JP5847447B2

JP5847447B2 - 画像形成装置

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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、特に、トナー像を像担持体から記録材に転写する転写部材をクリーニングする構造に関する。

画像形成装置では、同じ画像を複数枚出力したとき濃度・色味に対し初期から最終枚の画像までが同じように見える要求が高まりつつある。そこで、非画像位置に調整用トナー像（パッチ）を形成して、画像制御を行う構造が従来から知られている。例えば、画像と画像との間（紙間）にパッチを形成する構造が知られている（特許文献１参照）。また、図１３に示すように、形成されるトナー像と幅方向に並べてパッチを形成する構造も知られている（特許文献２、３参照）。

このようなパッチは、感光ドラムや中間転写ベルトなどの像担持体上に形成された後、像担持体から記録材にトナー像を転写させるための転写ローラなどの転写部材が存在する位置を通過する。この際、パッチが転写部材に転写されないように、転写部材を像担持体から離間させる構造が従来から知れている。また、転写部材を離間させずに、このパッチが転写ローラに付着することを許容し、転写部材に付着したトナーをクリーニングする構造も知られている（特許文献４、５参照）。

例えば、転写ローラに摺接するようにファーブラシを設け、バイアスローラを介してトナーと逆極性のバイアスをファーブラシに印加することにより、転写ローラに付着したトナーをファーブラシに転移させる。そして、ファーブラシに転移したトナーは更にバイアスローラに転移し、バイアスローラに付着したトナーをブレードなどにより掻き落とす。

特開２００３−２０２７１１号公報特開２００６−９１１７９号公報特開２００７−４７５５４号公報特開２００４−３０９６９６号公報特開２００８−８９６５７号公報

ところで、パッチをトナー像と幅方向に並べて形成する場合、このトナー像を記録材に転写する際に、パッチの一部または全部のトナー（パッチトナー）が転写部材に転写される。即ち、トナー像とパッチとが像担持体表面の幅方向並べて形成されるため、トナー像を記録材に転写するために転写電圧を印加すると、トナー像が記録材に転写されると共に、パッチトナーが転写部材に転写される。転写部材に転写されたパッチトナーは、ファーブラシにトナーと逆極性のバイアスを印加することにより、このファーブラシに回収されるが、この際、ファーブラシに印加するバイアスによっては、トナーの回収が十分に行えない可能性がある。

即ち、上述のように、パッチトナーは、トナー像を記録材に転写する電圧の影響を受ける。転写電圧は、環境や記録材の種類などにより変化するため、転写部材に転写されたパッチトナーの帯電量は、この転写電圧の変化の影響を受ける。したがって、ファーブラシに印加する電流値を転写電圧に拘らず一定とすると、パッチトナーの帯電量に対して電流値を適切に設定できない。具体的には、パッチトナーの帯電量に対して電流値が小さ過ぎると、電界不足を起こしてトナーをファーブラシに十分に回収できない。また、パッチトナーの帯電量に対して電流値が大き過ぎると、トナーの極性が反転してしまい、やはり、トナーをファーブラシに十分に回収できない。転写部材からトナーを十分に回収できなければ、転写部材を通過する記録材の裏面が汚れてしまう。

本発明は、このような事情に鑑み、記録材に転写されるトナー像の幅方向に並べてパッチを形成する構成で、転写電圧の変化に拘らず、転写部材に付着したトナーの回収を十分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、負極性に帯電したトナーにより前記像担持体にトナー像を形成するトナー像形成手段と、電圧が印加されることにより前記像担持体上のトナー像を記録材に転写する転写部材と、前記像担持体に形成された調整用トナー像を検知する検知手段と、前記検知手段の出力に応じて前記トナー像形成手段のトナー像形成条件を調整する調整手段と、トナーと逆極性の電圧が印加されることにより前記転写部材を静電的にクリーニングするクリーニング手段と、を有し、前記トナー像形成手段は、前記像担持体の回転軸線方向において記録材に転写されるトナー像に並べて調整用トナー像を形成可能である画像形成装置において、前記転写部材に印加される電圧が第一の転写電圧のときに前記クリーニング手段に流れる電流値の絶対値が、前記転写部材に印加される電圧の絶対値が前記第一の転写電圧よりも小さい第二の転写電圧のときに前記クリーニング手段に流れる電流値の絶対値よりも小さくなるように、前記クリーニング手段に印加する電圧或いは電流を制御する制御手段を有する、ことを特徴とする画像形成装置にある。

