JP2012083479A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 像担持体の表面に幅広い濃度階調の画像制御用トナー像が形成された場合に、像担持体から転写手段に転写された画像制御用トナー像のトナーを清掃手段によって従来よりも確実にクリーニングすることができる画像形成装置を提供する。
【解決手段】 感光体ドラム１と、感光体ドラム１の表面のトナー像を転写材Ｐに転写する転写ローラ９と、感光体ドラム１の表面に画像制御用パッチが形成された場合に画像制御用パッチの濃度を検出するパッチセンサ１７と、転写ローラ９を静電的にクリーニングするファーブラシ２５と、感光体ドラム１の表面から転写された転写ローラ９の表面の画像制御用パッチがファーブラシ２５を通過するときに、パッチセンサ１７が検出した画像制御用パッチの濃度に基づいて転写ローラ９及びファーブラシ２５の間に印加される清掃電流を変化させるコントローラ６０と、を備える画像形成装置１００を構成した。
【選択図】 図４

Description

本発明は、画像制御用トナー像を清掃する清掃手段を備える画像形成装置に関する。

画像形成装置で転写材に画像形成して成果物を得るにあたっては、同じ画像で複数枚を出力した場合に、一枚目から最終枚目までが同じ濃度及び色味で見えることが望ましい。こうした要求に応える画像形成装置に関する発明として、特許文献１に記載の発明が開示される。特許文献１に記載の画像形成装置では、まず、転写材に形成された画像制御用トナー像の画像特性に基づいて画像形成装置の濃度補正特性を制御する。その後、感光体ドラムに形成した画像制御用トナー像の画像特性を基準情報として、通常の画像形成時に、感光体ドラム上の画像形成領域外に画像制御用トナー像を形成し、その画像制御用トナー像の画像特性を基準特性との差分に基づいて、濃度補正特性を補正する。こうした構成によれば、時間と手間がかからない、頻繁に実行可能な画像制御を提供できる。

また、この一方で、中間転写ベルトを備える画像形成装置の公知技術として、以下の画像形成装置が知られる。すなわち、中間転写ベルトに画像制御用トナー像が付着することを許容し、その代わりに画像制御用トナー像を、そのトナーと逆極性のバイアスが印加されたファーブラシで清掃する清掃手段を備える画像形成装置が知られる。このような公知技術の画像形成装置は、特許文献１に記載の画像形成装置の以下の問題点を解消するものとして知られる。すなわち、特許文献１に記載の画像形成装置では、複数枚の画像を連続して出力する場合に、中間転写ベルトに形成された複数の出力画像領域の間の転写材間（紙間）に相当する位置に画像制御用トナー像が形成される。こうして、出力画像の形成と並行して、画像制御用トナー像の濃度補正が行われる。それから、転写材間では転写ローラを中間転写ベルトから離間させて中間転写ベルトの表面のトナー像が中間転写ベルトから転写材に付着しないようにして、画像制御用トナー像を形成したトナーを転写残トナーと共にクリーニング装置が回収していた。ところが、近年、生産性向上の要求のために、中間転写ベルトがトナー像を搬送する搬送速度が速くなり、転写材間で転写ローラを中間転写ベルトから離間させる時間が不足し、画像制御用トナー像が転写材に付着する問題が生じた。このような問題を解消するために、中間転写ベルトに画像制御用トナー像が付着することを許容して、ファーブラシに通電することによって静電的に中間転写ベルトから画像制御用トナー像を清掃するのである。

特開２００３−２０２７１１号公報

しかしながら、カラー画像の色味再現性を高めるために幅広い濃度階調がある画像制御用トナー像を像担持体の画像形成領域の周囲の画像制御用領域に形成する場合がある。この場合に、ファーブラシへの通電条件を一定にした状態で中間転写ベルトに付着した画像制御用トナー像のトナーをファーブラシでクリーニングすると、一部の濃度の画像制御用トナー像をクリーニングすることができず、転写材の裏面が汚れるという問題があった。

本発明は、幅広い濃度階調の画像制御用トナー像が画像制御用領域に形成された場合に、像担持体から転写手段に転写された画像制御用トナー像のトナーを清掃手段で従来よりも確実にクリーニングできる画像形成装置を提供することを課題とする。

上記課題を解決するために、本発明の画像形成装置は、像担持体と、前記像担持体の表面に形成されたトナー像を転写材に転写する転写手段と、前記像担持体の表面にトナー像が形成された画像形成領域の周囲の画像制御用領域に画像制御に用いられる画像制御用トナー像が形成された場合に、前記画像制御用トナー像の濃度を検出する検出手段と、前記転写手段を静電的にクリーニングする清掃手段と、前記像担持体の前記画像制御用領域から転写された前記転写手段の表面の前記画像制御用トナー像が前記清掃手段を通過するときに、前記検出手段が検出した前記画像制御用トナー像の濃度に基づいて前記転写手段及び前記清掃手段の間に印加される清掃電圧又は清掃電流を変化させるコントローラと、を備えることを特徴とする。

本発明によれば、幅広い濃度階調がある画像制御用トナー像を像担持体の表面の画像形成領域の周囲の画像制御用領域に形成した場合に、像担持体から転写手段に転写された画像制御用トナー像のトナーをファーブラシで従来よりも確実にクリーニングできる。

本発明の実施例１に係る画像形成装置の構成を示す断面図等である。 ファーブラシ、バイアスローラ、クリーニングブレードの構成を示す断面図等である。 画像制御用パッチが感光体ドラムの表面に形成される様子を示す平面図等である。 クリーニング電流、及び、パッチがパッチセンサを通過する時間の関係を示すグラフ等である。 本発明の実施例２に係る画像形成装置の構成を示す断面図等である。 画像制御用パッチが中間転写ベルトの表面に形成される様子を示す平面図等である。 本発明の実施例３に係る画像形成装置を使用した場合の画像制御用パッチが中間転写ベルトの表面に形成される様子を示す平面図等である。 本発明の実施例４に係る画像形成装置を使用した場合の画像制御用パッチが中間転写ベルトの表面に形成される様子を示す平面図等である。 画像制御用パッチの濃度、及び、クリーニング電流の対応関係を示すグラフ等である。 本発明の実施例５に係る画像形成装置を使用した場合の画像制御用パッチの濃度、及び、クリーニング電流の対応関係を示すグラフである。

以下、図面を参照して、この発明を実施するための形態を実施例に基づいて例示的に詳しく説明する。ただし、この実施例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対位置等は、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から、特に特定的な記載が無い限りは、発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。

図１（ａ）は、本発明の実施例１に係る画像形成装置１００の構成を示す断面図である。画像形成装置１００は、電子写真画像形成プロセスを利用した画像形成装置である。図１（ａ）に示されるように、画像形成装置１００は画像形成装置本体（以下、単に『装置本体』という）１００Ａを有する。装置本体１００Ａの内部には、画像を形成する画像形成部５０が設けられる。画像形成部５０は、感光体ドラム１、転写ローラ９等を含む。

『像担持体』である感光体ドラム１は、矢印Ａの方向へ回転する。感光体ドラム１の周囲には、帯電装置２、露光装置３、現像装置４ｋ、パッチセンサ１７、転写ローラ９、クリーニング装置１１が配置されている。『帯電手段』である帯電装置２は、感光体ドラム１の表面を一様に帯電させる装置である。『露光手段』である露光装置３は、帯電装置２によって帯電された感光体ドラム１の表面に対して、画像情報に基づいて感光体ドラム１の表面を露光し、感光体ドラム１の表面に静電像を形成する装置である。『現像手段』である現像装置４ｋは、例えばブラック（ｋ）トナーを内包し、露光装置３によって感光体ドラム１の表面に形成された静電像をトナーで現像し、感光体ドラム１の表面にトナー像を形成する装置である。ここでは、静電像の露光部にトナーを付着させて現像する反転現像方式が用いられる。

『検出手段』であるパッチセンサ１７は、感光体ドラム１の表面に対向して配置される。パッチセンサ１７は、感光体ドラム１の表面の画像形成領域の周囲の画像制御用領域に画像制御に用いられる『画像制御用トナー像』である画像制御用パッチが形成された場合に、画像制御用パッチの濃度を検出するセンサである。画像制御用パッチは、感光体ドラム１の表面で、通常の画像形成に用いられる第１画像形成領域Ｎ１（図３（ａ）参照）よりも感光体ドラム１の軸方向の端部側に確保される画像制御用の画像形成に用いられる第２画像形成領域Ｎ２（図３（ａ）参照）に形成される。したがって、この第２画像形成領域が、『画像制御用領域』（テストパターン形成領域）に相当する。

