JP2006251030A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 クリーニング手段としてブラシローラを有するものを用い、中間転写体上に残留するトナーの付着量に応じた適正なクリーニング性能が発揮されて中間転写体上に残留するトナーの除去が常に良好に実現される画像形成装置の提供。
【解決手段】 複数の静電的に形成された異なる色のトナー像を順次に中間転写体に１次転写して形成された中間トナー像を転写材に２次転写し、中間転写体上に残留するトナー像の画像濃度を検知する手段と、中間転写体上に残留するトナーを除去するクリーニング手段とを具え、クリーニング手段は、導電性対向ローラと、中間転写体を介してこれに押圧された導電性ブラシローラとを有し、導電性ブラシローラにトナーと逆極性のクリーニング電圧を印加し、画像濃度検出手段の出力値に基づいて、クリーニング手段におけるクリーニング条件が変更されるよう制御される。
【選択図】 図２

Description

本発明は、電子写真方式による画像形成装置に関する。

例えば、複写機、プリンタなどにおいて用いられる電子写真方式による画像形成方法においては、一般に、感光体よりなる像担持体上にトナー像形成手段によりトナー像を形成させ、このトナー像を中間転写体上に１次転写手段により１次転写して当該中間転写体上に中間トナー像を形成させ、次いでこの中間トナー像を２次転写手段により転写材に２次転写させ、その後、転写材に対して定着処理を行うことによって可視画像が形成され、２次転写後において転写されずに中間転写体上の残留したトナーは、クリーニング手段により除去されることが行われている。

このようなクリーニング手段としては、例えば、導電性ブラシローラなどのバイアスローラに、トナー像形成手段におけるトナーの帯電極性と逆極性のクリーニング電圧を印加することによって静電的にトナーを除去するものがある（例えば、特許文献１および特許文献２参照）。

クリーニング手段において印加するべきクリーニング電圧は、トナーを中間転写体上から導電性ブラシローラに移動させるのに十分大きく、しかも、それが過大であると導電性ブラシローラによって掻き取られたトナーの中間転写体への再付着が発生するのでこれを防止するのに十分に小さい、適正な大きさとされることが必要であるが、一定のクリーニング電圧が印加された導電性ブラシローラによっては、中間転写体上において残留するトナーに対する良好なクリーニング性能が常に得られるとは限らない、という問題がある。

これは、トナーは使用環境などにより帯電量が異なるために、クリーニング手段によって除去されるべき中間転写体上に残留するトナーのトナー帯電量も使用環境などによって異なり、適正なクリーニング電圧の大きさはトナー帯電量によって異なるからである。
そして上記の問題は、特に画像濃度調整用のトナーパッチを形成したときに、顕著に現れる。
特開平６−１３０８７５号公報 特開平６−３３２３４２号公報

本発明は、以上のような事情に基づいてなされたものであって、その目的は、中間転写体に対するクリーニング手段としてブラシローラを有するものを用いた画像形成装置において、クリーニング手段において中間転写体上に残留するトナーの付着量に応じた適正なクリーニング性能が発揮されて中間転写体上に残留するトナーの除去が常に良好に実現され、その結果、画像汚れのない画像が得られる画像形成装置を提供することにある。

本発明の画像形成装置は、各々設定された現像条件による現像工程を経て複数の像担持体上に静電的に形成された異なる色のトナー像を順次に、各々の１次転写領域において、循環移動する中間転写体に各々設定された大きさの１次転写電流によって１次転写し、当該中間転写体上において各色のトナー像が積重されることにより形成された中間トナー像を転写材に２次転写することにより、当該転写材上において中間トナー像を形成するトナー像形成手段と、少なくともいずれか１つの像担持体上のトナー像の画像濃度を検出する画像濃度検出手段と、中間転写体上において残留するトナーをクリーニングするクリーニング手段とを具える画像形成装置であって、
クリーニング手段は、中間転写体の内周面に接する導電性対向ローラと、中間転写体を介して当該導電性対向ローラに押圧された導電性ブラシローラとを有してなり、
当該導電性ブラシローラにトナーと逆極性のクリーニング電圧を印加するクリーニング電圧印加用電源が設けられ、
画像濃度検出手段の出力値に基づいて、クリーニング手段におけるクリーニング条件が変更されるよう制御されることを特徴とする。

この画像形成装置においては、クリーニング手段におけるクリーニング条件の変更が、前記導電性ブラシローラに印加されるクリーニング電圧の大きさが変更されることが好ましい。
また、クリーニング手段において印加すべきクリーニング電圧の制御が、前記設定された現像条件および前記設定された１次転写電流による条件下において取得された固有の検量線に基づいて画像濃度検出手段の出力値から換算されるトナー帯電量が大きいときに、クリーニング手段に印加されるクリーニング電圧が大きくなり、当該トナー帯電量が小さいときに、前記クリーニング電圧が小さくなるよう行われることが好ましい。
さらに、この画像形成装置においては、クリーニング手段の導電性ブラシローラに接してトナー回収ローラが設けられていることが好ましい。

