JP2009063681A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】像担持体から転写残トナーを回収し保持するトナー回収保持手段と、像担持体上の転写残トナーを帯電させるトナー帯電手段と、を有する構成における像担持体のクリーニング性能を向上した画像形成装置を提供する。
【解決手段】画像形成装置１０は、像担持体２の表面の移動速度をＰＳとし、トナー回収保持手段３１の像担持体２の表面上での作用位置Ｑ₁における像担持体２の表面の移動方向上流側端部からトナー帯電手段３２の像担持体２の表面上での作用位置Ｑ₂における像担持体２の表面の移動方向下流側端部との間の距離をＬ₁とし、吐き出し工程においてトナー回収保持手段３１に対して第１の電圧出力手段４１が出力する電圧を切り替えた後に次に切り替えるまでの時間間隔をｔ₁としたとき、次式、ｔ₁≧Ｌ₁／ＰＳの関係が成立する構成とする。
【選択図】図３

Description

本発明は、電子写真方式或いは静電記録方式を用いたプリンタ、複写機、ファクシミリなどの画像形成装置に関するものである。

近年、プリンタ、複写機、ファクシミリなどの画像形成装置におけるカラー化が進んできている。例えば、電子写真方式を利用してフルカラー画像の形成が可能な画像形成装置として、中間転写方式の画像形成装置がよく知られている。中間転写方式の画像形成装置では、典型的には、複数色のそれぞれに応じて設けられた複数の電子写真感光体（感光体）が１列に配置される（インライン方式，タンデム型）。そして、各感光体上に形成された各色のトナー像が中間転写体上に順次重ね合わせて転写（１次転写）された後に、その多重トナー像が中間転写体から記録材に一括して転写（２次転写）されて、定着される。

中間転写方式の画像形成装置では、中間転写体から記録材にトナー像を転写した後に、中間転写体上にトナーが残留する。この中間転写体上に残留したトナー（２次転写残トナー）は、中間転写体クリーニング手段により中間転写体上から除去され回収される。

中間転写体クリーニング手段としては、クリーニング部材である弾性ブレードによって中間転写体上のトナーを掻き取るものが良く知られている。

又、中間転写体クリーニング手段としては、次のようなものもある。即ち、クリーニング部材であるファーブラシを設け、このファーブラシに中間転写体上の２次転写残トナーとは逆極性のバイアスを印加して、２次転写残トナーをファーブラシに回収する。そして、このファーブラシに回収された２次転写残トナーを、一旦金属ローラ等のバイアスローラに付着させてからブレードで掻き取る。

上述のような中間転写体クリーニング手段の構成では、中間転写体クリーニング手段として特別に回収トナーを収納する機構を必要とする。

特許文献１には、その他の中間転写体クリーニング手段として、中間転写体上の２次転写残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トナー帯電手段を設けることが提案されている。この場合、２次転写残トナーは、トナーの正規の帯電極性とは逆極性に帯電されることで、その直後の画像形成部の１次転写ニップ部において中間転写体から感光体に転写される。そして、この感光体に転写されたトナーは、感光体クリーニング手段により感光体上から除去され回収される。斯かる中間転写体クリーニング手段によれば、１次転写と同時に中間転写体をクリーニングすることが可能となる。

又、特許文献２には、その他の中間転写体クリーニング手段として、次のようなものが提案されている。即ち、２次転写残トナーを一時的に回収する回収部材を設け、回収部材上に回収された２次転写残トナーを、再度、中間転写体に吐き出す。そして、この吐き出したトナーを、その直後の画像形成部の感光体クリーニング手段により除去、回収する。

特許文献１、２のいずれの構成でも、中間転写体クリーニング手段として特別に回収トナーを収納する機構を設けることを省略することができる。そのため、交換ユニット数の削減が達成されることにより、ユーザビリティの向上が図られる。

又、特許文献３では、中間転写体上の２次転写残トナーに所定の電荷を付与するトナー帯電手段を有するインライン方式の画像形成装置において、次のような提案がなされている。即ち、インライン方式の画像形成装置では、特定の画像形成部の回収トナー容器に２次転写残トナーが多く回収されることから、その画像形成部のカートリッジのみ交換頻度が上昇し、不経済となることがある。このため、２次転写残トナーが多く回収される画像形成部のカートリッジのみ回収トナー容器の容量を大きくする。

特許文献３の構成では、回収トナー容器の容量を大きくしたカートリッジが大型化したり、カートリッジ構成の共通化が行えなくなったりする問題点がある。

又、中間転写体上の２次転写残トナーを回収し保持する特許文献２に示される構成と、中間転写体上の２次転写残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特許文献１に示される構成と、を組み合わせたインライン方式の画像形成装置が考えられる。斯かる構成の画像形成装置では、特定の画像形成部の回収トナー容器に２次転写残トナーが多く入ることを抑制できる。

図９に、中間転写体として中間転写ベルト１２０を有し、中間転写体クリーニング手段としてのベルトクリーニング装置１３０に、２次転写残トナーを回収し保持する構成と、２次転写残トナーを帯電させる構成とを併せて設けた画像形成装置の要部概略断面を示す。図示の画像形成装置は、中間転写ベルト１２０の表面の移動方向に沿って第１、第２、第３、第４の画像形成部１０１ａ、１０１ｂ、１０１ｃ、１０１ｄを有している。

即ち、ベルトクリーニング装置１３０は、２次転写残トナーを回収し保持するトナー回収保持手段としての導電性ブラシ１３１と、２次転写残トナーを帯電させるトナー帯電手段としてのトナー帯電ローラ１３２と、を有する。

導電性ブラシ１３１は、２次転写残トナーの一部を回収し保持する。導電性ブラシ１３によって回収し保持したトナーは、画像形成動作後に行われる準備動作である後回転動作中などの所定のタイミングで中間転写ベルト１２０に吐き出す。そして、中間転写ベルト１２０上に吐き出したトナーは、例えば、第２の画像形成部１０１ｂや第３の画像形成部１０１ｃの回収トナー容器１６２に選択的に回収する。このように選択的に回収する方法としては、例えば、第１の画像形成部１０１ａなどの、中間転写ベルト１２０上に吐き出したトナーを回収させたくない画像形成部の１次転写ニップ部Ｎの１次転写ローラ１０５を感光体１０２から離間させる方法がある。別法として、中間転写ベルト１２０上に吐き出したトナーを回収させたくない画像形成部において、その吐き出したトナーが中間転写ベルト１２０から感光体１０２に転写されないような極性の電圧を１次転写ローラ１０５に印加する方法がある。中間転写ベルト１２０上に吐き出したトナーが感光体１０２に転写されないような極性の電圧は、中間転写ベルト１２０上に吐き出したトナーとは逆極性（例えば、トナーの正規の帯電極性とは逆極性）の電圧である。

導電性ブラシ１３１にて２次転写残トナーの一部を回収し保持することで、トナー帯電ローラ１３２を画像形成動作中に通過するトナーの量を減少させることができることから、トナー帯電ローラ１３２へのトナーの付着量を大幅に減少させることができる。その結果、トナー帯電ローラ１３２によるトナーの帯電が安定して行えることから、より良好なクリーニング性能を確保することができる。

又、トナー帯電ローラ１３２は、導電性ブラシ１３１にて回収されなかった２次転写残トナーを、例えば、トナーの正規の帯電極性とは逆極性に帯電させる。即ち、トナー帯電ローラ１３２を通過した後の２次転写残トナーは、トナーの正規の帯電極性とは逆極性に帯電されている。従って、そのトナーは、その直後の第１の画像形成部１０１ａの１次転写ニップ部Ｎにおいて、中間転写ベルト１２０から感光体１０２に転写され、第１の画像形成部１０１ａの回収トナー容器１６２に回収される。

即ち、２次転写残トナーを回収し保持する構成と、２次転写残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構成と、を併せて設けることの利点の１つは、特定の画像形成部の回収トナー容器に２次転写残トナーが多く入ることを抑制できることである。
特許第３２６７５０７号公報 特開平０９−１９７７５０号公報 特開２００４−２１１３４号公報

しかしながら、上述のような、２次転写残トナーを回収し保持する構成と、２次転写残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構成と、を併せて設けた画像形成装置では、次のような問題があることが分かった。

即ち、導電性ブラシ１３１から中間転写ベルト１２０上に吐き出されたトナーが、トナー帯電ローラ１３２に付着し、トナー帯電ローラ１３２の帯電性能が低下する場合がある。その結果、トナー帯電ローラ１３２を通過した後のトナーの電荷量を、所望の電荷量にできなくなることがある。これにより、２次転写残トナーを中間転写ベルト１２０から感光体１０２に転写できなくなり、形成中の画像に以前のトナー像の跡が残る、クリーニング不良に起因した画像不良が発生する場合がある。

又、導電性ブラシ１３１から中間転写ベルト１２０上に吐き出されたトナーが導電性ブラシ１３１やトナー帯電ローラ１３２に静電気的に引き寄せられ、飛散する場合がある。トナーが大量に飛散すると、ベルトクリーニング装置１３０や画像形成装置の内部がトナーで汚れる。その結果、ベルトクリーニング装置１３０の汚れの一部がトナー帯電ローラ１３２に付着し、トナー帯電ローラ１３２の帯電性能を損ねることによるクリーニング不良が発生する場合がある。又、記録材にトナー汚れが付着すること、より詳細には、記録材へのトナーボタ落ちや記録材搬送路の汚れに伴う記録材へのトナー汚れなどが生じる場合がある。

尚、以上では、中間転写方式の画像形成装置において、像担持体として中間転写体をクリーニングする中間転写体クリーニング手段に関連した問題点について説明した。しかし、像担持体として例えば感光体をクリーニングする感光体クリーニング手段において、トナー回収保持手段とトナー帯電手段とを用いる場合にも、同様の問題が発生する虞がある。

従って、本発明の目的は、像担持体から転写残トナーを回収し保持するトナー回収保持手段と、像担持体上の転写残トナーを帯電させるトナー帯電手段と、を有する構成における像担持体のクリーニング性能を向上した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像担持体と、前記像担持体からトナーを回収し保持するトナー回収保持手段と、前記トナー回収保持手段に対して前記トナーを回収し保持するための電圧を出力する第１の電圧出力手段と、前記像担持体の表面の移動方向において前記トナー回収保持手段よりも下流側に配置され前記像担持体上のトナーを帯電させるトナー帯電手段と、前記トナー帯電手段に対して前記トナーを帯電させるための電圧を出力する第２の電圧出力手段と、を有し、前記トナー回収保持手段に対して前記第１の電圧出力手段が出力する電圧を切り替えることによって前記トナー回収保持手段に回収され保持されていたトナーを前記像担持体に転写する吐き出し工程を行う画像形成装置であって、前記像担持体の表面の移動速度をＰＳとし、前記トナー回収保持手段の前記像担持体の表面上での作用位置における前記像担持体の表面の移動方向上流側端部から前記トナー帯電手段の前記像担持体の表面上での作用位置における前記像担持体の表面の移動方向下流側端部との間の距離をＬ₁とし、前記吐き出し工程において前記トナー回収保持手段に対して前記第１の電圧出力手段が出力する電圧を切り替えた後に次に切り替えるまでの時間間隔をｔ₁としたとき、次式、ｔ₁≧Ｌ₁／ＰＳの関係が成立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、像担持体から転写残トナーを回収し保持するトナー回収保持手段と、像担持体上の転写残トナーを帯電させるトナー帯電手段と、を有する構成における像担持体のクリーニング性能を向上することができる。

