JP6873666B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

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

従来、電子写真方式などを用いた画像形成装置として、感光体などの像担持体に形成されたトナー像を中間転写体に一次転写した後に記録材に二次転写する中間転写方式の画像形成装置がある。

中間転写方式の画像形成装置において、像担持体から中間転写体へのトナー像の一次転写は、中間転写体を介して像担持体の対向部に配置された一次転写部材に電圧を印加することで行われることが多い。また、中間転写体から記録材へのトナー像の二次転写は、中間転写体に接触して配置された二次転写部材に電圧を印加することで行われることが多い。

一方、導電性を有する中間転写体の外周面に接触する電流供給部材に電圧を印加することで一次転写部材に電流を供給して一次転写を行う構成が提案されている（特許文献１）。この構成によれば、例えば電流供給部材として二次転写部材を用いることで、一次転写専用の高圧電源を無くして画像形成装置の低コスト化や小型化を図ることができる。

特開２０１３−２３１９４８号公報

しかしながら、上記従来の構成では、繰り返し画像形成を行うと、例えば一次転写部材の電気抵抗が上昇して転写不良が発生しやすくなるという課題がある。この課題は、中間転写体としてイオン導電性の中間転写ベルトが使用される場合に特に顕著となる。

つまり、画像形成が継続して行われると、中間転写ベルト内でイオン導電性を担うアニオンとカチオンが電界の作用を受け、正電荷を帯びたカチオンは電界方向に、負電荷を帯びたアニオンは電界とは逆方向に移動し、中間転写ベルト内でイオンの偏在が起きる。中間転写ベルト内でイオンの偏在が発生すると、適正な転写電流が流れなくなって転写不良が発生する。

したがって、本発明の目的は、ベルト内の導電剤の偏在による転写不良の発生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像担持体と、イオン導電剤を備えイオン導電性を有する中間転写ベルトと、前記像担持体から前記中間転写ベルトにトナー像を一次転写するための、前記中間転写ベルトの内周面に接触する一次転写部材と、前記中間転写ベルトの外周面に接触する電流供給部材と、前記中間転写ベルトを介して前記電流供給部材と対向し、前記中間転写ベルトの内周面に接触し、前記一次転写部材と電気的に接続された対向部材と、を有し、前記電流供給部材から前記対向部材を介して前記一次転写部材に供給する電流によって前記一次転写を行う画像形成装置において、前記一次転写を行っていない時に、前記電流供給部材から前記対向部材を介して前記一次転写部材に前記一次転写を行っている時とは逆方向の電流を供給し、前記一次転写を行うことによって生じた前記中間転写ベルト内の導電剤の偏在を緩和する回復動作を実行させる制御部と、環境情報を取得する環境情報取得手段と、を有し、前記制御部は、前記環境情報に基づいて、前記回復動作時に前記一次転写部材に供給する電流を変更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、ベルト内の導電剤の偏在による転写不良の発生を抑制することができる。

実施例１の画像形成装置の概略断面図である。 実施例１の画像形成装置の要部の制御態様を示すブロック図である。 実施例１の中間転写ベルトの模式的な断面図である。 一次転写ブラシの模式的な斜視図である。 電圧、電位、電流の定義を説明するための模式図である。 実施例１（条件ア）のタイミングチャート図である。 比較例（条件イ）のタイミングチャート図である。 比較例（条件ウ）のタイミングチャート図である。 比較例（条件エ）のタイミングチャート図である。 実施例２の画像形成装置の要部の制御態様を示すブロック図である。 実施例３の中間転写ベルトの模式的な断面図である。 画像形成装置の他の実施例の概略断面図である。

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］
１．画像形成装置の全体的な構成及び動作
図１は、本実施例の画像形成装置１００の概略断面図である。本実施例の画像形成装置１００は、電子写真方式を用いてフルカラー画像の形成が可能な、中間転写方式を採用したタンデム型のプリンタである。

画像形成装置１００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第１、第２、第３、第４の画像形成部（ステーション）Ｓａ、Ｓｂ、Ｓｃ、Ｓｄを有する。各画像形成部Ｓａ、Ｓｂ、Ｓｃ、Ｓｄにおける同一又は対応する機能あるいは構成を有する要素については、いずれかの色用の要素であることを表す符号の末尾のａ、ｂ、ｃ、ｄを省略して総括的に説明することがある。本実施例では、画像形成部Ｓは、後述する感光ドラム１、帯電ローラ２、露光装置３、現像装置４、一次転写ブラシ１４、クリーニング装置５を有して構成される。

トナー像を担持する像担持体としての、回転可能なドラム型（円筒形）の感光体（電子写真感光体）である感光ドラム１は、図中矢印Ｒ１方向に所定の周速度（プロセススピード）で回転駆動される。本実施例では、プロセススピードは１５０ｍｍ／ｓｅｃである。回転する感光ドラム１の表面は、感光体帯電手段としてのローラ型の感光体帯電部材である帯電ローラ２によって、所定の極性（本実施例では負極性）の所定の電位に一様に帯電処理される。帯電処理された感光ドラム１の表面は、露光手段としての露光装置３によって画像情報に応じて走査露光され、感光ドラム１上に静電潜像（静電像）が形成される。本実施例では、感光ドラム１の表面の帯電ローラ２による帯電電位（非画像部電位）は−５００Ｖ、露光部電位（画像部電位）は−２００Ｖである。感光ドラム１上に形成された静電潜像は、現像手段としての現像装置４によって現像剤としてのトナーを用いて現像（可視化）され、感光ドラム１上にトナー像が形成される。本実施例では、一様に帯電処理された後に露光されることで電位の絶対値が低下した感光ドラム１上の露光部に、感光ドラム１の帯電極性と同極性に帯電したトナーが付着する。本実施例では、現像時のトナーの帯電極性であるトナーの正規の帯電極性は負極性である。

各画像形成部Ｓの各感光ドラム１と対向して、無端状のベルトで構成された中間転写体である中間転写ベルト１０が配置されている。中間転写ベルト１０は、複数の張架ローラ（張架部材）としての駆動ローラ１１、テンションローラ１２及び二次転写対向ローラ１３に架け渡されて所定の張力で張架されている。中間転写ベルト１０は、駆動ローラ１１が回転駆動されることで、図中矢印Ｒ２方向（感光ドラム１との接触部で感光ドラム１と同方向に移動する方向）に、感光ドラム１の周速度と略同一の周速度で回転（周回移動）する。中間転写ベルト１０の内周面（裏面）側には、各感光ドラム１に対応して、一次転写手段としてのブラシ状の一次転写部材である一次転写ブラシ１４が配置されている。本実施例では、一次転写ブラシ１４は、中間転写ベルト１０を介して感光ドラム１に対向して配置されている。一次転写ブラシ１４は、中間転写ベルト１０を介して感光ドラム１に向けて押圧され、感光ドラム１と中間転写ベルト１０とが接触する一次転写部（一次転写ニップ部）Ｔ１を形成する。

感光ドラム１上に形成されたトナー像は、一次転写部Ｔ１において、一次転写ブラシ１４の作用により、中間転写ベルト１０上に転写（一次転写）される。例えばフルカラー画像の形成時には、各感光ドラム１上に形成されたイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色のトナー像が、中間転写ベルト１０上に重ね合わせるようにして順次一次転写される。一次転写ブラシ１４の構成や作用については、後述して更に詳しく説明する。

中間転写ベルト１０の外周面（表面）側において、二次転写対向ローラ１３と対向する位置には、二次転写手段としてのローラ型の二次転写部材である二次転写ローラ２０が配置されている。二次転写ローラ２０は、中間転写ベルト１０を介して二次転写対向ローラ１３に向けて押圧され、中間転写ベルト１０と二次転写ローラ２０とが接触する二次転写部（二次転写ニップ部）Ｔ２を形成する。

中間転写ベルト１０上に形成されたトナー像は、二次転写部Ｔ２において、二次転写ローラ２０の作用により、中間転写ベルト１０と二次転写ローラ２０とに挟持されて搬送される紙などの記録材（記録媒体、シート）Ｐ上に転写（二次転写）される。二次転写ローラ２０には、二次転写電源（高圧電源回路）２１が接続されている。二次転写時に、二次転写ローラ１０には、二次転写電源２１からトナーの正規の帯電極性とは逆極性（本実施例では正極性）の直流電圧が印加される。記録材Ｐは、収納カセット１７に収納されており、給送ローラ１９などにより搬送されて、中間転写ベルト１０上のトナー像とタイミングが合わされて二次転写部Ｔ２に供給される。

トナー像が転写された記録材Ｐは、定着手段としての定着装置３０に搬送され、定着装置３０によって加熱及び加圧されることでトナー像が定着（溶融固着）された後に、画像形成装置１００の装置本体の外部に排出（出力）される。

一方、一次転写後に感光ドラム１の表面に残留したトナー（一次転写残トナー）は、クリーニング手段としてのクリーニング装置５によって感光ドラム１の表面から除去されて回収される。クリーニング装置５は、感光ドラム１の表面に当接して配置されたクリーニング部材としてのクリーニングブレードによって、回転する感光ドラム１の表面から一次転写残トナーを掻き取って回収する。

