JP5558911B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、電子写真複写機やレーザプリンタ等の画像形成装置に関し、詳しくは、像担持体である感光体や中間転写体上に残存したトナーを除去する構造に関する。

従来における画像形成装置として、像担持体である感光体に形成されたトナー像を直接記録材に転写する直接転写方式と、中間転写体を介して記録材に転写する中間転写方式とがある。何れの方式の場合も、感光体の表面を所定の電位に帯電し、レーザなどの露光装置により感光体の表面に静電潜像を形成する。そして、この静電潜像を現像装置により現像し、現像したトナー像を転写部で所定の転写バイアスを印加することにより、直接転写方式の場合には記録材に直接転写し、中間転写方式の場合には中間転写体に一次転写してから記録材に二次転写する。記録材に転写されたトナー像は、定着装置により記録材に定着される。

また、何れの構造であっても、記録材にトナー像を転写した後、感光体又は中間転写体に残存したトナー像をクリーニング装置により除去し、次の画像形成に備える。このクリーニング装置として、例えば、ブラシローラにトナーと逆極性の電位となるバイアスを印加して、中間転写体に残存したトナーを静電的に吸着し除去する構造が知られている（例えば、特許文献１参照）。

また、静電クリーニング装置により残存トナーを静電的に除去した後、ウェブにより感光体又は中間転写体に残存した外添材や紙粉などを除去する構造もある。また、フルカラーの画像形成を行う構造で、色ずれを防止するために各色のパッチ画像をセンサにより検知するものも知られている。例えば、中間転写体である中間転写ベルトの回転方向に複数の感光体を並べて配置したタンデム型の構造の場合、中間転写ベルトに対向してセンサを配置し、照射した光の反射光量により各色のトナー像を検知する。そして、このセンサの検知に基づいて各色の色ずれ補正を行う。

特開２００６−２５９３０５号公報

上述のように、感光体や中間転写体上の残存トナーを静電的に除去するクリーニング装置を使用した場合、帯電量の大きいトナーが多量に搬送されるとクリーニング装置により十分に除去できない場合がある。この点について説明する。トナーは環境に応じて帯電量が変化するため、転写部での転写バイアスがこの帯電量に応じたものでないと、転写効率が低下する。通常、転写部に印加する転写バイアスは、画像形成装置に設けた環境センサの検知結果によりトナー帯電量を予測して制御される。

但し、トナーを収容した現像装置内の環境と、画像形成装置内であっても現像装置の外の環境とが異なる場合がある。この場合には、画像形成装置の環境センサによるトナー帯電量の予測が実際のトナー帯電量から外れてしまい、転写バイアスも実際のトナー帯電量に応じた適正範囲から外れる。このように転写バイアスが実際のトナー帯電量に応じた適正範囲から外れた場合、転写効率が低下して、転写部を通過しても感光体や中間転写体に多量のトナーが残ったままとなり、多量のトナーがクリーニング装置に搬送されることになる。

ここで、トナーの帯電量が小さければクリーニング装置で静電的に回収除去することができるが、トナーの帯電量が大きいとクリーニング装置により十分に回収できない。即ち、実際のトナー帯電量に応じた適正範囲に対して転写バイアスが大きい場合、転写部に流れる電流が大きいため、転写バイアスの印加によりトナーの帯電量が大きくなってしまう。帯電量の大きいトナーは、クリーニング装置に印加されるバイアスでは十分に回収できず、クリーニング装置通過後にも多量のトナーが感光体や中間転写体に残存することになる。この場合に、クリーニング装置に印加するバイアスを大きくすることも考えられるが、放電が生じトナーが逆帯電するなどして、やはり、多量のトナーを回収することは困難である。

なお、トナーの帯電量が小さければクリーニング装置で静電的に回収除去することはできるが、残存トナーを多いと十分に回収できない可能性もある。

また、トナーを除去するクリーニング装置として、感光体や中間転写体にクリーニングブレードなどを接触させて除去するものもある。この場合も、転写部を通過した残存トナーの帯電量が大きいと、感光体や中間転写体への吸着力が大きくなるため、クリーニング装置により十分に除去できない可能性がある。

何れにしても、クリーニング装置通過後に感光体や中間転写体上にトナーが残存していると、次の画像形成時にこのトナーがのってしまい画像不良が生じる可能性がある。また、クリーニング装置により残存トナーを除去した後、ウェブにより感光体又は中間転写体に残存した外添材や紙などを除去する構造の場合、このウェブによりトナーの外添材を感光体や中間転写体に擦り付けてしまう。

即ち、ウェブは、感光体や中間転写体に僅かに残存したトナーや外添材、紙粉、填料を除去するためのものであり、多量のトナーを除去するのには適していない。したがって、このようなウェブが感光体や中間転写体と摺接する部分に多量のトナーが搬送されると、ウェブにより多量のトナーが堰き止められる。この結果、ウェブによる外添材などを除去する機能が低下するばかりか、逆にトナーの外添材を感光体や中間転写体に擦り付けてしまう。そして、この状態のまま画像形成を継続すると、ＳｉＯ_２、ＴｉＯ_２などの外添材が感光体や中間転写体に付着し続けたままとなる。

ここで、前述したように、色ずれを防止するためにパッチ画像をセンサにより検知する構造の場合、このように外添材が感光体や中間転写体に付着していると、感光体や中間転写体の反射光量が低下して、センサによる検知が行いにくくなる。例えば、外添材が付着している部分をトナー像が存在する部分と誤検知してしまうことがある。この結果、色ずれ補正を正確に行えなくなる可能性がある。

本発明は、このような事情に鑑み、現像装置内と外とで環境が異なっても、クリーニング装置による残存トナーの除去を適切に行える構造を実現すべく発明したものである。

本発明は、像担持体と、該像担持体上に形成された静電潜像をトナーで現像する現像装置と、該像担持体上に形成されたトナー像が一次転写される中間転写体と、該トナー像を該中間転写体から記録材に二次転写するための転写バイアスを印加する二次転写手段と、二次転写後に前記中間転写体上に残存したトナーを除去するクリーニング装置と、を備えた画像形成装置において、画像形成装置内で前記現像装置外の温度及び湿度を検知する第１の環境検知手段と、前記現像装置内の温度及び湿度を検知する第２の環境検知手段と、前記二次転写手段に印加する転写バイアスを制御する制御手段と、を有し、前記制御手段は、前記第１の環境検知手段の検知結果に基づいて前記二次転写手段に印加すべき転写電流を決定し、前記第１の環境検知手段による検知結果と、前記第２の環境検知手段による検知結果とを比較し、その差分に応じた補正値を、前記第１の環境検知手段の検知結果に基づいて決定した前記転写電流に加えることで前記転写電流を補正可能である、ことを特徴とするものである。

また、本発明は、像担持体と、該像担持体上に形成された静電潜像をトナーで現像する現像装置と、該像担持体上に形成されたトナー像を中間転写体又は記録材に転写するための転写バイアスを印加する転写手段と、転写後に前記像担持体上に残存したトナーを除去する像担持体クリーニング装置と、を備えた画像形成装置において、画像形成装置内で前記現像装置外の温度及び湿度を検知する第１の環境検知手段と、前記現像装置内の温度及び湿度を検知する第２の環境検知手段と、前記転写手段に印加する転写バイアスを制御する制御手段と、を有し、前記制御手段は、前記第１の環境検知手段の検知結果に基づいて前記転写手段に印加すべき転写電流を決定し、前記第１の環境検知手段による検知結果と、前記第２の環境検知手段による検知結果とを比較し、その差分に応じた補正値を、前記第１の環境検知手段の検知結果に基づいて決定した前記転写電流に加えることで前記転写電流を補正可能である、ことを特徴とするものである。