なお、第１画像形成領域Ｎ１は、感光体ドラム１の表面で通常の出力画像が形成される領域を副走査方向Ｋに延長した領域であり、こうした「通常の出力画像領域の主走査方向Ｊの寸法」×「感光体ドラム１の円周分の寸法」に相当する領域である。図３（ａ）中で「出力画像領域」と記載される部位が含まれる。第２画像形成領域Ｎ２は、感光体ドラム１の表面で画像制御用の出力画像が形成される領域を副走査方向Ｋに延長した領域であり、こうした「画像制御用の出力画像領域の主走査方向Ｊの寸法」×「感光体ドラム１の円周分の寸法」に相当する領域である。図３（ａ）中で画像制御用パッチが形成されている領域が相当する。

なお、画像形成領域の周囲の画像制御用領域といった場合には、例えば、図１０（ａ）及び図１０（ｂ）の中間転写ベルト６の表面のように、出力画像領域及び出力画像領域の間の領域も含む。これは、実施例５のような中間転写ベルト６の場合ではなくて実施例１のような感光体ドラム１の場合でも同様である。

パッチセンサ１７は、感光体ドラム１に対向して配置されると共に、現像装置４ｋ及び転写ローラ９の間に配置される。パッチセンサ１７は、感光体ドラム１の表面に現像される画像制御用パッチの濃度を検知する。

前述の『転写手段』である『１次転写ローラ』としての転写ローラ９は、現像装置４ｋによって感光体ドラム１の表面に形成されたトナー像を転写材Ｐに転写するローラである。転写ローラ９は、感光体ドラム１に対向して配置される。転写ローラ９には、転写高圧検知センサ２９が接続され、転写高圧検知センサ２９には、転写バイアス印加装置２８が接続される。転写バイアス印加装置２８は、レジストローラ対８で搬送される転写材Ｐに対して感光体ドラム１の表面の未定着トナー像を転写するときに、転写ローラ９にトナーと異なる極性のバイアスを印加する。転写バイアス印加装置２８は、例えば、転写ローラ９に＋２０００〜＋３０００Ｖを印加し、感光体ドラム１から転写ローラ９へと＋２０〜＋３０μＡの電流が流れるようにする。そして、１次転写後の感光体ドラム１の一回転毎に、感光体ドラム１の表面はクリーニング装置１１で転写残トナーをクリーニングし、繰り返して作像工程に入る。なお、例えば、転写ローラ９の抵抗が経時的に上昇することで、転写ローラ９から感光体ドラム１に流れる電流が減少してしまい、マイナストナーが感光体ドラム１から転写ローラ９に移動しなくなる虞がある。これを抑制するため、すなわち転写ローラ９及び感光体ドラム１の間の電流を一定に維持するために、転写高圧検知センサ２９が転写ローラ９及び感光体ドラム１の間の電圧又は電流を絶えず検知する。

この一方で、転写材Ｐは、レジストローラ対８で一旦停止されて位置決めされ、その後に、所定のタイミングで１次転写位置（感光体ドラム１及び転写ローラ９のニップ位置）に搬送される。それから、転写材Ｐが不図示の定着装置へと搬送され、転写材Ｐにはトナーが溶融して固着される。

清掃装置１７１（図２（ａ）参照）は、クリーニング容器７１を有する。クリーニング容器７１の内部には、ファーブラシ２５、バイアスローラ２６、クリーニングブレード２７等が設けられている。そして、転写ローラ９に対向する位置には、ファーブラシ２５が配置されている。『清掃手段』である清掃装置１７１（図２（ａ）参照）の一部としてのファーブラシ２５は、転写ローラ９を静電的に清掃するブラシである。ファーブラシ２５は、バイアスローラ２６を介して印加されたトナーと逆極性のバイアスによって、転写ローラ９に付着した画像制御用パッチ（トナー濃度検知用のトナー像）を静電的にクリーニングする。ファーブラシ２５に転移したトナーは、次いでバイアスローラ２６に転移し、クリーニングブレード２７で掻き落として回収される。なお、バイアスローラ２６は、バイアス印加装置３０に接続されている。そして、バイアス印加装置３０からバイアスローラ２６にバイアスが印加される。

転写ローラ９は、外径が８〜１２ｍｍの金属製の芯金を有し、その外周面に導電性材料層が形成され、外径が１６〜３０ｍｍとなるように構成されている。この導電性材料層は、ゴム、例えばヒドリンゴムやＥＰＤＭ等の高分子エラストマーや高分子フォーム材料を基材として用い、それにイオン性導電物質を混入することにより、導電性を１［ＭΩ］から１００［ＭΩ］という中抵抗領域に調整したものである。また、転写ローラ９の表層には、樹脂コート例えばウレタンやナイロンなどを２〜１０μｍでコーティングしたものを用いている。硬度は、転写ローラ全体でＡｓｋｅｒＣで２５〜４０のものを用いている。なお、アスカーＣとはＳＲＩＳ０１０１（日本ゴム協会標準規格）に規定されたデュロメータ（スプリング式硬度計）の一つで、硬さを測定するための測定器である。

ファーブラシ２５には、毛長が４ｍｍで、芯金径が１０ｍｍで、外径が１８ｍｍ、抵抗値がＮ／Ｎ（２３℃、５０％ＲＨ）測定の１００Ｖ印加で１×１０^＋５〜１×^＋１０Ωのものが使用された。バイアスローラ２６には、外径が１３〜２０ｍｍのＳＵＳ製の金属ローラが使用された。クリーニングブレード２７には、弾性を有するポリウレタンゴムが使用された。ファーブラシ２５は、転写ローラ９とバイアスローラ２６にそれぞれ１〜２ｍｍ侵入するように配置された。また、ファーブラシ２５は、転写ローラ９とはカウンタ回転（対向面同士を互いに反対方向に回転）させ、バイアスローラ２６とは順回転（対向面同士を互いに同方向に回転）させた（図２（ａ）参照）。

コントローラ６０（図１（ａ）参照）は、装置本体１００Ａの各種の内部機器の駆動を制御する。その他に、コントローラ６０は、感光体ドラム１の画像形成領域の周囲の画像制御用領域から転写された転写ローラ９の表面の画像制御用パッチがファーブラシ２５を通過するときに、以下の制御をする。即ち、コントローラ６０は、パッチセンサ１７が検出した画像制御用パッチの濃度に基づいて転写ローラ９及びファーブラシ２５の間に印加される清掃電圧又は清掃電流を変化させる（図４（ａ）参照）。以下の説明では、清掃電圧のことをクリーニング電圧といい、清掃電流のことをクリーニング電流という。

図１（ｂ）は、コントローラ６０は、ＣＰＵ（中央処理装置、Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）を有する。コントローラ６０は、外部入力機器６１、パッチセンサ１７、給送高圧装置６２及び搬送高圧装置６３と接続されている。また、コントローラ６０は、メインモータ６４、画像制御装置６５、１次転写高圧装置６７、定着高圧装置６９に接続される。なお、後述する実施例２〜５の場合は、コントローラ６０は、２次転写高圧装置６８にも接続される。ただし、実施例１の場合は、コントローラ６０は、２次転写高圧装置６８には接続されていない。

画像制御装置６５は、帯電装置２、露光装置３、現像装置４ｋを駆動するドライバとして機能する。また、１次転写高圧装置６７、定着高圧装置６９の各々は、１次転写ローラである転写ローラ９（実施例２〜５では、１次転写ローラ５Ｙ〜５ｋ）、定着装置を駆動するドライバとして機能する。また、２次転写高圧装置６８は、２次転写ローラ（実施例２〜５では、２次転写ローラ１９）を駆動するドライバとして機能する。そして、コントローラ６０は、外部入力機器６１から受信した駆動信号及びパッチセンサ１７から受信した検知信号に基づいて、画像制御装置６５の駆動を制御し、画像制御装置６５を介して帯電装置２、露光装置３、現像装置４ｋを駆動させる。その他、コントローラ６０は、メインモータ６４を駆動させて感光体ドラム１を回転させ、１次転写高圧装置６７を駆動させて転写ローラ９を駆動させ、定着高圧装置６９を駆動させて定着装置を駆動させる。なお、実施例２以後で記載される２次転写ローラ１９がある場合には、コントローラ６０は、２次転写高圧装置６８を駆動させて２次転写ローラ１９を駆動させる。