本発明の画像形成装置によれば、画像濃度検出手段の出力値が像担持体上のトナー像のトナー付着量に応じたものとなるので、これに基づいて導電性ブラシローラに印加されるクリーニング電圧の大きさが変更することにより、クリーニング手段において中間転写体上に残留するトナーの付着量に応じた適正なクリーニング性能が発揮される状態を得ることができ、従って、中間転写体上に残留するトナーの除去が常に良好に実現され、その結果、画像汚れのない画像が得られる。

以下、本発明について図面を参照して詳細に説明する。

図１は、本発明の画像形成装置の構成の一例を示す説明図である。
この画像形成装置は、例えばカラー画像を形成する画像形成装置であって、複数の像担持体に形成される互いに異なる色のトナー像を、共通の中間転写体に順次に１次転写することにより当該中間転写体上で各色のトナー像を重ね合わせ、この中間転写体上において形成された中間トナー像を転写材に一括して転写することにより転写材Ｐ上において中間トナー像を形成する、いわゆる中間転写方式のものである。

この画像形成装置は、無端状のベルトからなり図１において矢印方向に循環移動される中間転写体１７を具えており、この中間転写体１７の外周面領域に設けられたトナー像形成ユニット配置領域には、中間転写体１７の移動方向に沿って、各々、イエロートナー像、マゼンタトナー像、シアントナー像およびブラックトナー像を形成する４つのトナー像形成ユニット３０Ｙ、３０Ｍ、３０Ｃ、３０Ｋが順次に互いに離間して並ぶよう設けられている。中間転写体１７は、各々のトナー像形成ユニット３０Ｙ、３０Ｍ、３０Ｃ、３０Ｋにおける１次転写手段１４Ｙ、１４Ｍ、１４Ｃ、１４Ｋによって像担持体１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋの各々に対接されながら循環移動されるよう、後述する導電性対向ローラ（以下、単に「対向ローラ」ともいう。）１７ａ、およびローラ１７ｂ、１７ｃ、１７ｄよりなるローラ群に張架された状態とされている。

中間転写体１７は、例えば体積抵抗率が１×１０⁸ 〜１×１０¹⁰Ωｃｍ、表面抵抗率が１×１０⁴ 〜１×１０¹²Ω／□である半導電性を有する無端状のベルトにより構成されている。表面抵抗率は、抵抗測定器「ハイレスターＩＰ」（油化電子社製）を用い、常温常湿（温度２０±１℃、湿度５０±２％）環境下において、電圧１００Ｖを１０秒間印加することにより計測した値である。
この中間転写体１７は、例えば、熱硬化ポリイミド、変性ポリイミドなどのポリイミドにより形成されていることが好ましい。
また、この中間転写体１７の移動速度は、例えば２００〜５００ｍｍ／ｓｅｃとされる。

イエロートナー像に係るトナー像形成ユニット３０Ｙにおいては、回転されるドラム状の感光体よりなる像担持体１０Ｙを具え、この像担持体１０Ｙの外周面領域において、各々、像担持体１０Ｙの回転方向に対して、帯電装置１１Ｙ、露光装置１２Ｙおよびイエロートナー像に係る現像剤により現像を行う現像器１３Ｙがこの順に並ぶよう配設されており、像担持体１０Ｙの回転方向における現像器１３Ｙより下流の位置に具えられた１次転写手段１４Ｙの下流の位置には、像担持体クリーニングブレードを具えた像担持体クリーニング手段１８Ｙが設けられている。
そして、現像器１３Ｙの下流側であり、かつ、１次転写手段１４Ｙの上流側である位置には、像担持体１０Ｙ上のトナー像の濃度を検出する濃度検出手段１９Ｙが設けられている。

像担持体１０Ｙは、例えば、ドラム状金属基体の外周面に有機光導電体を含有させた樹脂よりなる感光層を有するものであり、図１においては紙面に垂直な方向に伸びる状態で配設されている。

帯電装置１１Ｙは、例えばグリッド電極と放電電極とを有するスコロトロン帯電器よりなり、露光装置１２Ｙは、例えばレーザ照射装置よりなるものとされる。

現像器１３Ｙは、例えば、マグネットを内蔵し現像剤を保持して回転する現像スリーブおよび像担持体１０Ｙとこの現像スリーブとの間に直流および／または交流バイアス電圧を印加する電圧印加手段（図示せず）が設けられてなるものである。
この画像形成装置においては、特定の現像条件に設定されており、具体的には、帯電装置１１Ｙによる帯電電位は例えば−７００Ｖ、露光装置１２Ｙによる最大露光電位は例えば−１００Ｖ、現像器１３Ｙによる現像バイアス電圧は例えば−６００Ｖの直流電圧にピーク間電圧１．５ｋＶ、周波数４ｋＨｚの交流電圧を重畳したものとされている。