本発明によれば、現像装置内の環境に応じて転写電流を補正可能であるため、現像装置内と外とで環境が異なっても転写効率を良好にでき、転写後に残存するトナーを低減できる。この結果、クリーニング装置又は像担持体クリーニング装置により残存トナーの除去を安定して十分に行え、画像不良などが生じることを低減できる。

本発明の第１の実施形態に係る画像形成装置の概略構成図。 現像装置内環境センサの構成を示すブロック図。 転写バイアス制御のブロック図。 転写電流と転写効率との関係を示す図。 転写バイアス制御のフローチャート。 画像形成回数と中間転写ベルトの光沢度との関係を示す図。 ウェブの長手方向位置と反射濃度との関係を示す図。 本発明の第２の実施形態に係る画像形成装置の一部を示す概略構成図。 本発明の第３の実施形態に係る画像形成装置の概略構成図。

＜第１の実施形態＞
［画像形成装置の全体構成］
本発明の第１の実施形態について、図１ないし図７を用いて説明する。まず、図１により本実施形態の画像形成装置の概略構成について説明する。なお、本実施形態の画像形成装置は、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（ｋ）の各色の画像形成ステーションを有するタンデム型である。各画像形成ステーションの基本的構成及び作用は同様であるため、以下の説明では、代表してイエローの画像形成ステーションの構成を説明する。他の画像形成ステーションについては、イエローの画像形成ステーションと同一の構成及び作用の部材には同じ番号を付し、各ステーションを示す添え字を変更する。

像担持体として、例えば表層がＯＰＣ（有機光半導体）からなる円筒型の電子写真感光体（以下「感光ドラム」と称する。）１Ｙは、矢印Ａ方向へ回転駆動される。２Ｙは、感光ドラム１Ｙの表面を一様均一に帯電する帯電装置である。所定のバイアスが印加された帯電装置２Ｙは、感光ドラム１Ｙ表面を所定の電位に帯電する。帯電された感光ドラム１Ｙは、露光装置３Ｙによる露光光（レーザ光等）による露光が行われて、不図示のイメージスキャナー、コンピュータ等の外部機器から入力される画像情報に対応した静電潜像が形成される。

現像装置４Ｙは、装置を構成する容器内にトナーを充填してあり、現像ローラで帯電したトナーを用いて静電潜像の現像を行い、静電潜像に対応したトナー像を、感光ドラム１Ｙ表面に形成する。感光ドラム１Ｙ上のトナー像は、感光ドラム１Ｙと一次転写手段である一次転写ローラ５Ｙとの一次転写部Ｔ１Ｙにおいて、一次転写ローラ５Ｙにより、感光ドラム１Ｙの周速とほぼ同速度で回転している中間転写体である中間転写ベルト６上に一次転写される。一次転写ローラ５Ｙには、後述する転写高圧制御回路４３を介してＣＰＵ４２により定電圧制御された高圧（一次転写バイアス）が電源４５から印加され、感光ドラム１Ｙから中間転写ベルト６にトナー像が一次転写される。なお、各感光ドラム１Ｙ・１Ｍ・１Ｃ・１ｋは接地されている。

一次転写後の感光ドラム１Ｙ上の一次転写残トナーは、像担持体クリーニング装置である感光ドラムクリーニング装置１１Ｙにより回収される。感光ドラムクリーニング装置１１Ｙは、例えば、ブレードなどを接触させて感光ドラム１Ｙ上の一次転写残トナーを除去する接触クリーニング装置である。そして、一次転写残トナーが除去された感光ドラム１Ｙは、再び帯電装置２Ｙにより一様均一に帯電されて繰り返し作像に供される。

中間転写ベルト６は、駆動ローラ２２、テンションローラ２０、二次転写用のバックアップローラ２１に張架される。そして、４個の画像形成ステーションＹ・Ｍ・Ｃ・ｋの感光ドラム１Ｙ・１Ｍ・１Ｃ・１ｋに接触しながら、駆動ローラ２０の回転により矢印Ｇ方向に回転駆動される。なお、テンションローラ２０は、不図示の付勢手段により中間転写ベルト６の張力を一定に制御するようにしている。

フルカラーモード（フルカラー画像形成）が選択されている場合は、以上のような作像動作が４個の画像形成ステーションＹ・Ｍ・Ｃ・Ｂｋにて実行される。そして、感光ドラム１Ｙ・１Ｍ・１Ｃ・１Ｂｋ上にそれぞれ形成されたイエロートナー像・マゼンタトナー像・シアントナー像・ブラックトナー像が中間転写ベルト６上に順次多重転写される。なお、色順は上記に限定されず画像形成装置により任意である。

そして、中間転写ベルト６上に多重転写された４色のトナー像は、二次転写手段であるバックアップローラ２１と二次転写ローラ９との二次転写部Ｔ２で、記録材Ｐへ一括して二次転写される。バックアップローラ２１には、後述する転写高圧制御回路４３を介してＣＰＵ４２により定電圧制御された高圧（二次転写バイアス）が電源４６から印加され、中間転写ベルト６から記録材Ｐにトナー像が二次転写される。

また、記録材Ｐは、給紙カセット（不図示）内から一枚分離給送され、レジストローラ対８によって、二次転写部Ｔ２に中間転写ベルト６上の多重転写トナー画像に合わせた所定の制御タイミングで供給される。

本実施形態では、記録材上に画像を形成する画像形成部を上述のように構成している。そして、このような画像形成部により記録材上に形成された画像（トナー像）は、不図示の定着装置により記録材に定着される。即ち、トナー像が転写された記録材Ｐは、定着装置に導入され、記録材Ｐ上のトナー像が加圧・加熱されて記録材Ｐ上にフルカラートナー像が定着される。

二次転写後の中間転写ベルト６の二次転写残トナーは、静電クリーニング装置１２ａ、１２ｂにより静電的に回収除去される。また、静電クリーニング装置１２ａ、１２ｂの中間転写ベルト６の回転方向下流には、ウェブクリーニング装置３７を配置している。そして、ウェブクリーニング装置３７のウェブ３７ａを中間転写ベルト６の表面に接触させ、中間転写ベルト６に付着したトナーの外添材や紙粉などの付着物を除去する。このように、二次転写残トナー及び付着物が除去された中間転写ベルト６は、繰り返し画像形成の一次転写に供される。

［中間転写ベルト］
上述のように、各感光ドラム１Ｙ・１Ｍ・１Ｃ・１Ｂｋ上（像担持体上）に形成されたトナー像が一次転写され、この転写されたトナー像を記録材Ｐに二次転写する中間転写ベルト６は、無端状のベルトにより構成される。また、中間転写ベルト６は表層に弾性層を有する弾性ベルトとして構成されている。具体的には樹脂層、弾性層、表層の３層構造からなる。樹脂層を構成する樹脂材料としては、例えばポリカーボネート，フッ素系樹脂（ＥＴＦＥ，ＰＶＤＦ）、ポリスチレン等を使用することができる。弾性層を構成する弾性材料（弾性材ゴム、エラストマー）としては、ブチルゴム，フッ素系ゴム，アクリルゴム等を使用することができる。表層の材料は特に制限は無いが、中間転写ベルト６表面へのトナーの付着力を小さくして二次転写性を高めるものが要求される。例えば、ポリウレタン，ポリエステル，エポキシ樹脂等の樹脂材料を用いることができる。もっとも、これら材料に限定する必要はない。

このように、中間転写ベルト６が表層部に弾性層を有することで、文字の中抜けのない、高品位な画像の形成と、転写効率を向上させ、転写残トナー量を低減できること、さらには、厚手のシートおよび凹凸の紙への転写性が向上する。