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。本実施例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、本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り、本発明の範囲を以下の実施例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
先ず、図１を参照して、本発明に係る画像形成装置の一実施例の全体構成について説明する。

図１は、本実施例の画像形成装置１０の概略断面を示す。本実施例の画像形成装置１０は、電子写真方式を利用したインライン方式、中間転写方式のフルカラープリンタである。

画像形成装置１０は、複数の画像形成手段として、第１、第２、第３、第４の画像形成部（画像形成ユニット）１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄを有する。第１、第２、第３、第４の画像形成部１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄはそれぞれ、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色の画像を形成するためのものである。これらの４個の画像形成部１ａ〜１ｄは、一定の間隔をおいて１列に配置されている。

尚、本実施例では、第１〜第４の画像形成部１ａ〜１ｄの構成は、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。従って、以下、特に区別を要しない場合は、いずれかの色用に設けられた要素であることを示すために図中符号に与えた添え字ａ、ｂ、ｃ、ｄは省略して、総括的に説明する。

画像形成部１には、第１の像担持体としてのドラム型の電子写真感光体（感光体）、即ち、感光体ドラム２が設置されている。感光体ドラム２の周囲には、帯電手段としての帯電ローラ３、現像手段としての現像装置４、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ニング装置６が設置されている。又、帯電ローラ３と現像装置４との間の図中上方には、露光手段（画像書き込み手段）としての露光装置（レーザスキャナ装置）７が設置されている。

又、各画像形成部１ａ〜１ｄの感光体ドラム２ａ〜２ｄの全てに対向するように、第２の像担持体としての無端ベルト状の中間転写体である中間転写ベルト２０が配置されている。中間転写ベルト２０は、複数の支持部材としての駆動ローラ２１と２次転写対向ローラ２３とに掛け回されている。中間転写ベルト２０の内周面側において、各画像形成部１ａ〜１ｄの各感光体ドラム２ａ〜２ｄに対応して１次転写ローラ５ａ〜５ｄが配置されている。又、中間転写ベルト２０の外周面側において２次転写対向ローラ２３に対向する位置には、２次転写手段としての２次転写ローラ２４が配置されている。

感光体ドラム２は、本実施例では、負帯電性のＯＰＣ（有機光導電体）感光体であり、アルミニウムのドラム基体上に感光層を有している。感光体ドラム２は、駆動装置（図示せず）によって図示矢印Ｒ１方向（時計方向）に所定の周速度（表面移動速度）で回転駆動される。本実施例では、この感光体ドラム２の周速度が、画像形成装置１０のプロセススピード（ＰＳ）に相当する。

帯電ローラ３は、感光体ドラム２に所定の圧接力で接触しており、帯電電圧出力手段としての帯電バイアス電源（図示せず）から所定の帯電バイアスが印加され、感光体ドラム２の表面を所定の電位に均一に帯電させる。本実施例では、感光体ドラム２は、帯電ローラ３により負極性に帯電させられる。

露光装置７は、感光体ドラム２の表面を露光することにより、帯電ローラ３で帯電された感光体ドラム２の表面に画像情報に応じた静電潜像（静電像）を形成する。即ち、露光装置７において、ホストコンピュータ（図示せず）から入力される画像情報の時系列電気デジタル画素信号に対応して変調されたレーザ光がレーザ出力部から出力され、このレーザ光が反射ミラーを介して感光体ドラム２の表面に照射される。

現像装置４は、本実施例では、現像方式として接触現像方式を用いる。現像装置４は、現像剤担持体としての現像ローラを有する。現像ローラ上に薄層状に担持されたトナーは、駆動手段（図示せず）により現像ローラが回転駆動されることより、感光体ドラム２との対向部（現像部）に搬送される。そして、現像ローラに現像電圧出力手段としての現像バイアス電源から現像ローラに現像バイアスが印加されることにより、感光体ドラム２上に形成された静電潜像は、現像部において、トナー像として現像される。本実施例では、静電潜像は、反転現像方式で現像される。即ち、感光体ドラム２の帯電極性と同極性に帯電したトナーを、一様に帯電させられた後の感光体ドラム２上における、露光により電荷が減衰した部分（露光部）に付着させることによって、感光体ドラム２上の静電潜像をトナー像として現像する。本実施例では、トナーの正規の帯電極性は負極性であり、トナー像を形成するトナーは主として負極性の電荷を持っている。

各現像装置４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄには、それぞれイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色のトナーが収納されている。フルカラー画像形成モードでは、４個の現像装置４の全ての現像ローラが感光体ドラム２に当接し、モノカラー（単色）画像形成モードでは、画像を形成する画像形成部以外の現像装置４の現像ローラは感光体ドラム２から離間するように構成されている。これは、現像ローラとトナーの劣化、消耗を防止するためである。

中間転写ベルト２０としては、ＰＶｄＦ（弗化ビニリデン樹脂）、ＥＴＦＥ（四弗化エチレン−エチレン共重合樹脂）、ポリイミド、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）、ポリカーボネートなどの樹脂を無端ベルト状に構成したものを用いることができる。或いは、中間転写ベルト２０としては、例えばＥＰＤＭなどのゴム基層の上に、例えばウレタンゴムにＰＴＦＥなど弗素樹脂を分散したものを被覆して無端ベルト状に構成したものを用いることができる。中間転写ベルト２０は、駆動ローラ２１が図示矢印Ｒ２方向（反時計方向）に回転駆動されることによって、図示矢印Ｒ３方向（反時計方向）に、感光体ドラム２の周速度と略等速、即ち、所定プロセススピード（ＰＳ）にて周回移動（回転）する。

１次転写ローラ５は、例えばスポンジゴムなどの弾性部材で構成される。又、１次転写ローラ５は、中間転写ベルト２０を介して感光体ドラム２に当接し、中間転写ベルト２０と感光体ドラム２との接触部に１次転写ニップ部（１次転写部）Ｎを形成する。そして、１次転写ローラ５は、中間転写ベルト２０の移動に従動して回転する。

１次転写ローラ５には、１次転写電圧出力手段としての１次転写バイアス電源４０が接続されており、この１次転写バイアス電源４０から１次転写ローラ５に１次転写バイアスが印加される。感光体ドラム２上に形成されたトナー像は、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５により、回転している中間転写ベルト２０上に転写（１次転写）される。

２次転写ローラ２４は、中間転写ベルト２０を介して２次転写対向ローラ２３と当接して、２次転写ローラ２４と中間転写ベルト２０との接触部に２次転写ニップ部（２次転写部）Ｍを形成する。中間転写ベルト２０上に形成されたトナー像は、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た２次転写ローラ５により、２次転写ニップ部Ｍに搬送されてきた記録材Ｐ上に転写（２次転写）される。

中間転写ベルト２０の外側の２次転写対向ローラ２３の近傍には、中間転写体クリーニング手段としてのベルトクリーニング装置３０が設置されている。ベルトクリーニング装置３０の構成、動作の詳細については後述する。

２次転写ニップ部Ｍよりも記録材Ｐの搬送方向において上流側には、記録材供給手段を構成するレジストローラ１３が設置されている。

又、２次転写ニップ部Ｍよりも記録材Ｐの搬送方向において下流側には、定着手段としての定着装置１２が設置されている。定着装置１２は、熱源を備えた定着ローラ１２Ａと、定着ローラ１２Ａに圧接する加圧ローラ１２Ｂと、を有する。

次に、本実施例の画像形成装置１０による画像形成動作について、フルカラー画像形成モードを例として説明する。

先ず、各画像形成部１ａ〜１ｄの感光体ドラム２ａ〜２ｄ上に、各色のトナー像が電子写真プロセスによってそれぞれ形成される。

即ち、画像形成動作開始信号が発せられると、所定のプロセススピード（ＰＳ）で回転駆動される各感光体ドラム２ａ〜２ｄは、それぞれ帯電ローラ３ａ〜３ｄによって一様に帯電される。

そして、各露光装置７ａ〜７ｄは、入力される色分解されたカラー画像信号を、レーザ出力部にて光信号にそれぞれ変換する。そして、各露光装置７ａ〜７ｄは、変換された光信号であるレーザ光により、一様に帯電した各感光体ドラム２ａ〜２ｄ上をそれぞれ走査露光して、各感光体ドラム２ａ〜２ｄ上に静電潜像を形成する。

そして、第１の画像形成部１ａでは、感光ドラム２ａ上に形成された静電潜像は、イエロー色のトナーが感光体ドラム２ａの表面の電位に応じて静電吸着させられることで、トナー像として現像される。このとき、現像装置４ａの現像ローラには、感光体ドラム２ａの帯電極性（本実施例では負極性）と同極性の現像バイアスが印加される。

感光体ドラム２ａ上のイエロー色のトナー像は、１次転写ニップ部Ｎａにおいて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次転写バイアスが印加された１次転写ローラ５ａにより、回転している中間転写ベルト２０上に１次転写される。イエローのトナー像が転写された中間転写ベルト２０は画像形成部１ｂ側に移動する。

第２の画像形成部１ｂにおいても、第１の画像形成部１ａと同様にして、感光体ドラム２ｂ上にマゼンタ色のトナー像が形成される。そして、このマゼンタ色のトナー像が、１次転写ニップ部Ｎｂにおいて中間転写ベルト２０上のイエロー色のトナー像の上に重ね合わせて１次転写される。

第３、第４の画像形成部１ｃ、１ｄにおいても同様にして、中間転写ベルト２０上に重畳して１次転写されたイエロー、マゼンタの各色のトナー像の上に、１次転写ニップ部Ｎｃ、Ｎｄにおいてシアン、ブラックの各色のトナー像が順次重ね合わせて１次転写される。

こうして、中間転写ベルト２０上に、各色のトナー像が各１次転写ニップ部Ｎａ〜Ｎｄにおいて順次重ね合わせて１次転写された、複数色のトナー像から成る多重トナー像が形成される。