また、中間転写ベルト１０の外周面側において、二次転写対向ローラ１３と対向する位置に、ベルト上のトナーを帯電させるトナー帯電手段として、ブラシ状の帯電部材であるトナー帯電ブラシ４０が配置されている。トナー帯電ブラシ４０は、中間転写ベルト１０の回転方向において二次転写部Ｔ２より下流側、かつ、一次転写部Ｔ１（最上流の一次転写部Ｔ１ａ）より上流側において中間転写ベルト１０の表面に接触し、トナー帯電部Ｃｈを形成する。二次転写後に中間転写ベルト１０の表面に残留したトナー（二次転写残トナー）は、トナー帯電部Ｃｈにおいて、トナー帯電ブラシ４０によって帯電され、本実施例では第１の画像形成部Ｓａの一次転写部Ｔ１ａにおいて感光ドラム１ａに転移させられる。第１の画像形成部Ｓａの感光ドラム１ａに転移させられた二次転写残トナーは、クリーニング装置５ａによって回収される。トナー帯電ブラシ４０には、帯電電源（高圧電源回路）４１が接続されている。二次転写残トナーを帯電させる時に、トナー帯電ブラシ４０には、帯電電源４１からトナーの正規の帯電極性とは逆極性（本実施例では正極性）の直流電圧が印加される。これにより、中間転写ベルト１０上の二次転写残トナーは正極性に帯電させられる。そして、この正極性に帯電させられた二次転写残トナーは、第１の画像形成部Ｓａの一次転写部Ｔ１ａにおいて静電的な反発力で感光ドラム１ａに転移させられる。中間転写ベルト１０から第１の画像形成部Ｓａの感光ドラム１ａへのトナーの転移は、該感光ドラム１ａから中間転写ベルト１０へのトナー像の一次転写と同時に行うことができる。

図２は、本実施例の画像形成装置１００の要部の制御態様を示すブロック図である。本実施例では、画像形成装置１００の各部の動作は、装置本体に設けられた制御部（制御回路）５０によって制御される。制御部５０は、演算制御手段としてのＣＰＵ５１、記憶手段としてのＲＯＭ、ＲＡＭなどのメモリ５２など有して構成される。制御部５０は、ＣＰＵ５１によりメモリ５２に記憶されたプログラムに従って画像形成装置１００の各部をシーケンス動作させる。特に、本実施例では、制御部５０は、後述する二次転写電源２１、帯電電源４１のＯＮ／ＯＦＦの切り替えや出力を制御して、後述する作像動作と回復動作とで一次転写ブラシ１４に供給する電流の向きを変える制御を行う。

ここで、画像形成装置１００は、一の開始指示により開始される、単数又は複数の記録材Ｐに画像を形成して出力する一連の動作であるジョブ（プリント動作）を実行する。ジョブは、一般に、前処理動作、作像動作、後処理動作を有して構成される。また、作像動作は、一般に、記録材Ｐに形成して出力する画像の静電潜像の形成、トナー像の形成、トナー像の一次転写や二次転写を行う印字動作、複数の転写材Ｐに画像を形成する場合の紙間などを有して構成される。前処理動作（前回転動作）は、開始指示が入力されてから作像動作を開始するまでの準備動作を行う期間である。後処理動作（後回転動作）は、作像動作を終了した後の整理動作（準備動作）を行う期間である。非画像形成時とは、上記前処理動作時、後処理動作時の他、上記紙間や、画像形成装置１００の電源投入時又はスリープ状態からの復帰時の準備動作である前多回転動作時などが含まれる。

２．転写構成
中間転写ベルト１０は、導電性を有する無端状のベルトで構成され、駆動ローラ１１、テンションローラ１２及び二次転写対向ローラ１３の３軸で支持されており、テンションローラ１２により総圧６０Ｎの張力で張架されている。

一次転写ブラシ１４は、導電性を有する繊維で形成されたブラシ部を有して構成されており、中間転写ベルト１０の裏面に対して３Ｎの加圧力で当接されている。一次転写ブラシ１４は、中間転写ベルト１０に対して固定位置において、中間転写ベルト１０の裏面に対して所定の侵入量となるように配置され、中間転写ベルト１０の移動に伴って中間転写ベルト１０の裏面を摺擦する。一次転写ブラシ１４は、像担持体から中間転写ベルトにトナー像を一次転写するための、中間転写ベルトの内周面に接触する一次転写部材の一例である。

二次転写ローラ２０は、外径８ｍｍのニッケルメッキ鋼棒で構成された芯金（芯材）の外周を、発泡スポンジ体で構成された厚さが５ｍｍの弾性体層で覆った、外径が１８ｍｍの弾性ローラである。上記発砲スポンジ体が、中間転写ベルト１０との接触面を構成する。上記発砲スポンジ体は、ＮＢＲとエピクロルヒドリンゴムを主成分とする材料で構成され、体積抵抗率が１０^８Ω・ｃｍに調整されており、二次転写ローラ２０は導電性を有している。また、二次転写ローラ２０は、中間転写ベルト１０に対して５０Ｎの加圧力で当接され、中間転写ベルト１０の移動に対して従動して回転する。二次転写ローラ２０は、中間転写ベルトの外周面に接触する電流供給部材の一例である。

トナー帯電ブラシ４０は、導電性を有する繊維で形成されたブラシ部を有して構成されており、中間転写ベルト１０の表面に対して加圧して当接されている。トナー帯電ブラシ４０は、中間転写ベルト１０に対して固定位置において、中間転写ベルト１０の表面に対して所定の侵入量となるように配置され、中間転写ベルト１０の移動に伴って中間転写ベルト１０の表面を摺擦する。トナー帯電ブラシ４０は、中間転写ベルトの外周面に接触する電流供給部材の他の例である。

二次転写対向ローラ１３は、外径２６．０ｍｍのアルミニウム製の芯金（芯材）の外周を、ヒドリンゴム層で構成された厚さが１．９ｍｍの弾性体層で覆った、外径が２９．８ｍｍの弾性ローラである。上記ヒドリンゴム層が、中間転写ベルト１０との接触面を構成する。上記ヒドリンゴム層の電気抵抗が調整されることで、二次転写対向ローラ１３は電気抵抗値が１０^６Ωとされて導電性を有している。また、上記ヒドリンゴム層のゴム硬度は、ＪＩＳ−Ａ規格で４０°である。二次転写対向ローラ１３には、中間転写ベルト１０を介して二次転写ローラ２０とトナー帯電ブラシ４０とが当接されている。二次転写対向ローラ１３は、中間転写ベルトを介して電流供給部材と対向し、中間転写ベルトの内周面に接触し、一次転写部材と電気的に接続された対向部材の一例である。

二次転写対向ローラ１３は、電圧維持素子１５と、整流素子１６と、を介して電気的に接地（グラウンドに接続）されている。また、一次転写ブラシ１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄも、上記と同じ電圧維持素子１５と、整流素子１６と、を介して電気的に接地されている。つまり、一次転写ブラシ１４及び二次転写対向ローラ１３は共通の電圧維持素子を介して電気的に接地されている。本実施例では、電圧維持素子１５としては、７００Ｖの定電圧素子であるツェナーダイオードを用いた。また、本実施例では、整流素子１６としては、耐圧３０００Ｖのダイオードを用いた。ツェナーダイオード１５は、二次転写対向ローラ１３及び一次転写ブラシ１４と接地箇所との間に、中間転写ベルト１０の電位を正極性の所定の電位（本実施例では７０Ｖ）に維持する向きで接続されている。つまり、ツェナーダイオード１５は、カソード側が二次転写対向ローラ１３及び一次転写ブラシ１４に接続され、アノード側が接地箇所に接続されている。また、ダイオード１６は、ツェナーダイオード１５と接地箇所との間に、ツェナーダイオード１５側から接地箇所側に向けた電流のみを流す向きで接続されている。つまり、ダイオード１６は、アノード側がツェナーダイオード１５に接続され、カソード側が接地箇所に接続されている。

なお、本実施例では、駆動ローラ１１及びテンションローラ１２は、電気的にフロートになるように構成されている。

本実施例では、二次転写電源２１及び帯電電源４１は、各一次転写部Ｔ１における一次転写のための電源としても使用される。つまり、一次転写時には、二次転写電源２１及び帯電電源４１から、トナーの正規の帯電極性とは逆極性（本実施例では正極性）の直流電圧が印加される。これにより、二次転写対向ローラ１３を介して一次転写ブラシ１４に電流が供給される。この電流は、接地箇所へと流れるが、ツェナーダイオード１５が設けられているため、各一次転写ブラシ１４は略同一の正極性の所定の電位（本実施例では＋７００Ｖ）に維持される。これにより、一次転写部Ｔ１における中間転写ベルト１０と感光ドラム１との電位差に基づいて中間転写ベルト１０から感光ドラム１へと流れる転写電流によって、感光ドラム１上の負極性のトナーが中間転写ベルト１０上へと一次転写される。本実施例では、この一次転写と、前述の二次転写、二次転写残トナーの帯電及び二次転写残トナーの感光ドラム１への転移とは、同時に行うことができる。