［二次転写部の構成］
中間転写ベルト６から記録材Ｐにトナー像を二次転写する二次転写部Ｔ２には、前述のように、二次転写ローラ９、バックアップローラ２１が配置されている。二次転写ローラ９は、イオン導電系発泡ゴム（ＮＢＲゴム）により構成された弾性層と、金属性の芯金とから構成される。このような二次転写ローラ９は、例えば、外径が２４ｍｍ，ローラ表面粗さＲｚ＝６．０〜１６．０（μｍ）、抵抗値がＮ／Ｎ（２３℃、５０％ＲＨ）測定、２ｋＶ印加で１Ｅ＋５〜１Ｅ＋８Ωとする。また、本実施形態では二次転写ローラ９は電気的に接地されている。なお、二次転写ローラ９は記録材Ｐの搬送性を考慮すると、表面粗さが１．５μｍ以下になると搬送性が低下してしまう。そのため、二次転写ローラ９の表層の表面粗さＲｚは、Ｒｚ＞１．５μｍに制御することが好ましく、より好ましくはＲｚ＞６μｍに構成する。

また、二次転写ローラ９に隣接した位置にはファーブラシ２５を配置し、このファーブラシ２５の二次転写ローラ９と反対側には金属ローラ２６を配置している。このファーブラシ２５は、二次転写ローラ９に対しカウンターで例えば７５ｒｐｍで回転する。またファーブラシ２５は、例えば毛長４ｍｍ、芯金径１０ｍｍで、全体としての外径が１８ｍｍ、抵抗値がＮ／Ｎ（２３℃、５０％ＲＨ）測定の１００Ｖ印加で１Ｅ＋５〜１Ｅ＋６Ωのものを使用する。このようなファーブラシ２５は、二次転写ローラ９がファーブラシ２５に所定量（例えば１．５〜２ｍｍ）侵入するように配置する。即ち、二次転写ローラ９の外周面とファーブラシ２５の中心との距離が、ファーブラシ２５の毛を含む半径（例えば９ｍｍ）よりも所定量（例えば１．５〜２ｍｍ）小さくなるようにする。

また、金属ローラ２６もファーブラシ２５に所定量進入するように配置される。このような金属ローラ２６は、例えば外径１３ｍｍで、＋０．５〜＋１５μＡで定電流制御された高圧が電源２８から印加されて、二次転写ローラ９の表面に付着したトナーをファーブラシ２５を介して回収除去する。金属ローラ２６に回収されたトナーはブレード２７により除去される。

バックアップローラ２１も、二次転写ローラ９と同様に弾性層と芯金とから構成される。電源４６は、バックアップローラ２１の芯金に接続される。電源４６から二次転写バイアスが印加されることにより、バックアップローラ２１と二次転写ローラ９との間に電流が流れ、中間転写ベルト６上のトナー像が記録材Ｐに二次転写される。なお、電源が接続されるのは、二次転写ローラ９側でも良く、この場合、バックアップローラ２１を接地する。また、二次転写ローラ９のクリーニングは、静電的なものでなくブレードなどを当接させて行っても良い。

［静電クリーニング装置］
上述のように記録材Ｐにトナー像を二次転写した後（二次転写後）に中間転写ベルト６上（中間転写体上）に残存したトナーは、静電クリーニング装置１２ａ、１２ｂにより静電的に除去する。本実施形態の場合、中間転写ベルト６として弾性層を有するものを使用しており、このような中間転写ベルト６は表層が軟らかい。中間転写ベルト６上に残存したトナーを除去するクリーニング部材としてクリーニングブレードもあるが、表層が軟らかい中間転写ベルト６の場合、静電的にトナーの除去を行う静電クリーニング装置が好ましい。

このような静電クリーニング装置１２ａ、１２ｂは、中間転写ベルト６の回転方向に並べて配置され、それぞれファーブラシ１２ａ１、１２ｂ１と金属ローラ１２ａ２、１２ｂ２とを有する。金属ローラ１２ａ２、１２ｂ２には、それぞれ電源１２ａ３、１２ｂ３が接続されている。また、本実施形態の場合、静電クリーニング装置１２ａ、１２ｂと中間転写ベルト６を挟んで対向する位置には、それぞれ対向ローラ１２ａ４、１２ｂ４が中間転写ベルト６と当接するように配置されている。これら対向ローラ１２ａ４、１２ｂ４は接地されている。

また、ファーブラシ１２ａ１、１２ｂ１は、中間転写ベルト６に対しカウンターで例えば７０ｒｐｍで回転する。また、ファーブラシ１２ａ１、１２ｂ１は、例えば、毛長５ｍｍ、芯金径１１ｍｍで、全体としての外径２１ｍｍ、抵抗値がＮ／Ｎ（２３℃、５０％ＲＨ）測定の３００Ｖ印加で１Ｅ＋７〜５Ｅ＋８Ωのものを使用する。このようなファーブラシ１２ａ１、１２ｂ１は、中間転写ベルト６がファーブラシ１２ａ１、１２ｂ１に所定量（例えば１．５〜２ｍｍ）侵入するように配置する。即ち、中間転写ベルト６の外周面とファーブラシ１２ａ１、１２ｂ１の中心との距離が、ファーブラシ１２ａ１、１２ｂ１の毛を含む半径（例えば１０．５ｍｍ）よりも所定量（例えば１．５〜２ｍｍ）小さくなるようにする。

また、金属ローラ１２ａ２、１２ｂ２もファーブラシ１２ａ１、１２ｂ１に所定量進入するように配置される。このような金属ローラ１２ａ２、１２ｂ２は、例えば外径２０ｍｍである。そして、中間転写ベルト６の回転方向上流に配置される静電クリーニング装置１２ａの電源１２ａ３には、例えば−２０００〜−３５００Ｖ（−４５〜−７０μＡ）の定電圧制御された高圧（クリーニングバイアス）が印加される。また、同じく下流に配置される静電クリーニング装置１２ｂの電源１２ｂ３には、例えば＋１０００〜２５００Ｖ（＋５〜＋２５μＡ）の定電圧制御された高圧（クリーニングバイアス）が印加される。即ち、上流に配置される静電クリーニング装置１２ａと下流に配置される静電クリーニング装置１２ｂとで逆の電圧を印加している。

このように静電クリーニング装置１２ａ、１２ｂにそれぞれクリーニングバイアスを印加して、中間転写ベルト６の表面に付着した残存トナーを静電力によりファーブラシ１２ａ１、１２ｂ１に吸着して回収除去する。ファーブラシ１２ａ１、１２ｂ１に回収されたトナーは、金属ローラ１２ａ２、１２ｂ２に回収され、ブレード１２ａ５、１２ｂ５により除去される。

［ウェブクリーニング装置］
上述の静電クリーニング装置１２ａ、１２ｂの中間転写ベルト６の回転方向下流には、ウェブクリーニング装置３７が配置されている。このウェブクリーニング装置３７は、帯状のウェブ３７ａ、当接ロール３７ｂ、供給ロール３７ｃ、巻き取りロール３７ｄとから構成される。このようなウェブクリーニング装置３７は、ウェブ３７ａを中間転写ベルト６に当接させて摺擦することで、中間転写ベルト６上に付着した付着物を除去する。このために、ウェブ３７ａは、供給ロール３７ｃと巻き取りロール３７ｄとに巻き付けられると共に、当接ロール３７ｂに掛け渡される。そして、当接ロール３７ｂによりウェブ３７ａが中間転写ベルト６に対して所定圧（例えば、総圧２．０ｋｇ）で当接する。本実施形態の場合、ウェブクリーニング装置３７は、中間転写ベルト６を介して駆動ローラ２２に対向して配置されるが、対向配置されるローラは駆動ローラ以外の張架ローラでも良い。