本発明によれば、記録材に転写されるトナー像の幅方向に並べてパッチを形成する構成で、転写電圧の変化に拘らず、転写部材に付着したトナーの回収を十分に行える。即ち、負極性のトナーの場合、転写電圧が大きいと電荷の注入が多くなり、パッチトナーの帯電量が低下するため、流れる電流値を小さくすることにより、適切に転写部材をクリーニングできる。

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を示す模式図。感光ドラム上のパッチの形成位置を示す模式図。パッチの検知により画像形成条件の調整を行うための制御ブロック図。クリーニングバイアスを決定するフロー図。厚紙、普通紙、紙間における転写電圧、パッチに流れる電流、トナー帯電量、クリーニング（ＣＬＮ）電流の関係を示す図。普通紙、紙間、厚紙に画像形成を行った場合のクリーニング電流を示す図。各トナー帯電量における、ＣＬＮ電流とクリーニング（ＣＬＮ）残濃度との関係を示す図。トナー帯電量とＣＬＮ電流との関係を示す図。転写バイアスとＣＬＮ電流との関係を示す図。第１の実施形態の効果を確認するために行った実験の結果を示す図。本発明の第２の実施形態に係る画像形成装置の概略構成を示す模式図。中間転写ベルト上のパッチの形成位置を示す模式図。パッチをトナー像と幅方向に並べて形成した状態を示す図。

＜第１の実施形態＞
本発明の第１の実施形態について、図１ないし図１０を用いて説明する。まず、図１を用いて本実施形態の画像形成装置について説明する。

［画像形成装置］
符号１は感光ドラム（像担持体）であり、矢線Ａ方向へ回転し、その表面は帯電装置２により一様に帯電される。符号３は画像情報に基づいて露光する露光装置である。周知の電子写真プロセスによって画像情報に応じた静電潜像が感光ドラム１に形成される。現像装置４ｋはブラック（ｋ）トナーを内包する。前述の静電潜像はこの現像装置４ｋにより現像され、感光ドラム１面上にトナー像が形成される。静電潜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。本実施形態では、これら帯電装置２、露光装置３、現像装置４ｋによりトナー像形成手段を構成する。また、現像に使用するトナーは、現像装置４ｋで負極性に帯電されている。

感光ドラム１上（像担持体上）の未定着トナー像は、転写部Ｔで記録材７に転写される。転写部Ｔには、転写部材である転写ローラ９が感光ドラム１と対向するように配置されている。そして、転写ローラ９に転写バイアス印加手段である電源２８から所定に制御されたトナーと異なる極性の定電圧バイアス（転写バイアス）を印加することにより、トナー像は感光ドラム１から記録材７に転写される。電源２８から印加される転写バイアスは、転写高圧検知手段２９により検知される。

記録材に安定して良好な転写を行うために、転写バイアス値は、記録材の種類を条件として用いて、常に記録材に流れる電流を一定にするように決定している。転写バイアス値は各条件における最適値を設計時に測定し、転写バイアステーブルとして記憶している。例えば、坪量８０ｇ／ｍ^２の普通紙で２８００Ｖ、２００ｇ／ｍ^２の厚紙で３５００Ｖとする。また、紙間においても同量の電流を流すために２０００Ｖの転写バイアスを設定する。

転写後の感光ドラム１は、一回転毎に表面の転写残トナーがクリーニング装置１１によりクリーニングされる。そして、上述の作像工程が繰り返される。一方、トナー像が転写される記録材７は、レジストローラ８で一旦位置決め停止させた後、所定のタイミングで転写部Ｔへと送り込まれる。トナー像が転写された記録材７は、不図示の搬送部材により不図示の定着器に搬送され、記録材７にトナー像を溶融固着する。

符号１７は、感光ドラム１上で調整用トナー像（パッチ）の濃度を検出するパッチセンサである。調整用トナー像（パッチ）は、図２に示すように、画像安定化制御のために、色や濃度を変化させて副走査方向（感光ドラム表面移動方向、回転方向）に連続形成する。

本実施形態では、トナー像形成手段は、感光ドラム１の回転軸線方向（幅方向、主走査方向）において記録材７に転写されるトナー像に並べて調整用トナー像を形成可能である。このため、図２に示すように、トナー像（出力画像領域１、２）の幅方向に隣接する位置に、複数のパッチを副走査方向に並べて形成している。１つのパッチの形状は、例えば、副走査方向に２０ｍｍ、主走査方向（副走査方向に直交する幅方向）に１６ｍｍである。なお、副走査方向において出力画像領域と紙間領域とを跨ぐ領域の主走査方向延長上にはパッチが形成されないようにした。