３．中間転写ベルトの構成
図３は、本実施例における中間転写ベルト１０の模式的な断面図である。本実施例では、中間転写ベルト１０は、基層（基材）１０Ａと、表面層（表層、コート層）１０Ｂと、を有する。つまり、本実施例では、基層１０Ａが、二次転写対向ローラ１３などの張架部材及び一次転写ブラシ１４と接触する。また、本実施例では、基層１０Ａよりも中間転写ベルト１０の外周面側に設けられた表面層１０Ｂが、二次転写ローラ２０及びトナー帯電ブラシ４０と接触する。

本実施例では、基層１０Ａは、厚さが６５μｍであり、イオン導電性の導電剤を含有しており、イオン導電性を有する。

基層１０Ａのベース樹脂材料としては、例えば、ポリカーボネート、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリメチルペンテン−１、ポリスチレン、ポリアミド、ポリサルフォン、ポリアリレート、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリブチレンナフタレート、ポリフェニレンサルファイド、ポリエーテルサルフォン、ポリエーテルニトリル、熱可塑性ポリイミド、ポリエーテルエーテルケトン、サーモトロピック液晶ポリマー、ポリアミド酸などの熱可塑性樹脂が挙げられる。これらは混合して２種以上使用することもできる。

基層１０Ａのイオン導電性の導電剤としては、多価金属塩や第４級アンモニウム塩などが挙げられる。第４級アンモニウム塩には、カチオン部として、テトラエチルアンモニウムイオン、テトラプロピルアンモニウムイオン、テトライソプロピルアンモニウムイオン、テトラブチルアンモニウムイオン、テトラペンチルアンモニウムイオン、テトラヘキシルアンモニウムイオンなどが挙げられ、アニオン部としては、ハロゲンイオンやフルオロアルキル基の炭素数が１〜１０個のフルオロアルキル硫酸イオンやフルオロアルキル亜硫酸イオン、フルオロアルキルホウ酸イオンが挙げられる。また、主としてポリエーテルエステルアミド樹脂を用い、これにパーフルオロブタンスルホン酸カリウムなどを併用して添加した構成とすることもできる。

樹脂組成物としての基層１０Ａは、上記の各材料成分を熔融混煉し、次いで、インフレーション成形、円筒押出し成形、インジェクションストレッチブロー成形などの成形方法を適宜選択して用いることで得ることができる。本実施例では、基層１０Ａは、体積抵抗率が１０^９Ωｃｍであり、導電性を有する。

本実施例では、表面層１０Ｂは、厚さが２μｍであり、電子導電性の導電剤を含有しており、電子導電性を有する。つまり、本実施例では、表面層１０Ｂはイオン導電性を有さない。

表面層１０Ｂは、基層１０Ａに対して、ディップコート、スプレーコート、ロールコート、スピンコートなどを施すことによって設けることができる。表面層１０Ｂのベース材料としては、メラミン樹脂、ウレタン樹脂、アルキド樹脂、アクリル樹脂などの硬化性樹脂が挙げられる。表面層１０Ｂは、気密性が高く、体積抵抗率が１０^１１Ωｃｍであり、導電性を有する。

本実施例では、基層１０Ａは、特に、イオン導電剤を含有するポリエチレンナフタレートを主体とした材料で形成されている。また、本実施例では、表面層１０Ｂは、特に、電子導電剤を含有するアクリル樹脂を主体とする材料で形成されている。

なお、中間転写ベルト１０の体積抵抗率は、三菱化学株式会社Ｈｉｒｅｓｔａ−ＵＰ（ＭＣＰ−ＨＴ４５０）を用い、室内温度２３℃、室内湿度５０％、印加電圧１００Ｖ、測定時間１０ｓｅｃの条件で測定することができる。中間転写ベルト１０（その各層）の電気抵抗は、体積抵抗率で１×１０^７〜３×１０^１１Ω・ｃｍ程度が好適である。

このような中間転写ベルト１０を用いて繰り返し画像を出力すると、中間転写ベルト１０内で導電剤が偏在してしまい転写不良が生じる可能性がある。また、中間転写ベルト１０内で導電剤が偏在すると、場合によっては、導電剤が中間転写ベルト１０の裏面側に析出し、化合物を形成して、導電性が低下してしまう。この化合物は、一次転写部材の表面に付着し、その電気抵抗の上昇をもたらし転写不良の要因となる。そこで、本実施例では、画像形成装置１００は、詳しくは後述するように、中間転写ベルト１０内、特に基層１０Ａにおける導電剤の偏在を抑制するための動作シーケンスを実行するようになっている。

４．一次転写ブラシの構成
図４は、本実施例における一次転写ブラシ１４の模式的な斜視図である。

一次転写ブラシ１４としては、導電性を有するブラシ繊維（ブラシ部）１４Ａを基板１４Ｂ上に十分に密に配列したブラシ部材を用いることができる。本実施例では、一次転写ブラシ１４の短手方向の寸法Ｗは４ｍｍである。一次転写ブラシ１４の短手方向は、感光ドラム１の回転軸線方向に対して略垂直（中間転写ベルト１０の移動方向と略平行）に配置される方向である。この寸法Ｗは、一次転写ブラシ１４と中間転写ベルト１０との間に、良好な転写性を得るための十分な幅のニップを形成することができる大きさとされている。なお、一次転写ブラシ１４の長手方向（感光ドラム１の回転軸線方向と略平行）の寸法は、感光ドラム１の回転軸線方向における画像形成領域（トナー像を形成することのできる領域）の長さ以上とされている。

一次転写ブラシ１４としては、パイル織物タイプのブラシ部材や、静電植毛タイプのブラシ部材を好ましく使用することができる。パイル織物とは、ブラシ繊維１４Ａとなるパイル糸を、たて糸とよこ糸とから成る基布（図示せず）の隙間に織り込んで形成したものである。これを導電性接着剤などによって基板１４Ｂ上に接着するなどして固定することで、ブラシ状の転写部材である一次転写ブラシ１４が得られる。また、静電植毛とは、高圧静電界における静電吸引力を利用して、予め接着剤を塗布した基板１４Ｂ上にブラシ繊維となる短繊維を略垂直に投錨させる方法であり、これによっても一次転写ブラシ１４が得られる。

ブラシ繊維としては、導電性を有する繊維（導電性繊維）、特に導電剤を含有させた合成繊維を好ましく使用することができる。例えば、カーボン粉末を分散したナイロンやポリエステルなどを材料としたものを好ましく使用することができる。また、単糸繊度が２〜１５ｄｔｅｘ、直径が１０〜４０μｍ、乾強度が１〜３ｃＮ／ｄｔｅｘの範囲内のものを好ましく使用することができる。また、ブラシ繊維の抵抗率は、１０^２〜１０^８Ωｃｍの範囲内であることが転写効率の向上などの点で好ましい。

本実施例では、ステンレス製の略一様に平坦な基板１４Ｂの上面に、基布とパイル糸とで形成されたパイル織物であるブラシ繊維１４Ａが固定されることで、一次転写ブラシ１４が構成されている。本実施例では、基板１４Ｂは、上述のような短手方向の寸法Ｗを有する矩形の板金である。ブラシ繊維１４Ａの基板を起点とした長さ（繊維長）は、例えば１〜５ｍｍとすることができる。また、ブラシ繊維１４Ａの基板１４Ｂ上における配列密度は、例えば５０００〜５００００本／ｃｍ^２とすることができる。

本実施例では、代表的特性を有する一次転写ブラシ１４として、次の仕様のブラシ部材を用いた。
・部材タイプ：パイル織物
・ブラシ繊維の材料：カーボン粉末を分散したナイロン繊維
・ブラシ繊維の直径：１７μｍ
・ブラシ繊維の抵抗率：１０^５Ωｃｍ
・繊維長：１．５ｍｍ
・配列密度：４３５２０本／ｃｍ^２

５．トナー帯電ブラシの構成
トナー帯電ブラシ４０としては、一次転写ブラシ１４と同様の構成のブラシ部材を用いることができる。本実施例では、代表的特性を有するトナー帯電ブラシ４０として、次の仕様のブラシ部材を用いた。
・部材タイプ：パイル織物
・ブラシ繊維の材料：カーボン粉末を分散したナイロン繊維
・ブラシ繊維の直径：２７μｍ
・ブラシ繊維の抵抗率：１０^９Ωｃｍ
・繊維長：４ｍｍ
・配列密度：１１２００本／ｃｍ^２