１次転写手段１４Ｙは、中間転写体１７を介して像担持体１０Ｙの表面に押圧された状態で１次転写領域を形成するよう配設された１次転写ローラ１４１Ｙと、この１次転写ローラ１４１Ｙに接続された、例えば定電流電源よりなる転写電流供給装置（図示せず）とにより構成されており、転写電流供給装置によって１次転写ローラ１４１Ｙに１次転写電流が供給されることにより、像担持体１０Ｙ上におけるイエロートナー像を中間転写体１７に静電的に転写する、いわゆる接触転写方式のものである。

像担持体クリーニング手段１８Ｙの像担持体クリーニングブレードは、例えば、ウレタンゴムなどの弾性体よりなり、その基端部分が支持部材によって支持されると共に、先端部分が像担持体１０Ｙの表面に当接されるよう設けられており、像担持体クリーニングブレードの基端側から伸びる方向は、当接箇所における像担持体１０Ｙの回転による移動方向と反対方向である、いわゆるカウンター方向とされている。

画像濃度検出手段１９Ｙは、像担持体１０Ｙ上のトナー像の濃度を検出するものであって、この画像濃度検出手段１９Ｙとしては、例えば、ＩＤＣ（Ｉｍａｇｅ Ｄｅｎｓｉｔｙ Ｃｏｎｔｒｏｌ）センサなどの、出射される光が拡散光であるタイプの光センサを用いることができる。

他のトナー像形成ユニット３０Ｍ、３０Ｃ、３０Ｋの各々についても、現像剤がイエロートナーの代わりにそれぞれマゼンタトナー、シアントナー、ブラックトナーを含むものである他は、イエロートナー像に係るトナー像形成ユニット３０Ｙと同様の構成とされている。ここに、トナー像形成ユニット３０Ｙ、３０Ｍ、３０Ｃ、３０Ｋとにより、トナー像形成手段が構成されている。

中間転写体１７の移動方向におけるブラックトナーに係るトナー像形成ユニット３０Ｋより下流側の位置には、２次転写手段１４Ｓが設けられており、この２次転写手段１４Ｓは、中間転写体１７を介してローラ１７ｄを押圧して転写領域を形成する転写ローラ１４１Ｓと、この転写ローラ１４１Ｓに接続された図示しない転写電流供給装置とにより構成されており、転写電流供給装置によって転写ローラ１４１Ｓに転写電流が供給されることにより転写領域において形成される転写電界の作用によって、中間転写体１７上に形成された中間トナー像を、搬送されてきた転写材Ｐに転写して当該転写材Ｐ上に中間トナー像を形成する、いわゆる接触転写方式のものである。

中間転写体１７の移動方向における２次転写手段１４Ｓより下流側の位置には、中間転写体１７上において残留するトナーを除去するクリーニング手段１８Ｓが設けられている。このクリーニング手段１８Ｓは、図２に示すように、中間転写体１７の内周面に接する状態に対向ローラ１７ａが設けられると共に、中間転写体１７の外周面に接触された第１の導電性ブラシローラ（以下、「第１ブラシローラ」ともいう。）２２、この第１ブラシローラ２２に接触して設けられたトナー回収ローラを構成する第１フリッカー棒２３、およびこの第１フリッカー棒２３に接触して設けられたスクレーパ２４よりなる第１のブラシローラ系２１と、第１ブラシローラ２２よりも中間転写体１７の移動方向の上流側において当該中間転写体１７の外表面に接触された第２の導電性ブラシローラ（以下、「第２ブラシローラ」ともいう。）２６、この第２ブラシローラ２６に接触して設けられたトナー回収ローラを構成する第２フリッカー棒２７、およびこの第２フリッカー棒２７に接触して設けられた板状のスクレーパ２８よりなる第２のブラシローラ系２５とが設けられて構成されている。

対向ローラ１７ａは、中間転写体１７を張架するためのローラとしても機能しており、アルミニウム芯金よりなるハードローラよりなり、例えばその外径は２０〜８０ｍｍである。

第１ブラシローラ２２は、中間転写体１７を介して対向ローラ１７ａに押圧された状態に設けられている。この第１ブラシローラ２２は、例えば導電性ナイロンなどよりなるブラシ繊維がローラ基体の外周面に高密度に植設されてなるものであり、このブラシ繊維の繊維径は例えば５〜８デニール、ブラシ繊維の毛長は例えば２〜５ｍｍ、ブラシ繊維の電気抵抗値は例えば１×１０⁹ 〜１×１０¹¹Ω、ブラシ繊維のヤング率は例えば４９００〜９８００Ｎ／ｍｍ² 、植設密度（単位面積当たりのブラシ繊維数）は例えば５０〜２００ｋ本／ｉｎｃｈ² である。