ウェブ３７ａの材質としては、不織布、ポリエステル、アクリル、ビニロン、水溶性ビニロン、レーヨン、ナイロン、ポリプロピレン、コットン等から選ばれる１種類あるいは２種類以上を使用することができる。ただし、上記材料に限定されるものではない。トナーから遊離したＳｉＯ_２やＴｉＯ_２などの外添剤は、転写部など、圧のかかる部分で中間転写ベルト６の表面にこすりつけられ付着する。これらは静電クリーニング手段１２ａ、１２ｂでも回収できないので、ウェブクリーニング装置３７のウェブ３７ａによって機械的に除去する。

また、ウェブ３７ａの同じ面を長時間使用すると、ウェブ３７ａが付着物を回収し得る容量を越え、逆に中間転写ベルト６の表面に付着物をこすりつけその付着物除去の能力が下がってしまう。そこで、一定時間が過ぎたらウェブ３７ａを巻き取りロール３７ｄに一定量巻き取ると共に、供給ロール３７ｃから一定量供給し、中間転写ベルト６との当接面を新しくする。本実施形態では、ウェブ３７ａの巻き取りタイミング、及び巻き取り量を、例えばＡ４シート１００枚通紙するごとに５ｍｍ巻き取るように構成している。これにより、中間転写ベルト６の表面に付着した付着物を良好に除去できる。なお、本実施例ではウェブ３７ａを用いたが、中間転写ベルト６に当接し、中間転写ベルト６表面の付着物を内部に捕集する機能を有する構成のものであればよい。

［本体環境センサ］
上述のように構成される画像形成装置の本体内部には、画像形成装置内で現像装置４Ｙ・４Ｍ・４Ｃ・４ｋ外（現像装置外）の温度及び湿度を検知する第１の環境検知手段である本体環境センサ４１を配置している。この本体環境センサ４１は、本体環境検知回路４１ａでセンサ４１により検知された値をＲＯＭに格納された変換テーブルを参照することで絶対水分量を算出している。

［現像装置内環境センサ］
また、各現像装置４Ｙ・４Ｍ・４Ｃ・４ｋ内（現像装置を構成する容器内）には、それぞれの現像装置内の温度及び湿度を検知する第２の環境検知手段である現像装置内環境センサ４０を配置している。この現像装置内環境センサ４０は、例えば、センシリオン（ＳＥＮＳＩＲＩＯＮ）社製温湿度センサＳＨＴ１Ｘシリーズを使用する。このセンサ４０は、図２に示すように、湿度検知デバイスとして静電容量ポリマーのセンシング素子、温度検知デバイスとしてバンドギャップ温度センサを実装している。いずれも１４ビットＡ／Ｄコンバータにカップリングされ、デジタルインターフェースを通じてシリアル出力を行う仕様のＣＭＯＳデバイスである。

温度検知デバイスであるバンドギャップ温度センサは、温度に対して線形に抵抗値が変化するサーミスタを用いることで、その抵抗値から温度を算出している。また、湿度検知デバイスである静電容量ポリマーは、誘電体としてポリマーを挿入したコンデンサである。このような静電容量ポリマーは、湿度に応じてポリマーに吸着する水分量が変化する結果、コンデンサの静電容量（実はセンシリオンのセンサは抵抗値を検出している）が湿度に対して線形に変化することを利用して、静電容量を湿度に変換することで検知している。

このような現像装置内環境センサ４０は、図１に示したように、現像装置４Ｙ・４Ｍ・４Ｃ・４ｋ内のトナーに埋没する位置に配置されていて、常にトナーと近接しながらその温湿度を検知している。そして、現像装置内環境検知回路４０ａを介して、相対湿度を算出している。

［トナー像検知用光学センサ］
また、本実施形態の場合、各色の色ずれ補正を行うために、中間転写ベルト６の各画像形成ステーションとテンションローラ２０との間の表面と対向した位置に、トナー像検知手段であるトナー像検知用光学センサ１７を配置している。この光学センサ１７は、正反射型タイプで、発光部と受光部とを備え、照射した光の反射光量により中間転写ベルト６上のトナー像を検知する。発光部は、光の波長７６０ｎｍのＬＥＤを用いて中間転写ベルト６の表面に対して、例えば３０°の入射角度で配置され、受光部は、発光部により照射された光が中間転写ベルト６の表面に正反射する位置（例えば１５０°）に配置されている。

本実施形態の場合、各画像形成ステーションでパッチ画像を中間転写ベルト６上に形成し、各色のパッチ画像を上述のトナー像検知用光学センサ１７により検知する。そして、この検知結果に基づき、後述する図３に示すように、画像形成制御回路４３を介してＣＰＵ４２により、各画像形成ステーションの画像形成のタイミングを制御し、各色の色ずれを補正するようにしている。

［転写バイアス制御］
次に、本実施形態の転写バイアスの制御に関して説明する。なお、一次転写バイアスの制御と二次転写バイアスの制御は、基本的に同様に行うため、以下の説明では、代表して二次転写バイアスの制御に関して説明する。まず、本実施形態の場合、二次転写手段に印加する転写バイアス及び一次転写手段に印加する一次転写バイアスを制御する制御手段であるＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）４２を有する。ＣＰＵ４２は、図３に示すように、本体環境検知回路４１ａ、現像装置内環境検知回路４０ａ、画像形成制御回路４４、転写高圧制御回路４３と接続されている。このようなＣＰＵ４２は、プログラム制御され、本体環境検知回路４１ａ及び現像装置内環境検知回路４０ａからの機内温度、機内湿度等の信号情報を得て、画像形成制御回路４４へ、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋの各色の画像を形成する画像形成信号が出力される。また、同時に転写高圧制御回路４３へ実行情報を送って適正な転写バイアス制御を実行する。

本実施形態の場合、この転写バイアス制御を次のように行っている。まず、ＣＰＵ４２は、第１の環境検知手段である本体環境センサ４１により検知された値から本体環境検知回路４１ａが算出した機内の絶対水分量（検知結果）に基づいて、二次転写手段に印加すべき転写電流を決定する。即ち、機内の絶対水分量は、二次転写手段を構成する各部材や記録材のインピーダンスに影響を及ぼす。また、この絶対水分量は、現像装置内のトナーの帯電量にも影響を及ぼす。したがって、まずは、本体環境センサ４１の検知結果に基づいて、上述のインピーダンス及びトナーの帯電量を予測して転写電流を決定する。この決定は、例えば、ＣＰＵ４２内に格納された、絶対水分量とインピーダンス及びトナーの帯電量との関係を記憶したテーブルを参照するなどして行う。

但し、本体環境センサ４１でトナーの帯電量を予測した場合、本体環境センサ４１が実際にトナーが格納されている現像装置とは離れている所に設置されているため、実際のトナーの帯電量とズレが生じる。そして、このズレが生じた場合には、適正な転写電流を決定することができない。また、トナーの帯電量は、本体使用後に長期で放置したり、高Ｄｕｔｙ画像を連続で作像された場合等使用モ−ドによって、あらかじめ予測していたトナーの帯電量のテーブル値と大きく食い違う場合が生じてしまう。そして、二次転写の設定値のズレを生じ、残存トナーの帯電量が高い、強抜けを引き起こす原因となる場合もある。

特に、転写電流が転写効率が適正な適正範囲よりも大きくなる場合には、前述したように、転写後に中間転写ベルト６の残存するトナーの帯電量が高くなり、静電クリーニング装置１２ａ、１２ｂによる回収除去を十分に行えなくなる。この点について、図４（Ａ）により説明する。まず、図４（Ａ）は、転写電流ｉと転写効率ηとの関係を示している。この図では、鎖線で挟まれた範囲ｂの転写電流が転写効率が良好な適正範囲である。