図２（ａ）は、ファーブラシ２５、バイアスローラ２６、クリーニングブレード２７の構成を示す断面図である。図２（ａ）に示されるように、クリーニング容器７１の内部には、転写ローラ９、ファーブラシ２５、バイアスローラ２６、クリーニングブレード２７が配置されている。転写ローラ９の対向位置には、ファーブラシ２５が配置される。ファーブラシ２５の対向位置には、バイアスローラ２６が配置される。バイアスローラ２６の対向位置には、クリーニングブレード２７の先端部が配置される。なお、バイアスローラ２６は、バイアス印加装置３０に接続されている。

ファーブラシ２５は、転写ローラ９に対向して配置される。コントローラ６０は、ファーブラシ２５を転写ローラ９に対してカウンター回転するように制御する。すなわち、ファーブラシ２５の対向位置でのブラシ回転方向及び転写ローラ９の対向位置でのローラ回転方向は、互いに逆向きである。このように、ファーブラシ２５が転写ローラ９に対してカウンター回転していることで、転写ローラ９に付着した画像制御用のトナー像を機械的に掻き取る力が働き、転写ローラ９の清掃をより安定させることができる。

図２（ｂ）は、単位面積当たりのパッチ帯電量、及び、パッチ濃度の関係を示すグラフである。図２（ｂ）に示されるように、単位面積当たりのパッチの帯電量（以下、パッチ帯電量という）は、パッチの濃度（以下、パッチ濃度という）ごとに異なる。したがって、画像制御用パッチに対する最適なクリーニング電流が、濃度の薄いパッチと濃いパッチで異なる。そして、単位面積当たりのパッチのトナー帯電量に対してクリーニング電流が少ないと、トナーを回収するクリーニング電界が不足する。反対に、単位面積当たりのパッチのトナー帯電量に対してクリーニング電流が多すぎると、パッチトナーが極性反転してしまい、ファーブラシ２５がトナーを回収できない。すなわち、パッチトナーの電荷が例えばマイナスであったものがプラスに変化すると、トナーの向きが転写ローラ９からファーブラシ２５へと向かわないで、ファーブラシ２５から転写ローラ９へと向かってしまう。こうなると、転写ローラ９に付着したトナーのクリーニングがされないことになる。

図２（ｃ）は、クリーニング残濃度、及び、クリーニング電流の関係を示すグラフである。図２（ｃ）に示されるように、パッチ濃度が０．１の場合には、トナーを回収するのに最適なクリーニング電流は＋２μＡであった。パッチ濃度が１．２の場合には、トナーを回収するのに最適なクリーニング電流は＋１０μＡであった。そして、クリーニング電流が＋２μＡに設定されると、パッチ濃度が０．１の画像制御用パッチは適度にクリーニングされる。しかし、パッチ濃度が１．２の画像制御用パッチでは適度なクリーニング電流が＋１０μＡであるからクリーニング電流が＋２μＡではクリーニング電流が少ないことになってファーブラシ２５による充分なクリーニングがなされない。また、クリーニング電流が＋１０μＡに設定されると、パッチ濃度が１．２の画像制御用パッチが適度にクリーニングされる。しかし、パッチ濃度が０．１の画像制御用パッチでは適度なクリーニング電流が＋２μＡであるからクリーニング電流が＋１０μＡではクリーニング電流が多すぎてパッチトナーが極性反転してしまって、ファーブラシ２５による充分なクリーニングがなされない。なお、本実施例における画像形成装置のコントローラ６０では、クリーニング電流が目標電流値となるような定電流制御を行うものである。

図３（ａ）は、画像制御用パッチが感光体ドラム１の表面に形成される様子を示す平面図である。図３（ａ）に示されるように、画像制御用パッチでは、１つのパッチ（画素）の形状は、感光体ドラム１の表面移動方向に相当する副走査方向Ｋに２０ｍｍで、主走査方向Ｊに１６ｍｍで構成される。各パッチ濃度は１．６、１．２、０．８、０．５、０．３、０．１であり、計で６個が副走査方向Ｋに連続形成される。それらのパッチ濃度を検出し、その結果に応じてトナーの画像制御を行う。すなわち、パッチの濃度がずれている場合には、レーザ露光出力信号を補正する。ここでいうパッチ濃度は、転写材Ｐに転写した時に濃度測定器（Ｘ−Ｒｉｔｅ社製）で測定した値である。なお、このパッチの濃度には、単位はない。

図３（ｂ）は、コントローラ６０の制御システムを示すブロック図である。パッチセンサ１７には例えばフォトセンサが用いられる。パッチセンサ１７で検知した検知信号は、Ａ／Ｄ変換回路５１でアナログ信号からデジタル信号に変換され、濃度変換回路５２でパッチ濃度の度合いが所定の数値に変換されて、コントローラ６０に送信される。そして、コントローラ６０は、受信した所定の数値情報をクリーニング高圧回路５３へと送信し、クリーニング高圧回路５３はバイアスローラ２６に所定の電圧を印加する。こうして、バイアスローラ２６には、濃度情報に応じたクリーニング電流が流れる。また、コントローラ６０は、露光制御装置５４で露光装置３の駆動を制御してレーザを出力する。

図４（ａ）は、クリーニング電流、及び、パッチがパッチセンサ１７を通過する時間の関係を示すグラフである。また、グラフ中の上方の四角形は、画像制御用パッチのパッチ濃度を表している。さらに、グラフ中の下方の階段状のグラフは、クリーニング電流の大小を表している。このグラフの実験を行うにあたっては、コントローラ６０は、感光体ドラム１の表面に形成された画像制御用パッチのパッチ濃度をパッチセンサ１７で検出する。そして、コントローラ６０は、転写ローラ９に付着したパッチがファーブラシ２５を通過するのに同期して、定電流制御で電圧を印加することで、クリーニング電流を流し、かつ、パッチ濃度に応じてクリーニング電流を変えていく。この場合に、コントローラ６０は、画像制御用パッチの濃度が高いほどに、転写ローラ９及びファーブラシ２５の間に印加されるクリーニング電圧又はクリーニング電流を高く設定する。また、コントローラ６０は、画像制御用パッチの濃度が低いほどに、転写ローラ９及びファーブラシ２５に印加されるクリーニング電圧又はクリーニング電流を低く設定する。

詳しくは、コントローラ６０は、マイナスのトナーが用いられる場合には、ファーブラシ２５に印加する電圧を転写ローラ９に印加する電圧よりも高く設定する。そして、コントローラ６０は、画像制御用パッチの濃度が高いほどにファーブラシ２５に印加する電圧を高く設定してファーブラシ２５から転写ローラ９に流れるクリーニング電流を高く設定する。また、コントローラ６０は、画像制御用パッチの濃度が低いほどにファーブラシ２５に印加する電圧を低く設定してファーブラシ２５から転写ローラ９に流れるクリーニング電流を低く設定する。なお、マイナストナーの向きは、電流の向きとは反対である。

また、反対に、コントローラ６０は、プラスのトナーが用いられる場合には、転写ローラ９に印加する電圧をファーブラシ２５に印加する電圧よりも高く設定する。そして、コントローラ６０は、画像制御用パッチの濃度が高いほどにファーブラシ２５に印加する電圧を低く設定してファーブラシ２５から転写ローラ９に流れるクリーニング電流を高く設定する。また、コントローラ６０は、画像制御用パッチの濃度が低いほどにファーブラシ２５に印加する電圧を高く設定してファーブラシ２５から転写ローラ９に流れるクリーニング電流を低く設定する。

また、コントローラ６０は、画像制御用パッチが複数の濃度を有する場合に、所定範囲の濃度毎にクリーニング電圧又はクリーニング電流を設定する。グラフ中では、パッチ濃度は、１．６（１．８未満〜１．４以上）、１．２（１．４未満〜１．０以上）、０．８（１．０未満〜０．６以上）、０．５（０．６未満〜０．４以上）、０．３（０．４未満〜０．２以上）、０．１（０．２未満〜０以上）としている。この順に対応して、コントローラ６０は、クリーニング電流を＋１２、＋１０、＋８、＋６、＋４、＋２μＡの定電流で制御した。これにより、単位面積当たりのパッチのトナー帯電量に対して、クリーニング電界の過不足（クリーニング電界不足によるクリーニング不良、クリーニング電流量が過剰によるトナーの極性反転）を発生させることなく、トナーをファーブラシ２５で回収できる。なお、それ以外のクリーニング高圧はファーブラシ２５からトナーの吐き出しがないように約０．１〜１．０μＡの電流を流した。