中間転写ベルト２０上のトナー像の先端が２次転写ニップ部Ｍに移動するタイミングに合わせて、レジストローラ１３により記録材Ｐが２次転写ニップ部Ｍに搬送される。そして、２次転写ニップ部Ｍにおいて、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次転写バイアスが印加された２次転写ローラ２４により、中間転写ベルト２０上の多重トナー像が記録材Ｐに一括して２次転写される。

その後、トナー像が転写された記録材Ｐは、定着装置１２に搬送される。トナー像を担持した記録材Ｐは、定着装置１２内に設置された定着ローラ１２Ａと加圧ローラ１２Ｂとの間の定着ニップ部で加熱及び加圧される。これにより、記録材Ｐの表面にトナー像が熱定着（溶融定着）され、記録材Ｐ上にフルカラー画像（或いは多色画像）が形成される。その後、記録材Ｐが画像形成装置１０の外部に排出されて、一連の画像形成動作が終了する。

１次転写工程後に感光体ドラム２上に残留しているトナー（１次転写残トナー）は、ドラムクリーニング装置６によって感光体ドラム２上から除去されて回収される。ドラムクリーニング装置６は、クリーニング部材としての弾性体で形成された板状部材であるクリーニングブレード６１と、クリーニングブレード６１によって感光体ドラム２上から掻き取られたトナーを収納する回収トナー容器６２と、を有する。

又、２次転写工程後に中間転写ベルト２０上に残ったトナー（２次転写残トナー）は、以下詳しく説明するようにして、ベルトクリーニング装置３０によって中間転写ベルト２０上から除去され回収される。

（２）ベルトクリーニング機構
ベルトクリーニング装置３０は、２次転写残トナーを回収し保持するトナー回収保持手段としての導電性ブラシ３１と、２次転写残トナーを帯電させるトナー帯電手段としてのトナー帯電ローラ３２と、を有する。

ブラシ状部材である導電性ブラシ３１は、２次転写ニップ部Ｍよりも中間転写ベルト２０の表面の移動方向（回転方向）において下流側に位置し、２次転写残トナーの一部を回収し保持する。

本実施例では、導電性ブラシ３１は、材料はナイロンであり、繊度は７デシテックス、パイル長さは５ｍｍ、ブラシ幅は５ｍｍ、電気抵抗値は１．０×１０⁶Ωに設定されている。導電性ブラシ３１には、第１のクリーニング電圧出力手段（第１の電圧出力手段）としての回収保持用電源４１が接続されている。そして、導電性ブラシ３１には、回収保持用電源４１から所定の直流電圧が印加される。印加される電圧は、導電性ブラシ３１の材料や画像形成装置１０が使用される環境（温度、湿度）などによって異なる。

２次転写工程前の中間転写ベルト２０上のトナーは、感光体ドラム２の表面の帯電電荷と同極性の負極性で、且つ、電荷の分布のばらつきの小さい状態で帯電している。一方、２次転写工程後の中間転写ベルト２０上の２次転写残トナーは、電荷の分布がブロードになった上に、トナーの正規の帯電極性とは逆極性である正極性側にピークが移動した分布を形成する。この結果、２次転写残トナーは、負極性に帯電したもの、殆ど帯電されていないもの、及び正極性に帯電したもの、が混在した状態となっている。

ここで、画像形成動作中の中間転写ベルト２０のクリーニング動作時に、導電性ブラシ３１に正極性の電圧を印加することで、上述のような帯電状態の２次転写残トナーのうち、負極性に帯電したトナーを導電性ブラシ３１に回収できる。これにより、画像形成動作中にトナー帯電ローラ３２を通過するトナーの量を減少させることができる。又、導電性ブラシ３１に正極性の電圧を印加することで、負極性のトナーを回収することに加え、導電性ブラシ３１と２次転写残トナーとの間で放電を起こしてトナーを正極性側に帯電させる作用がある。そのため、導電性ブラシ３１に回収されなかった２次転写残トナーの中には、負極性のトナーはほとんど存在しない。

トナー帯電ローラ３２を通過するトナーの量を抑え、又負極性のトナーを取り除くことにより、後述のようにトナーを帯電させるために正極性の電圧が印加されるトナー帯電ローラ３２の表面へのトナーの付着を大幅に減少させることができる。その結果、トナー帯電ローラ３２によるトナーの帯電が安定して行えるため、より良好なクリーニング性能を確保することができる。

尚、トナー回収保持手段としては、本実施例のような固定配置されるブラシ状部材のほか、固定配置される発泡スポンジ状部材や、回転可能なファーブラシローラ、回転可能な発泡スポンジローラなどを用いてよい。発泡スポンジとしては、例えば、ウレタンゴムやＮＢＲ＋ヒドリンゴムにて形成されたものを好適に用いることができる。

ローラ状部材であるトナー帯電ローラ３２は、導電性ブラシ３１よりも中間転写ベルト２０の表面の移動方向（回転方向）において下流側に位置し、導電性ブラシ３１にて回収されなかった２次転写残トナーを正極性の所望の電荷量に帯電させる役割を持っている。

本実施例では、トナー帯電ローラ３２としては、直径６ｍｍのニッケルメッキ鋼棒上に、ＥＰＤＭゴムにカーボンが分散されたソリッド弾性体を肉厚５ｍｍで被覆したものを用いた。トナー帯電ローラ３２の電気抵抗値は５００Ｖ印加時において５．０×１０⁷Ωである。トナー帯電ローラ３２には、第２のクリーニング電圧出力手段（第２の電圧出力手段）としてのトナー帯電用電源４２が接続されている。そして、トナー帯電ローラ３２には、トナー帯電用電源４２から所定の直流電圧が印加される。印加される電圧は、トナー帯電ローラ３２の材料や画像形成装置１０が使用される環境（温度、湿度）などによって異なる。

画像形成中の中間転写ベルト２０のクリーニング動作時に、トナー帯電ローラ３２に正極性の電圧を印加することで、中間転写ベルト２０上のトナーを一様に正極性に帯電させることができる。トナー帯電ローラ３２によって正極性に帯電させられたトナーは、第１の画像形成部１ａの１次転写ニップ部Ｎａへと進む。そして、ここで第１の画像形成部１ａの１次転写ローラ５ａに印加される正極性の１次転写バイアスの作用により、中間転写ベルト２０から第１の画像形成部１ａの感光体ドラム２ａに転写される。この感光体ドラム２ａに転写されたトナーは、その後、第１の画像形成部１ａのドラムクリーニング装置６ａにより回収される。

本実施例では、導電性ブラシ３１とトナー帯電ローラ３２は共に、中間転写ベルト２０を介して２次転写対向ローラ２３に対向して設置されている。本実施例では、導電性ブラシ３１とトナー帯電ローラ３２はそれぞれ、中間転写ベルト２０に接触しており、２次転写対向ローラ２３に向けて所定の圧力で押圧されている。導電性ブラシ３１とトナー帯電ローラ３２に対して新たに対向ローラ（対向部材）を設けることなく２次転写対向ローラ２３を利用することにより、コストアップや装置の大型化を避けることができる。又、仮に導電性ブラシ３１とトナー帯電ローラ３２のそれぞれに対して対向ローラを別途設けた場合には、各対向ローラと中間転写ベルト２０との分離部分でトナーが飛散し易くなる。これに対し、本実施例のように導電性ブラシ３１とトナー帯電ローラ３２に対する対向ローラを共通化することにより、トナーの飛散を低減することができるというメリットがある。

トナーが大量に飛散すると、ベルトクリーニング装置３０や画像形成装置１０の内部がトナーで汚れる。その結果、ベルトクリーニング装置３０の内部の汚れがトナー帯電ローラ３２に付着し、トナー帯電ローラ３２の帯電性能を損ねることによるクリーニング不良が発生する場合がある。又、記録材Ｐにトナー汚れが付着すること、より詳細には、記録材へのトナーボタ落ちや記録材搬送路の汚れに伴う記録材Ｐへのトナー汚れなどが生じる場合がある。従って、トナーの飛散は極力少なくすることが望ましい。

（３）吐き出し工程
次に、導電性ブラシ３１に回収され保持された２次転写残トナーを中間転写ベルト２０に転写する工程、即ち、吐き出し工程について説明する。

導電性ブラシ３１にて回収したトナーが蓄積していき、所定の量に達すると、それ以上のトナーの回収、保持ができなくなり、クリーニング性能が低下する。そこで、所定のタイミングで、導電性ブラシ３１に保持しているトナーを、再度、中間転写ベルト２０に転写する工程、即ち、吐き出し工程を行う。これにより、導電性ブラシ３１に蓄積したトナーの量を減少させて、クリーニング性能の低下を抑制する。

本実施例では、吐き出し工程では、回収保持用電源４１から導電性ブラシ３１に、負極性の直流電圧Ｖ_1mと、正極性の直流電圧Ｖ_1pと、を交互に印加する。導電性ブラシ３１に負極性の直流電圧Ｖ_1mを印加すると、導電性ブラシ３１に保持されていた負極性のトナーが中間転写ベルト２０に吐き出される。導電性ブラシ３１に保持されているトナーの大部分は負極性に帯電しているが、放電によって正極性になったトナーも僅かではあるが保持されている。そこで、正極性の直流電圧Ｖ_1pを導電性ブラシ３１に印加することで、この正極性に帯電したトナーが中間転写ベルト２０に吐き出される。

本実施例では、Ｖ_1m＝−８００Ｖ、Ｖ_1p＝＋８００Ｖである。

又、画像形成装置１０の使用に伴い、トナー帯電ローラ３２に２次転写残トナーの一部が付着し、トナー帯電ローラ３２の表面がトナーで汚れてくる。トナー帯電ローラ３２の表面がトナーで汚れると、トナー帯電ローラ３２による２次転写残トナーの帯電が不安定になり、２次転写残トナーの電荷量が不安定になることから、クリーニング性能が低下する。従って、それを抑制するために、本実施例では、吐き出し工程において、導電性ブラシ３１から中間転写ベルト２０にトナーを転写する動作と同様の動作を、トナー帯電ローラ３２に対しても実施する。

即ち、本実施例では、吐き出し工程において、トナー帯電用電源４２からトナー帯電ローラ３２に、負極性の直流電圧Ｖ_2mと、正極性の直流電圧Ｖ_2pと、を交互に印加する。これによって、トナー帯電ローラ３２の表面に付着したトナーの除去を行う。