このように感光ドラム１上に形成されたパッチの濃度を、パッチセンサ１７により検出しその結果に応じてトナーの画像制御を行う。なお、ここで呼んでいるパッチ濃度は記録材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。パッチはその後に出力画像領域が記録材へ転写されるのにあわせて転写ローラ９に付着する。

符号２５は、クリーニング手段であるファーブラシで転写ローラ９に付着したパッチトナーを、電源２３からバイアスローラ２６を介して印加されたトナーと逆極性のバイアスにより静電クリーニングする。ファーブラシ２５に流れる電流値は、電流計２４により検知する。ファーブラシ２５に印加するバイアスは、後述するように、パッチトナーが転写部Ｔを通過する際の転写ローラ９に印加した転写バイアス値により決める。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。

ここで、本実施形態の転写ローラ９は、例えば、外径８〜１２ｍｍの金属製の芯金と、その外周面に導電性材料層を形成したものであり、外径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。

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である。また、外径３０ｍｍの対向金属ローラに２ｍｍ侵入させて、１００ｒｐｍで回転させながら１００Ｖに電圧を印加した場合の抵抗値が、Ｎ／Ｎ環境（２３℃、５０％ＲＨ）測定で、１Ｅ＋５〜１Ｅ＋１０Ωとなるものを使用する。

バイアスローラ２６は、例えば、外径１３〜２０ｍｍのＳＵＳの金属ローラを使用する。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する。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侵入させ、転写ローラ９に対してはカウンタ回転させ、バイアスローラ２６に対しては順回転させる。

［クリーニングバイアス制御］
次に、転写ローラ９のクリーニング手段であるファーブラシ２５に印加するバイアスの制御について説明する。このバイアスの制御は、図３に示す制御手段及び調整手段である制御部Ｃにより行う。パッチセンサ１７で検知された信号は、Ａ／Ｄ変換回路を通って濃度変換回路に送られ、テーブルを参照することにより信号に対応した濃度値に変換され、ＣＰＵに送られる。また、ＣＰＵには記録材の情報、例えば、厚紙、普通紙などの情報が送られる。そして、ＣＰＵがレーザ出力、転写ローラ９に印加する転写バイアス（転写高圧）などのトナー像形成条件、ファーブラシ２５に印加するクリーニングバイアス（ＣＬＮ高圧）を決定し、それぞれ出力するようにしている。即ち、制御部Ｃは、パッチセンサ１７の出力に応じてトナー像形成条件を調整すると共に、クリーニングバイアスを制御している。

特に、クリーニングバイアスは、図４に示すように決定する。まず、選択された記録材の情報を取得する（Ｓ１０１）。次に、記録材情報とパッチセンサ１７の情報から転写バイアステーブルを参照して、転写ローラ９に印加する転写バイアスを決定する（Ｓ１０２）。そして、転写バイアス値よりファーブラシ２５に印加するクリーニングバイアス（ＣＬＮバイアス）を決める（Ｓ１０３）。

ここで、転写バイアスを各条件で変更するのは記録材が存在する出力画像領域における電流を一定にするためである。したがって、非画像領域に形成したパッチに転写部Ｎで流れる電流は、記録材が存在しない分だけ増加し、かつ記録材の種類により変更される転写バイアスにあわせて変化する。そして、パッチに流れる電流が変化すれば、パッチトナー帯電量も変化する。パッチトナーの帯電量が変化すれば、それをクリーニングするために、ファーブラシ２５に印加する電流値も変化する。本実施形態では、パッチトナーは負極性に帯電しているため、パッチに流れる電流が多いほど電荷が注入され、帯電量が低下する。

図５は、本実施形態での転写バイアスとクリーニング電流（ＣＬＮ電流）との関係を示す。（ａ）が転写バイアスであり記録材種で決定されている。この設定であれば各記録材に流れる電流は５０μＡで一定であり安定した転写が行える。ただしこの条件における記録材の存在しない非画像領域にあるパッチに流れる電流は各記録材に転写する場合によって変化し、（ｂ）の用になる。紙間は記録材がない場合の設定でありこの場合は、記録材がある場合の記録材上の条件と等しくなる。（ｃ）はこの電流が流れた場合の各パッチのトナー帯電量であり、最適条件で転写されトナー帯電量を維持する紙間のパッチに比べ、記録材が存在する場合は強く電流が流れることにより帯電量の絶対値が低下する。