ここで、転写電流が適正範囲よりも小さいａの範囲の場合、転写効率が低いため転写後に多量のトナーが残存することになるが、残存トナーの帯電量が高くなることはなく、静電クリーニング装置１２ａ、１２ｂにより回収可能である。一方、転写電流が適正範囲よりも大きいｃの範囲の場合、転写効率が低く転写後に多量のトナーが残存すると共に、残存トナーの帯電量が高くなる。したがって、静電クリーニング装置１２ａ、１２ｂによる回収が困難になる。

このため、本実施形態で問題としているのはｃの範囲であり、本実施形態は、転写電流がこのｃの範囲にならないように制御することを目的としている。そして、本実施形態では、実際にトナーが格納されている現像装置内に第２の環境検知手段である現像装置内環境センサ４０を設置し、よりトナーの帯電量の予測精度の高い相対湿度を検知することで、転写設定を適正に補正可能としている。具体的には、本体環境センサ４１による検知結果に対応した第１のトナー帯電量と、現像装置内環境センサ４０による検知結果に対応した第２のトナー帯電量とを比較する。即ち、ＣＰＵ内には、それぞれのセンサの検知結果に対応したテーブルを格納し、それぞれのテーブルを参照して得られたトナー帯電量を比較する。そして、第２のトナー帯電量が第１のトナー帯電量以下である場合に、その差分に応じて前述のように決定した転写電流が低くなるように補正し、この補正後の転写電流が二次転写手段に印加されるように転写バイアスを制御する。

この点について、図４（Ｂ）により説明する。この図では、現像装置内環境センサ４０の検知結果から予測した第２のトナー帯電量が、本体環境センサ４１の検知結果から予測した第１のトナー帯電量よりも低い場合を示している。即ち、実際のトナーの帯電量に近い第２のトナー帯電量に対して、本体環境センサ４１から予測した第１の帯電量が高い方にずれている場合を示す。同図の実線αは、第１のトナー帯電量に基づく転写電流ｉと転写効率ηとの関係を示し、破線βは、第２のトナー帯電量に基づく転写電流ｉと転写効率ηとの関係を示す。また、実線αで転写電流が適正な範囲をｂα、適正範囲よりも小さい範囲をａα、適正範囲よりも大きい範囲をｃαとする。また、鎖線βで転写電流が適正な範囲をｂβ、適正範囲よりも小さい範囲をａβ、適正範囲よりも大きい範囲をｃβとする。

実線αは、第２のトナー帯電量よりも高い第１のトナー帯電量に基づくものであるから、第２のトナー帯電量に基づく鎖線βよりも転写電流が高くなる範囲に、転写効率が良好な適正範囲ｂαが存在する。即ち、トナー帯電量が高ければ高い転写電流を印加しなければ、トナーの転写が十分に行えないため、転写電流が高い範囲が適正範囲となる。実線αから、本体環境センサ４１から予測した第１のトナー帯電量のみを考慮すれば、転写電流をｉ１とすることになる。

しかし、転写電流ｉ１を印加した場合、第２のトナー帯電量に基づく鎖線βの範囲ｃβとなる。この範囲ｃβは、適正範囲ｂβよりも電流が高い範囲である。上述のように第２のトナー帯電量は実際のトナー帯電量に近いため、このまま転写電流ｉ１を印加した場合、転写効率が良好な適正範囲から外れて、転写後に多量のトナーが残存してしまう。更に、転写電流が高いために残存トナーの帯電量が大きくなってしまう。そこで、本実施形態の場合には、転写電流ｉ１を、鎖線βの適正範囲ｂβの範囲内となる転写電流ｉ２まで下げて、この転写電流ｉ２が印加されるように転写バイアスを制御している。

上述の図４は、本実施形態の転写バイアス制御の概念を説明するものである。したがって、実際には、次のようなフローで制御を行う。この制御について図５により説明する。Ｓ００で画像形成の開始信号を受けた後、Ｓ０１で本体環境センサ４１の検知を開始し、Ｓ０２でそのデータを基に表１より、絶対水分量（相対湿度でも良い）から全色共通の第１のトナー帯電量ＱＭ＿αを算出する。

同時に、Ｓ０３で現像装置内環境センサ４０の検知を開始し、Ｓ０４でそのデータを基に表２より、相対湿度（絶対水分量でも良い）から各色毎の第２のトナー帯電量ＱＭ＿βを算出する。

次に、Ｓ０５で各色毎の環境差トナー帯電量δＱ／Ｍ、即ち、第２のトナー帯電量と第１のトナー帯電量の差分（式１）を算出する。
δＱ／Ｍ ＝ ＱＭ＿β − ＱＭ＿α −−− （式１）

本実施形態では、現像装置内の第２のトナー帯電量が、本体環境センサ４１から予測した第１のトナー帯電量よりも低いことにより、二次転写設定のアンマッチになり、強抜けすることを防ぐのが目的である。したがって、式１でδＱ／Ｍの値が０〜マイナス側、即ち、第２のトナー帯電量が第１のトナー帯電量以下である場合に転写バイアスの補正を実行する。

実際にδＱ／Ｍを算出した例を挙げると、本体環境が２０℃／６０％であった場合に、本体環境センサ４１が８．７３ｇ／ｋｇＤｒｙＡｉｒを検知する。そして、表１よりＱＭ＿αを３０と算出する。そして、この表１で決定した第１のトナー帯電量から二次転写手段の構成部材や記録材Ｐのインピーダンスに応じた転写電流が決定される。ここで、転写電流を本体環境センサ４１の検知結果により決定するのは、バックアップローラ２１や二次転写ローラ９の構成部材、記録材Ｐに関するインピーダンスは、本体環境センサ４１の検知結果により予測した方が正確なためである。即ち、現像装置内環境センサ４０は現像装置内に配置されており、現像装置内と外とでは環境が異なるので、現像装置内環境センサ４０の検知結果からは正確なインピーダンスの予測は難しい。これに対して、本体環境センサ４１は、現像装置外に配置され、二次転写手段や記録材Ｐが存在する環境を検知できるため、この本体環境センサ４１の検知結果に基づいて上述のインピーダンスを予測した方が正確である。

一方で、現像装置内環境センサ４０が検知を開始し、現像装置内の環境が３０℃／４５％を検知したとすると、表２より、相対湿度からＱＭ＿βが２７と算出される。そして式１より、２７−３０＝−３で、δＱ／Ｍ＝−３が得られる。

Ｓ０６で算出されたδＱ／Ｍの値からＭ、Ｃ、Ｙ、ｋの各色で環境差トナー帯電量δＱ／Ｍを算出し、マイナス側に一番大きいものを環境差トナー帯電量として採用する。そして、Ｓ０７で表３のテーブルに基づき、転写電流の変更を行う。即ち、本体環境センサ４１による検知結果と、現像装置内環境センサ４０による検知結果とを比較し、その差分に応じた補正値（環境差トナー帯電量に応じた転写電流）を前述の決定した転写電流に加える。具体的には、環境差トナー帯電量に応じた転写電流（低下分）を前述の決定した転写電流から差し引く。