図４（ｂ）は、転写材Ｐの裏面の汚れ状態を示す表である。図４（ｂ）中で、○は紙裏汚れが無いと判断できる場合であり、×は紙裏汚れが有ると判断される場合を示している。図４（ｂ）に示されるように、実施例１の方法でクリーニング電流を制御すると、全ての濃度のパッチを転写ローラ９から回収して転写ローラ９を清掃できた。一方、クリーニング電流を＋１０μＡ、＋６μＡ、＋２μＡの各々で固定したクリーニング電流の制御方法を用いると、全ての濃度パッチを転写ローラ９から清掃できず、その結果、一部のパッチ濃度のトナーは回収されず、転写材Ｐの裏面に汚れが発生した。

すなわち、実施例１では、コントローラ６０は、パッチセンサ１７が検知する画像制御用パッチの濃度に応じて、バイアス印加装置３０によってバイアスローラ２６に印加する出力によってクリーニング電流を変更する。このために、全てのパッチ濃度のトナーが回収された。

これに対して、コントローラ６０がバイアス印加装置３０によってバイアスローラ２６に印加する出力によってクリーニング電流を＋１０μＡに設定する。パッチ濃度が０．１、０．３、０．５の場合には、適度なクリーニング電流が＋２μＡ、＋４μＡ、＋６μＡであり、クリーニング電流が＋１０μＡでは、過剰ということになる。したがって、これらのパッチ濃度の場合には、トナーの回収がされず、転写材Ｐの裏面に汚れが生じた。

また、コントローラ６０がバイアス印加装置３０によってバイアスローラ２６に印加する出力によってクリーニング電流を＋６μＡに設定する。パッチ濃度が０．１の場合には、適度なクリーニング電流が＋２μＡであり、クリーニング電流が＋６μＡでは、過剰ということになる。また、パッチ濃度が１．２、１．６の場合には、適度なクリーニング電流が＋１０μＡ、＋１２μＡであり、クリーニング電流が＋６μＡでは、不足ということになる。したがって、これらのパッチ濃度の場合には、トナーが回収されず、転写材Ｐの裏面に汚れが生じた。

さらに、コントローラ６０がバイアス印加装置３０によってバイアスローラ２６に印加する出力によってクリーニング電流を＋２μＡに設定する。パッチ濃度が０．５、０．８、１．２、１．６の場合には、適度なクリーニング電流が＋６μＡ、＋８μＡ、＋１０μＡ、＋１２μＡであり、クリーニング電流が＋２μＡでは、不足ということになる。したがって、これらのパッチ濃度の場合には、トナーが回収されず、転写材Ｐの裏面に汚れが生じた。

図５（ａ）は、本発明の実施例２に係る画像形成装置２００の構成を示す断面図である。画像形成装置１００は、電子写真画像形成プロセスを利用した画像形成装置である。図１（ａ）に示されるように、画像形成装置２００は画像形成装置本体（以下、単に『装置本体』という）２００Ａを有する。装置本体２００Ａの内部には、画像を形成する画像形成部１５０が設けられる。画像形成部１５０は、感光体ドラム１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１ｋ、１次転写ローラ５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５ｋ等を含む。以下、詳述する。

装置本体２００Ａの内部には、『第１像担持体』である感光体ドラム１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１ｋが配置されている。感光体ドラム１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１ｋは、矢印Ａの方向へ回転する。感光体ドラム１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１ｋの表面には、帯電装置２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２ｋ、露光装置３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３ｋ、現像装置４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４ｋが対向して配置されている。また、感光体ドラム１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１ｋの表面には、１次転写ローラ５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５ｋ、クリーニング装置１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１ｋが対向して配置されている。『帯電手段』である帯電装置２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２ｋは、感光体ドラム１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１ｋの表面を一様に帯電させる装置である。『露光手段』である露光装置３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３ｋは、帯電装置２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２ｋで帯電された感光体ドラム１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１ｋの表面に対して、画像情報に基づいて露光し、感光体ドラム１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１ｋの表面に静電像を形成する装置である。

『現像手段』である現像装置４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４ｋは、露光装置３によって感光体ドラム１の表面に形成された静電像をトナーで現像してトナー像を形成する装置である。現像装置４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４ｋは、それぞれ有彩色トナーのイエロ（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）とブラック（ｋ）を内包する。前述の静電像はそれら現像装置４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４ｋにより現像され、各感光体ドラム１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１ｋの表面上にトナー像が形成される。静電像の露光部にトナーを付着させて現像する反転現像方式が用いられる。

また、現像装置４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４ｋから見て感光体ドラム１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１ｋの回転方向の下流側の位置では、感光体ドラム１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１ｋと対向する位置に中間転写ベルト６が配置されている。『像担持体』である『第２像担持体』としての中間転写ベルト６は、感光体ドラム１に対向して配置されるベルトである。中間転写ベルト６は、感光体ドラム１の表面に当接するように配設されている。中間転写ベルト６は、複数の張架ローラ２０、２２、対向ローラ２１に張架され、矢印Ｇの方向へ回動するようになっている。張架ローラ２０は中間転写ベルト６の張力を一定に制御するようにしたテンションローラ、張架ローラ２２は中間転写ベルト６の駆動ローラ、対向ローラ２１は２次転写用の対向ローラである。ここでは、中間転写ベルト６として、ポリイミド、ポリカーボネート等の樹脂または各種ゴム等に帯電防止剤としてカーボンブラックを適当量含有させ、体積抵抗率を１×１０^８〜１×１０^１３［Ω・ｃｍ］、厚みを０．０７〜０．１［ｍｍ］としたものを用いている。

『第１転写ローラ』である１次転写ローラ５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５ｋは、感光体ドラム１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１ｋの表面に形成されたトナー像を中間転写ベルト６に転写するローラである。

感光体ドラム１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１ｋに対して無端のベルト状の中間転写ベルト６を対向して配置し、感光体ドラム１Ｙ上の未定着トナー像を１次転写ローラ５Ｙにより中間転写ベルト６上に静電的に１次転写する。次いで重ね合わせるように感光体ドラム１Ｍ、１Ｃ、１ｋ上の未定着トナー像を、順次、１次転写し、中間転写ベルト６上に４色の未定着トナー像が重ね合わされたフルカラー画像を得る。

１次転写ローラ５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５ｋは、中間転写ベルト６の各感光体ドラム１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１ｋに対向する１次転写位置において、中間転写ベルト６の裏面側に配設されている。この１次転写ローラ５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５ｋに、トナーの帯電極性と逆極性の正極性の１次転写バイアスを印加することで、感光体ドラム１上のトナー像が中間転写ベルト６上に１次転写されるようになっている。

クリーニング装置１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１ｋ（ドラムクリーニング装置）は、感光体ドラム１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１ｋの１回転毎に、１次転写後の感光体ドラム１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１ｋの表面に残留したトナーを除去する。そして、感光体ドラム１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１ｋの表面では繰り返して作像工程に入る。

転写材Ｐの搬送経路に面した中間転写ベルト６の２次転写位置には、２次転写ローラ１９及び対向ローラ２１を備える。『転写手段』である『第２転写ローラ』としての２次転写ローラ１９は、中間転写ベルト６の表面に形成されたトナー像を転写材Ｐに転写するローラである。２次転写ローラ１９は、中間転写ベルト６のトナー像担持面側に圧接配置される。２次転写ローラ１９は、アースされている。対向ローラ２１は、中間転写ベルト６の裏面側に配設されて２次転写ローラ１９の対向電極をなしバイアスが印加される。中間転写ベルト６上のトナー像を転写材Ｐに転写するときに、対向ローラ２１には、トナーと同極性のバイアスが転写バイアス印加装置２８により印加され、例えば−２０００〜−３０００Ｖが印加される。そうして、対向ローラ２１から２次転写ローラ１９へと−４０〜−５０μＡの電流が流れる。更に、２次転写位置の下流側には、２次転写後の中間転写ベルト６上に残留したトナーを除去するクリーニング装置１２（ベルトクリーニング装置）が設けられている。転写電圧の設定方法は、予め設定された目標電流になるように定電流制御を行う構成或いは予め設定された目標電圧になるようにように定電圧制御を行う構成がある。なお、本実施例では、画像制御用パッチ画像が２次転写位置を通過するときの転写電圧の条件は、画像制御用パッチの濃度を変更しても、同一の条件である。