（ｄ）は各パッチのトナー帯電量に最適なＣＬＮ電流である。パッチのトナー帯電量に対しＣＬＮ電流が少ないとＣＬＮ電界不足を起こす。一方、ＣＬＮ電流量が過剰に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で十分に回収ができない。したがって、本実施形態では、制御部Ｃは、次のようにファーブラシ２５に印加する電圧或いは電流を制御している。即ち、転写バイアスが第一の転写電圧のときにファーブラシ２５に流れる電流値の絶対値が、転写バイアスの絶対値が第一の転写電圧よりも小さい第二の転写電圧のときにファーブラシ２５に流れる電流値の絶対値よりも小さくなるようにする。

（ｄ）では、記録材が厚紙の時の転写バイアスが３５００Ｖで、普通紙の時の転写バイアスが２８００Ｖである。即ち、厚紙の時が第一の転写電圧で、普通紙の時が第二の転写電圧である。そして、厚紙の時のクリーニング電流は２μＡで、普通紙の時のクリーニング電流４μＡよりも小さくしている。なお、紙間は記録材が存在しないため、転写バイアスが小さく、パッチに流れる電流も小さい。したがって、パッチトナーの帯電量の低下も小さいため、クリーニング電流が大きくなる。このような本実施形態の記録材とクリーニング電流との関係は、図６に示すようになる。

ここで、トナー帯電量とＣＬＮ電流に対する清掃能力の関係について、図７を用いてより詳しく説明する。まず、パッチに対する最適なＣＬＮ電流は、パッチトナーの帯電量で異なる。図７は縦軸が清掃できずに残ったトナーが記録材（出力紙）に転写及び定着された場合の濃度であり、Ｂで示した視認限界を超えると汚れとして認識され問題となる。視認限界は出力紙に対し濃度差で０．０２程度である。転写ローラ９に付着したパッチトナーの帯電量は転写における高圧設定の影響を受けるため、記録材条件等できまる高圧設定次第で変化する。図８に、トナー帯電量とクリーニング電流との関係を示す。図８から明らかなように、トナー帯電量の絶対値が大きくなるほど、クリーニング電流を大きくする必要があることがわかる。

この結果、図９に示すように、転写バイアス値により最適なＣＬＮ電流が得られる。即ち、転写バイアスの絶対値が大きいほどクリーニング電流を小さくすることにより、最適に転写ローラ９のクリーニングを行える。したがって、本実施形態では、上述したように、普通紙よりも厚紙の方が転写バイアスが大きいため、厚紙の時の方がクリーニング電流を小さくしている。言い換えれば、記録材の厚さが大きくなるほど、ファーブラシ２５に流れる電流値が小さくなるように、ファーブラシ２５に印加する電圧或いは電流を制御している。

このような本実施形態によれば、記録材に転写されるトナー像の幅方向に並べてパッチを形成する構成で、転写電圧（転写バイアス）の変化に拘らず、転写ローラ９に付着したトナーの回収を十分に行える。即ち、負極性のトナーの場合、転写バイアスが大きいと電荷の注入が多くなり、パッチトナーの帯電量が低下する。このため、この帯電量の低下を考慮せずに大きな電流を流すと、パッチトナーの極性が反転し、ファーブラシ２５により十分に回収できなくなる。そこで、本実施形態では、転写バイアスが大きい場合には、パッチトナーの帯電量が低下しているため、パッチトナーに流れる電流値（ＣＬＮ電流）を小さくしている。これにより、ファーブラシ２５で転写ローラ９を適切にクリーニングできる。

本実施形態の効果を確認するために行った実験の結果を図１０に示す。この実験では、クリーニング電流を図５に示したように記録材の種類によって異ならせた本実施形例と、記録材の種類に拘らずクリーニング電流を固定した３つの比較例とで、記録材の裏の汚れを比較した。なお、記録材の裏の汚れが図７に示す視認限界を超えた場合には、汚れが発生しているとし、視認限界を超えていない場合には汚れが発生していないとした。

図１０から明らかなように、本実施例のＣＬＮ電流制御を用いると全ての転写条件のパッチを転写ローラ９から十分に清掃できた。一方、ＣＬＮ電流を固定した比較例の制御を用いると、それぞれ何れかの転写条件のパッチを転写ローラ９から十分に清掃できず、結果、紙裏汚れが発生した。