本実施例では、Ｖ_2m＝−８００Ｖ、Ｖ_2p＝＋８００Ｖである。

本実施例では、回収保持用電源４１とトナー帯電用電源４２はそれぞれ、第１の極性の電圧を出力する第１の電圧出力部（高圧回路）と、第１の極性とは逆極性である第２の極性の電圧を出力する第２の電圧出力部（高圧回路）と、を有する。又、回収保持用電源４１とトナー帯電用電源４２はそれぞれ、第１の電圧出力部からの電圧を出力するか、第２の電圧出力部から電圧を出力するか、又は電圧出力をＯＦＦ（停止）するかを選択的に切り替えるための切り替え手段を有する。切り替え手段は更に、出力電圧値を変更できるようになっていてもよい。そして、本実施例では、回収保持用電源４１とトナー帯電用電源４２における出力電圧値、出力電圧の極性の切り替えなどの制御は、画像形成装置１０の動作を統括的に制御する制御部が備える制御手段としてのＣＰＵ５０（図１）によって行われる。ＣＰＵ５０は、それに内蔵しているか又は接続されている記憶手段に記憶されたプログラム、データに従って画像形成装置１０の動作をシーケンス制御し、特に、本実施例に関連して回収保持用電源４１、トナー帯電用電源４２からの電圧出力を制御する。

吐き出し工程は、後回転時、ジャム（記録材Ｐがその搬送経路中で詰まること）発生後の処理動作時など、画像形成をしていないタイミング（非画像形成時）で行う。本実施例では、吐き出し工程で中間転写ベルト２０に吐き出されたトナーは、第２の画像形成部１ｂや第３の画像形成部１ｃの回収トナー容器６２ｂ、６２ｃに選択的に回収する。このように選択的に回収する方法として、本実施例では、第１の画像形成部１ａなどの、中間転写ベルト２０上に吐き出したトナーを回収させたくない画像形成部の１次転写ニップ部Ｎの１次転写ローラ５を感光体ドラム２から離間させる方法を用いた。吐き出し工程で中間転写ベルト２０に吐き出されたトナーを回収する回収トナー容器６２を選択することで、インライン方式の画像形成装置において、特定の画像形成部１の特定の回収トナー容器６２に２次転写残トナーが多く入ることを抑制することができる。

ところで、前述のように、トナー回収保持手段とトナー帯電手段とを有する画像形成装置では、次のような問題が発生することがある。即ち、トナー回収保持手段から吐き出されたトナーが付着することによってトナー帯電手段の帯電性能が低下し、クリーニング不良による画像不良が発生することがある。又、トナー回収保持手段から吐き出されたトナーがトナー回収保持手段やトナー帯電手段に静電気的に引き寄せられ、飛散することにより、上記同様のクリーニング不良による画像不良が発生したり、記録材にトナー汚れが付着したりすることがある。

本実施例の主要な目的は、像担持体から転写残トナーを回収し保持するトナー回収保持手段と、像担持体上の転写残トナーを帯電させるトナー帯電手段と、を有する構成における像担持体のクリーニング性能を向上することである。本実施例のより詳細な目的の１つは、中間転写ベルト２０のクリーニング不良に起因する画像不良の発生や記録材Ｐへのトナー汚れの付着を抑制することである。

そこで、本実施例では、導電性ブラシ３１とトナー帯電ローラ３２とを有する中間転写方式の画像形成装置１０における、導電性ブラシ３１から中間転写ベルト２０へのトナーの吐き出し工程において、次のような設定を用いる。即ち、導電性ブラシ３１に印加する電圧を切り替えるまでの時間間隔を、導電性ブラシ３１から中間転写ベルト２０に吐き出されたトナーが、その移動方向において下流側にあるトナー帯電ローラ３２を超えるまでにかかる時間よりも長い時間とする。

図２及び図３を参照して、吐き出し工程における導電性ブラシ３１とトナー帯電ローラ３２に印加する電圧を切り替えるタイミングについて説明する。尚、簡略化のため、図３ではトナー帯電ローラ３２から吐き出されたトナーは省略している。

図中、Ｑ₁は導電性ブラシ３１の中間転写ベルト２０の表面上での作用位置（以下、「回収作用位置」という。）を示し、Ｑ₂はトナー帯電ローラ３２の中間転写ベルト２０の表面上での作用位置（以下「帯電作用位置」という。）を示す。又、図中、Ｗ₁は回収作用位置Ｑ₁の中間転写ベルト２０の表面の移動方向における幅を示し、Ｗ₂は帯電作用位置Ｑ₂の中間転写ベルト２０の表面の移動方向における幅を示し、ＰＳはプロセススピード（中間転写ベルト２０の表面の移動速度）を示す。又、図中、Ｌ₁は、中間転写ベルト２０の表面に沿った、回収作用位置Ｑ₁の先端（中間転写ベルト２０の表面の移動方向上流側端部）から帯電作用位置Ｑ₂の後端（中間転写ベルト２０の表面の移動方向下流側端部）までの距離を示す。更に、図中、Ｌ₂は、中間転写ベルト２０の表面に沿った、回収作用位置Ｑ₁の後端（中間転写ベルト２０の表面の移動方向下流側端部）から帯電作用位置Ｑ₂の先端（中間転写ベルト２０の表面の移動方向上流側端部）までの距離を示す。Ｌ₁とＬ₂とには、次式、
Ｌ₁＝Ｌ₂＋Ｗ₁＋Ｗ₂
の関係が成り立っている。

このとき、本実施例では、吐き出し工程における導電性ブラシ３１とトナー帯電ローラ３２に印加する電圧の切り替え、特に、本実施例では電圧の極性の切り替えは、次のようにする。

先ず、導電性ブラシ３１に印加する電圧とトナー帯電ローラ３２に印加する電圧とで、その極性を切り替えるタイミングを揃え（即ち、略同一のタイミングとし）、且つ、同極性になるように切り替える。そして、導電性ブラシ３１とトナー帯電ローラ３２に印加する電圧の極性を切り替えるまでの時間間隔ｔ₁を、次式、
ｔ₁≧Ｌ₁／ＰＳ （式１）
の関係が成立するように設定する。

これにより、導電性ブラシ３１から中間転写ベルト２０に吐き出されたトナーが導電性ブラシ３１とトナー帯電ローラ３２との間において飛散することや、この吐き出されたトナーがトナー帯電ローラ３２の表面に付着することを抑制することができる。

更に説明すると、図３（ａ）〜（ｄ）は、吐き出し工程におけるベルトクリーニング装置３０の近傍の様子を模式的に示している。

図３（ａ）は、吐き出し工程を開始した時間ｔ₀における模式図である。画像形成動作中に正極性の直流電圧を印加している導電性ブラシ３１に負極性の直流電圧を印加すること、即ち、印加する電圧を切り替えることにより、導電性ブラシ３１に過渡電流が流れる。その結果、導電性ブラシ３１に保持されていた負極性を持ったトナーが、回収作用位置Ｑ₁の範囲でＷ₁の幅をもって中間転写ベルト２０に吐き出される。

その後、図３（ｂ）に示すように、中間転写ベルト２０に吐き出されたトナーは、中間転写ベルト２０の移動に伴いトナー帯電ローラ３２に向かって進んでいく。もしこの時点で、導電性ブラシ３１又はトナー帯電ローラ３２に正極性の電圧を印加した場合には、導電性ブラシ３１又はトナー帯電ローラ３２に、中間転写ベルト２０に吐き出されている負極性のトナーが静電的に引き寄せられ、トナー飛散が起き易くなる。従って、中間転写ベルト２０に吐き出されたトナーが回収作用位置Ｑ₁と帯電作用位置Ｑ₂との間に存在する間（ｔ₀＜ｔ＜ｔ₀＋Ｌ₂／ＰＳ）は、導電性ブラシ３１とトナー帯電ローラ３２に印加する電圧は、次のようにする必要がある。即ち、導電性ブラシ３１とトナー帯電ローラ３２に印加する電圧は、同極性（本実施例では負極性）にし、且つ、その極性の切り替えをしない。

図３（ｃ）は、時間ｔ₀で中間転写ベルト２０に吐き出されたトナーが帯電作用位置Ｑ₂内に存在する間（ｔ₀＋Ｌ₂／ＰＳ＜ｔ＜ｔ₀＋Ｌ₁／ＰＳ）の模式図である。もしこの時点で、トナー帯電ローラ３２に印加する電圧の極性を切り替えると、中間転写ベルト２０に吐き出されている負極性のトナーが正極性の電圧が印加されたトナー帯電ローラ３２に付着する。従って、この時点でも、導電性ブラシ３１とトナー帯電ローラ３２に印加する電圧の極性の切り替えは行わない。

図３（ｄ）は、ｔ₀で吐き出されたトナーが帯電作用位置Ｑ₂を通過した後（ｔ＞ｔ₀＋Ｌ₁／ＰＳ）の模式図である。この時点で、導電性ブラシ３１とトナー帯電ローラ３２に印加する電圧を負極性から正極性に切り替える。これにより、導電性ブラシ３１から中間転写ベルト２０に吐き出された負極性のトナーが導電性ブラシ３１とトナー帯電ローラ３２との間で飛散することを抑制し、且つ、トナー帯電ローラ３２の表面に付着することを抑制することができる。この時間をｔ＝ｔ₀＋ｔ₁とする。

導電性ブラシ３１とトナー帯電ローラ３２に印加される電圧が正極性に切り替えられた時（ｔ＝ｔ₀＋ｔ₁）、導電性ブラシ３１に保持されていた正極性を持ったトナーが、過渡電流により中間転写ベルト２０に吐き出される。その後、図３（ａ）〜（ｄ）に示したものとは極性を反転した状態を経て、ｔ＝ｔ₀＋２×ｔ₁の時点で導電性ブラシ３１とトナー帯電ローラ３２に印加する電圧を再度負極性に切り替える。これにより、上記負極性のトナーの場合と同様に、中間転写ベルト２０に吐き出された正極性のトナーが導電性ブラシ３１とトナー帯電ローラ３２との間で飛散することを抑制し、且つ、トナー帯電ローラ３２の表面に付着することを抑制することができる。

ここで、以上では、導電性ブラシ３１から吐き出されたトナーは、導電性ブラシ３１に印加される電圧が切り替わるタイミングにおける過渡電流によって導電性ブラシ３１の幅で吐き出されたトナーであるものとして説明した。実際には、導電性ブラシ３１に印加する電圧を負極性の直流電圧に切り替えた後、そのまま負極性の直流電圧を印加し続けている。従って、厳密には、この時にも導電性ブラシ３１から負極性のトナーが吐き出される。しかし、このトナーの量は、過渡電流により吐き出されるトナーの量に比べれば十分に少ないことから、トナー飛散やトナー帯電ローラ３２への付着の影響は十分に小さい。従って、過渡電流によって吐き出されたトナーの飛散とトナー帯電ローラ３２の表面への付着を抑制することが重要である。