６．電圧、電位、電流の定義
図５は、本実施例の画像形成装置１００における各部の電圧、電位、電流の定義を説明するための模式図である。

まず、作像動作時の電圧、電位、電流の定義について説明する。詳しくは後述するが、「作像動作」とは、記録材Ｐに転写して出力する画像のトナー像の一次転写及び二次転写、並びに、該画像の二次転写残トナーの回収を行う動作である。「Ｖｘ」は、作像動作時に二次転写電源２１から二次転写ローラ２０に印加する電圧（ここでは「二次転写電圧」ともいう。）である。「Ｖｙ」は、作像動作時に帯電電源４１からトナー帯電ブラシ４０に印加する電圧（ここでは「トナー帯電電圧」ともいう。）である。「Ｖｚ」は、作像動作時の中間転写ベルト１０の電位（ここでは「一次転写電位」ともいう。）である。「Ｉｘ」は、作像動作時に二次転写ローラ２０から中間転写ベルト１０を介して二次転写対向ローラ１３に流れる電流（ここでは「二次転写電流」ともいう。）である。「Ｉｙ」は、作像動作時にトナー帯電ブラシ４０から中間転写ベルト１０を介して二次転写対向ローラ１３に流れる電流（ここでは「トナー帯電電流」ともいう。）である。「Ｉｚ」は、作像動作時に一次転写ブラシ１４から中間転写ベルト１０を介して感光ドラム１に流れる電流（ここでは「一次転写電流」ともいう。）である。なお、「Ｉｚ」は、各画像形成部Ｓａ、Ｓｂ、Ｓｃ、Ｓｄのそれぞれにおいて流れる「Ｉｚａ」、「Ｉｚｂ」、「Ｉｚｃ」、「Ｉｚｄ」の和であり、これら「Ｉｚａ」、「Ｉｚｂ」、「Ｉｚｃ」、「Ｉｚｄ」は略同一の値である。

本実施例では、作像動作時は、
Ｖｘ＞０、Ｖｙ＞０
とされ、その結果、
Ｉｘ（＞０）、Ｉｙ（＞０）
が生じる。このとき、ツェナーダイオード１５に流れ込む電流により、
Ｖｚ＝＋７００Ｖ
が維持される。また、
Ｉｘ＋Ｉｙ＞Ｉｚ、Ｉｚ＞０
となる。

次に、回復動作時の電圧、電位、電流の定義について説明する。詳しくは後述するが、「回復動作」は、非画像形成時の一例である後処理動作中に、中間転写ベルト１０内のイオン（導電剤）の偏在を抑制するために行う動作である。「Ｖｘ’」は、回復動作時の二次転写電圧である。「Ｖｙ’」は、回復動作時のトナー帯電電圧である。「Ｖｚ’」は、回復動作時の一次転写電位である。「Ｉｘ’」は、回復動作時の二次転写電流である。「Ｉｙ’」は、回復動作時のトナー帯電電流である。「Ｉｚ’」は、回復動作時の一次転写電流である。なお、「Ｉｚ’」は、各画像形成部Ｓａ、Ｓｂ、Ｓｃ、Ｓｄのそれぞれにおいて流れる「Ｉｚａ’」、「Ｉｚｂ’」、「Ｉｚｃ’」、「Ｉｚｄ’」の和であり、これら「Ｉｚａ’」、「Ｉｚｂ’」、「Ｉｚｃ’」、「Ｉｚｄ’」は略同一の値である。

本実施例では、回復動作時は、
Ｖｘ’＜０、Ｖｙ’＜０
とされ、その結果、
Ｉｘ’（＜０）、Ｉｙ’（＜０）
が生じる。このとき、
Ｖｚ’＜０
となる。また、ダイオード１６が接地箇所との間の電流を遮断するため、
Ｉｘ’＋Ｉｙ’＝Ｉｚ’、Ｉｚ’＜０
となる。

７．動作シーケンス
次に、本実施例の画像形成装置１００の動作シーケンスについて説明する。図６は、３枚の画像の連続プリントを行う場合の動作シーケンスを示すタイミングチャート図である。この動作シーケンスは、制御部５０によってコントロールされる。図６中のａ、ｂ、ｃ、ｄは、各画像形成部Ｓａ、Ｓｂ、Ｓｃ、Ｓｄの一次転写部Ｔ１ａ、Ｔ１ｂ、Ｔ１ｃ、Ｔ１ｄにおける中間転写ベルト１０上のトナーの有無の状態を表す。また、Ｔ２は、二次転写部Ｔ２における中間転写ベルト１０上のトナーの有無の状態を表す。また、ＩＣＬは、トナー帯電部Ｃｈにおける中間転写ベルト１０上のトナーの有無の状態を表す。また、Ｖｘ、Ｖｙ、Ｖｚ、Ｖｘ’、Ｖｙ’、Ｖｚ’は、それぞれ前述した電圧（電位）の状態を表す。

７−１．作像動作
まず、作像動作の動作シーケンスについて説明する。プリント動作が開始されると、時刻ｔ０に、正極性（正の値）のＶｘ（＋１７００Ｖ）、Ｖｙ（＋２２００Ｖ）が印加され、正極性のＩｘ（＋１６μＡ）、Ｉｙ（＋３５μＡ）が流れ始める。このときＩｘ、Ｉｙがツェナーダイオード１５に流れ込むことで、Ｖｚはツェナー電圧の＋７００Ｖに維持される。また、正極性のＩｚａ、Ｉｚｂ、Ｉｚｃ、Ｉｚｄ（いずれも＋１０μＡ）が流れ、正極性のＩｚ（＋４０μＡ）となる。Ｉｚａにより、第１の画像形成部Ｓａの一次転写部Ｔ１ａにおいて感光ドラム１ａから中間転写ベルト１０にトナー像が一次転写される。図６中のＹ１、Ｙ２、Ｙ３は、それぞれ第１の画像形成部Ｓａにおいて１枚目、２枚目、３枚目のトナー像が一次転写されている期間を表す。第２の画像形成部ＳｂについてのＭ１〜Ｍ３、第３の画像形成部ＳｃについてのＣ１〜Ｃ３、第４の画像形成部ＳｄについてのＫ１〜Ｋ３についても同様である。

時刻ｔ１は、第１の画像形成部Ｓａの一次転写部Ｔ１ａで１枚目のトナー像の一次転写が開始される時刻である。時刻ｔ１から時刻ｔ２までの間に、１枚目のトナー像の先端が第２の画像形成部Ｓｂの一次転写部Ｔ１ｂまで移動する。つまり、時刻ｔ２は、１枚目のトナー像の先端が第２の画像形成部Ｓｂの一次転写部Ｔ１ｂに到達する時刻である。時刻ｔ２において、Ｙ色のトナー像の上にＭ色のトナー像が重ねて一次転写され始める。同様に、時刻ｔ３、ｔ４は、それぞれ１枚目のトナー像の先端が、第３、第４の画像形成部Ｓｃ、Ｓｄの一次転写部Ｔ１ｃ、Ｔ１ｄに到達する時刻である。

時刻ｔ５は、１枚目のトナー像の先端が二次転写部Ｔ２に到達し、Ｉｘにより中間転写ベルト１０から転写材Ｐ上へのトナー像の二次転写が開始される時刻である。図６中のＰ１、Ｐ２、Ｐ３は、それぞれ二次転写部Ｔ２において１枚目、２枚目、３枚目のトナー像が記録材Ｐに二次転写されている期間を表す。時刻ｔ６は、１枚目のトナー像の二次転写残トナーがトナー帯電部Ｃｈに到達し、Ｉｙにより帯電処理を受け始める時刻である。二次転写残トナーは、トナー帯電部Ｃｈでトナーの正規の帯電極性とは逆極性である正極性に帯電させられる。図６中のＩＣＬの欄のＷＹ１、ＷＹ２、ＷＹ３は、それぞれ１枚目、２枚目、３枚目のトナー像の二次転写残トナーがトナー帯電部Ｃｈにおいてトナー帯電ブラシ４０によって帯電させられている期間を示す。

時刻ｔ７は、トナー帯電部Ｃｈで帯電させられた１枚目のトナー像の二次転写残トナーが第１の画像形成部Ｓａの一次転写部Ｔ１ａに再び到達する時刻である。すなわち、時刻ｔ１から時刻ｔ７までの間に、中間転写ベルト１０が１周回転する。換言すれば、この時刻ｔ１から時刻ｔ７までの時間が、一次転写されたトナー像が二次転写残トナーとして周回して同じ一次転写部Ｔ１に戻ってくるまでに要する時間である。図６中のａの欄のＷＹ１、ＷＹ２、ＷＹ３は、それぞれ１枚目、２枚目、３枚目のトナー像の二次転写残トナーが第１の画像形成部Ｓａの一次転写部Ｔ１ａに到達し、負極性に帯電させられた感光ドラム１ａ上に転移させられている期間を表す。感光ドラム１ａに転移させられた二次転写残トナーは、クリーニング装置５ａに回収される。二次転写残トナーが第１の画像形成部Ｓａの一次転写部Ｔ１ａを通過している間に、中間転写ベルト１０に二次転写残トナーと同極性（本実施例では正極性）の電位Ｖｚが生じていると、Ｉｚａにより二次転写残トナーは感光ドラム１ａに転移させられる。

ここで、本実施例では、第１の画像形成部Ｓａの一次転写部Ｔ１ａにおいて、期間Ｙ３では、トナー像の一次転写を行っている間に二次転写残トナーが一次転写部Ｔ１ａまで移動されてくる。この時、中間転写ベルト１０上の正規の帯電極性とは逆極性に帯電した二次転写残トナーと、感光ドラム１ａ上の正規の帯電極性に帯電したトナーとは、一次転写部（一次転写ニップ部）Ｔ１ａで、電気的に殆ど中和することはない。そのため、期間Ｙ３における感光ドラム１ａ上の正規の帯電極性に帯電したトナーは中間転写ベルト１０へ移動し、期間ＷＹ１における中間転写ベルト１０上の正規の帯電極性とは逆極性に帯電したトナーは感光ドラム１ａへ移動する。このように、感光ドラム１上の一次転写されるべきトナーと、中間転写ベルト１０上の二次転写残トナーとは、各々独立に移動し、転写同時回収が行われる。