＜第２の実施形態＞
本発明の第２の実施形態について、図１１及び図１２を用いて説明する。上述の第１の実施形態では、ブラック（ｋ）１色で感光ドラムから記録材に直接転写する単色直接転写方式の構成について説明した。これに対して本実施形態の場合、イエロ（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（ｋ）の４色により画像形成を行っている。また、各色の画像形成ステーションから中間転写ベルトに転写してから記録材に転写するフルカラー中間転写方式を採用している。特に本実施形態は、中間転写ベルトに沿って各色の画像形成ステーションを並べて配置したタンデム型の構造である。

符号１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１ｋは感光ドラム（像担持体）であり、矢線Ａ方向へ回転し、その表面は帯電装置２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２ｋにより一様に帯電される。符号３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３ｋは画像情報に基づいて露光する露光装置である。周知の電子写真プロセスによって画像情報に応じた静電潜像が感光ドラム１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１ｋに形成される。

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。前述の静電潜像はこれら現像装置４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４ｋにより現像され、各感光ドラム１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１ｋ面上にトナー像が形成される。静電潜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、画像形成装置内には不図示の環境センサが搭載されており、温度と相対湿度を検出することにより雰囲気環境の絶対水分量を算出することができる。

また、符号６は各感光ドラム１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１ｋの表面に当接されるように配設された中間転写ベルト（像担持体）であり、複数の張架ローラ２０、２１、２２に張架されて矢印Ｇの方向へ回動するようになっている。本実施形態では、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、張架ローラ２１は二次転写用の対向ローラである。

このような中間転写ベルト６としては、例えば、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たものを用いる。そして、その体積抵抗率を１Ｅ＋８〜１Ｅ＋１３［Ω・ｃｍ］、厚みを０．０７〜０．１［ｍｍ］とする。

本実施形態では、このように、各感光ドラム１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１ｋに対し無端のベルト状の中間転写ベルト６を対向配置している。そして、感光ドラム１Ｙ上の未定着トナー像を１次転写ローラ（１次転写部材）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ドラム１Ｍ、１Ｃ、１ｋ上の未定着トナー像を順次１次転写ローラ５Ｍ、５Ｃ、５ｋにより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次転写後の各感光ドラム１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１ｋは、一回転毎に表面の転写残トナーがクリーニング装置１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１ｋによりクリーニングされる。そして、上述の作像工程が繰り返される。

本実施形態では、各色の画像形成ステーションは、それぞれ感光ドラム１、帯電装置２、露光装置３、現像装置４、１次転写ローラ５、クリーニング装置１１により構成される（Ｙ、Ｍ、Ｃ、ｋの添え字は省略）。そして、これら各画像形成ステーションがトナー像形成手段に相当する。

前述の１次転写ローラ５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５ｋは、中間転写ベルト６の各感光ドラム１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１ｋに対向する１次転写部Ｔ１Ｙ、Ｔ１Ｍ、Ｔ１Ｃ、Ｔ１ｋにおいて、中間転写ベルト６の裏面側に配設されている。そして、各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、感光ドラム１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１ｋ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。

また、記録材７の搬送経路に面した中間転写ベルト６の２次転写部Ｔ２には、２次転写ローラ１０が、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。また、中間転写ベルト６の裏面側に配設された対向ローラ２１が、２次転写ローラ１０の対向電極をなし２次転写バイアスが印加される。本実施形態では、２次転写ローラ１０が転写部材に相当する。

中間転写ベルト６上（像担持体上）のトナー像を記録材７に転写する際、対向ローラ２１には転写バイアス印加手段である電源２８から所定に制御されたトナーと同極性の定電圧バイアス（転写バイアス）が印加される。電源２８から印加される転写バイアスは、転写高圧検知手段２９により検知される。

記録材に安定して良好な転写を行うために、２次転写バイアス値は、記録材の種類と雰囲気環境の絶対水分量を条件として用いて、常に記録材に流れる電流を一定にするように決定している。２次転写バイアス値は各条件における最適値を設計時に測定し、２次転写バイアステーブルとして記憶している。

本実施形態においては、例えば、雰囲気環境の水分量１０ｇ／ｍ^３において、坪量８０ｇ／ｍ^２の普通紙で−２８００Ｖ、２００ｇ／ｍ^２の厚紙で−３５００Ｖとした。また、紙間においても同量の電流を流すために−２０００Ｖの転写バイアスを設定している。更に、２次転写部Ｔ２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ベルトクリーナ１２が設けられている。

また、本実施形態において、記録材７は、レジストローラ８で一旦位置決め停止させた後所定のタイミングで２次転写部Ｔ２に送り込まれる。更に、２次転写後の記録材７を不図示の搬送部材により不図示の定着器へ搬送し、記録材７にトナーを溶融固着するようになっている。