図４に示すように、以上のプロセスを繰り返し、次式、
ｔ＝ｔ₀＋ｎ×ｔ₁ （式２）
の時点ごとに、導電性ブラシ３１とトナー帯電ローラ３２に印加する電圧の極性を切り替える。これにより、導電性ブラシ３１から中間転写ベルト２０へのトナーの吐き出し工程は完了する。

式２において、ｎは１からｍまでの自然数である。本実施例では、ｍは２から１９までの自然数であり、画像形成モードや画像比率（印字率）、ジャムの発生時やキャリブレーション時によって、電圧の切り替えを異なる回数行うようにしている。

ここで、吐き出し工程において、導電性ブラシ３１とトナー帯電ローラ３２に印加する電圧の極性を切り替える回数は、画像形成の生産性を極力落とさないために、必要最小限の切り替え回数とすることが望ましい。

又、吐き出し工程において、導電性ブラシ３１とトナー帯電ローラ３２に印加する電圧の極性を切り替える時間間隔ｔ₁は、式１を満たす範囲で極力短いことが望ましい。なぜならば、時間間隔ｔ₁が短い方が、一定時間内での吐き出しを行う回数が増えるので、高効率の吐き出しが実現できるためである。好ましくは、ｔ₁＝Ｌ₁／ＰＳである。但し、この時間間隔ｔ₁は、次に示す範囲で適宜設定することができる。

即ち、中間転写ベルト２０の表面に沿った、導電性ブラシ３１の回収作用位置Ｑ₁の先端から、吐き出しトナーを回収する画像形成部１ａ、１ｂ、１ｃ又は１ｄ内の転写作用位置Ｎａ、Ｎｂ、Ｎｃ又はＮｄの後端までの距離をＬ₃とする。ここで、本実施例では、吐き出しトナーは、特定の画像形成部の回収トナー容器６２を回収先として回収するように選択される。又、上記回収作用位置Ｑ₁の先端とは、回収作用位置Ｑ₁の中間転写ベルト２０の表面の移動方向上流側端部である。又、上記転写作用位置Ｎａ、Ｎｂ、Ｎｃ又はＮｄの後端とは、吐き出しトナーを回収する画像形成部１の転写作用位置（即ち、中間転写ベルト２０上からの吐き出しトナー除去作用位置）Ｎの中間転写ベルト２０の表面の移動方向下流側端部である。このとき、ｔ₁は、通常、Ｌ₃／ＰＳ以下である。これは、導電性ブラシ３１から中間転写ベルト２０上に吐き出されたトナーが回収（除去）されれば、その飛散は発生しないからである。

又、本実施例では、吐き出し工程時に導電性ブラシ３１に印加する電圧の絶対値と、トナー帯電ローラ３２に印加する電圧の絶対値とは等しい値に設定している。この場合、導電性ブラシ３１とトナー帯電ローラ３２との電気抵抗値の関係（導電性ブラシ３１よりもトナー帯電ローラ３２の方が電気抵抗が高い）から、導電性ブラシ３１に流れる電流はトナー帯電ローラ３２に流れる電流より大きくなる。このような系において、本実施例のように導電性ブラシ３１とトナー帯電ローラ３２とが近接している場合、導電性ブラシ３１から中間転写ベルト２０を通じてトナー帯電ローラ３２側に電流が流れ込む現象（干渉）が発生する。この電流の流れ込みが起きると、導電性ブラシ３１からより多くのトナーを吐き出すことができ、より高効率の吐き出しが実現できる。又、導電性ブラシ３１からのトナーの吐き出しが高効率であるために、その吐き出しにかかる時間を短くすることができる。従って、画像形成の生産性を向上することができ、ユーザビリティに優れている。

尚、本実施例では、時間間隔ｔ₁が、トナー帯電ローラ３２が１回転する時間よりも短い。即ち、本実施例では、トナー帯電ローラ３２の半径をｒとしたとき、次式、
ｔ₁＜２πｒ／ＰＳ （式３）
の関係が成り立っている。

そこで、本実施例では、上述の吐き出し工程とは別に、トナー帯電ローラ３２の表面に付着したトナーを除去するための、トナー帯電手段クリーニング工程を行う。これは、上述の吐き出し工程において、トナー帯電ローラ３２が１回転する時間よりも早く導電性ブラシ３１とトナー帯電ローラ３２に印加する電圧の極性が切り替わると、トナー帯電ローラ３２の表面に、トナーを除去できない部分が生じるからである。

トナー帯電手段クリーニング工程における動作は、上述の吐き出し工程における動作と基本的には同じである。但し、トナー帯電手段クリーニング工程では、導電性ブラシ３１とトナー帯電ローラ３２に印加する電圧の極性を切り替える時間間隔ｔ₂を、次式、
ｔ₂≧２πｒ／ＰＳ （式４）
の関係が成立するように設定する。通常、ｔ₂は、ｔ₁と同様に、Ｌ₃／ＰＳ以下である。これは、導電性ブラシ３１から中間転写ベルト２０上に吐き出されたトナーが回収（除去）されれば、その飛散は発生しないからである。

本実施例では、図５に示すように、導電性ブラシ３１とトナー帯電ローラ３２に印加する電圧の極性を切り替える時間間隔をｔ₁とした吐き出し工程を行った後に、該時間間隔をｔ₂としたトナー帯電手段クリーニング工程をｔ₂×６の時間だけ行う。

尚、吐き出し工程、トナー帯電手段クリーニング工程のいずれにおいても、通常導電性ブラシ３１とトナー帯電ローラ３２から中間転写ベルト２０へとトナーが吐き出される。従って、吐き出し工程は、ベルトクリーニング装置３０のリフレッシュ動作における、導電性ブラシ３１からのトナーの吐き出しを主目的としたモードであると考えることができる。又、トナー帯電手段クリーニング工程は、ベルトクリーニング装置３０のリフレッシュ動作における、トナー帯電ローラ３２からのトナーの吐き出しを主目的としたモードであると考えることができる。

（４）本実施例の画像出力実験結果
次に、本実施例の画像形成装置１０を用いた場合の画像出力実験の結果について説明する。

耐久実験として、記録材ＰにＣＬＣカラーレーザーコピア用紙（Ｃａｎｏｎ販売、商品名）を用い、Ｃ（シアン）、Ｍ（マゼンタ）、Ｙ（イエロー）、Ｋ（ブラック）の各色の画像比率２５％の画像を、２枚連続画像形成を繰り返すことにより１０万枚形成した。画像形成モードとしては普通紙モードを用い、プロセススピード（ＰＳ）は１００ｍｍ／ｓｅｃ、スループットは１分間に１８枚であった。耐久実験中に、吐き出し工程は、時間間隔ｔ₁をＬ₁／ＰＳとして、２枚の連続画像形成が終了するごとに行った。

又、上記耐久実験の開始時、及び耐久実験中の画像形成枚数１万枚おきに、評価画像のサンプリングを行った。サンプリングする評価画像としては、記録材ＰにＣＬＣカラーレーザーコピア用紙（Ｃａｎｏｎ販売、商品名）を用い、次のものを出力した。即ち、ベタ画像（最大濃度レベル画像）、ハーフトーン画像、文字細線画像を、それぞれＣ（シアン）、Ｍ（マゼンタ）、Ｙ（イエロー）、Ｋ（ブラック）、Ｒ（レッド）、Ｂ（ブルー）、Ｇ（グリーン）の各色にて２枚ずつ出力した。

サンプリングした評価画像について、（１）クリーニング不良、（２）記録材Ｐへのトナー汚れ付着の２つの画像不良の観点でランク付け評価を行った。具体的には、クリーニン不良は、サンプリングした評価画像に中間転写ベルト２０の１周分前の画像がゴースト状に発生するかを観察することで評価した。又、記録材Ｐへのトナー汚れは、サンプリングした評価画像にベルトクリーニング装置３０周辺の汚れトナーによる汚染が発生するかを観察することで評価した。ランク付けの基準としては、画像不良がまったく発生しない場合を○、僅かに確認できる場合（実用上許容範囲内）を○△、確認できる場合を△、少しレベルが悪い場合を△×、レベルが悪い場合を×とした。

尚、実験を行った雰囲気環境は、温度２３℃、湿度５０％のＮＮ環境下である。

評価結果を表１に示す。

本実施例では、クリーニング不良は、８万枚までは発生せず、９万枚から僅かに確認できる程度に発生したがこれは実用上許容できる範囲内のものであった。一方、記録材Ｐへのトナー汚れ付着は、１０万枚の耐久実験の全体を通じて発生しなかった。

（５）比較例の画像出力実験結果
次に、上記本実施例の画像形成装置１０の対照としての比較例１、２の画像出力実験の結果について説明する。

比較例１の画像形成装置は、上記本実施例の実験に用いたものと同じ基本構成を有するが、吐き出し工程における時間間隔ｔ₁をＷ₁／ＰＳとした。

比較例２の画像形成装置は、上記本実施例の実験に用いたものと同じ基本構成を有するが、吐き出し工程では導電性ブラシ３１に印加する電圧の極性のみを時間間隔ｔ₁をＬ₁／ＰＳとして切り替え、トナー帯電ローラ３２には正極性の電圧を印加し続けた。

評価結果を表２に示す。

比較例１では、クリーニング不良は、４万枚までは発生しなかったものの、５万枚以降から僅かに確認できる程度に発生し、耐久実験の進行と共に悪化していくことが確認された。一方、記録材Ｐへのトナー汚れ付着は、６万枚から確認できる画像不良が発生し、耐久実験の進行と共に悪化することが確認された。

又、比較例２では、クリーニング不良は、５万枚までは発生しなかったものの、６万枚から僅かに確認できる程度に発生し、耐久実験の進行と共に悪化していくことが確認された。一方、記録材Ｐへのトナー汚れ付着は、９万枚において僅かに確認できる程度に発生し、１０万枚においてそのレベルが悪化することが確認された。

（６）まとめ
以上、本実施例では、導電性ブラシ３１とトナー帯電ローラ３２とを有する中間転写方式の画像形成装置１０における、導電性ブラシ３１から中間転写ベルト２０へのトナーの吐き出し工程において、次のような設定を用いる。即ち、導電性ブラシ３１に印加する電圧を切り替えるまでの時間間隔ｔ₁を、導電性ブラシ３１から中間転写ベルト２０に吐き出されたトナーが、その移動方向において下流側にあるトナー帯電ローラ３２を超えるまでにかかる時間よりも長い時間とする。これにより、中間転写ベルト２０のクリーニング不良に起因する画像不良の発生や記録材Ｐへのトナー汚れの付着を抑制することができる。このように、本発明によれば、像担持体から転写残トナーを回収し保持するトナー回収保持手段と、像担持体上の転写残トナーを帯電させるトナー帯電手段と、を有する構成における像担持体のクリーニング性能を向上することができる。