第１ブラシローラ２２は、中間転写体１７に対する食い込み量が１ｍｍとなるように設定されている。ここで、「中間転写体に対する食い込み量」とは、中間転写体１７が存在しなかったときの、第１ブラシローラ２２に植設されたブラシ繊維の先端が中間転写体内に入り込む最大値である。

第１のブラシローラ系２１の第１フリッカー棒２３は、第１ブラシローラ２２からトナーを除去するためのものであり、例えばその外径が８〜３０ｍｍである、例えばステンレス製のものとされる。この第１フリッカー棒２３は、第１ブラシローラ２２に対する食い込み量が１ｍｍとなるように設定されている。ここで、「第１ブラシローラに対する食い込み量」とは、第１フリッカー棒２３が存在しなかったときの、第１ブラシローラ２２に植設されたブラシ繊維の先端が第１フリッカー棒２３内に入り込む最大値である。
また、スクレーパ２４は、当該第１フリッカー棒２３に付着したトナーを機械的に除去するための板状のものであり、例えばその厚さは０．０５ｍｍである。

第２ブラシローラ２６は、中間転写体１７を介して対向ローラ１７ａに押圧された状態に設けられている。
第２のブラシローラ系２５の第２ブラシローラ２６、第２フリッカー棒２７およびスクレーパ２８は、それぞれ第１のブラシローラ系２１の第１ブラシローラ２２、第１フリッカー棒２３、およびスクレーパ２４と同様の材料よりなるものであり、第２ブラシローラ２６の中間転写体１７に対する食い込み量が１ｍｍ、第２フリッカー棒２７の第２ブラシローラ２６に対する食い込み量が１ｍｍとなるように設定されている。

このクリーニング手段１８Ｓにおいては、第１ブラシローラ２２にトナー像形成手段の現像器１３Ｙ、１３Ｍ、１３Ｃ、１３Ｋにおけるトナーの帯電極性（以下、「トナーの現像極性」ともいう。）と逆極性、例えば正極性の逆極性クリーニング電圧を印加するクリーニング電圧印加用電源２９ａが第１フリッカー棒２３を介して設けられていると共に、第２ブラシローラ２６にトナーの現像極性と同極性、例えば負極性の同極性クリーニング電圧を印加するクリーニング電圧印加用電源２９ｂが第２フリッカー棒２７を介して設けられ、さらに、対向ローラ１７ａは接地電位とされている。これにより、このクリーニング手段１８Ｓにおいては、クリーニング電圧印加用電源２９ａにより逆極性クリーニング電圧が印加されることによって各々導電性の第１ブラシローラ２２および対向ローラ１７ａをこの順に逆極性クリーニング電流が流れる電流路３３ａ、およびクリーニング電圧印加用電源２９ｂにより同極性クリーニング電圧が印加されることによって、各々導電性の対向ローラ１７ａおよび第２ブラシローラ２６をこの順に同極性クリーニング電流が流れる電流路３３ｂが形成されている。

ブラシローラ２２、２６は、中間転写体１７上に残留するトナーを摺擦または接触して静電的に吸引して掻き取るためのものであり、例えば用いるトナーの現像極性が負極性であるとき、第１ブラシローラ２２は中間転写体１７上のトナーのうち負極性のトナーを除去する機能を有し、一方、第２ブラシローラ２６は中間転写体１７上のトナーのうち正極性のトナーを除去する機能を有する。

クリーニング電圧印加用電源２９ａによって第１ブラシローラ２２に印加されるクリーニング電圧の大きさは、例えばトナーの現像極性が負極性である場合、例えば＋２００〜＋８００Ｖとされ、クリーニング電圧印加用電源２９ｂによって第２ブラシローラ２６に印加されるクリーニング電圧の大きさは、例えばトナーの現像極性が負極性である場合、例えば−２００〜−８００Ｖとされる。

そして、この画像形成装置においては、中間転写体１７上にトナーパッチが形成されるときなどの２次転写手段１４Ｓが非作動状態とされる場合において、設定された現像条件および１次転写電流による条件下において取得された固有の検量線に基づいて画像濃度検出手段１９Ｙ、１９Ｍ、１９Ｃ、１９Ｋのそれぞれの検出値の合計値である出力値（以下、「濃度検出手段の出力値」ともいう。）から換算された中間転写体１７上に残留するトナーのトナー帯電量に基づいて、クリーニング手段１８Ｓにおけるクリーニング条件が変更されるよう、制御部３１により制御される。
ここに、「クリーニング条件」とは、クリーニング手段１８Ｓのクリーニング性能に直接的に影響を与える条件である。

この画像形成装置においては、クリーニング条件としてクリーニング電圧の大きさが選ばれ、第１ブラシローラ２２に印加されるクリーニング電圧の大きさが、制御部３１により変更される。