符号１７は、中間転写ベルト６上で調整用トナー像（パッチ）の濃度を検出するパッチセンサである。なお、パッチセンサ１７と対向する中間転写ベルト６の裏側にはローラ１９を当接配置している。調整用トナー像（パッチ）は、図１０に示すように、画像安定化制御のために、色や濃度を変化させて副走査方向（中間転写ベルト表面移動方向、回転方向）に連続形成する。

本実施形態では、トナー像形成手段は、中間転写ベルト６の回転軸線方向（幅方向、主走査方向）において記録材７に転写されるトナー像に並べて調整用トナー像を形成可能である。このため、図１０に示すように、トナー像（出力画像領域１、２）の幅方向に隣接する位置に、複数のパッチを副走査方向に並べて形成している。１つのパッチの形状は、例えば、副走査方向に２０ｍｍ、主走査方向（副走査方向に直交する幅方向）に１６ｍｍである。

なお、副走査方向において出力画像領域と紙間領域の境界から前後５ｍｍの主走査方向延長上にはパッチが形成されないようにした。これは本構成において２次転写ローラ１０と中間転写ベルト６とのニップ（２次転写ニップ）、及び、２次転写ローラ１０と後述するファーブラシ２５とが接触する部分（クリーニングニップ）の長さに対応している。これにより、２次転写バイアス条件が変わるタイミングの２次転写ニップ、及び、クリーニング（ＣＬＮ）バイアスが変わるタイミングのクリーニングニップを避けて、パッチを形成できる。この結果、パッチに流れるそれぞれの電流量を正確に見積もることができる。

このように中間転写ベルト６上に形成されたパッチの濃度を、パッチセンサ１７により検出しその結果に応じてトナーの画像制御を行う。なお、ここで呼んでいるパッチ濃度は記録材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。パッチはその後に出力画像領域が記録材へ転写されるのにあわせて２次転写ローラ１０に付着する。

符号２５は、クリーニング手段であるファーブラシで２次転写ローラ１０に付着したパッチトナーを、電源２３からバイアスローラ２６を介して印加されたトナーと逆極性のバイアスにより静電クリーニングする。ファーブラシ２５に流れる電流値は、電流計２４により検知する。ファーブラシ２５に印加するバイアスは、後述するように、パッチトナーが２次転写部Ｔ２を通過する際の２次転写ローラ１０に印加した２次転写バイアス値により決める。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、１次転写ローラ５及び２次転写ローラ１０の構成は、前述の第１の実施形態の転写ローラ９と同じである。また、ファーブラシ２５、バイアスローラ２６の構成も第１の実施形態と同じである。また、ファーブラシ２５は、２次転写ローラ１０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１０とカウンタ回転させ、バイアスローラ２６とは順回転させる。

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、ファーブラシ２５に印加するクリーニングバイアスを制御する。なお、本実施形態では、２次転写バイアスをトナーと同極性（負極性）とし、対向ローラ２１側から印加するようにしている。したがって、第１の実施形態とは、転写バイアスが負極性となる点で異なるが、その他の関係については、例えば図５に示した場合と同じである。即ち、２次転写バイアスの絶対値が大きくなるほど、クリーニング電流が小さくなるようにする。また、本実施形態の場合も、前述の図１０にその結果を示した実験と同様の実験を行い、図１０に示した結果を同様の結果を得た。その他の構造及び作用は、上述の第１の実施形態と同じである。

＜第３の実施形態＞
本発明の第３の実施形態について説明する。なお、上述の第１、第２の各実施形態では、転写バイアスを定電圧制御した場合について説明したが、本実施形態では、この転写バイアスを目標電流で定電流制御している。以下の説明では、第１の実施形態の図１を参照して説明するが、第２の実施形態についても同様である。

感光ドラム１上の未定着トナー像を記録材７に転写する際、転写ローラ９には、定電流制御された電源２８からトナーと異なる極性の転写バイアスが印加され、トナー像は記録材７に転写される。記録材に安定して良好な転写を行うために、定電流制御のターゲット電流は、記録材の種類及びサイズ（幅）と雰囲気環境の絶対水分量を条件として用いて、常に記録材に流れる電流を一定にするように決定している。

記録材のサイズの影響を受けるのは転写ニップ中の記録材領域（幅）に対し、非記録材領域においてより多くの電流が流れるため、記録材領域が小さいほどターゲット電流（目標電流）を大きくする必要があるからである。ターゲット電流は各条件における最適値を設計時に測定し、ターゲット電流テーブルとして記憶している。