そして、時刻ｔ８において３枚目のトナー像の二次転写残トナーの後端がトナー帯電部Ｃｈを通過し、時刻ｔ９までにその二次転写残トナーが感光ドラム１ａに転移させられて、作像動作が完了する。

本実施例では、時刻ｔ０から時刻ｔ９までの期間の動作が「作像動作」である。時刻ｔ０は、本実施例では、最上流の画像形成部Ｓａにおける、該プリント動作における最初の画像の静電潜像の形成の開始時である。また、時刻ｔ９は、本実施例では、該プリント動作における最後の画像の二次転写残トナーの、最上流の画像形成部Ｓａにおける感光ドラム１ａへの転移の終了時である。つまり、中間転写ベルト１０上における該プリント動作における最後の画像のトナー像の後端の位置が、中間転写ベルト１０の１周後に最上流の画像形成部Ｓａの一次転写部Ｔ１を通過した時である。

７−２．回復動作
次に、回復動作の動作シーケンスについて説明する。時刻ｔ９において、負極性（負の値）のＶｘ’（−１１００Ｖ）、Ｖｙ’（−１３００Ｖ）が印加され、負極性のＩｘ’（−５．５μＡ）、Ｉｙ’（−８μＡ）が流れ始める。この時、Ｉｘ’、Ｉｙ’は、ダイオード１６の作用により接地箇所に逃げず、各一次転写部Ｔ１ａ、Ｔ１ｂ、Ｔ１ｃ、Ｔ１ｄに流れ込む。つまり、ツェナーダイオード１５は、順方向に電圧を印加された状態になり、その両端で電位差を持たない。一方、ダイオード１６は、順方向に逆電圧を印加された状態になり、接地箇所との間に電流を流さない。したがって、Ｖｚ’は負極性となり、Ｉｘ’とＩｙ’との合算電流が、負極性のＩｚａ’、Ｉｚｂ’、Ｉｚｃ’、Ｉｚｄ’（いずれも−３．３７５μＡ）に分かれて流れ、負極性のＩｚ’（−１３．５μＡ）となる。この時、一次転写ブラシ１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄと感光ドラム１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄとの間には、それぞれ放電開始電位差である約５００Ｖを超える電位差が形成されている。この状態は、時刻ｔ９の所定時間後として本実施例では３秒後である時刻ｔ１０まで持続され、時刻ｔ１０にＶｘ’、Ｖｙ’がオフされて０Ｖとなり、Ｖｚ’も０Ｖとなる。なお、時刻ｔ９から時刻ｔ１０までの時間は、中間転写ベルト１０内のイオン（導電剤）の偏在を十分に抑制できるように適宜設定することができるが、中間転写ベルト１０の１〜３周分程度が好適である。本実施例では、この時間は中間転写ベルト１０の略１周分の時間に設定した。

本実施例では、負極性のＶｘ’、Ｖｙ’の印加開始時から終了時までの期間（時刻ｔ９から時刻ｔ１０までの期間）の動作が「回復動作」である。本実施例では、回復動作は、非画像形成時の一例である後処理動作中に実行される。特に、本実施例では、回復動作は、毎回のプリント動作（ジョブ）の後処理動作中に実行される。つまり、本実施例では、制御部５０は、ジョブを実行するごとに、ジョブにおける一次転写が終了した後に回復動作を実行させる。しかし、これに限定されるものではなく、中間転写ベルト１０内のイオンの偏在を十分に抑制できれば、回復動作は複数回のプリント動作ごとに実行してもよい。また、回復動作は、非画像形成時であれば、紙間、前処理動作時、前多回転動作時などに実行することも可能である。

作像動作時の正極性の一次転写電流Ｉｚにより、中間転写ベルト１０内のアニオンが、表面層１０Ｂの設けられていない中間転写ベルト１０の裏面側に移動する。しかし、このようにアニオンが移動しても、回復動作時の負極性の一次転写電流Ｉｚ’により、そのアニオンは中間転写ベルト１０の表面側に戻される。これにより、中間転写ベルト１０内でイオンが偏在することが抑制される。

この回復動作の効果によって、中間転写ベルト１０内での導電剤の偏在が抑制される。その結果、アニオンが中間転写ベルト１０の裏面側に析出し、一次転写ブラシ１４の表面に付着することで一次転写ブラシ１４の電気抵抗が上昇することが抑制される。例えば、３枚の画像の連続プリントを行うプリント動作を繰り返して合計６０００枚の画像の出力を行っても、アニオンが析出し、一次転写ブラシ１４の表面に付着することで一次転写ブラシ１４の電気抵抗が上昇することが抑制される（試験結果は後述する）。その結果、作像動作時の適正な一次転写電流Ｉｚが確保され、良好な一次転写性が持続的に得られる。

なお、作像動作時の正極性の二次転写電流Ｉｘ、トナー帯電電流Ｉｙによって、中間転写ベルト１０内のアニオンは中間転写ベルト１０の表面側にも移動する。しかし、本実施例では、この移動したアニオンは、気密性の高い表面層１０Ｂによりせき止められて、中間転写ベルト１０の表面側には析出しにくい。

また、中間転写ベルト１０の全体をマクロ的に見れば、このような作像動作時の中間転写ベルト１０の表面側へのアニオンの移動は、一次転写部Ｔ１で問題となる中間転写ベルト１０の裏面側へのアニオンの移動を抑制する傾向がある、とも考えられる。しかしながら、中間転写ベルト１０の裏面に接触する一次転写ブラシ１４と、表面に接触する二次転写ローラ２０と、同じく表面に接触するトナー帯電ブラシ４０とは、それぞれ中間転写ベルト１０に対して異なるニップ形状で接触する。本実施例では、一次転写ブラシ１４は、繊維が比較的細く、点当たり状に接触する。また、二次転写ローラ２０は、発泡表面を有し、表面セルの目の模様で接触する。また、トナー帯電ブラシ４０は、繊維が比較的太く、一次転写ブラシ１４よりもやや大きなサイズの点形状で接触する。そのため、それぞれの部材がもたらす中間転写ベルト１０内のイオンの移動は、ミクロ的に見れば、それぞれのニップ内で各部材が中間転写ベルト１０と接触する各々の形状の微小領域内で独立に生じる現象と言える。したがって、作像動作時の、中間転写ベルト１０の表面側へのアニオンの移動と、中間転写ベルト１０の裏面側へのアニオンの移動とは、必ずしも互いに解消する傾向があるものではなく、独立に制御されるべき課題である。なお、仮に一次転写部材、二次転写部材、帯電部材が実質的に同じ構成とされる場合でも、ミクロ的に見た場合、通常は各部材が完全に一致する領域でのイオンの移動をもたらすことはないので本実施例と同様である。

このように、本実施例では、制御部５０は、一次転写を行っていない時（本実施例では後処理動作時）に、次のような回復動作を実行させる。つまり、回復動作では、二次転写ローラ２０、トナー帯電ブラシ４０から二次転写対向ローラ１３を介して一次転写ブラシ１４に、一次転写を行っている時とは逆方向の電流を供給する。そして、一次転写を行うことによって生じた中間転写ベルト内の導電剤の偏在を緩和する。特に、本実施例では、一次転写の後、かつ、二次転写残トナーの感光ドラム１への転移が終了した後に、回復動作が実行される。

８．効果確認
８−１．動作シーケンス
回復動作の効果を確認するため、本実施例及び比較例について画像レベルを調べた。比較例の動作シーケンスは、本実施例の動作シーケンスにおける作像動作の部分は変更せず、後処理動作の部分のみを変更したものである。具体的には、後処理動作中のＩｘ’、Ｉｙ’を変更することで、その合算電流として得られるＩｚ’を変化させた。表１に各動作シーケンスの条件と画像レベルの確認結果とを示す。

条件アは、本実施例の動作シーケンスであり、条件イ、ウ、エは比較例の動作シーケンスである。このうち条件ア、イ、ウが本発明に従う動作シーケンスであり、条件エが本発明に従わない動作シーケンスである。

条件アの動作シーケンスは、図６に示した通りである。条件イは、図７に示す動作シーケンスである。条件ア（Ｉｙ’が負極性）と条件イ（Ｉｙ’が正極性）とでは次の点が異なる。例えば印字率（画像面積比率）の高い画像を出力すると、作像動作時にトナー帯電ブラシ４０に二次転写残トナーの一部が滞留することがある。この滞留した二次転写残トナーは負極性に帯電している。そのため、条件アのようにＩｙ’が負極性であると、つまり、負極性のＶｙ’が印加されると、回復動作時にトナー帯電ブラシ４０から中間転写ベルト１０上へ負極性に帯電したトナーが移動する。この中間転写ベルト１０に移動した負極性に帯電したトナーは、Ｉｚ’が負極性であるので、第１の画像形成部Ｓａの感光ドラム１ａに転移させられてクリーニング装置５ａによって回収される。そのため、条件アでは、トナー帯電ブラシ４０に滞留したトナーを回復動作時に中間転写ベルト１０に吐き出させて、長期にわたりトナーの帯電性能を維持する効果も得られる。これに対し、条件イのようにＩｙ’が正極性であると、つまり、正極性のＶｙ’が印加されると、上述のようにトナー帯電ブラシ４０に滞留している負極性に帯電した二次転写残トナーを、回復動作時にトナー帯電ブラシ４０に留めることができる。例えば、回復動作は極力短くし、別途トナー帯電ブラシ４０からのトナーの吐き出し動作を行うような場合には、条件イは有効である。つまり、条件イによれば、回復動作時にトナー帯電ブラシ４０から中間転写ベルト１０に移動したトナーが感光ドラム１に転移されずに次のプリント動作において記録材Ｐ上にトナー汚れとなって現れる現象を防止することができる。

