像を記録材担持体に担持された記録材へ転写する転写部材と、
前記記録材担持体上のトナーを静電的に除去する記録材担持体クリーニング手段と、を有し、
非画像形成時に前記現像手段から前記像担持体へトナーを吐き出すことで前記像担持体上に吐き出しトナー像が形成される画像形成装置において、
吐き出しトナー像が前記転写領域を通過中に、前記転写部材にトナーの正規の帯電極性と同極性であって絶対値が放電開始電圧の絶対値よりも大きい電圧を印加する電源と、
前記電圧を印加中に前記転写領域で前記記録材担持体に付着したトナーを、前記記録材担持体クリーニング手段で回収するモードを実行可能な制御手段と、を有することを特徴とする画像形成装置。
前記放電開始電圧をＶ０とし、前記モード中に前記転写部材へ印加される電圧をＶ１とするとき、
｜Ｖ０｜＋２００Ｖ≦｜Ｖ１｜≦｜Ｖ０｜＋２０００Ｖであることを特徴とする請求項３に記載の画像形成装置。