また、レジストローラ対８で一旦位置決めして停止させた後、所定のタイミングで２次転写位置へと転写材Ｐを送り込むようになっている。更に、２次転写後の転写材Ｐを不図示の搬送部材により不図示の定着装置へ搬送し、転写材Ｐにトナーを溶融固着するようになっている。

『清掃手段』であるファーブラシ２５は、２次転写ローラ１９を静電的に清掃するブラシである。ファーブラシ２５は、２次転写ローラ１９に付着したトナー濃度検知用のトナー像をバイアスローラ２６を介して印加されたトナーと逆極性のバイアスで静電クリーニングする。ファーブラシ２５に転移したトナーは、バイアスローラ２６に転移し、クリーニングブレード２７で掻き落として回収される。

『検出手段』であるパッチセンサ１７は、中間転写ベルト６の表面に対向して配置される。パッチセンサ１７は、中間転写ベルト６の表面で、画像制御に用いられる『画像制御用トナー像』である画像制御用パッチが形成された場合に、画像制御用パッチの濃度を検出するセンサである。画像制御用パッチは、通常の画像形成に用いられる第３画像形成領域Ｎ３（図６（ａ）参照）よりも感光体ドラム１の軸方向の端部側に確保される画像制御用の画像形成に用いられる第４画像形成領域Ｎ４（図６（ａ）参照）に形成される。

『制御手段』であるコントローラ６０は、画像制御用パッチがファーブラシ２５を通過するときに、パッチセンサ１７が検出した画像制御用パッチの濃度に基づいて、以下のことをする。すなわち、コントローラ６０は、２次転写ローラ１９及びバイアスローラ２６の間に印加するクリーニング電圧又はクリーニング電流を変化させる。

図５（ｂ）は、ファーブラシ２５、バイアスローラ２６、クリーニングブレード２７の構成を示す断面図である。図５（ｂ）に示されるように、クリーニング装置１７２が有するクリーニング容器７２の内部には、２次転写ローラ１９、ファーブラシ２５、バイアスローラ２６、クリーニングブレード２７が配置されている。２次転写ローラ１９の対向位置には、ファーブラシ２５が配置される。ファーブラシ２５の対向位置には、バイアスローラ２６が配置される。バイアスローラ２６の対向位置には、クリーニングブレード２７の先端部が配置される。

より詳しくは、ファーブラシ２５は、２次転写ローラ１９に対向して配置されると共に、２次転写ローラ１９に対してカウンター回転するように設定されている。すなわち、ファーブラシ２５の対向位置における回転方向、及び、２次転写ローラ１９の対向位置の回転方向は、互いに逆向きに設定される。このように、ファーブラシが２次転写ローラ１９に対してカウンター回転していることで、２次転写ローラ１９に付着した画像制御用のトナー像を機械的に掻き取る力が働き、２次転写ローラ１９の清掃をより安定させることができる。なお、ファーブラシ２５とバイアスローラ２６とは順回転（対向面同士を互いに同方向に回転）する。

図６（ａ）は、画像制御用パッチが中間転写ベルト６の表面に形成される様子を示す平面図である。図６（ａ）のように、画像制御用パッチは、１つのパッチの形状が副走査方向Ｋに２０ｍｍで、主走査方向Ｊに１６ｍｍである。各々の画像制御用パッチは、パッチ濃度が１．６、１．２、０．８、０．５、０．３、０．１の部位を順に計で６個で副走査方向Ｋに連続形成される。

また、ここで、中間転写ベルト６の表面で中間転写ベルト６の移動方向に所定の間隔を有して互いに隣接する先の画像制御用パッチ像及び後の画像制御用パッチがある場合を想定する。この場合には、コントローラ６０は、先の画像制御用パッチ及び後の画像制御用パッチ像の濃度差が大きいほどに、先の画像制御用パッチ及び後の画像制御用パッチの間の所定の間隔を広く設定する。これは、実施例１の感光体ドラム１の表面でも、実施例３〜５の中間転写ベルト６の表面でも同様である。

例えば、連続形成パッチの間は少なくとも３ｍｍ以上の間隔を設けた。つまり、「画像制御用パッチＢｋのパッチ濃度が０．１の部位」と「画像制御用パッチＹのパッチ濃度が１．６の部位」との間の距離が少なくとも３ｍｍ以上に設定された。同様に、「画像制御用パッチＹのパッチ濃度が０．１の部位」と「画像制御用パッチＭのパッチ濃度が１．６の部位」の間の距離が少なくとも３ｍｍ以上に設定された。「画像制御用パッチＭびパッチ濃度が０．１の部位」と「画像制御用パッチＣのパッチ濃度が１．６の部位」の間の距離が少なくとも３ｍｍ以上に設定された。また、図６（ａ）では、中間転写ベルト６の右端が切れていて明らかとなっていない。ただし、図６（ａ）中で、画像制御用パッチＣの右方に画像制御用パッチＢｋが来る場合には、画像制御用パッチＣのパッチ濃度が０．１の部位と画像制御用パッチＢｋのパッチ濃度が１．６の部位の間の距離が少なくとも３ｍｍ以上に設定される。それらパッチ濃度を検出し、その結果に応じてトナーの画像制御を行う。ここでいうパッチ濃度とは転写材Ｐに転写した時に濃度測定器（Ｘ−Ｒｉｔｅ社製）で測定した値である。

実施例２の画像制御用パッチに関しては、コントローラ６０は、ファーブラシ２５に印加される出力を切り替える場合には、前後の画像制御用パッチの濃度差が大きい程に、副走査方向Ｋに画像制御用パッチの間の間隔を広くするように制御する。これは、後述の実施例３〜５でも同様である。このコントローラ６０の制御により、濃度が高い画像制御用パッチ及び濃度が低い画像制御用パッチが副走査方向Ｋに所定の間隔を有して隣り合う場合に、中間転写ベルト６を静電クリーニングする際、それらトナー像の副走査方向Ｋの所定の間隔が広く設定される。このことで、パッチトナーに適した静電クリーニング電界の形成、つまり、バイアスローラ２６に印加するクリーニング電圧又はクリーニング電流の制御追従時間を確保できるので、安定した清掃を行うことができる。

１次転写ローラ５、２次転写ローラ１９は、外径が８〜１２ｍｍの金属製の芯金を有し、その外周面に導電性材料層が形成されたものであり、外径が１６〜３０ｍｍに構成されている。この導電性材料層はゴム、例えばヒドリンゴムやＥＰＤＭ等の高分子エラストマーや高分子フォーム材料を基材として用い、それにイオン性導電物質を混入することにより、導電性を１［ＭΩ］から１００［ＭΩ］という中抵抗領域に調整したものである。また、２次転写ローラ１９の表層には、樹脂コート、例えばウレタンやナイロンなどを２〜１０μｍでコーティングしたものを用いている。硬度は２次転写ローラ１９全体でＡｓｋｅｒＣで２５〜４０のものが用いられる。

ファーブラシ２５には、毛長が４ｍｍ、芯金の径が１０ｍｍ、外径が１８ｍｍ、抵抗値がＮ／Ｎ（２３℃、５０％ＲＨ）測定の１００Ｖ印加で１×１０^５〜１×１０^１０Ωのものを使用した。バイアスローラ２６には、外径１３〜２０ｍｍのＳＵＳ製の金属ローラを使用した。クリーニングブレード２７には、弾性を有するポリウレタンゴムを使用した。ファーブラシ２５は２次転写ローラ１９とバイアスローラ２６にそれぞれ１〜２ｍｍ侵入させ、ファーブラシ２５は２次転写ローラ１９とカウンター回転させ、バイアスローラ２６とは順回転させた。なお、コントローラ６０の制御システムは、図３（ｂ）を参照しつつ前述したのと同様である。

図６（ｂ）は、クリーニング電流、及び、パッチがパッチセンサ１７を通過する時間の関係を示すグラフである。また、グラフ中の上方の四角形は、画像制御用パッチのパッチ濃度を表している。さらに、グラフ中の下方の階段状のグラフは、クリーニング電流の大小を表している。このグラフの実験を行うにあたっては、コントローラ６０は、中間転写ベルト６の表面に形成された画像制御用パッチのパッチ濃度をパッチセンサ１７で検出する。そして、コントローラ６０は、２次転写ローラ１９に付着したパッチがファーブラシ２５を通過するのに同期して、定電流制御で電圧を印加することで、クリーニング電流を流し、かつ、パッチ濃度に応じてクリーニング電流を変えていく。