条件ウは、図８に示す動作シーケンスである。条件ア（Ｉｘ’が負極性）と条件ウ（Ｉｘ’が正極性）とでは次の点が異なる。例えば使用履歴の長い、つまり、積算プリント枚数の多い現像装置４を使用して画像を出力すると、作像動作時に二次転写ローラ２０に所謂カブリトナーが付着することがある。カブリトナーは、感光ドラム１上の像露光されていない部分、つまり非画像域に付着し、一部が中間転写ベルト１０上に転移し、更には二次転写ローラ２０上へ移動する。このカブリトナーは負極性に帯電している。そのため、条件アのようにＩｘ’が負極性であると、つまり、負極性のＶｘ’が印加されると、回復動作時に二次転写ローラ２０から中間転写ベルト１０上へ負極性に帯電したトナーが移動する。この中間転写ベルト１０に移動した負極性に帯電したトナーは、Ｉｙ’が負極性であるのでトナー帯電部Ｃｈを通過する。また、この通過した負極性に帯電したトナーは、Ｉｚ’が負極性であるので、第１の画像形成部Ｓａの感光ドラム１ａに転移させられてクリーニング装置５ａによって回収される。そのため、条件アでは、二次転写ローラ２０に付着したトナーを回復動作時に中間転写ベルト１０に移動させて、二次転写ローラ２０をクリーニングする効果も得られる。これに対し、条件ウのようにＩｘ’が正極性であると、つまり、正極性のＶｘ’が印加されると、上述のように二次転写ローラ２０に付着している負極性に帯電したカブリトナーを、回復動作時に二次転写ローラ２０に留めることができる。例えば、回復動作は極力短くし、別途二次転写ローラ２０のクリーニング動作を行うような場合には、条件ウは有効である。つまり、条件ウによれば、回復動作時に二次転写ローラ２０から中間転写ベルト１０に移動したトナーが感光ドラム１に転移されずに次のプリント動作において記録材Ｐ上にトナー汚れとなって現れる現象を防止することができる。

条件エは、図９に示す動作シーケンスである。条件エでは、後処理動作中に本発明に従う回復動作は実行されない。

８−２．試験結果
条件ア〜エで、３枚の画像の連続プリントを行うプリント動作を繰り返して、合計６０００枚の画像の出力を行った後の画像レベルを調べた。画像レベルは、一次転写電流が不足したことによる一次転写不良の発生の有無を確認し、発生しなかった場合を「良好」、発生した場合を「不良」とした。

表１に示すように、条件ア、イ、ウでは、良好な画像レベルが得られた。また、作像動作時のＩｚは、試験の初期から終了時まで、略４０μＡに維持されていた。

一方、表１に示すように、条件エでは、一次転写不良が発生した。具体的には、感光ドラム１からトナーを引き剥がし中間転写ベルト１０上に転写させることができなくなり、ベタ画像などで画像ムラになる現象が生じた。作像動作時のＩｚは、試験の終了時には試験の初期の約半分の２０μＡまで低下していた。条件エでは、中間転写ベルト１０内での導電剤の偏在を十分に抑制できず、アニオンが中間転写ベルト１０の裏面側に析出し、一次転写ブラシ１４の表面に付着することで一次転写ブラシ１４の電気抵抗が上昇する。そのため、Ｉｚが低下し、一次転写性能が悪化したものと考えられる。

このように、条件ア、イ、ウでは、Ｉｚ’＝−１３．５μＡであるため、中間転写ベルト１０内での導電剤の偏在を抑制し、中間転写ベルト１０内のイオンの析出を良好に抑制することができた。一方、条件エでは、Ｉｚ’＝８μＡであるため、中間転写ベルト１０内での導電剤の偏在を十分に抑制できず、中間転写ベルト１０内のイオンの析出が発生した。なお、本発明者らの実験によれば、中間転写ベルト１０内での導電剤の偏在を十分に抑制するためには、回復動作時のＩｚ’の絶対値は、作像動作時のＩｚの絶対値の１０％以上６０％以下であることが好ましい。

９．まとめ
以上説明したように、本実施例では、画像形成装置１００は、表面層１０Ｂを有するイオン導電性の中間転写ベルト１０の表面に接触する二次転写ローラ２０とトナー帯電ブラシ４０とを有する。そして、画像形成装置１００は、二次転写ローラ２０とトナー帯電ブラシ４０とに電圧を印加し、二次転写対向ローラ１３を介して一次転写ブラシ１４に電流Ｉｚを供給して、一次転写を行う。また、画像形成装置１００は、プリント動作の後処理動作中に、一次転写ブラシ１４に作像動作時とは逆極性（逆向き）の電流Ｉｚ’を供給する回復動作を行う。特に、本実施例（条件ア）では、作像動作時と回復動作時とのそれぞれにおいて、二次転写ローラ２０とトナー帯電ブラシ４０とには互いに同極性の電圧が印加される。ただし、条件イ、ウのように、回復動作時に二次転写ローラ２０とトナー帯電ブラシ４０といった複数の電流供給部材に互いに異なる極性の電圧を印加する構成としてもよい。その場合にも、一次転写ブラシ１４に供給される合算電流の極性（向き）が、作像動作時と回復動作時とで逆極性（逆向き）となるよう制御を行えばよい。

本実施例によれば、上述の構成により、作像動作時に中間転写ベルト１０の裏面側に移動したイオン（導電剤）は、回復動作時に中間転写ベルト１０の表面側に戻される。これにより、中間転写ベルト１０内での導電剤の偏在が抑制される。その結果、中間転写ベルト１０内のイオンが析出し、一次転写ブラシ１４の表面に付着することで一次転写ブラシ１４の電気抵抗が上昇することが抑制される。したがって、良好な一次転写性が持続的に得られる。

［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。したがって、本実施例の画像形成装置において実施例１のものと同一又は対応する機能あるいは構成を有する要素については、実施例１と同一の符号を付して詳しい説明は省略する。

本実施例は、環境センサによる雰囲気環境の検知結果に応じて、回復動作時に流れるＩｚ’の絶対値を適正化する点が実施例１とは異なる。

図１０は、本実施例の画像形成装置１００の要部の制御態様を示すブロック図である。本実施例では、画像形成装置１００は、装置本体の内部又は外部の少なくとも一方の温度又は湿度の少なくとも一方を検知する環境検知手段（環境情報取得手段）として、画像形成装置１００の雰囲気環境の温度及び湿度を検知する環境センサ６０を有する。制御部５０は、プリント動作を実行する際に、少なくとも回復動作の開始前に環境センサ６０の検知結果を取得する。そして、制御部５０は、予め設定されてメモリ５２に記憶されている環境情報と回復動作の条件とが関係付けられた情報に基づいて、回復動作におけるＩｘ’、Ｉｙ’、Ｉｚ’を決定する。

表２は、本実施例における環境ごとの回復動作におけるＩｘ’、Ｉｙ’、Ｉｚ’の設定を示す。なお、作像動作時の電圧、電位、電流の設定は実施例１と同じである。また、本実施例における下記ＮＮ環境の条件は実施例１の条件アと同じである。

ＨＨ環境は、本実施例では、温度が２５℃より高く、相対湿度が６０％Ｒｈより高い環境である。ＮＮ環境は、本実施例では、温度が２０℃より高く２５℃以下、相対湿度が３０％Ｒｈより高く６０％Ｒｈ以下の環境である。ＬＬ環境は、本実施例では、温度が２０℃以下、相対湿度が３０％Ｒｈ以下の環境である。

ＨＨ環境（特に３０℃／８０％Ｒｈ）、ＮＮ環境（特に２３℃／５０％Ｒｈ）、ＬＬ環境（特に１５℃／１０％Ｒｈ）のそれぞれにおいて、３枚の画像の連続プリントを行うプリント動作を繰り返した。そして、合計６０００枚の画像の出力を行った後の画像レベルを調べた。画像レベルの評価方法は実施例１で説明したものと同じである。

その結果、ＨＨ環境、ＮＮ環境、ＬＬ環境のいずれの環境下でも、試験の初期から終了時まで良好な画像レベルが得られた。また、作像動作時のＩｚは、試験の初期から終了時まで、略４０μＡに維持されていた。