表３では、変更範囲をゾーン１〜ゾーン５と５段階に区切っている。上記の例で求めたδＱ／Ｍ＝−３から、転写電流の設定を見直してみると、表３のテーブルより、δＱ／Ｍ＝−３はゾーンが「３」に該当する。このため、初めに表１の絶対水分量を検知することで決定した転写電流の値から１０μＡ下げる補正をする。即ち、第１のトナー帯電量と第２のトナー帯電量の差分に応じた所定値を、本体環境センサ４１による検知結果に基づいて決定した転写電流から差し引き、この差し引いた後（補正後）の転写電流を印加するようにしている。本実施形態は、転写バイアスを定電圧により制御している。したがって、補正後の転写電流が二次転写手段に流れるような電圧を印加するように制御する。

なお、前述したように、各感光ドラムから中間転写ベルト６へトナー像の転写を行う一次転写手段においても、現像装置内環境センサ４０の検知結果を活用した転写高圧制御を施す。また、環境差トナー帯電量δＱ／Ｍがプラス側である場合に、その差分に応じて転写電流が高くなるように補正するようにしても良い。これにより、第２のトナー帯電量が本体環境センサ４１の検知に基づく第１のトナー帯電量よりも大きい場合でも、転写効率を良好にできる。転写効率を良好にできれば、残存トナーを少なくして静電クリーニング装置１２ａ、１２ｂによる除去を安定して十分に行える。

本実施形態によれば、現像装置内の環境に応じて転写電流を補正可能であるため、現像装置内と外とで環境が異なっても転写効率を良好にでき、転写後に残存するトナーを低減できる。この結果、静電クリーニング装置１２ａ、１２ｂにより残存トナーの除去を安定して十分に行え、画像不良などが生じることを低減できる。

特に、二次転写バイアスが現像装置内のトナー帯電量に応じた適正範囲よりも大きくなることを防止して、帯電量が大きいトナーが二次転写後に残存することを低減できる。即ち、現像装置内外の環境の不一致により、本体環境センサ４１の検知結果に基づく第１のトナー帯電量よりも、現像装置内環境センサ４０の検知結果に基づく第２のトナー帯電量が小さい場合でも、転写電流を適正にできる。この結果、二次転写後に多量のトナーが残存することを低減できると共に、残存したトナーの帯電量が大きくなることを防止して、静電クリーニング装置１２ａ、１２ｂにより残存トナーの除去を安定して十分に行え、画像不良などが生じることを低減できる。

また、一次転写バイアスも現像装置内のトナー帯電量に応じた適正範囲よりも大きくなることを防止して、一次転写後に各感光ドラムに残存するトナーの量を低減できる。言い換えれば、転写効率を良好にできる。また、残存トナーの帯電量が大きくなることを防止できるため、残存トナーと感光ドラムとの静電吸着力を低減して、感光ドラムクリーニング装置１１による残存トナーの回収除去を十分に行える。

なお、本実施形態の場合、決定した転写電流が、第２のトナー帯電量に基づく転写効率の良好な範囲内にあっても、第１のトナー帯電量が第２のトナー帯電量よりも高ければ、第２のトナー帯電量に基づく転写効率が良好な範囲で転写電流を下げるようにしている。更に、第１のトナー帯電量と第２のトナー帯電量が同じであっても、第２のトナー帯電量に基づく転写効率が良好な範囲で転写電流を下げるようにしている。これにより、不可避的に生じる残存トナーの帯電量が高くなることをより確実に防止して、静電クリーニング装置１２ａ、１２ｂ又は感光ドラムクリーニング装置１１による残存トナーの回収除去をより確実に行える。

また、二次転写後の残存トナーを静電クリーニング装置１２ａ、１２ｂにより十分に回収除去できれば、下流に存在するウェブクリーニング装置３７に多量のトナーが搬送されることを防止できる。そして、トナーの外添材などをウェブクリーニング装置３７に十分除去できる。

更に、ウェブクリーニング装置３７により外添材などを十分除去できれば、中間転写ベルト６の表面状態が変化することを抑えられる。この結果、トナー像検知用光学センサ１７によるパッチ画像の検知精度の低下を抑え、色ずれ補正を安定して行える。

［実施例１］
次に、このような本実施形態の効果を確認した実験について説明する。実験では、本体環境センサ４１によるトナー帯電量の予測のみにより制御を行った場合を比較例とした。また、上述の実施形態のように本体環境センサ４１と現像装置内環境センサ４０とによりトナー帯電量を予測して制御を行った場合を実施例１とした。そして、それぞれについて以下のように実験を行った。

また、実験の方法は、実際の製品を使用して画像形成回数を繰り返して行ない、その時の中間転写ベルト６の光沢度（グロス）とウェブクリーニング装置３７のウェブ３７ａの汚れ反射濃度とを比較した。中間転写ベルト６のグロスは、日本電色工業株式会社製、ハンディ光沢計ＰＧ１入射角７５°により測定した。ウェブ３７ａの汚れ反射濃度は、Ｘ−Ｒｉｔｅ社製反射濃度計により測定した。条件は、Ａ３の普通紙（８０ｇｆ／ｍ^２）を用いて気温２３℃、湿度５０％の環境で行った。また、画像は、平均画像Ｄｕｔｙが１０％の画像を使用した。実験の結果は図６及び図７に示す。

比較例の場合、画像形成を継続して耐久が進む（画像形成回数が多くなる）と、図６に破線で示すように、中間転写ベルト６のグロスが下がってくる。するとトナー像検知用光学センサ１７の誤検知領域に達し、画像制御用のパッチの検出が困難になる。この場合、ＪＯＢを停止させ、且つウェブ３７ａを回転させて新しくし、更に、中間転写ベルト６を空回転させ中間転写ベルト６上に付着した外添剤を除去しなければならず、生産性を落とすことになる。

また、更に耐久が進み、グロスが最初の値に対して約３５〜４０％にもなると、外添剤が強固に中間転写ベルト６に付着する。そして、前述のようにウェブ３７ａを新しくし、中間転写ベルト６を空回転させても、中間転写ベルト６に付着した外添剤を除去することが困難になる。この結果、中間転写ベルト６のグロスを、トナー像検知用光学センサ１７の誤検知領域以上には回復できず、中間転写ベルト６の交換が必要になってしまう。

中間転写ベルト６のグロスが下がる理由は以下である。静電クリーニング装置１２ａ、１２ｂを通過した大量のトナーが、ウェブ３７ａまで到達し、ウェブ３７ａで大量のトナーが塞き止められる。このような状態のウェブ３７ａは、中間転写ベルト６上に付着した外添剤を除去する能力が下がり、逆に擦り抜けたトナーの外添剤を中間転写ベルト６に擦りつけてしまう。そして、このままの状態で画像形成を継続すると外添剤が付着し続け、表面の反射光量が低下してしまう。これが中間転写ベルト６のグロスが下がる理由である。

一方、実施例１の場合、図６の実線が示すように、比較例に対して、中間転写ベルト６のグロスの低下がなだらかであることが分かる。この点について説明する、図７に示すように、各サンプルで同様の画像を形成し続けた場合のウェブ３７ａの汚れ量を反射濃度で比較した場合、破線で示す比較例の方が高い反射濃度を示している。この結果、比較例の場合は、静電クリーニング装置１２ａ、１２ｂを通過したトナーが多いことが分かり、中間転写ベルト６のグロスを下がり易くしている。一方、図７に実線で示す実施例１の場合、静電クリーニング装置１２ａ、１２ｂを通過したトナーが少ないことが分かる。この結果、ウェブ３７ａに塞き止められるトナーが少ないので、中間転写ベルト６の表面のグロスが、それ以降平衡を維持でき、以降の画像形成耐久においても、画像制御用のパッチの検出を良好に行うことができることになる。

よって、実施例１によれば、実際のトナー帯電量を精度良く予測し、転写出力にフィードバックすることで、ウェブ３７ａに滞留するトナーの量を軽減できるので中間転写ベルト６の反射率を維持できる。この結果、画像形成制御用のパッチを精度よく検知でき、画像形成制御を高安定化できる。