そして、トナー帯電量が例えば標準トナー範囲にあるとき、クリーニング手段１８Ｓに印加されるクリーニング電圧の大きさは標準電圧値とされ、トナー帯電量が例えば標準トナー範囲よりも大きい過多トナー範囲にあるとき、クリーニング手段１８Ｓに印加されるクリーニング電圧の大きさは標準電圧値よりも大きい高電圧値とされ、トナー帯電量が例えば標準トナー量よりも小さい過少トナー範囲にあるとき、クリーニング手段１８Ｓに印加されるクリーニング電圧の大きさは標準電圧値よりも小さい低電圧値とされる。

クリーニング手段１８Ｓにおけるクリーニング電圧の標準電圧値は例えば４５０Ｖとされ、このとき、高電圧値が５００Ｖ、低電圧値が４００Ｖとされる。

＜トナー＞
以上の画像形成装置において用いられるトナーは、重量平均粒径が４〜７μｍの範囲のものが好ましい。重量平均粒径が４〜７μｍの範囲であるトナーを用いることにより、図示しない定着装置における定着工程において、転写材Ｐに対する付着性の過度なトナーや付着力の弱いトナーなどの存在を減らすことができ、安定した現像性を長期間にわたって得ることができると共に、高い転写効率が得られてハーフトーンの画質が向上し、細線やドットなどの微細画の画質が向上した可視画像が形成される。
ここに、トナーの体積平均粒径は、「コールターカウンターＴＡ−II」または「コールターマルチサイザー」（いずれもコールター社製）を用いて測定した値である。

このようなトナーは、重合性単量体を水系媒体中で重合させて得られるものであり、例えば懸濁重合法や、必要な添加剤の乳化液を加えた液中にて単量体を乳化重合し、微粒の重合体粒子を製造し、その後に、有機溶媒、凝集剤などを添加して会合する方法で製造することができる。また、単量体とトナーの構成に必要な離型剤や着色剤などの分散液とを混合して会合させる方法や、単量体中に離型剤や着色剤などのトナー構成成分を分散した上で乳化重合する方法などにより製造することもできる。ここで、「会合」とは樹脂粒子および着色剤粒子が複数個融着することを示す。また本発明でいうところの水系媒体とは、少なくとも水が５０質量％以上含有されたものを示す。

このようなトナーを製造する方法の一例を示せば、重合性単量体中に着色剤や必要に応じて離型剤、荷電制御剤、さらに重合開始剤などの各種構成材料を添加し、ホモジナイザー、サンドミル、サンドグラインダー、超音波分散機などで重合性単量体に各種構成材料を溶解あるいは分散させる。この各種構成材料が溶解あるいは分散された重合性単量体を分散安定剤を含有した水系媒体中にホモミキサーやホモジナイザーなどを使用しトナーとしての所望の大きさの油滴に分散させる。その後反応装置へ移し、加熱することで重合反応を進行させる。反応終了後、分散安定剤を除去し、濾過、洗浄し、さらに乾燥することでトナーを調製する。

以上のようなトナーの球形化度が、０．９４〜０．９８であることが好ましい。トナーの球形化度は、例えば、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）により５００倍に拡大したトナー粒子像を５００個無作為にサンプリングして画像解析装置「ＳＣＡＮＮＩＮＧ ＩＭＡＧＥ ＡＮＡＬＹＳＥＲ」（日本電子社製）によってトナー粒子像の解析を行い、下記式（１）によって算出されるものである。
式（１）；球形化度＝円相当径から求めた円の周囲長／粒子投影像の周囲長

球形化度が０．９４よりも小さいトナーは、粒子の凹凸が大きくなり、機械内での圧力により破壊されやすく、また現像器１３Ｙ、１３Ｍ、１３Ｃ、１３Ｋにおいてトナー粒子が一様に帯電されないため、良好な可視画像を形成することができない。一方、球形化度が０．９８よりも大きいトナーは、粒子が真球に近すぎるものであるため、クリーニング性が劣ったものとなる。

本発明の画像形成装置においては、以上説明したような方法によって製造される、その形状が特定の条件を満たす小径の球形のトナーを含有する現像剤を用いることにより、ハーフトーンの画質が向上し、細線やドットなどの微細画の画質が向上した画質の可視画像を形成することができる。

以上説明したようなトナーは、一成分現像剤として用いても、二成分現像剤として用いてもよい。
一成分現像剤として用いる場合は、非磁性一成分現像剤、あるいはトナー中に０．１〜０．５μｍ程度の磁性粒子を含有させ磁性一成分現像剤としたものが挙げられ、いずれも使用することができる。