実施例２
次に、本発明に係る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。

図６は、本実施例の画像形成装置１０におけるベルトクリーニング装置３０の近傍を模式的に示す。

本実施例では、ベルトクリーニング装置３０におけるトナー帯電手段として、実施例１のトナー帯電ローラ３２の代わりに、導電性ブラシ（以下「トナー帯電ブラシ」という。）３３を用いる。

トナー帯電ブラシ３３は、実施例１におけるトナー帯電ローラ３２と同じく、導電性ブラシ３１よりも中間転写ベルト２０の表面の移動方向（回転方向）において下流側に位置する。そして、トナー帯電ブラシ３３は、実施例１におけるトナー帯電ローラ３２と同じく、導電性ブラシ３１にて回収されなかった２次転写残トナーを正極性に帯電させる役割を持っている。

本実施例では、トナー帯電ブラシ３３は、材料はナイロンであり、繊度は７デシテックス、パイル長さは５ｍｍ、ブラシ幅は５ｍｍ、電気抵抗値は１．０×１０⁸Ωに設定されている。トナー帯電ブラシ３３は、トナー回収保持手段としての導電性ブラシ３１よりも高い電気抵抗を持つ。これによって、トナー帯電ブラシ３３によるトナーを帯電させる能力を上げている。

トナー帯電ブラシ３３には、トナー帯電用電源４２が接続されている。そして、トナー帯電ブラシ３３には、トナー帯電用電源４２から所定の直流電圧が印加される。印加される電圧は、トナー帯電ブラシ３３の材料や画像形成装置１０が使用される環境（温度、湿度）などによって異なる。

中間転写ベルト２０のクリーニング動作時には、トナー帯電ブラシ３３に正極性の電圧を印加することで、導電性ブラシ３１によって回収されなかった２次転写残トナーを一様に正極性に帯電させることができる。トナー帯電ブラシ３３によって正極性に帯電させられたトナーは、第１の画像形成部１ａの１次転写ニップ部Ｎａへと進む。そして、ここで第１の画像形成部１ａの１次転写ローラ５ａに印加される正極性の１次転写バイアスの作用により、中間転写ベルト２０から第１の画像形成部１ａの感光体ドラム２ａに転写される。この感光体ドラム２ａに転写されたトナーは、その後、第１の画像形成部１ａのドラムクリーニング装置６ａにより回収される。

画像形成装置１０の使用に伴い、クリーニング動作を繰り返すと、２次転写残トナーの一部がトナー帯電ブラシ３３に捕捉され、トナー帯電ブラシ３３がトナーで汚れてくる。トナー帯電ブラシ３３がトナーで汚れると、トナー帯電ブラシ３３による２次転写残トナーの帯電が不安定になり、その結果２次転写残トナーの電荷量が不安定になることから、クリーニング性能が低下する。従って、それを抑制するために、本実施例では、吐き出し工程において、導電性ブラシ３１から中間転写ベルト２０にトナーを転写する動作と同様の動作を、トナー帯電ブラシ３３に対しても実施する。

即ち、本実施例では、吐き出し工程において、トナー帯電用電源４２からトナー帯電ブラシ３３に、負極性の直流電圧Ｖ_2mと、正極性の直流電圧Ｖ_2pと、を交互に印加する。これによって、トナー帯電ブラシ３３の内部に付着したトナーの除去を行う。

本実施例では、Ｖ_2m＝−８００Ｖ、Ｖ_2p＝＋８００Ｖである。

吐き出し工程における、導電性ブラシ３１とトナー帯電ブラシ３３に印加する電圧の極性を切り替えるタイミングは、実施例１と同様である。

上述のような構成により、本実施例においても、実施例１と同様に、中間転写ベルト２０に吐き出されたトナーが飛散することを抑制し、又トナーがトナー帯電ブラシ３３に付着することを抑制する、といった効果を得ることができる。

尚、実施例１では、導電性ブラシ３１とトナー帯電ローラ３２に印加する電圧の極性を切り替える時間間隔をｔ₁とした吐き出し工程の後、該時間間隔をｔ₂としたトナー帯電手段クリーニング工程を行った。しかし、本実施例では、実施例１にて行ったようなトナー帯電手段クリーニング工程は必要ない。これは、本実施例では、導電性ブラシ３１とトナー帯電ブラシ３３に印加する電圧の極性を切り替える時間間隔をｔ₁とした吐き出し工程を行えば、トナー帯電ブラシ３３内のトナーの吐き出しも完了するためである。このことにより、本実施例の構成によれば、ベルトクリーニング装置３０のリフレッシュ動作にかかる時間を実施例１よりも短くできるというメリットがある。従って、画像形成の生産性を向上することができ、ユーザビリティに優れている。

以上、本実施例では、導電性ブラシ３１とトナー帯電ブラシ３３とを有する中間転写方式の画像形成装置１０における、導電性ブラシ３１から中間転写ベルト２０へのトナーの吐き出し工程において、次のような設定を用いる。即ち、導電性ブラシ３１に印加する電圧を切り替えるまでの時間間隔ｔ₁を、導電性ブラシ３１から中間転写ベルト２０に吐き出されたトナーが、その移動方向において下流側にあるトナー帯電ブラシ３３を超えるまでにかかる時間よりも長い時間とする。これにより、中間転写ベルト２０のクリーニング不良に起因する画像不良の発生や記録材Ｐへのトナー汚れの付着を抑制することができる。

実施例３
次に、本発明に係る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のものと実質的に同じである。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。

本実施例では、ベルトクリーニング装置３０におけるトナー帯電手段として、実施例１のトナー帯電ローラ３２の代わりに、針状帯電器を用いる。

図７は、本実施例における針状帯電器３４の概略構成を示す。

針状帯電器３４は、実施例１におけるトナー帯電ローラ３２と同じく、導電性ブラシ３１よりも中間転写ベルト２０の表面の移動方向（回転方向）において下流側に位置する。そして、針状帯電器３４は、実施例１におけるトナー帯電ローラ３２と同じく、導電性ブラシ３１にて回収されなかった２次転写残トナーを正極性に帯電させる役割を持っている。

針状帯電器３４は、所定の間隔で直線上に並べられた複数の針先端３４Ａ１が形成された針状電極３４Ａと、針状電極３４Ａの針先端３４Ａ１の近傍に配置され放電補助部材の役割を果たす放電補助板３４Ｂと、絶縁スペーサ３４Ｃと、を有する。針状電極３４Ａ、放電補助板３４Ｂは、金属で作製される。又、絶縁スペーサ３４Ｃは、電気絶縁材料で作製される。

針状電極３４Ａと放電補助板３４Ｂとは、絶縁スペーサ３４Ｃがその間に介在して距離ｄを保った状態で電気的に絶縁されている。そして、放電補助板３４Ｂが電気的に接地（アース）されると共に、針状電極３４Ａにはトナー帯電用電源４４が接続されている。本実施例ではｄ＝５．０ｍｍである。

本実施例では、トナー帯電用電源４４から針状電極３４Ａに所定の直流電圧を印加することにより、針状電極３４Ａと放電補助板３４Ｂとの間でコロナ放電を発生させて、針状電極３４Ａの近傍に位置するトナーを正極性に帯電させることができる。印加する電圧は、針状帯電器３４の構成や画像形成装置１０が使用される環境（温度、湿度）などによって異なる。

本実施例のように、トナー帯電手段として針状帯電器３４を用いた場合、トナー帯電用電源４４内の負極性の高圧回路を省略できるというメリットがある。これは、針状帯電器３４が中間転写ベルト２０に非接触であることから、負極性の電圧を印加することによる針状帯電器３４から中間転写ベルト２０へのトナーの吐き出しを行う必要がないためである。即ち、本実施例では、実施例１又は実施例２のようにトナー帯電手段のクリーニングを目的として針状帯電器３４に負極性の電圧を印加する必要がない。

本実施例では、吐き出し工程における、導電性ブラシ３１と針状帯電器３４に印加する電圧の切り替えは、次のようにする。即ち、先ず、導電性ブラシ３１と針状帯電器３４とでその電圧を切り替えるタイミングを揃える。そして、その電圧を切り替える時間間隔ｔ₁を、導電性ブラシ３１から中間転写ベルト２０に吐き出されたトナーが中間転写ベルト２０の表面の移動方向において導電性ブラシ３１よりも下流側にある針状帯電器３４を超えるまでにかかる時間よりも長い時間とする。又、導電性ブラシ３１に正極性の電圧を印加する時には、針状帯電器３４へ同極性（即ち、正極性）の電圧を印加し、導電性ブラシ３１に負極性の電圧を印加する時には、針状帯電器３４への電圧印加をＯＦＦする。

上述のような構成により、本実例においても、実施例１と同様に、中間転写ベルト２０に吐き出されたトナーが飛散することを抑制し、更には針状帯電器３４にトナーが付着することを抑制する、といった効果を得ることができる。

又、実施例２と同様に、本実施例においても、トナー帯電手段クリーニング工程を行う必要はなく、ベルトクリーニング装置３０のリフレッシュ動作にかかる時間を実施例１より短くできるというメリットがある。従って、画像形成の生産性を向上することができ、ユーザビリティに優れている。

以上、本実施例では、導電性ブラシ３１と針状帯電器３４とを有する中間転写方式の画像形成装置１０における、導電性ブラシ３１から中間転写ベルト２０へのトナーの吐き出し工程において、次のような設定を用いる。即ち、導電性ブラシ３１に印加する電圧を切り替えるまでの時間間隔ｔ₁を、導電性ブラシ３１から中間転写ベルト２０に吐き出されたトナーが、その移動方向において下流側にある針状帯電器３４を超えるまでにかかる時間よりも長い時間とする。これにより、中間転写ベルト２０のクリーニング不良に起因する画像不良の発生や記録材Ｐへのトナー汚れの付着を抑制することができる。

実施例４
次に、本発明に係る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３のものと実質的に同じである。従って、実施例３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。

本実施例は、実施例３と同様の構成において、吐き出し工程において導電性ブラシ３１に正極性の電圧と負極性の電圧とを交互印加する代わりに、正極性の電圧を印加する状態と電圧を印加しない状態とを交互に繰り返すものである。

本実施例のように、トナー帯電手段として針状帯電器３４を用い、且つ、吐き出し工程で導電性ブラシ３１に印加する電圧を正極性のみにした場合、トナー帯電用電源４４及び保持回収用電源４１内の負極性の高圧回路を省略できるというメリットがある。