［第２の実施形態］
本発明の第２の実施形態について、図８を用いて説明する。本実施例は、上述の第１の実施形態の静電クリーニング装置を、クリーニングブレード５０ａによる接触クリーニング装置５０に置き換えたものである。また、第１の実施形態のウェブクリーニング装置を省略している。これらの点以外は、第１の実施形態１と同じ構成であるため、重複する図示及び説明を省略若しくは簡略にし、以下、第１の実施形態と異なる部分を中心に説明する。

接触クリーニング装置５０は、駆動ローラ２２と中間転写ベルト６を介して対向した位置に配置される。また、接触クリーニング装置２２は、クリーニングブレード５０ａと、このクリーニングブレード５０ａを中間転写ベルト６に向けて付勢する付勢手段であるばね５０ｂとを有する。クリーニングブレード５０ａは、例えば２ｍｍの厚さからなるウレタンゴムにより板状に形成され、中間転写ベルト６に対してカウンター当接する。当接角度は、クリーニングブレード５０ａの捲れを防止し、かつ均一にトナーを低減させ、すりぬけさせるために、５°〜２５°の範囲が望ましく、例えば２０°とする。また、ばね５０ｂは、固定の部分とクリーニングブレード５０ａとの間に弾性的に圧縮された状態で配置され、このクリーニングブレード５０ａを中間転写ベルト６に所定の当接圧で接触させている。このクリーニングブレード５０ａの当接圧は、例えば１５ｇ／ｃｍ〜３０ｇ／ｃｍが望ましく、例えば１８ｇ／ｃｍとする。

このように構成される本実施形態の場合も、上述の第１の実施形態と同様に二次転写手段に印加する二次転写バイアスを制御する。これにより、二次転写後に残存するトナーの量を低減できると共に、残存トナーの帯電量を小さくできる。残存トナーの帯電量が小さければ、残存トナーと中間転写ベルト６との吸着力が小さく、この残存トナーを接触クリーニング装置５０による除去を十分に行える。

［実施例２］
次に、このような本実施形態の効果を確認した実験について説明する。実験は、上述のように接触クリーニング装置５０を使用した構成で、実施例１の場合と同様に行った。即ち、比較例は、本体環境センサ４１（図１参照）によるトナー帯電量の予測のみにより制御を行った場合である。また、実施例２は、本体環境センサ４１（図１参照）と現像装置内環境センサ４０（図１参照）とによりトナー帯電量を予測して制御を行った場合である。

また、実験の方法は、実際の製品を使用して画像形成回数を繰り返して行ない、その時の中間転写ベルト６の光沢度（グロス）を比較した。中間転写ベルト６のグロスは、日本電色工業株式会社製、ハンディ光沢計ＰＧ１入射角７５°により測定した。条件は、Ａ３の普通紙（８０ｇｆ／ｍ^２）を用いて気温２３℃、湿度５０％の環境で行った。また、画像は、平均画像Ｄｕｔｙが１０％の画像を使用した。

この結果、実施例１の時と同様に、図６の破線が示すように、比較例の場合は、中間転写ベルト６表面への外添剤付着レベルが悪化し、グロスが低下した。この原因に対して、以下のことが考えられる。転写電流に対してトナー平均帯電量が低下すると、二次転写部で、トナー帯電量以上の電荷の授受が行なわれ、転写効率は低下する。特に、中間転写ベルト６上に残留したトナーの平均帯電量は、電荷がマイナスからプラスへと反転した状態で残留している。この強抜けトナーは、平均帯電量が高いために、通常の転写残トナーよりも静電吸着力が強く、クリーニングブレード５０ａのエッジ部でのクリーニング性が低下する。更に、転写残トナー自体は、クリーニングブレード５０ａで除去できたとしても、外添剤はクリーニングブレード５０ａをすり抜けやすく、中間転写ベルト６のグロスを低下させてしまう。よって、中間転写ベルト６の表面のグロスをある一定以上レベルに保ちつづけるには、二次転写部で常に転写状態を最適にすることが必要である。

一方、実施例２の場合は、図６の実線が示すように、比較例に対して中間転写ベルト６のグロスの低下がなだらかであることが分かる。したがって、実施例２によれば、トナー帯電量を精度良く予測し、転写出力にフィードバックすることで、クリーニングブレード５０ａに滞留するトナーの量を軽減できる。そして、像担持体上の反射率を維持でき、結果、画像形成制御用のパッチ精度よく検知でき、画像形成制御を高安定化できる。

［第３の実施形態］
本発明の第３の実施形態について、図９を用いて説明する。本実施形態は、中間転写方式である上述の第１、第２の実施形態と異なり、本発明を直接転写方式の画像形成装置に適用したものである。転写バイアスの制御や各センサの構成及び配置に関しては、上述の第１、第２の実施形態と同様である。まず、画像形成装置の概略構成について説明する。

像担持体として、例えば表層がＯＰＣ（有機光半導体）からなる円筒型の電子写真感光体（以下「感光ドラム」と称する。）１は、矢印Ａ方向へ回転駆動される。２は、感光ドラム１の表面を一様均一に帯電する帯電装置である。所定のバイアスが印加された帯電装置２は、感光ドラム１表面を所定の電位に帯電する。帯電された感光ドラム１は、露光装置３による露光光（レーザ光等）による露光が行われて、不図示のイメージスキャナー、コンピュータ等の外部機器から入力される画像情報に対応した静電潜像が形成される。

現像装置４は、現像ローラで帯電したトナーを用いて静電潜像の現像を行い、静電潜像に対応したトナー像を、感光ドラム１表面に形成する。感光ドラム１上のトナー像は、感光ドラム１と転写ローラ５との転写部Ｔにおいて、記録材Ｐに転写される。転写ローラ５には、転写高圧制御回路４３を介してＣＰＵ４２により定電圧制御された高圧（転写バイアス）が電源４５から印加され、感光ドラム１から記録材Ｐにトナー像が転写される。なお、感光ドラム１は接地されている。本実施形態の場合、転写ローラ５と電源４５とにより転写手段を構成する。

転写後の感光ドラム１上の転写残トナーは感光ドラムクリーニング装置１１により回収される。感光ドラムクリーニング装置１１は、例えば、ブレードなどを接触させて感光ドラム１上の転写残トナーを除去する接触クリーニング装置である。そして、転写残トナーが除去された感光ドラム１は、再び帯電装置２により一様均一に帯電されて繰り返し作像に供される。

また、記録材Ｐは、給紙カセット（不図示）内から一枚分離給送され、不図示のレジストローラ対によって、転写部Ｔに感光ドラム１上のトナー画像に合わせた所定の制御タイミングで供給される。

本実施形態では、記録材上に画像を形成する画像形成部を上述のように構成している。そして、このような画像形成部により記録材上に形成された画像（トナー像）は、不図示の定着装置により記録材に定着される。即ち、トナー像が転写された記録材Ｐは、定着装置に導入され、記録材Ｐ上のトナー像が加圧・加熱されて記録材Ｐ上にトナー像が定着される。

また、転写手段に印加する転写バイアスを制御する制御手段であるＣＰＵ４２は、前述の図３に示すように、本体環境検知回路４１ａ、現像装置内環境検知回路４０ａ、画像形成制御回路４４、転写高圧制御回路４３と接続されている。本体環境検知回路４１ａは、画像形成装置内で現像装置４外に配置される。現像装置内環境検知回路４０ａは、現像装置４内に配置される。このようなＣＰＵ４２は、プログラム制御され、本体環境検知回路４１ａ及び現像装置内環境検知回路４０ａからの機内温度、機内湿度等の信号情報を得て、画像形成制御回路４４へ画像を形成する画像形成信号が出力される。また、同時に転写高圧制御回路４３へ実行情報を送って適正な転写バイアス制御を実行する。