回復動作時のＩｚ’の絶対値を、高温高湿環境ほど小さく、低温低湿環境ほど大きく設定する理由は次の通りである。中間転写ベルト１０内のイオンの移動度は、高温高湿環境ほど大きく、低温低湿環境ほど小さい。本実施例では、作像動作時の正極性の一次転写電流Ｉｚにより中間転写ベルト１０の裏面側に移動した中間転写ベルト１０内のアニオンを、回復動作時の負極性の一次転写電流Ｉｚ’により中間転写ベルト１０の表面側に戻す。そのため、所定時間の回復動作でアニオンを中間転写ベルト１０の表面側に戻すためには、高温高湿環境よりも低温低湿環境の方が、回復動作でより多くの電流を流してイオンを移動しやすくする必要がある。

このように、本実施例では、制御部５０は、環境検知手段の検知結果に基づいて、回復動作において一次転写ブラシ１４に供給する電流を変更する。なお、本実施例では、環境の温度及び相対湿度に基づいて回復動作の条件を変更したが、中間転写ベルト１０内のイオンの移動度は温度又は湿度の少なくとも一方と十分の相関を有することがある。したがって、環境の温度又は湿度の少なくとも一方に基づいて回復動作の条件を変更することができる。つまり、制御部５０は、環境検知手段の検知結果が示す環境の温度又は湿度に基づいて、次の少なくとも一方が成立するように、回復動作において一次転写ブラシ１４に供給する電流を変更することができる。第１に、温度が第１の温度の場合の回復動作において供給する電流の絶対値よりも、第１の温度よりも低い第２の温度の場合の回復動作において供給する電流の絶対値の方が大きくなるようにすることである。第２に、湿度が第１の湿度の場合の回復動作において供給する電流の絶対値よりも、第１の湿度よりも低い第２の湿度の場合の回復動作において供給する電流の絶対値の方が大きくなるようにすることである。

以上説明したように、本実施例では、画像形成装置１００は、環境センサ６０による雰囲気環境の検知結果に応じて、回復動作時に流れるＩｚ’の絶対値を適正化する制御を行う。これにより、本実施例によれば、環境によらず、良好な一次転写性が持続的に得られる。

［実施例３］
次に、本発明の更に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、２のものと同じである。したがって、本実施例の画像形成装置において実施例１のものと同一又は対応する機能あるいは構成を有する要素については、実施例１と同一の符号を付して詳しい説明は省略する。

本実施例の画像形成装置１００は、中間転写ベルト１０が表面層でなく裏面層を有する点が実施例１、２とは異なる。

図１１は、本実施例における中間転写ベルト１０の模式的な断面図である。本実施例では、中間転写ベルト１０は、基層（基材）１０Ａと、裏面層１０Ｃと、を有する。基層１０Ａは、実施例１、２と同様のものである。また、裏面層１０Ｃは、実施例１、２における表面層１０Ｂと同様のものを基層１０Ａの表面側でなく裏面側に配置したものである。つまり、本実施例では、基層１０Ａよりも中間転写ベルト１０の内周面側に設けられた裏面層１０Ｃが、二次転写対向ローラ１３などの張架部材及び一次転写ブラシ１４と接触する。また、本実施例では、基層１０Ａが、二次転写ローラ２０及びトナー帯電ブラシ４０と接触する。

本実施例では、イオン導電剤が中間転写ベルト１０の裏面側でなく表面側に析出することを抑制する制御を行う。つまり、実施例１で説明したように、作像動作時の正極性の二次転写電流Ｉｘ、正極性のトナー帯電電流Ｉｙによって、中間転写ベルト１０内のアニオンは中間転写ベルト１０の表面側に移動する。そして、本実施例では、実施例１、２とは異なり表面層１０Ｂが設けられていないので、この移動したアニオンは中間転写ベルト１０の表面側に析出しやすい。そして、これが二次転写ローラ２０の表面に付着すると二次転写ローラ２０の電気抵抗が上昇して、適正な転写電流が得られなくなって二次転写性が低下する。また、これがトナー帯電ブラシ４０の表面に付着するとトナー帯電ブラシ４０の電気抵抗が上昇して、二次転写残トナーの帯電性が低下する。また、二次転写ローラ２０、トナー帯電ブラシ４０の電気抵抗が上昇すると、電流供給部材として適正な電流を供給できなくなり、一次転写性が低下することがある。

そこで、本実施例では、後処理動作中に二次転写ローラ２０、トナー帯電ブラシ４０に作像動作時とは逆極性の電流を供給する回復動作を実行する。これにより、中間転写ベルト１０内での導電剤の偏在を抑制する。そして、中間転写ベルト１０内のイオンが中間転写ベルト１０の表面側に析出し、二次転写ローラ２０、トナー帯電ブラシ４０の表面に付着することでこれらの電気抵抗が上昇することを抑制する。また、本実施例では、実施例２と同様に、環境センサ６０による雰囲気環境の検知結果に応じ、回復動作時に流れるＩｘ’、Ｉｙ’の絶対値を適正化する。

なお、本実施例においても、実施例１、２と同様に、作像動作時の正極性の一次転写電流Ｉｚによって、中間転写ベルト１０内のアニオンは中間転写ベルト１０の裏面側にも移動する。しかし、本実施例では、この移動したアニオンは、気密性の高い裏面層１０Ｃによりせき止められて、中間転写ベルト１０の裏面側には析出しにくい。また、ニップ形状の違いにより、作像動作時の中間転写ベルト１０の表面側、裏面側へのそれぞれのアニオンの移動は独立に制御されるべき課題であることは、実施例１で説明した通りである。

表３は、本実施例における環境ごとの回復動作時のＩｘ’、Ｉｙ’、Ｉｚ’の設定を示す。なお、作像動作時の電圧、電位、電流の設定は実施例１と同じである。

ＨＨ環境（特に３０℃／８０％Ｒｈ）、ＮＮ環境（特に２３℃／５０％Ｒｈ）、ＬＬ環境（特に１５℃／１０％Ｒｈ）のそれぞれにおいて、３枚の画像の連続プリントを行うプリント動作を繰り返した。そして、合計６０００枚の画像の出力を行った後の画像レベル（二次転写性）及びクリーニング性（トナー帯電性）を調べた。画像レベルの評価方法は実施例１で説明したものと同じである。クリーニング性は、帯電不足により感光ドラム１に回収されずに中間転写ベルト１０に残った二次転写残トナーが後続のプリント動作時に記録材Ｐに付着することによる汚れの有無を確認し、発生しなかった場合を「良好」、発生した場合を「不良」とした。

その結果、ＨＨ環境、ＮＮ環境、ＬＬ環境のいずれの環境下でも、試験の初期から終了時まで良好な画像レベル（二次転写性）、クリーニング性（トナー帯電性）が得られた。また、作像動作時のＩｘ、Ｉｙは、試験の初期から終了時まで、それぞれ略１６μＡ、略３５μＡに維持されていた。

なお、本発明者らの実験によれば、中間転写ベルト１０内での導電剤の偏在を十分に抑制するためには、回復動作時のＩｘ’、Ｉｙ’の絶対値は、それぞれ作像動作時のＩｘ、Ｉｚの絶対値の１０％以上６０％以下であることが好ましい。

回復動作時のＩｘ’、Ｉｙ’の絶対値を、高温高湿環境ほど小さく、低温低湿環境ほど大きく設定する理由は次の通りである。中間転写ベルト１０内のイオンの移動度は、高温高湿環境ほど大きく、低温低湿環境ほど小さい。本実施例では、作像動作時の正極性のＩｘ、Ｉｙにより中間転写ベルト１０の表面側に移動した中間転写ベルト１０内のアニオンを、回復動作時の負極性のＩｘ’、Ｉｙ’により中間転写ベルト１０の裏面側に戻す。そのため、所定時間の回復動作でアニオンを中間転写ベルト１０の裏面側に戻すためには、高温高湿環境よりも低温低湿環境の方が、回復動作でより多くの電流を流してイオンを移動しやすくする必要がある。

このように、本実施例では、制御部５０は、二次転写ローラ２０、トナー帯電ブラシ４０に、一次転写を行っている時とは逆方向の電流を供給する回復動作を実行させる。本実施例では、回復動作において二次転写ローラ２０とトナー帯電ブラシ４０とのそれぞれに印加される電圧の極性は互いに同極性（一次転写を行っている時とは逆極性）である。また、本実施例では、制御部５０は、環境検知手段の検知結果に基づいて、回復動作において二次転写ローラ２０、トナー帯電ブラシ４０に供給する電流を変更する。このとき、温度、湿度のそれぞれに対する二次転写ローラ２０、トナー帯電ブラシ４０に供給する電流の大小関係は、実施例２で説明した温度、湿度のそれぞれに対する一次転写ブラシ１４に供給する電流の大小関係と同様である。

以上説明したように、本実施例では、画像形成装置１００は、裏面層１０Ｃを有し、表面層１０Ｂを有さない中間転写ベルト１０を有する。本実施例では、画像形成装置１００は、プリント動作の後処理動作中に、二次転写ローラ２０、トナー帯電ブラシ４０に作像動作時とは逆極性（逆向き）の電流Ｉｘ’、Ｉｙ’を供給する回復動作を行う。また、本実施例では、回復動作時に流れるＩｘ’、Ｉｙ’の絶対値を適正化する制御を行う。これにより、本実施例によれば、環境によらず、良好な二次転写性、トナー帯電性が持続的に得られる。