電源２８はターゲット電流を得るバイアスを設定し、これにより記録材に流れる電流を最適にする。転写ローラ９に流れる電流値は、電流計２９ａにより検知する。本実施形態においても第１の実施形態と同様に、記録材７に流れる電流を５０μＡとする。このため、転写バイアスは坪量８０ｇ／ｍ^２の普通紙で２８００Ｖ、２００ｇ／ｍ^２の厚紙で３５００Ｖとなり、紙間においても同量の電流を流すために２０００Ｖの転写バイアスとなる。

このような本実施形態の場合も、第１の実施形態と同様に、２次転写バイアスの絶対値が大きくなるほど、クリーニング電流が小さくなるようにする。このため、記録材の厚さが大きくなるほど、ファーブラシ２５に流れる電流値が小さくなるように、ファーブラシ２５に印加する電圧或いは電流を制御している。また、本実施形態の場合、転写バイアスを定電流制御しているため、転写バイアスは上述のように記録材のサイズ（幅）の影響を受ける。このため、記録材の幅が大きくなるほど、ターゲット電流を小さくし（即ち、第一の転写電流よりも小さい第二の転写電流に設定し）、ファーブラシ２５に流れる電流値が小さくなるように、ファーブラシ２５に印加する電圧或いは電流を制御する。その他の構成及び作用は、前述の第１の実施形態と同様である。

＜その他の実施形態＞
上述の各実施形態では、記録材の厚さや幅などの記録材情報に応じて、クリーニングバイアスを決定していたが、装置内の環境に応じてクリーニングバイアスを制御しても良い。即ち、前述したように、転写バイアスは雰囲気環境の絶対水分量を考慮して決定される。したがって、クリーニングバイアスもこの絶対水分量を考慮して決定した方が、より効率良く転写ローラのクリーニングを行える。したがって、装置内の環境を検知して絶対水分量を算出する環境センサを有する場合、制御部は、次のようにクリーニング手段（ファーブラシ）に印加する電圧或いは電流を制御する。即ち、環境センサにより算出する絶対水分量が小さくなるほど、転写バイアスを小さくし、クリーニング手段に流れる電流値が小さくなるように、クリーニング手段に印加する電圧或いは電流を制御する。なお、好ましくは、このような絶対水分量と、上述した記録材の情報とを合わせて、クリーニング電流に反映させる。

また、上述の各実施形態では、負極性に帯電したトナーを使用した画像形成装置について説明したが、正極性に帯電したトナーを使用する構造にも本発明を適用できる。正極性に帯電したトナーを使用する場合、負極性のトナーと異なり、転写バイアスの絶対値の増加により帯電量が大きくなる。即ち、トナーが正極性であるため、電荷の注入により帯電量が増大する。したがって、正極性のトナーを使用する場合、次のようにクリーニング手段（ファーブラシ）に印加する電圧或いは電流を制御する。転写バイアスが第一の転写電圧のときにファーブラシに流れる電流値の絶対値が、転写バイアスの絶対値が第一の転写電圧よりも小さい第二の転写電圧のときにファーブラシに流れる電流値の絶対値よりも大きくなるようにする。又は、転写バイアスが第一の転写電流のときにファーブラシに流れる電流値の絶対値が、転写バイアスの絶対値が第一の転写電流よりも小さい第二の転写電流のときにファーブラシに流れる電流値の絶対値よりも大きくなるようにする。したがって、例えば、厚紙の時の方が、普通紙の時よりもクリーニング電流を大きくする。言い換えれば、記録材の厚さに対するクリーニング電流の大小関係が、上述の各実施形態と逆になる。その他の定電流制御での記録材の幅に対するクリーニング電流の関係、絶対水分量に対するクリーニングの関係についても、同様に上述の各実施形態と逆になる。

１、１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１ｋ・・・感光ドラム（像担持体）、６・・・中間転写ベルト（像担持体）、７・・・記録材、９・・・転写ローラ（転写部材）、１０・・・２次転写ローラ（転写部材）、１７・・・パッチセンサ（検知手段）、２５・・・ファーブラシ（クリーニング手段）、Ｃ・・・制御部（制御手段、調整手段）