また、キャリアと混合して二成分現像剤として用いる場合は、キャリアの磁性粒子として、鉄、フェライト、マグネタイトなどの金属、それらの金属とアルミニウム、鉛などの金属との合金などの従来より好適に利用されている材料を用いることができ、特にフェライト粒子が好ましい。上記磁性粒子は、その体積平均粒径が１５〜１００μｍのものであることが好ましく、より好ましくは２５〜８０μｍのものである。
キャリアの体積平均粒径の測定は、代表的には湿式分散機を備えたレーザ回折式粒度分布測定装置「ヘロス（ＨＥＬＯＳ）」（シンパティック（ＳＹＭＰＡＴＥＣ）社製）により測定することができる。

この画像形成装置においては、次のようにして画像形成動作が行われる。すなわち、トナー像形成ユニット３０Ｙ、３０Ｍ、３０Ｃ、３０Ｋの各々において、像担持体１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋが回転駆動され、この像担持体１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋが帯電装置１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｋによって所定の極性、例えば負極性に帯電され、次いで、像担持体１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋの表面においてトナー像が形成されるべき画像形成領域に、露光装置１２Ｙ、１２Ｍ、１２Ｃ、１２Ｋによって露光されることにより、照射箇所（露光領域）の電位が低下されて原稿画像に対応した静電潜像が像担持体１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋ上に形成され、現像器１３Ｙ、１３Ｍ、１３Ｃ、１３Ｋにより像担持体１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋの表面電位と同じ極性、例えば負極性に帯電されたトナーが像担持体１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋの静電潜像に付着して反転現像が行われ、これにより各色のトナー像が形成される。

さらに、１次転写手段１４Ｙ、１４Ｍ、１４Ｃ、１４Ｋによりそれぞれの１次転写領域において各色のトナー像が、順次に１次転写されて重ね合わせられることにより、中間転写体１７上に中間トナー像が形成される。

その後、制御部３１により適正な大きさに制御された転写電流が、転写電流供給装置によって２次転写手段１４Ｓの転写ローラ１４１Ｓに供給されて、転写領域において転写電界が形成され、この転写電界の作用によって、中間転写体１７上の中間トナー像が搬送されてきた転写材Ｐに転写され、その後、定着装置による定着工程が行われ、これにより可視画像が形成される。

トナー像形成ユニット３０Ｙ、３０Ｍ、３０Ｃ、３０Ｋにおいては、１次転写領域を通過して像担持体１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋ上に残留する残留トナーが、像担持体クリーニング手段１８Ｙ、１８Ｍ、１８Ｃ、１８Ｋの像担持体クリーニングブレードにより除去される。

転写領域を通過して中間転写体１７上に残留するトナーは、クリーニング手段１８Ｓにより除去される。
具体的には、クリーニング電圧印加用電源２９ａ、２９ｂにより電流路３３ａ、３３ｂにクリーニング電流が流されることにより、第１ブラシローラ２２においては負極性に帯電されたトナーが静電的に除去され、一方、第２ブラシローラ２６においては正極性に帯電されたトナーが静電的に除去される。

そして、２次転写手段１４Ｓが非作動状態とされた場合に、クリーニング手段１８Ｓにおいては、クリーニング手段１８Ｓのクリーニング条件を、画像濃度検出手段１９Ｙ、１９Ｍ、１９Ｃ、１９Ｋの出力値から換算されたトナー帯電量が標準トナー範囲にある場合にはクリーニング電圧を標準電圧値とし、トナー帯電量が過多トナー範囲にある場合にはクリーニング性能の程度を補償するようクリーニング電圧を高電圧値とし、トナー帯電量が過少トナー範囲にある場合にはクリーニング電圧を低電圧値とする、制御部３１による制御が行われる。

以上の画像形成装置によれば、画像濃度検出手段１９Ｙ、１９Ｍ、１９Ｃ、１９Ｋにより求められるトナー帯電量が、中間転写体上に残留するトナーの付着量に応じたものとなるため、第１ブラシローラ２２に印加されるクリーニング電圧の大きさを、例えばトナー帯電量が標準トナー範囲にある場合にはクリーニング電圧を標準電圧値とし、トナー帯電量が過多トナー範囲にある場合にはクリーニング性能の程度を補償するようクリーニング電圧を高電圧値とし、トナー帯電量が過少トナー範囲にある場合にはクリーニング電圧を低電圧値とすることによって、クリーニング手段１８Ｓにおいて残留するトナーの付着量に応じた適正なクリーニング性能が発揮される状態を得ることができ、従って、画像濃度調整用に形成されるトナーパッチなどの多量のトナーにより構成されるものに対しても、中間転写体１７上に残留するトナーの除去が常に良好に実現され、その結果、画像汚れのない画像が得られる。

以上、本発明の実施の形態について説明したが、本実施の形態はこれに限定されるものではなく、種々の変更を加えることができる。
例えば、特定の現像条件が１組であることに限定されず、複数組の特定の現像条件から選択できる構成とすることもできる。この場合、当然のことながら、複数組の特定の現像条件のそれぞれに対して、トナー帯電量に換算するための画像濃度検出手段の出力値とトナー帯電量との検量線がその画像形成装置に記憶される。