なお、本実施例では、実施例２と同様に雰囲気環境の検知結果に応じて回復動作の条件を変更したが、このような変更を行わないで回復動作を行うこともできる。

また、本実施例においても、回復動作時のＩｚ’は作像動作時のＩｚとは逆極性とされている。そのため、本実施例の回復動作によれば、仮に中間転写ベルト１０に裏面層１０Ｃが設けられていなくても、実施例１、２と同様に回復動作によって中間転写ベルト１０の裏面側へのイオンの析出は相応に抑制される。同様に、実施例１（条件ア）では、回復動作時のＩｘ’、Ｉｙ’はそれぞれ作像動作時のＩｘ、Ｉｙとは逆極性とされている。そのため、実施例１の回復動作によれば、仮に中間転写ベルト１０に表面層１０Ｂが設けられていなくても、本実施例と同様に回復動作によって中間転写ベルト１０の表面側へのイオンの析出は相応に抑制される。

［その他］
以上、本発明を具体的な実施例に即して説明したが、本発明は上述の実施例に限定されるものではない。

上述の実施例では、感光ドラムを中間転写ベルトの上部に配置した構成の画像形成装置について説明したが、本発明は斯かる態様に限定されるものではない。図１２は、本発明を適用できる画像形成装置の他の例の要部の概略断面図である。図１２の画像形成装置において図１の画像形成装置のものと同一又は対応する機能あるいは構成を有する要素には同一の符号を付している。図１２の画像形成装置１００では、感光ドラム１が中間転写ベルト１０の下部に配置されている。また、図１２の画像形成装置１００では、二次転写ローラ２０の対向部材（第１の対向部材）は二次転写対向ローラ１３であり、トナー帯電ブラシ４０の対向部材（第２の対向部材）は駆動ローラ１１である。この場合にも、回復動作において、作像動作時とは逆極性の電流を、一次転写部材（実施例１、２参照）、又は二次転写部材や帯電部材（実施例３参照）に流すことで、上述の実施例と同様の効果が得られる。このように、対向部材は、中間転写ベルトを介して二次転写部材と帯電部材との両方に対向する共通の部材であってもよいし、中間転写ベルトを介して二次転写部材と帯電部材とのそれぞれに対向する別個の部材であってもよい。

また、上述の実施例では、二次転写部材と帯電部材とのそれぞれに独立した電源から電圧を印加したが、二次転写部材と帯電部材とに同期して同極性の電圧を印加する場合には、これらに電圧を印加する電源は共通化してもよい。

また、上述の実施例では、画像形成装置は、中間転写体上の二次転写残トナーを静電クリーニング（一次転写同時クリーニング）によって回収する構成とされ、帯電部材を電流供給部材として用いた。しかし、本発明はこれに限定されるものではなく、画像形成装置は、ブレードクリーニング方式のベルトクリーニング装置が設けられる場合などには、帯電部材及び帯電電源を有していなくてよい。この場合、二次転写部材を電流供給部材として用いることができる。また、電流供給部材としては、二次転写部材や帯電部材に加えて又は代えて特別に設けられたものを用いることもできる。

また、一次転写部材はブラシ状の部材に限定されるものではなく、弾性ローラや金属ローラなどのローラ状の部材、シート状の部材、ブロック状（パッド状）の部材であってもよい。同様に、二次転写部材や帯電部材を兼ねるか、あるいは特別に設けられる電流供給部材は、ブラシ状、シート状、ローラ状、ブロック状（パッド状）などの適宜任意の形態であってよい。

また、上述の実施例では、電圧維持素子として定電圧素子を用いた。これにより電流供給部材に所定値以上の電圧を印加することで、中間転写体の電位を所定の電位に維持することができるため好ましい。しかし、これに限定されるものではなく、電圧維持素子として十分に高い抵抗部材（抵抗素子）を用いてもよい。この場合、電流供給部材に十分に高い電圧を印加することで、中間転写体の電位を電流供給部材に印加する電圧と抵抗部材の電気抵抗値とに応じた電位に維持することができる。このように、画像形成装置は、一次転写部材と対向部材とに電気的に接続され、一次転写時に電流供給部材から対向部材を介して一次転写部材に電流が供給された際に、一次転写部材を所定の電位以上に維持する電圧維持素子を有した構成とすればよい。

１ 感光ドラム（像担持体）
１０ 中間転写ベルト
１３ 二次転写対向ローラ（対向部材）
１４ 一次転写ブラシ（一次転写部材）
２０ 二次転写ローラ（二次転写部材）
４０ トナー帯電ブラシ（帯電部材）

Claims (12)

1. トナー像を担持する像担持体と、
   イオン導電剤を備えイオン導電性を有する中間転写ベルトと、
   前記像担持体から前記中間転写ベルトにトナー像を一次転写するための、前記中間転写ベルトの内周面に接触する一次転写部材と、
   前記中間転写ベルトの外周面に接触する電流供給部材と、
   前記中間転写ベルトを介して前記電流供給部材と対向し、前記中間転写ベルトの内周面に接触し、前記一次転写部材と電気的に接続された対向部材と、
   を有し、
   前記電流供給部材から前記対向部材を介して前記一次転写部材に供給する電流によって前記一次転写を行う画像形成装置において、
   前記一次転写を行っていない時に、前記電流供給部材から前記対向部材を介して前記一次転写部材に前記一次転写を行っている時とは逆方向の電流を供給し、前記一次転写を行うことによって生じた前記中間転写ベルト内の導電剤の偏在を緩和する回復動作を実行させる制御部と、
   環境情報を取得する環境情報取得手段と、
   を有し、
   前記制御部は、前記環境情報に基づいて、前記回復動作時に前記一次転写部材に供給する電流を変更することを特徴とする画像形成装置。
2. 前記制御部は、前記環境情報が示す環境の温度が第１の温度の場合の前記回復動作時に前記一次転写部材に供給する電流の絶対値よりも、前記第１の温度よりも低い第２の温度の場合の前記回復動作時に前記一次転写部材に供給する電流の絶対値の方が大きくなるようにすること、又は前記環境情報が示す環境の湿度が第１の湿度の場合の前記回復動作時に前記一次転写部材に供給する電流の絶対値よりも、前記第１の湿度よりも低い第２の湿度の場合の前記回復動作時に前記一次転写部材に供給する電流の絶対値の方が大きくなるようにすること、の少なくとも一方が成立するように、前記変更を行うことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記回復動作時に前記一次転写部材に供給される電流の絶対値は、前記一次転写時に前記一次転写部材に供給される電流の絶対値の１０％以上６０％以下であることを特徴とする請求項１又は２に記載の画像形成装置。
4. 前記回復動作時に前記電流供給部材に流れる電流の絶対値は、前記一次転写時に前記電流供給部材に流れる電流の絶対値の１０％以上６０％以下であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の画像形成装置。
5. 前記電流供給部材は、前記中間転写ベルトから記録材にトナー像を二次転写するための二次転写部材であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の画像形成装置。
6. 前記電流供給部材は、前記中間転写ベルトから記録材にトナー像を二次転写した際に前記中間転写ベルトに残留したトナーを帯電させる帯電部材であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の画像形成装置。
7. 前記電流供給部材として、前記中間転写ベルトから記録材にトナー像を二次転写するための二次転写部材と、前記中間転写ベルトから記録材にトナー像を二次転写した際に前記中間転写ベルトに残留したトナーを帯電させる帯電部材と、を有し、
   前記回復動作時に前記二次転写部材と前記帯電部材とのそれぞれに印加される電圧の極性は、互いに同極性又は逆極性であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の画像形成装置。
8. 前記対向部材は、前記中間転写ベルトを介して前記二次転写部材と前記帯電部材との両方に対向する共通の部材であるか、又は前記中間転写ベルトを介して前記二次転写部材と前記帯電部材とのそれぞれに対向する別個の部材であることを特徴とする請求項７に記載の画像形成装置。
9. 前記中間転写ベルトは、イオン導電剤を備えイオン導電性を有する基層と、前記基層よりも前記中間転写ベルトの外周面側に設けられイオン導電性を有さない表面層と、を有することを特徴とする請求項１〜８のいずれか一項に記載の画像形成装置。
10. 前記中間転写ベルトは、イオン導電剤を備えイオン導電性を有する基層と、前記基層よりも前記中間転写ベルトの内周面側に設けられイオン導電性を有さない裏面層と、を有することを特徴とする請求項１〜８のいずれか一項に記載の画像形成装置。
11. 前記一次転写部材と前記対向部材とに電気的に接続され、前記一次転写時に前記電流供給部材から前記対向部材を介して前記一次転写部材に電流が供給された際に、前記一次転写部材を所定の電位以上に維持する電圧維持素子を有することを特徴とする請求項１〜１０のいずれか一項に記載の画像形成装置。
12. 前記電圧維持素子と接地との間に電気的に接続され、前記一次転写時には前記電圧維持素子と接地との間の電流を流し、前記回復動作時には前記電圧維持素子と接地との間の電流を遮断する整流素子を有することを特徴とする請求項１１に記載の画像形成装置。

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