ここでは、コントローラ６０は、パッチ濃度が１．６（１．８未満〜１．４以上）、１．２（１．４未満〜１．０以上）、０．８（１．０未満〜０．６以上）の部位に対してはクリーニング電流を＋１０μＡの定電流で制御した。また、コントローラ６０は、パッチ濃度が０．５（０．６未満〜０．４以上）、０．３（０．４未満〜０．２以上）、０．１（０．２未満〜０以上）の部位に対してはクリーニング電流を＋４μＡの定電流で制御した。これにより単位面積当たりのパッチトナー帯電量に対し、クリーニング電界の過不足（クリーニング電界不足によるクリーニング不良、クリーニング電流量が過剰によるトナーの極性反転）を発生させることなく、ファーブラシ２５で回収できる。なお、それ以外のクリーニング高圧はファーブラシ２５からトナーの吐き出しがないように約０．１〜１．０μＡの電流を流した。

図６（ｃ）は、転写材Ｐの裏面の汚れ状態を示す表である。図６（ｃ）中で、○は紙裏汚れが無いと判断できる場合であり、×は紙裏汚れが有ると判断される場合を示している。図６（ｃ）に示されるように、実施例２のクリーニング電流の制御方法を用いると全ての濃度のパッチを２次転写ローラ１９から清掃できた。一方、クリーニング電流を固定したクリーニング電流の制御方法を用いると全ての濃度のパッチを２次転写ローラ１９から清掃できず、結果、転写材Ｐの裏面に汚れが発生した。

すなわち、実施例２では、コントローラ６０は、パッチセンサ１７が検知する画像制御用パッチの濃度に応じて、バイアス印加装置３０によってバイアスローラ２６に印加する出力によってクリーニング電流を変更する。このために、全てのパッチ濃度のトナーが回収された。

これに対して、コントローラ６０がバイアス印加装置３０によってバイアスローラ２６に印加する出力によってクリーニング電流を＋１０μＡに設定する。パッチ濃度が０．１、０．３、０．５の場合には、適度なクリーニング電流が＋２μＡ、＋４μＡ、＋６μＡであり、クリーニング電流が＋１０μＡでは、過剰ということになる。したがって、これらのパッチ濃度の場合には、トナーの回収がされず、転写材Ｐの裏面に汚れが生じた。

また、コントローラ６０がバイアス印加装置３０によってバイアスローラ２６に印加する出力によってクリーニング電流を＋６μＡに設定する。パッチ濃度が０．１の場合には、適度なクリーニング電流が＋２μＡであり、クリーニング電流が＋６μＡでは、過剰ということになる。また、パッチ濃度が１．２、１．６の場合には、適度なクリーニング電流が＋１０μＡ、＋１２μＡであり、クリーニング電流が＋６μＡでは、不足ということになる。したがって、これらのパッチ濃度の場合には、トナーが回収されず、転写材Ｐの裏面に汚れが生じた。

さらに、コントローラ６０がバイアス印加装置３０によってバイアスローラ２６に印加する出力によってクリーニング電流を＋４μＡに設定する。パッチ濃度が０．８、１．２、１．６の場合には、適度なクリーニング電流が＋８μＡ、＋１０μＡ、＋１２μＡであり、クリーニング電流が＋４μＡでは、不足ということになる。したがって、これらのパッチ濃度の場合には、トナーが回収されず、転写材Ｐの裏面に汚れが生じた。

図７（ａ）は、実施例３に係る画像形成装置を使用した場合の画像制御用パッチが中間転写ベルト６の表面に形成される様子を示す平面図である。実施例３の画像形成装置の構成は、実施例２の画像形成装置２００と同一の構成であるから、画像形成装置の説明は省略する。また、実施例３の画像形成装置が実施例２の画像形成装置２００と異なる点は、実施例３の画像形成装置では、コントローラ６０が中間転写ベルト６に転写させる画像制御用パッチの形状が異なる点である。

図７（ａ）に示されるように、１つのパッチの形状が副走査方向Ｋに２０ｍｍで、主走査方向Ｊに１６ｍｍで構成される。そして、「画像制御用パッチＢｋのパッチ濃度が１．６、１．２、０．８の部位」、「画像制御用パッチＹのパッチ濃度が１．６、１．２、０．８の部位」の順に合計で６個の部位が副走査方向Ｋに連続して形成される。その上流側に連続して、「画像制御用パッチＭのパッチ濃度が１．６、１．２、０．８の部位」、「画像制御用パッチＣのパッチ濃度が１．６、１．２、０．８の部位」の順に合計で６個の部位が副走査方向Ｋに連続して形成される。このように異なる色及びパッチ濃度の１２個の部位が副走査方向Ｋに連続して形成される。

また、「画像制御用パッチＢｋのパッチ濃度が０．５、０．３、０．１の部位」、「画像制御用パッチＹのパッチ濃度が０．５、０．３、０．１の部位」の順に合計で６個の部位が副走査方向Ｋに連続して形成される。その上流側に連続して、「画像制御用パッチＭのパッチ濃度が０．５、０．３、０．１の部位」 、「画像制御用パッチＣのパッチ濃度が０．５、０．３、０．１の部位」の順に合計で６個の部位が副走査方向Ｋに連続して形成される。このように異なる色及びパッチ濃度の１２個の部位が副走査方向Ｋに連続して形成される。

また、連続形成パッチの間の間隔は少なくとも３ｍｍ以上の間隔を設けた。つまり、「画像制御用パッチＣのパッチ濃度が０．８の部位」と「画像制御用パッチＢｋのパッチ濃度が０．５の部位」の間の間隔が少なくとも３ｍｍ以上に設定された。また、図７（ａ）では、中間転写ベルト６の右端が切れていて明らかとなっていない。ただし、図７（ａ）中で、画像制御用パッチＣの右方に画像制御用パッチＢｋのパッチ濃度が１．６の部位が来る場合を想定する。この場合には、「画像制御用パッチＣのパッチ濃度が０．１の部位」と「画像制御用パッチＢｋのパッチ濃度が１．６の部位」の間の間隔が少なくとも３ｍｍ以上に設定された。それらパッチ濃度を検出しその結果に応じてトナーの画像制御を行う。ここでいうパッチ濃度とは転写材Ｐに転写した時に濃度測定器（Ｘ−Ｒｉｔｅ社製）で測定した値である。

図７（ｂ）は、パッチ濃度に対するファーブラシ２５に流すクリーニング電流を表したグラフである。感光体ドラム１の表面に形成したパッチ濃度をパッチセンサ１７で検出した後、２次転写ローラ１９に付着したパッチがファーブラシ２５を通過するのに同期して電圧を印加してクリーニング電流を流し、かつ、パッチ濃度に応じてクリーニング電流を変えていく。図７（ｂ）に示されるように、パッチ濃度が１．６（１．８未満〜１．４以上）、１．２（１．４未満〜１．０以上）、０．８（１．０未満〜０．６以上）のものに対してはクリーニング電流を＋１０μＡの定電流で制御した。パッチ濃度が０．５（０．６未満〜０．４以上）、０．３（０．４未満〜０．２以上）、０．１（０．２未満〜０以上）のものに対してはクリーニング電流を＋４μＡの定電流で制御した。これにより単位面積当たりのパッチトナー帯電量に対し、クリーニング電界の過不足（クリーニング電界不足によるクリーニング不良、クリーニング電流量が過剰によるトナーの極性反転）を発生させることなく、ファーブラシ２５で回収できる。なお、それ以外のクリーニング高圧はファーブラシ２５からトナーの吐き出しがないように約０．１〜１．０μＡの電流を流した。

その結果、実施例２の場合と同様に、図６（ｃ）に示されるように、実施例３のクリーニング電流の制御方法を用いると全ての濃度のパッチを２次転写ローラ１９から清掃できた。一方、クリーニング電流を固定したクリーニング電流の制御方法を用いると全ての濃度パッチを２次転写ローラ１９から清掃できず、結果、転写材Ｐの裏面に汚れが発生した。

図８（ａ）は、実施例４に係る画像形成装置を使用した場合の画像制御用パッチが中間転写ベルト６の表面に形成される様子を示す平面図である。実施例４の画像形成装置の構成は、実施例２の画像形成装置２００と同一の構成であるから、画像形成装置の説明は省略する。また、実施例４の画像形成装置が実施例２の画像形成装置２００と異なる点は、実施例４では、コントローラ６０が中間転写ベルト６に転写させる画像制御用パッチの形状が異なっており、また、画像制御用パッチが主走査方向Ｊに２列あるものがある点である。