本実施形態の場合、この転写バイアス制御を次のように行っている。まず、ＣＰＵ４２は、第１の環境検知手段である本体環境センサ４１により検知された値から本体環境検知回路４１ａが算出した機内の絶対水分量（検知結果）に基づいて、転写手段に印加すべき転写電流を決定する。この決定は、例えば、ＣＰＵ４２内に格納された、絶対水分量とインピーダンス及びトナーの帯電量との関係を記憶したテーブルを参照するなどして行う。

また、本実施形態では、実際にトナーが格納されている現像装置内に第２の環境検知手段である現像装置内環境センサ４０を設置し、よりトナーの帯電量の予測精度の高い相対湿度を検知することで、転写設定を適正に補正するようにしている。具体的には、本体環境センサ４１による検知結果に対応した第１のトナー帯電量と、現像装置内環境センサ４０による検知結果に対応した第２のトナー帯電量とを比較する。即ち、ＣＰＵ内には、それぞれのセンサの検知結果に対応したテーブルを格納し、それぞれのテーブルを参照して得られたトナー帯電量を比較する。そして、第２のトナー帯電量が第１のトナー帯電量以下である場合に、その差分に応じて前述のように決定した転写電流が低くなるように補正し、この補正後の転写電流が転写手段に印加されるように転写バイアスを制御する。

このような本実施形態によれば、転写バイアスを現像装置４内のトナー帯電量に応じた適正範囲よりも大きくなることを防止して、転写後に感光ドラム１に残存するトナーの量を低減できる。言い換えれば、転写効率を良好にできる。また、残存トナーの帯電量が大きくなることを防止できるため、残存トナーと感光ドラム１との静電吸着力を低減して、感光ドラムクリーニング装置１１による残存トナーの回収除去を十分に行える。その他の構成及び作用は、前述の第１、第２の実施形態と同様である。

なお、上述の各実施形態では、本体環境センサ４１による検知結果に対応した第１のトナー帯電量と、現像装置内環境センサ４０による検知結果に対応した第２のトナー帯電量とのそれぞれのテーブルを有する構成について説明した。但し、本発明は、このようなトナー帯電量を求めずに、直接、本体環境センサ４１による検知結果と現像装置内環境センサ４０による検知結果とを比較して、転写電流を補正するようにしても良い。例えば、本体環境センサ４１により検知する湿度と、現像装置内環境センサ４０により検知する湿度との差分に応じた転写電流の補正値を予め求めておく。そして、この補正値と湿度差との関係から直接、転写電流を補正する。より具体的には、現像装置内環境センサ４０により検知した湿度が、本体環境センサ４１により検知した湿度以上である場合に、その湿度差に応じて、転写電流が低くなるように補正する。

また、上述の各実施形態では、タンデム型の中間転写式の画像形成装置、又は、単色の直接転写式の画像形成装置について説明したが、本発明は、これら以外の、フルカラーの直接転写式の画像形成装置など、種々の画像形成装置に適用可能である。

１、１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１ｋ・・・感光ドラム（像担持体）、４、４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４ｋ・・・現像装置、５、５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５ｋ・・・一次転写ローラ（一次転写手段）、６・・・中間転写ベルト（中間転写体）、１１、１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１ｋ・・・感光ドラムクリーニング装置（像担持体クリーニング装置、接触クリーニング装置）、１２ａ、１２ｂ・・・静電クリーニング装置、１７・・・トナー像検知用光学センサ（トナー像検知手段）２１・・・バックアップローラ（二次転写手段）、３７・・・ウェブクリーニング装置、４０・・・現像装置内環境センサ（第２の環境検知手段）、４１・・・本体環境センサ（第１の環境検知手段）、４２・・・ＣＰＵ（制御手段）、５０・・・接触クリーニング装置、Ｐ・・・記録材

Claims (8)

1. 像担持体と、該像担持体上に形成された静電潜像をトナーで現像する現像装置と、該像担持体上に形成されたトナー像が一次転写される中間転写体と、該トナー像を該中間転写体から記録材に二次転写するための転写バイアスを印加する二次転写手段と、二次転写後に前記中間転写体上に残存したトナーを除去するクリーニング装置と、を備えた画像形成装置において、
   画像形成装置内で前記現像装置外の温度及び湿度を検知する第１の環境検知手段と、
   前記現像装置内の温度及び湿度を検知する第２の環境検知手段と、
   前記二次転写手段に印加する転写バイアスを制御する制御手段と、を有し、
   前記制御手段は、前記第１の環境検知手段の検知結果に基づいて前記二次転写手段に印加すべき転写電流を決定し、前記第１の環境検知手段による検知結果と、前記第２の環境検知手段による検知結果とを比較し、その差分に応じた補正値を、前記第１の環境検知手段の検知結果に基づいて決定した前記転写電流に加えることで前記転写電流を補正可能である、
   ことを特徴とする画像形成装置。
2. 前記制御手段は、前記第１の環境検知手段による検知結果に対応した第１のトナー帯電量と、前記第２の環境検知手段による検知結果に対応した第２のトナー帯電量とを比較し、該第２のトナー帯電量が前記第１のトナー帯電量以下である場合に、その差分に応じて前記転写電流が低くなるように補正する、
   ことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記中間転写体上に転写されたトナー像を、照射した光の反射光量により検知するトナー像検知手段を有する、
   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. 前記クリーニング装置によりトナーを除去した後に、前記中間転写体に接触して該中間転写体に付着した付着物を除去するウェブクリーニング装置を有する、
   ことを特徴とする請求項１ないし３のうちの何れか１項に記載の画像形成装置。
5. 像担持体と、該像担持体上に形成された静電潜像をトナーで現像する現像装置と、該像担持体上に形成されたトナー像を中間転写体又は記録材に転写するための転写バイアスを印加する転写手段と、転写後に前記像担持体上に残存したトナーを除去する像担持体クリーニング装置と、を備えた画像形成装置において、
   画像形成装置内で前記現像装置外の温度及び湿度を検知する第１の環境検知手段と、
   前記現像装置内の温度及び湿度を検知する第２の環境検知手段と、
   前記転写手段に印加する転写バイアスを制御する制御手段と、を有し、
   前記制御手段は、前記第１の環境検知手段の検知結果に基づいて前記転写手段に印加すべき転写電流を決定し、前記第１の環境検知手段による検知結果と、前記第２の環境検知手段による検知結果とを比較し、その差分に応じた補正値を、前記第１の環境検知手段の検知結果に基づいて決定した前記転写電流に加えることで前記転写電流を補正可能である、
   ことを特徴とする画像形成装置。
6. 前記制御手段は、前記第１の環境検知手段による検知結果に対応した第１のトナー帯電量と、前記第２の環境検知手段による検知結果に対応した第２のトナー帯電量とを比較し、該第２のトナー帯電量が前記第１のトナー帯電量以下である場合に、その差分に応じて前記転写電流が低くなるように補正する、
   ことを特徴とする請求項５に記載の画像形成装置。
7. 前記クリーニング装置又は前記像担持体クリーニング装置は、トナーを静電力により吸着して除去する静電クリーニング装置である、
   ことを特徴とする請求項１ないし６のうちの何れか１項に記載の画像形成装置。
8. 前記クリーニング装置又は前記像担持体クリーニング装置は、前記像担持体又は前記中間転写体に接触してトナーを除去する接触クリーニング装置である、
   ことを特徴とする請求項１ないし７のうちの何れか１項に記載の画像形成装置。

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