また例えば、画像濃度検出手段の出力値は、各々の像担持体に対して設けられた全ての画像濃度検出手段の検出値の合計値とすることに限定されず、選ばれた１つ〜３つの画像濃度検出手段の検出値の合計値、選ばれた１つ〜４つの画像濃度検出手段の検出値の平均値、あるいは、選ばれた１つの画像濃度検出手段の検出値そのものなどとすることができる。いずれの場合も、設定された現像条件および１次転写電流による条件下において画像濃度検出手段の出力値とトナー帯電量との検量線が取得されてその画像形成装置に固有のものとして記憶される。

以下に、本発明の効果を確認するために行った実施例について説明するが、本発明はこの実施例に限定されるものではない。

＜実施例１＞
図１の構成に従って本発明に係る画像形成装置を製造した。この画像形成装置（「８０５０」（コニカミノルタビジネステクノロジーズ株式会社製）の改造機）の具体的な構成は以下に示す通りである。

（１）現像器としては、２成分現像方式のものを用いた。
（２）現像剤としては、負帯電特性を有するトナーが含有されたものを用いた。

（３）中間転写体としては、表面抵抗率が１×１０¹¹Ω／□、体積抵抗率が１×１０⁹ Ωｃｍ、その周長が８６１ｍｍであるポリイミドよりなる無端状の半導電性樹脂ベルトよりなるものを用い、ベルトの移動速度を２２０ｍｍ／ｓｅｃ、このベルトの張力（テンション）を４９Ｎに設定した。

（４）クリーニング手段としては、ベルト状転写の内周面に接する状態に対向ローラが設けられると共に、中間転写体を介してこの対向ローラに押圧された第１ブラシローラ、この第１ブラシローラに接触して設けられた第１フリッカー棒、およびこの第１フリッカー棒に接触して設けられた板状のスクレーパよりなる第１のブラシローラ系と、第１ブラシローラよりも中間転写体の移動方向の上流側において当該中間転写体を介して対向ローラに押圧された第２ブラシローラ、この第２ブラシローラに接触して設けられた第２フリッカー棒、およびこの第２フリッカー棒に接触して設けられたスクレーパよりなる第２のブラシローラ系と、第１のブラシローラ系に接続された正極性のクリーニング電圧を印加するクリーニング電圧印加用電源、および第２のブラシローラ系に接続された負極性のクリーニング電圧を印加するクリーニング電圧印加用電源とを有し、対向ローラが接地電位に維持された構成のものを用いた。これらの構成部材の詳細な構成は以下の通りである。

（４−１）クリーニング手段の対向ローラとしては、その外径が３０ｍｍである、アルミニウム芯金よりなるハードローラよりなり、接地電位に維持した。

（４−２）クリーニング手段の第１ブラシローラおよび第２ブラシローラとしては、ブラシ繊維の繊維径が６デニール、ブラシ繊維の電気抵抗値が１×１０¹⁰Ω、毛長が５ｍｍ、ヤング率が９８００Ｎ／ｍｍ² である導電性ナイロンよりなるブラシ繊維が、植設密度が１００ｋ本／ｉｎｃｈ² でローラ基体の外周面に高密度に植設されてなるものを用い、その回転速度を２２０ｍｍ／ｓｅｃ、各々の中間転写体に対する食い込み量を１ｍｍに設定した。

（４−３）クリーニング手段の第１フリッカー棒および第２フリッカー棒としては、その外径が１６ｍｍであるステンレス製のものを用い、その回転速度を２２０ｍｍ／ｓｅｃ、各々の第１ブラシローラおよび第２ブラシローラに対する食い込み量を１ｍｍに設定した。
（４−４）クリーニング手段のスクレーパとしては、厚さ０．０５ｍｍのステンレス製の板を用いた。

（５）画像濃度検出手段としては、ＩＤＣセンサを用いた。

以上のような画像形成装置を用いて、第１ブラシローラに＋５００Ｖの逆極性クリーニング電圧を印加し、第２ブラシローラに−５００Ｖの同極性クリーニング電圧を印加し、制御部により、表１の通りに、固有の検量線に基づいて画像濃度検出手段の出力値から換算されるトナー帯電量に基づいて、クリーニング手段の第１ブラシローラに印加されるクリーニング電圧の大きさの制御を行った状態で、下記の実写テストを実施した。結果を表２に示す。