本実施例では、吐き出し工程における、導電性ブラシ３１と針状帯電器３４に印加する電圧の切り替えは、次のようにする。即ち、先ず、導電性ブラシ３１と針状帯電器３４とでその電圧を切り替えるタイミングを揃える。そして、その電圧を切り替える時間間隔ｔ₁を、導電性ブラシ３１から中間転写ベルト２０に吐き出されたトナーが中間転写ベルト２０の表面の移動方向において導電性ブラシ３１よりも下流側にある針状帯電器３４を超えるまでにかかる時間よりも長い時間とする。又、導電性ブラシ３１に正極性の電圧を印加する時には、針状帯電器３４へ同極性（即ち、正極性）の電圧を印加し、導電性ブラシ３１への電圧印加をＯＦＦした時には、針状帯電器３４への電圧印加をＯＦＦする。

上述のような構成により、本実施例においても、実施例１、３と同様に、中間転写ベルト２０に吐き出されたトナーが飛散することを抑制し、更には針状帯電器３４にトナーが付着することを抑制する、といった効果を得ることができる。

実施例５
次に、本発明の他の実施例について説明する。本実施例では、モノカラー画像形成装置において、感光体クリーニング手段に関し、本発明を適用する。尚、本実施例において、上述の各実施例における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の符号を付して、詳しい説明は省略する。

図８は、本実施例の画像形成装置１１の概略断面を示す。

画像形成装置１１は、ブラック色の画像を形成する画像形成部１を備えている。画像形成部１には、像担持体としての感光体ドラム２が設置されている。感光体ドラム２の周囲には、トナー回収保持手段としての導電性ブラシ３１、帯電手段としての帯電ローラ３２、現像手段としての現像装置４、転写手段としての転写ローラ５が設置されている。又、帯電ローラ３２と現像装置４との間の図中上方には、露光手段としての露光装置（レーザスキャナ装置）７が設置されている。現像装置４には、ブラックトナーが収納されている。尚、本実施例では負極性の電荷をもったトナーを用いる。

本実施例では、帯電ローラ３２は、感光体ドラム２を帯電させる感光体帯電手段と、感光体ドラム２上の転写残トナーを帯電させるトナー帯電手段との両方の役割を兼ねている。そして、本実施例では、導電性ブラシ３１と、帯電ローラ３２とを有して、感光体クリーニング手段としてのドラムクリーニング装置３０が構成される。

感光体ドラム２は、駆動装置（図示せず）によって図示矢印Ｒ１方向（時計方向）に所定の周速度（表面移動速度）で回転駆動される。本実施例では、この感光体ドラム２の周速度が、画像形成装置１１のプロセススピード（ＰＳ）に相当する。

帯電ローラ３２は、感光体ドラム２に所定の圧接力で接触しており、感光体ドラム２の回転に従動して回転する。帯電ローラ３２には、電源４２から所定の帯電バイアス電圧が印加され、感光体ドラム２の表面を所定の電位に均一に帯電させる。本実施例では、感光体ドラム２は、帯電ローラ３２により負極性に帯電させられる。本実施例では、電源４２は、第２のクリーニング電圧出力手段及び感光体帯電電圧出力手段として機能する。

露光装置（レーザスキャナ装置）７は、感光体ドラム２の表面を露光することにより、帯電ローラ３２で帯電された感光体ドラム２の表面に画像情報に応じた静電潜像（静電像）を形成する。即ち、露光装置７において、ホストコンピュータ（図示せず）から入力される画像情報の時系列電気デジタル画素信号に対応して変調されたレーザ光がレーザ出力部から出力され、このレーザ光が各反射ミラーを介して感光体ドラム２の表面に照射される。

現像装置４は、感光体ドラム２上に現像剤のトナーを供給し、感光体ドラム２上の静電潜像を可視化する。本実施例では、現像装置４は、現像方式として、２成分磁気ブラシ現像方式を用い、反転現像により静電潜像を現像する。

更に説明すると、現像装置４は、現像剤として２成分現像剤４Ｅを収容した現像容器（現像装置本体）４Ａと、現像剤担持体としての非磁性の現像スリーブ４Ｂと、を有する。現像スリーブ４Ｂは、その外周面の一部を現像容器４Ａの外部に露呈させて、現像容器４Ａ内に回転可能に配設されている。又、現像装置４は、現像スリーブ４Ｂ内に非回転に固定して設けられた磁界発生手段としてのマグネットローラ４Ｃと、現像剤規制部材としてのコーティングブレード４Ｄと、を有する。

現像容器４Ａ内の２成分現像剤４Ｅは、主に非磁性樹脂トナー粒子（トナー）と磁性キャリア粒子（キャリア）との混合物であり、現像容器４Ａ内に設けられた攪拌部材（図示せず）により攪拌される。本実施例では、キャリアの電気抵抗は、約１０¹³Ωｃｍ、粒径は約４０μｍである。トナーは、キャリアとの摺擦により負極性に摩擦帯電される。

現像スリーブ４Ｂは、感光体ドラム２との間の最近接距離（Ｓ−Ｄｇａｐ）を３５０μｍに保ち、感光体ドラム２に対向して配設されている。現像スリーブ４Ｂは、感光体ドラム２との対向部（現像部）Ｇにおいて、その表面の移動方向が感光体ドラム２の表面の移動方向とは逆方向になるように回転駆動される。現像スリーブ４Ｂの外周面に、マグネットローラ４Ｃの発生する磁力により、現像容器４Ａ内の２成分現像剤４Ｅの一部が磁気ブラシ層として吸着保持される。そして、現像スリーブ４Ｂの回転に伴い、現像スリーブ４Ｂ上の２成分現像剤２Ｅは搬送され、コーティングブレード４Ｄにより所定の厚さの薄層に整層された後に、感光体ドラム２との対向部（現像部）Ｇに供給される。現像スリーブ４Ｂ上の２成分現像剤４Ｅの磁気ブラシ層は、現像部Ｇにおいて感光体ドラム２の表面に接触して、感光体ドラム２の表面を適度に摺擦する。現像スリーブ４Ｂには、現像電圧出力手段としての現像バイアス電源（図示せず）から所定の現像バイアスが印加される。本実施例では、現像スリーブ４Ｂに印加される現像バイアス電圧は、直流電圧（Ｖｄｃ）と交流電圧（Ｖａｃ）とが重畳された振動電圧である。より具体的には、本実施例では、直流電圧（Ｖｄｃ）と交流電圧（Ｖａｃ）の設定は次の通りである。
直流電圧Ｖｄｃ；−３５０Ｖ
交流電圧Ｖａｃ；１６００Ｖ

このようにして、現像スリーブ４Ｂの表面に担持された２成分現像剤中のトナーが、現像バイアスによる電界によって、感光体ドラム２上の静電潜像に対応して感光体ドラム２の表面に選択的に付着する。これにより、感光体ドラム２に形成された静電潜像が、トナー像として現像される。本実施例では、感光体ドラム２の表面の露光明部にトナーが付着して静電潜像が反転現像される。

転写ローラ５は、感光体ドラム２に当接し、感光体ドラム２との接触部に転写ニップ部（転写部）Ｎを形成する。そして、転写ローラ５は、感光体ドラム２の回転に従動して回転する。

転写ローラ５には、転写電圧出力手段としての転写バイアス電源４０が接続されており、この転写バイアス電源４０から転写ローラ５に転写バイアスが印加される。感光体ドラム２上に形成されたトナー像は、トナーの正規の帯電極性とは逆極性の転写バイアスが印加された転写ローラ５により、転写ニップ部Ｎを通過して移動している記録材Ｐ上に転写される。

転写ニップ部Ｎよりも感光体ドラム２の表面の移動方向（回転方向）において下流側には、記録材Ｐに対するトナー像の転写後に感光体ドラム２の表面に残ったトナー（転写残トナー）を除去して回収するためのドラムクリーニング装置３０が設置されている。

本実施例の画像形成装置１１は所謂クリーナレス方式（クリーナレスシステム）のものであり、転写残トナーを回収して収納するための特別の機構は具備していない。本実施例では、転写残トナーは、現像装置４により現像同時クリーニングにより回収される。ドラムクリーニング装置３０によるクリーナレスシステムの構成、動作については後述する。

１次転写ニップ部Ｎよりも記録材Ｐの搬送方向において上流側には、記録材供給手段を構成するレジストローラ１３が設置されている。レジストローラ１３は、所定のタイミングで記録材Ｐを転写ニップ部Ｎに送り込む。

又、転写ニップ部Ｎよりも記録材Ｐの搬送方向において下流側には、定着手段としての定着装置１２が設置されている。定着手段１２は、記録材Ｐ上に転写されたトナー像を記録材Ｐに定着させる。

次に、本実施例における転写残トナーのクリーニング機構について説明する。

本実施例では、転写ニップ部Ｎよりも感光体ドラム２の表面の移動方向（回転方向）において下流側で、帯電ローラ３２よりも感光体ドラム２の表面の移動方向（回転方向）において上流側の位置に、導電性ブラシ３１が設けられている。

画像形成動作中は、回収保持用電源４１により導電性ブラシ３１に−６００Ｖの直流電圧が印加されている。この電圧が印加されることにより、導電性ブラシ３１は、正規の帯電極性とは逆極性である正極性に帯電した転写残トナーを導電性ブラシ３１に回収し保持しつつ、正規の帯電極性である負極性に帯電した転写残トナーを通過させることができる。

一方、帯電ローラ３２には、感光体ドラム２の周面を帯電処理するために、−９００Ｖの直流電圧が印加されている。導電性ブラシ３１を通過した転写残トナーは、帯電ローラ３２を通過する時に更に負極性の電荷を付与され、所望の帯電量となる。この時のトナーの帯電量は、反転現像後のトナーの帯電量に近いことが好ましい。

帯電ローラ３２を通過した転写残トナーは、引き続く感光体ドラム２の回転に伴い現像部Ｇまで運ばれて、現像装置４により現像同時クリーニングにより回収される。

より具体的には、帯電ローラ３２を通過した転写残トナーは、現像バイアスによる電界によって、その一部は感光体ドラム２の表面から現像スリーブ４Ｂ上の磁気ブラシ層に戻され、又他の一部は静電潜像に対応して選択的に感光体ドラム２の表面に付着する。即ち、露光暗部に付着していた転写残トナーが、現像装置４によって現像同時クリーニングにより回収される。

次に、本実施例における吐き出し工程について説明する。

本実施例においても、所定のタイミングで、導電性ブラシ３１に保持しているトナーを感光体ドラム２に吐き出し、蓄積したトナーの量を減少させることで、クリーニング性能の低下を抑制する。

本実施例では、吐き出し工程では、回収保持電源４１から導電性ブラシ３１に、負極性の直流電圧と、正極性の直流電圧とを交互に印加する。これは、本実施例では、導電性ブラシ３１に蓄積されたトナーの大部分の極性は負極性であるが、正極性のトナーも導電性ブラシ３１に僅かに蓄積されるからである。