コントローラ６０は、主走査方向Ｊの画像制御用パッチの数、形状、又は、寸法に応じて、ファーブラシ２５に印加する出力値を異ならせる。すなわち、コントローラ６０は、２次転写ローラ１９の軸方向で、感光体ドラム１又は中間転写ベルト６の表面に形成された画像制御用パッチの数、形状、又は寸法に基づいて、以下のことをする。すなわち、コントローラ６０は、２次転写ローラ１９及びファーブラシ２５の間に印加されるクリーニング電圧又はクリーニング電流を変化させる。こうしたコントローラ６０の制御によれば、画像制御用パッチの形状、主走査方向Ｊに並ぶ個数又は寸法に応じて画像制御用パッチの合計のパッチ帯電量は異なるので、それに対して適したクリーニング電界を形成できる。その結果、安定した清掃を行うことができる。

すなわち、コントローラ６０は、感光体ドラム１又は中間転写ベルト６の表面に形成された画像制御用パッチの２次転写ローラ１９の軸方向の数又は寸法が大きいほどに、以下のことをする。すなわち、コントローラ６０は、２次転写ローラ１９及びファーブラシ２５に印加されるクリーニング電圧又はクリーニング電流を高く設定する。コントローラ６０は、感光体ドラム１又は中間転写ベルト６の表面に形成された画像制御用パッチの２次転写ローラ１９の軸方向の数又は寸法が小さいほどに、以下のことをする。すなわち、コントローラ６０は、２次転写ローラ１９及びファーブラシ２５の間に印加されるクリーニング電圧又はクリーニング電流を低く設定する。

図８（ａ）に示されるように、１つのパッチの形状が副走査方向Ｋに２０ｍｍで、主走査方向Ｊに１６ｍｍで構成される。そして、「画像制御用パッチＢｋのパッチ濃度が１．６、１．２、０．８の部位」、「画像制御用パッチＭのパッチ濃度が１．６、１．２、０．８の部位」の順に合計で６個の部位を副走査方向Ｋに連続形成する。また、「画像制御用パッチＹのパッチ濃度が１．６、１．２、０．８の部位」、「画像制御用パッチＣのパッチ濃度が１．６、１．２、０．８の部位」の順に合計で６個の部位を副走査方向Ｋに連続形成する。さらに、それらの６個ずつを主走査方向Ｊに並列して連続して形成する。

同様に、その上流側には、「画像制御用パッチＢｋのパッチ濃度が０．５、０．３、０．１の部位」、「画像制御用パッチＭのパッチ濃度が０．５、０．３、０．１の部位」の順に合計で６個の部位を副走査方向Ｋに連続形成する。また、「画像制御用パッチＹのパッチ濃度が０．５、０．３、０．１の部位」、「画像制御用パッチＣのパッチ濃度が０．５、０．３、０．１の部位」の順に合計で６個の部位を副走査方向Ｋに連続形成する。さらに、それらの６個ずつを主走査方向Ｊに並列して連続して形成する。

また、前述の４色フルカラー画像の上流側には、例えば２色カラー画像の混載Ｊｏｂなどの場合で、Ｙ、Ｃトナー画像を使用しないときなどは、主走査方向Ｊに前述のように並列させず以下のようにする。すなわち、図８（ａ）に示されるように、Ｂｋパッチ濃度が１．６、１．２、０．８、Ｍパッチ濃度が１．６、１．２、０．８の順に合計で６個を副走査方向Ｋに連続形成する。同様に、Ｂｋパッチ濃度が０．５、０．３、０．１、Ｍパッチ濃度が０．５、０．３、０．１の順に合計で６個を副走査方向Ｋに連続形成する。

また、連続形成パッチの間は少なくとも３ｍｍ以上の間隔を設けた。「画像制御用パッチＣ・Ｍのパッチ濃度が０．８の部位」と「画像制御用パッチＹ・Ｂｋのパッチ濃度が０．５の部位」の間の距離が少なくとも３ｍｍ以上に設定された。「画像制御用パッチＭのパッチ濃度が０．１の部位」と「画像制御用パッチＢｋのパッチ濃度が１．６の部位」の間の間隔が少なくとも３ｍｍ以上に設定された。「画像制御用パッチＭのパッチ濃度が０．８の部位」と「画像制御用パッチＢｋのパッチ濃度が０．５の部位」の間の距離が少なくとも３ｍｍ以上に設定された。また、図８（ａ）では、中間転写ベルト６の右端が切れていて明らかとなっていない。「下流側から４つ目の１列の画像制御用パッチにおける画像制御用パッチＭのパッチ濃度が０．１の部位」の右に、下流側から１つ目と同様の「主走査方向Ｊに２列の画像制御用パッチＹ・Ｂｋのパッチ濃度が１．６の部位」が来る場合を想定する。この場合には、「画像制御用パッチＭの濃度が０．１の部位」と「画像制御用パッチＢｋの濃度が１．６の部位」の間の距離が少なくとも３ｍｍ以上に設定された。それらパッチ濃度を検出しその結果に応じてトナーの画像制御を行う。ここでいうパッチ濃度とは転写材Ｐに転写した時に濃度測定器（Ｘ−Ｒｉｔｅ社製）で測定した値である。

図８（ｂ）は、コントローラ６０の制御システムを示すブロック図である。図８（ｂ）に示されるように、コントローラ６０は、パッチ形成回路５５から受信するトナー濃度、トナー形状、トナー数の情報に基づいて、クリーニング高圧回路５３によってクリーニング電流を調節する。感光体ドラム１Ｙ〜１ｋ上に形成したパッチ濃度をパッチセンサ１７で検出後、２次転写ローラ１９に付着した画像制御用パッチがファーブラシ２５を通過するのに同期して電圧を印加してクリーニング電流を流す。それと共に、パッチ濃度に応じてクリーニング電流を変えていく。

図９（ａ）は、画像制御用パッチの濃度、及び、クリーニング電流の対応関係を示すグラフである。図９（ａ）のように、主走査方向Ｊに２つ並列連続形成されている場合は、パッチ濃度が１．６（１．８未満〜１．４以上）、１．２（１．４未満〜１．０以上）、０．８（１．０未満〜０．６以上）の部位に対してクリーニング電流を＋１２μＡの定電流で制御した。パッチ濃度が０．５（０．６未満〜０．４以上）、０．３（０．４未満〜０．２以上）、０．１（０．２未満〜０以上）の部位に対してクリーニング電流を＋６μＡの定電流で制御した。主走査方向Ｊに１つパッチしかない場合は、パッチ濃度が１．６（１．８未満〜１．４以上）、１．２（１．４未満〜１．０以上）、０．８（１．０未満〜０．６以上）の部位に対してはクリーニング電流を＋１０μＡの定電流で制御した。パッチ濃度が０．５（０．６未満〜０．４以上）、０．３（０．４未満〜０．２以上）、０．１（０．２未満〜０以上）の部位に対してはクリーニング電流を＋４μＡの定電流で制御した。これにより単位面積当たりのパッチトナー帯電量に対し、クリーニング電界の過不足（クリーニング電界不足によるクリーニング不良、クリーニング電流量が過剰によるトナーの極性反転）を発生させることなく、ファーブラシ２５で回収できる。なお、それ以外のクリーニング高圧はファーブラシからトナーの吐き出しがないように約０．１〜１．０μＡの電流を流した。

図９（ｂ）及び図９（ｃ）は、転写材Ｐの裏面の汚れ状態を示す表である。図９（ｂ）及び図９（ｃ）中で、○は紙裏汚れが無いと判断できる場合であり、×は紙裏汚れが有ると判断される場合を示している。図９（ｂ）及び図９（ｃ）に示されるように、実施例４のクリーニング電流の制御方法を用いると主走査方向Ｊにパッチが２つある場合、１つある場合の全ての濃度のパッチを２次転写ローラ１９から清掃できた。一方、クリーニング電流を固定したクリーニング電流制御方法を用いると全ての濃度パッチを２次転写ローラ１９から清掃できず、その結果、転写材Ｐの裏面に汚れが発生した。

すなわち、実施例４では、コントローラ６０は、パッチセンサ１７が検知する画像制御用パッチの濃度に応じて、バイアス印加装置３０によってバイアスローラ２６に印加する出力によってクリーニング電流を変更する。特に、主走査方向Ｊに２列に亘って画像制御用パッチがある場合と、主走査方向Ｊに１列だけ画像制御用パッチがある場合とでは、クリーニング電流の大きさを異ならせている。このために、全てのパッチ濃度のトナーが回収された。