〔実写テスト〕
各々のトナー像形成ユニットにおける非露光領域における有機感光体の表面電位を−７００Ｖ、露光領域における有機感光体の表面電位を−１００Ｖに設定し、現像器において、−６００Ｖの直流電圧にピーク間電圧１．５ｋＶ、周波数４ｋＨｚの交流電圧を重畳した現像バイアス電圧を印加するよう設定し、常温常湿環境下（温度２０℃、湿度５０％）において、中間転写体上にそれぞれ画像濃度検出手段の出力値が４．２Ｖ、４．０Ｖ、３．８Ｖとなる画像濃度制御用のトナーパッチを形成させ、これらトナーパッチがクリーニング手段を通過した後、中間転写体上を目視にて観察し、当該中間転写体上にトナーがまったく観察されない場合を「○」とし、トナーが観察された場合を「×」として評価した。

＜比較例１〜３＞
制御部を設けず、クリーニング手段に印加するクリーニング電圧を常に＋４００Ｖ、＋４５０Ｖ、＋５００Ｖに設定したことの他は実施例１と同様の構成の画像形成装置を用いて実施例１と同様の実写テストを行った。結果を表２に示す。

表２の結果から明らかなように、クリーニング電圧値が画像濃度検出手段の出力値に応じて制御された実施例１に係る画像形成装置においては、多量のトナーにより構成されるトナーパッチについて、クリーニング後に中間転写体上に除去しきれかったトナーは観察されず、当該中間転写体が良好にクリーニングされていることが理解される。
これに対して、クリーニング電圧値が常に一定に設定された比較例１〜３に係る画像形成装置においては、いずれも、異なるトナー帯電量のトナーパッチのすべてに対応してクリーニング性能を発揮することはできず、クリーニング後に中間転写体上に除去しきれなかったトナーが観察された。

本発明の画像形成装置の構成の一例を示す説明図である。 図１の画像形成装置におけるクリーニング手段の周辺を拡大して示す説明図

符号の説明

１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋ 像担持体
１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｋ 帯電装置
１２Ｙ、１２Ｍ、１２Ｃ、１２Ｋ 露光装置
１３Ｙ、１３Ｍ、１３Ｃ、１３Ｋ 現像器
１４Ｙ、１４Ｍ、１４Ｃ、１４Ｋ １次転写手段
１４１Ｙ、１４１Ｍ、１４１Ｃ、１４１Ｋ １次転写ローラ
１４Ｓ ２次転写手段
１４１Ｓ 転写ローラ
１７ 中間転写体
１７ａ 対向ローラ
１７ｂ、１７ｃ、１７ｄ ローラ
１８Ｙ、１８Ｍ、１８Ｃ、１８Ｋ 像担持体クリーニング手段
１８Ｓ クリーニング手段
１９Ｙ、１９Ｍ、１９Ｃ、１９Ｋ 画像濃度検出手段
２１ 第１のブラシローラ系
２２ 第１ブラシローラ
２３ 第１フリッカー棒
２４ スクレーパ
２５ 第２のブラシローラ系
２６ 第２ブラシローラ
２７ 第２フリッカー棒
２８ スクレーパ
２９ａ、２９ｂ クリーニング電圧印加用電源
３０Ｙ、３０Ｍ、３０Ｃ、３０Ｋ トナー像形成ユニット
３１ 制御部
３３ａ、３３ｂ 電流路

Claims (4)

1. 各々設定された現像条件による現像工程を経て複数の像担持体上に静電的に形成された異なる色のトナー像を順次に、各々の１次転写領域において、循環移動する中間転写体に各々設定された大きさの１次転写電流によって１次転写し、当該中間転写体上において各色のトナー像が積重されることにより中間トナー像を形成するトナー像形成手段と、中間転写体上の中間トナー像を転写材に２次転写する２次転写手段と、少なくともいずれか１つの像担持体上のトナー像の画像濃度を検出する画像濃度検出手段と、中間転写体上において残留するトナーをクリーニングするクリーニング手段とを具える画像形成装置であって、
   クリーニング手段は、中間転写体の内周面に接する導電性対向ローラと、中間転写体を介して当該導電性対向ローラに押圧された導電性ブラシローラとを有してなり、
   当該導電性ブラシローラにトナーと逆極性のクリーニング電圧を印加するクリーニング電圧印加用電源が設けられ、
   画像濃度検出手段の出力値に基づいて、クリーニング手段におけるクリーニング条件が変更されるよう制御されることを特徴とする画像形成装置。
2. クリーニング手段におけるクリーニング条件の変更が、前記導電性ブラシローラに印加されるクリーニング電圧の大きさが変更されることにより行わ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. クリーニング手段において印加すべきクリーニング電圧の制御が、前記設定された現像条件および前記設定された１次転写電流による条件下において取得された固有の検量線に基づいて画像濃度検出手段の出力値から換算されるトナー帯電量が大きいときに、クリーニング手段に印加されるクリーニング電圧が大きくなり、当該トナー帯電量が小さいときに、前記クリーニング電圧が小さくなるよう行われることを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
4. クリーニング手段においては、導電性ブラシローラに接してトナー回収ローラが設けられていることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれかに記載の画像形成装置。
   

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