又、画像形成装置１１の使用に伴い、帯電ローラ３２に転写残トナーの一部が付着し、帯電ローラ３２の表面が汚れてくる。帯電ローラ３２の表面がトナーで汚れると、帯電ローラ３２による転写残トナーの帯電及び感光体ドラム２の帯電が不安定になり、クリーニング性能の低下及び画像の劣化が発生する。従って、それを抑制するために、本実施例では、吐き出し工程において、導電性ブラシ３１から感光体ドラム２にトナーを転写する動作と同様の動作を、帯電ローラ３２に対しても実施する。

即ち、本実施例では、吐き出し工程において、電源４２から帯電ローラ３２に、負極性の直流電圧と、正極性の直流電圧とを交互に印加する。これによって、帯電ローラ３２の表面に付着したトナーの除去を行う。

吐き出し工程は、後回転時、ジャム発生後の処理動作時など、画像形成をしていないタイミングで行う。そして、本実施例では、吐き出し工程で感光体ドラム２に吐き出されたトナーは、現像装置４に回収する。

更に説明すると、感光体ドラム２に吐き出された負極性のトナーを回収する時には、そのトナーが吐き出された感光体ドラム２上の位置が露光装置７による露光位置を通過している時に、その感光体ドラム２上の位置を露光装置７によって露光しない。又、現像装置４の現像スリーブ４Ｂには、画像形成動作中と同じ現像バイアスを印加する。これにより、感光体ドラム２に吐き出された負極性のトナーを現像装置４に回収することができる。

又、感光体ドラム２に吐き出された正極性のトナーを回収する時には、そのトナーが吐き出された感光体ドラム２上の位置が露光装置７による露光位置を通過している時に、その感光体ドラム２上の位置を露光装置７によって露光する。又、現像装置４の現像スリーブ４Ｂには、画像形成動作中と同じ現像バイアスを印加する。これにより、感光体ドラム２に吐き出された正極性のトナーを現像装置４に回収することができる。

吐き出し工程における、導電性ブラシ３１と帯電ローラ３３に印加する電圧の極性を切り替えるタイミングは、実施例１と同様である。

上述のような構成により、本実施例においても、実施例１と同様に、感光体ドラム２に吐き出されたトナーが飛散することを抑制し、又トナーが帯電ローラ３２に付着することを抑制する、といった効果を得ることができる。

尚、感光体クリーニング手段においても、トナー帯電手段として実施例２〜４にて説明したような他の形態のものを用いることができる。

以上、本実施例では、導電性ブラシ３１と帯電ローラ３２とで構成されるドラムクリーニング装置３０を備えたモノカラー画像形成装置１１における、導電性ブラシ３１から感光体ドラム２へのトナーの吐き出し工程において、次のような設定を用いる。即ち、導電性ブラシ３１に印加する電圧を切り替えるまでの時間間隔ｔ₁を、導電性ブラシ３１から感光体ドラム２に吐き出されたトナーが、その移動方向において下流側にある帯電ローラ３２を超えるまでにかかる時間よりも長い時間とする。これにより、感光体ドラム２のクリーニング不良に起因する画像不良の発生や記録材Ｐへのトナー汚れの付着を抑制することができる。

（その他の実施例）
本発明を具体的な実施例に即して説明したが、本発明は、上述した各実施例の形態に限定されるものではないことを理解されたい。

例えば、上述の実施例では、本発明を、タンデム型の中間転写方式のカラー画像形成装置、或いはモノカラー画像形成装置に適用した実施例について説明した。しかし、本発明は、当業者には周知のその他の基本構成を有する画像形成装置にも適用し得るものであり、上記実施例と同様の効果を奏し得るものである。その他の画像形成装置の基本構成としては、次のようなものが挙げられる。即ち、タンデム型の直接転写方式のカラー画像形成装置、４サイクル型の中間転写方式若しくは直接転写方式のカラー画像形成装置、或いはモノカラー画像形成装置や中間転写方式のカラー画像形成装置において記録材搬送ベルトを用いたものなどである。直接転写方式の画像形成装置は、複数又は単数の像担持体上に形成されたトナー像を、記録材担持体としての無端ベルト状の搬送ベルトなどに担持された記録材に直接転写し、その後定着することによって記録画像を得るものである。４サイクル型の画像形成装置は、一の像担持体に対して複数個（典型的には４個）の現像手段を有し、その像担持体上に複数の現像手段により形成したトナー像を被転写体（中間転写体又は記録材担持体上の記録材）に転写するものである。

又、上述の実施例１〜４では、中間転写ベルトに吐き出されたトナーを選択的に特定の画像形成部の回収トナー容器に回収するように、回収させたくない画像形成部では１次転写ニップ部において１次転写ローラを感光体ドラムから離間させた。しかし、選択的に特定の画像形成部の回収トナー容器にトナーを回収することは、回収させたくない画像形成部の１次転写ローラに印加するバイアスを選択したり、感光体ドラムの電位を選択したりする方法によっても達成でき、同様の効果が得られる。即ち、回収させたくない画像形成部では、１次転写ニップ部において中間転写ベルトから感光体ドラムにトナーが転写されないようなバイアスを１次転写ローラに印加する。又、回収させたくない画像形成部では、帯電バイアスの設定や露光の有無によって、感光体ドラムの電位を、中間転写ベルトから感光体ドラムにトナーが転写されないように設定する。

又、上述の実施例５では、感光体ドラムの露光の有無により、感光体ドラムに吐き出された負極性のトナーと正極性のトナーのそれぞれを、同じ現像バイアス設定で現像装置に回収する方法を用いた。しかし、感光体ドラムに吐き出された負極性と正極性の両方のトナーの現像装置による回収は、負極性と正極性のそれぞれのトナーが現像装置に回収されるような現像バイアスの設定を選択する方法によっても達成でき、同様の効果が得られる。

本発明に係る画像形成装置の一実施例の概略断面図である。 図１の画像形成装置にて用いられるベルトクリーニング装置の近傍の模式図である。 本発明に従う吐き出し工程中の各時間におけるベルトクリーニング装置の近傍の模式図である。 本発明に従う吐き出し工程における電圧印加シーケンスの一例を示すチャート図である。 本発明に従う吐き出し工程及びトトナー帯電手段クリーニング工程における電圧印加シーケンスの一例を示すチャート図である。 本発明に係る画像形成装置の他の実施例にて用いられるベルトクリーニング装置の近傍の模式図である。 本発明に係る画像形成装置の他の実施例にて用いられるベルトクリーニング装置における針状帯電器の一例の概略斜視図である。 本発明に係る画像形成装置の更に他の実施例の概略断面図である。 ベルトクリーニング機構の一例を説明するための画像形成装置の要部概略断面図である。

符号の説明

１ 画像形成部
２ 感光体ドラム
６ ドラムクリーニング装置
２０ 中間転写ベルト
３０ ベルトクリーニング装置
３１ 導電性ブラシ
３２ トナー帯電ローラ
３３ トナー帯電ブラシ
３４ 針状帯電器
４１ 回収保持用電源
４２ トナー帯電用電源

Claims (8)

1. 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を回収し保持するトナー回収保持手段と、前記トナー回収保持手段に対して前記トナーを回収し保持するための電圧を出力する第１の電圧出力手段と、前記像担持体の表面の移動方向において前記トナー回収保持手段よりも下流側に配置され前記像担持体上のトナーを帯電させるトナー帯電手段と、前記トナー帯電手段に対して前記トナーを帯電させるための電圧を出力する第２の電圧出力手段と、を有し、前記トナー回収保持手段に対して前記第１の電圧出力手段が出力する電圧を切り替えることによって前記トナー回収保持手段に回収され保持されていたトナーを前記像担持体に転写する吐き出し工程を行う画像形成装置であって、
   前記像担持体の表面の移動速度をＰＳとし、前記トナー回収保持手段の前記像担持体の表面上での作用位置における前記像担持体の表面の移動方向上流側端部から前記トナー帯電手段の前記像担持体の表面上での作用位置における前記像担持体の表面の移動方向下流側端部との間の距離をＬ₁とし、前記吐き出し工程において前記トナー回収保持手段に対して前記第１の電圧出力手段が出力する電圧を切り替えた後に次に切り替えるまでの時間間隔をｔ₁としたとき、次式、
   ｔ₁≧Ｌ₁／ＰＳ
   の関係が成立することを特徴とする画像形成装置。
2. 前記吐き出し工程において前記第１の電圧出力手段が出力する電圧は、第１の極性の電圧と、該第１の極性とは逆極性である第２の極性の電圧との間で切り替えることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記吐き出し工程において前記第１の電圧出力手段が出力する電圧は、特定の極性の電圧を出力する状態と、電圧の出力を停止する状態との間で切り替えることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
4. 次式、
   ｔ₁＝Ｌ₁／ＰＳ
   の関係が成立することを特徴とする請求項１〜３のいずれかの項に記載の画像形成装置。
5. 前記トナー回収保持手段は、ブラシ状部材であることを特徴とする請求項１〜４のいずれかの項に記載の画像形成装置。
6. 前記吐き出し工程の間は、前記第２の電圧出力手段は、前記第１の電圧出力手段が前記トナー回収保持手段に対して出力する電圧と同極性の電圧を、前記トナー帯電手段に対して出力することを特徴とする請求項１〜５のいずれかの項に記載の画像形成装置。
7. 前記吐き出し工程の間は、前記第２の電圧出力手段が前記トナー帯電手段に対して出力する電圧は、前記第１の電圧出力手段が前記トナー回収保持手段に対して出力する電圧を切り替えるタイミングと略同一のタイミングで切り替えることを特徴とする請求項１〜６のいずれかの項に記載の画像形成装置。
8. 前記トナー帯電手段は半径がｒのローラ状部材であり、前記吐き出し工程における前記時間間隔ｔ₁は、次式、
   ｔ₁＜２πｒ／ＰＳ
   の関係を満たしており、
   前記吐き出し工程の後に、前記トナー帯電手段に対して前記第２の電圧出力手段が出力する電圧を切り替えることによって、前記トナー帯電手段に付着していたトナーを前記像担持体に転写するトナー帯電手段クリーニング工程を行い、前記トナー帯電手段クリーニング工程において前記トナー帯電手段に対して前記第２の電圧出力手段が出力する電圧を切り替えた後に次に切り替えるまでの時間間隔をｔ₂としたとき、該時間間隔ｔ₂は、次式、
   ｔ₂≧２πｒ／ＰＳ
   の関係を満たすことを特徴とする請求項１〜７のいずれかの項に記載の画像形成装置。

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