これに対して、特に、図９（ｂ）の＋１０μＡ固定及び＋４μＡの横列に着目されたい。ここで、画像制御用パッチが主走査方向Ｊに２つある場合又は１つある場合に関係なく、パッチ濃度が１．６（１．８未満〜１．４以上）、１．２（１．４未満〜１．０以上）、０．８（１．０未満〜０．６以上）の部位に対してクリーニング電流を＋１０μＡとする。また、パッチ濃度が０．５（０．６未満〜０．４以上）、０．３（０．４未満〜０．２以上）、０．１（０．２未満〜０以上）に対してクリーニング電流を＋４μＡとする。そうすると、パッチ濃度が１．６（１．８未満〜１．４以上）、０．５（０．６未満〜０．４以上）の部位で裏汚れが発生した。これは、主走査方向Ｊにパッチ数が増えた場合クリーニングすべき画像制御用パッチの電荷量が増えたためである。本実施例では清掃能力を安定させるために、主走査方向Ｊのパッチの数、つまりは画像制御用パッチ（全体）の形状に応じてクリーニング電流を制御した。

その他、図９（ｂ）及び図９（ｃ）中で、他の横列に関しても、実施例１〜３で説明したのと同様に、○×の実験結果が得られた。

図１０（ａ）は、実施例５に係る画像形成装置を使用した場合の画像制御用パッチの濃度、及び、クリーニング電流の対応関係を示すグラフである。実施例５の画像形成装置の構成は、実施例２の画像形成装置２００と同一の構成であるから、画像形成装置の説明は省略する。また、実施例５の画像形成装置が実施例２の画像形成装置２００と異なる点は、実施例５の画像形成装置では、コントローラ６０が中間転写ベルト６に転写する画像制御用パッチの形状が異なっており、画像制御用パッチが主走査方向Ｊに分離されて４列ある点である。また、出力画像領域及び出力画像領域の副走査方向Ｋの間に画像制御用パッチが形成される点である。

図１０（ａ）に示されるように、１つのパッチの形状が副走査方向Ｋに２０ｍｍで、主走査方向Ｊに１６ｍｍで構成される。各色のパッチ濃度が１．６、１．２、０．８、 ０．５、０．３、０．１のパッチは、転写材Ｐの間に相当する位置の出力画像領域同士の間に１個ずつ形成する。それらパッチ濃度を検出しその結果に応じてトナーの画像制御を行う。ここでいうパッチ濃度とは転写材Ｐに転写した時に濃度測定器（Ｘ−Ｒｉｔｅ社製）で測定した値である。なお、図１０中で上から下へ向かって、Ｂｋ、Ｙ、Ｍ、Ｃの順に画像制御用パッチが配列されている。

図１０（ｂ）は、画像制御用パッチの濃度、及び、クリーニング電流の対応関係を示すグラフである。図１０（ｂ）に示されるように、感光体ドラム１上に形成したパッチ濃度をパッチセンサ１７で検出し後、２次転写ローラ１９に付着したパッチがファーブラシ２５を通過するのに同期して電圧を印加してクリーニング電流を流する。そして、パッチ濃度に応じてクリーニング電流を変えていく。ここでは、主走査方向Ｊに４つ並列形成されている。各々のパッチ濃度が１．６（１．８未満〜１．４以上）、１．２（１．４未満〜１．０以上）、０．８（１．０未満〜０．６以上）の部位に対してはクリーニング電流を＋１３μＡの定電流で制御した。各々のパッチ濃度が０．５（０．６未満〜０．４以上）、０．３（０．４未満〜０．２以上）、０．１（０．２未満〜０以上）の部位に対してはクリーニング電流を＋７μＡの定電流で制御した。これにより単位面積当たりのパッチトナー帯電量に対し、クリーニング電界の過不足（クリーニング電界不足によるクリーニング不良、クリーニング電流量が過剰によるトナーの極性反転）を発生させることなく、ファーブラシ２５で回収できる。なお、それ以外のクリーニング高圧はファーブラシ２５からトナーの吐き出しがないように約０．１〜１．０μＡの電流を流した。

図１０（ｃ）は、転写材Ｐの裏面の汚れ状態を示す表である。図１０（ｃ）中で、○は紙裏汚れが無いと判断できる場合であり、×は紙裏汚れが有ると判断される場合を示している。図１０（ｃ）に示されるように、実施例５のクリーニング電流の制御方法を用いると全ての濃度のパッチを２次転写ローラ１９から清掃できた。一方、クリーニング電流を固定したクリーニング電流の制御方法を用いると全ての濃度のパッチを２次転写ローラ１９から清掃できず、結果、転写材Ｐの裏面に汚れが発生した。

実施例１〜５の構成によれば、以下の効果が得られる。即ち、幅広い濃度階調がある画像制御用トナー像が感光体ドラム又は中間転写ベルトの表面の画像形成領域の周囲の画像制御用領域に形成された場合を想定する。この場合に、感光体ドラム又は中間転写ベルトから転写ローラ９、２次転写ローラ１９に転写された画像制御用トナー像のトナーがファーブラシ２５によって従来よりも確実にクリーニングされる。

１ 感光体ドラム（像担持体）
６ 中間転写ベルト（像担持体）
９ 転写ローラ（第１転写ローラ）（転写手段）
１７ パッチセンサ（検出手段）
１９ ２次転写ローラ（第２転写ローラ）（転写手段）
２５ ファーブラシ（清掃手段）
５１ コントローラ
１００ 画像形成装置

Claims (8)

1. 像担持体と、
   前記像担持体の表面に形成されたトナー像を転写材に転写する転写手段と、
   前記像担持体の表面にトナー像が形成された画像形成領域の周囲の画像制御用領域に画像制御に用いられる画像制御用トナー像が形成された場合に、前記画像制御用トナー像の濃度を検出する検出手段と、
   前記転写手段を静電的にクリーニングする清掃手段と、
   前記像担持体の前記画像制御用領域から転写された前記転写手段の表面の前記画像制御用トナー像が前記清掃手段を通過するときに、前記検出手段が検出した前記画像制御用トナー像の濃度に基づいて前記転写手段及び前記清掃手段の間に印加される清掃電圧又は清掃電流を変化させるコントローラと、
   を備えることを特徴とする画像形成装置。
2. 前記コントローラは、前記画像制御用トナー像の濃度が高いほどに、前記転写手段及び前記清掃手段の間に印加される清掃電圧又は清掃電流を高く設定し、前記画像制御用トナー像の濃度が低いほどに、前記転写手段及び前記清掃手段の間に印加される清掃電圧又は清掃電流を低く設定することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記コントローラは、前記画像制御用トナー像が複数の濃度を有する場合に、所定範囲の濃度毎に清掃電圧又は清掃電流を設定することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の画像形成装置。
4. 前記コントローラは、前記転写手段の軸方向で、前記像担持体の表面に形成された画像制御用トナー像の数、形状、又は、寸法に基づいて、前記転写手段及び前記清掃手段の間に印加される清掃電圧又は清掃電流を変化させることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の画像形成装置。
5. 前記コントローラは、前記像担持体の表面に形成された画像制御用トナー像の前記転写手段の軸方向の数又は寸法が大きいほどに、前記転写手段及び前記清掃手段の間に印加される清掃電圧又は清掃電流を高く設定し、前記像担持体の表面に形成された画像制御用トナー像の前記転写手段の軸方向の数又は寸法が小さいほどに、前記転写手段及び前記清掃手段の間に印加される清掃電圧又は清掃電流を低く設定することを特徴とする請求項４に記載の画像形成装置。
6. 前記コントローラは、前記像担持体の表面で前記像担持体の移動方向に所定の間隔を有して互いに隣接する先の画像制御用トナー像及び後の画像制御用トナー像がある場合には、先の画像制御用トナー像及び後の画像制御用トナー像の濃度差が大きいほどに、前記所定の間隔を広く設定することを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載の画像形成装置。
7. 前記像担持体は、感光体ドラム又は中間転写ベルトであることを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれか１項に記載の画像形成装置。
8. 前記清掃手段の一部は、ファーブラシであり、前記転写手段に対向して配置され、前記コントローラは、前記ファーブラシを前記転写手段に対してカウンター回転させるように制御することを特徴とする請求項１乃至請求項７のいずれか１項に記載の画像形成装置。