Claims

像担持体と、
負極性に帯電したトナーにより前記像担持体にトナー像を形成するトナー像形成手段と、
電圧が印加されることにより前記像担持体上のトナー像を記録材に転写する転写部材と、
前記像担持体に形成された調整用トナー像を検知する検知手段と、
前記検知手段の出力に応じて前記トナー像形成手段のトナー像形成条件を調整する調整手段と、
トナーと逆極性の電圧が印加されることにより前記転写部材を静電的にクリーニングするクリーニング手段と、を有し、
前記トナー像形成手段は、前記像担持体の回転軸線方向において記録材に転写されるトナー像に並べて調整用トナー像を形成可能である画像形成装置において、
前記転写部材に印加される電圧が第一の転写電圧のときに前記クリーニング手段に流れる電流値の絶対値が、前記転写部材に印加される電圧の絶対値が前記第一の転写電圧よりも小さい第二の転写電圧のときに前記クリーニング手段に流れる電流値の絶対値よりも小さくなるように、前記クリーニング手段に印加する電圧或いは電流を制御する制御手段を有する、
ことを特徴とする画像形成装置。
像担持体と、
負極性に帯電したトナーにより前記像担持体にトナー像を形成するトナー像形成手段と、
電圧が印加されることにより前記像担持体上のトナー像を記録材に転写する転写部材と、
前記像担持体に形成された調整用トナー像を検知する検知手段と、
前記検知手段の出力に応じて前記トナー像形成手段のトナー像形成条件を調整する調整手段と、
トナーと逆極性の電圧が印加されることにより前記転写部材を静電的にクリーニングするクリーニング手段と、を有し、
前記トナー像形成手段は、前記像担持体の回転軸線方向において記録材に転写されるトナー像に並べて調整用トナー像を形成可能である画像形成装置において、
前記転写部材に印加される電流が第一の転写電流のときに前記クリーニング手段に流れる電流値の絶対値が、前記転写部材に印加される電流の絶対値が前記第一の転写電流よりも小さい第二の転写電流のときに前記クリーニング手段に流れる電流値の絶対値よりも小さくなるように、前記クリーニング手段に印加する電圧或いは電流を制御する制御手段を有する、
ことを特徴とする画像形成装置。
前記制御手段は、記録材の厚さが大きくなるほど、前記クリーニング手段に流れる電流値が小さくなるように、前記クリーニング手段に印加する電圧或いは電流を制御する、
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。
前記転写部材に印加される電圧は目標電流で定電流制御され、
前記制御手段は、記録材の幅が大きくなるほど、前記目標電流を小さくし、前記クリーニング手段に流れる電流値が小さくなるように、前記クリーニング手段に印加する電圧或いは電流を制御する、
ことを特徴とする、請求項２に記載の画像形成装置。
装置内の環境を検知して絶対水分量を算出する環境センサを有し、
前記制御手段は、前記環境センサにより算出する絶対水分量が小さくなるほど、前記転写部材に印加する電圧を大きくし、前記クリーニング手段に流れる電流値が小さくなるように、前記クリーニング手段に印加する電圧或いは電流を制御する、
ことを特徴とする、請求項１又は３に記載の画像形成装置。
像担持体と、
正極性に帯電したトナーにより前記像担持体にトナー像を形成するトナー像形成手段と、
電圧が印加されることにより前記像担持体上のトナー像を記録材に転写する転写部材と、
前記像担持体に形成された調整用トナー像を検知する検知手段と、
前記検知手段の出力に応じて前記トナー像形成手段のトナー像形成条件を調整する調整手段と、
トナーと逆極性の電圧が印加されることにより前記転写部材を静電的にクリーニングするクリーニング手段と、を有し、
前記トナー像形成手段は、前記像担持体の回転軸線方向において記録材に転写されるトナー像に並べて調整用トナー像を形成可能である画像形成装置において、
前記転写部材に印加される電圧が第一の転写電圧のときに前記クリーニング手段に流れる電流値の絶対値が、前記転写部材に印加される電圧の絶対値が前記第一の転写電圧よりも小さい第二の転写電圧のときに前記クリーニング手段に流れる電流値の絶対値よりも大きくなるように、前記クリーニング手段に印加する電圧或いは電流を制御する制御手段を有する、
ことを特徴とする画像形成装置。
像担持体と、
正極性に帯電したトナーにより前記像担持体にトナー像を形成するトナー像形成手段と、
電圧が印加されることにより前記像担持体上のトナー像を記録材に転写する転写部材と、
前記像担持体に形成された調整用トナー像を検知する検知手段と、
前記検知手段の出力に応じて前記トナー像形成手段のトナー像形成条件を調整する調整手段と、
トナーと逆極性の電圧が印加されることにより前記転写部材を静電的にクリーニングするクリーニング手段と、を有し、
前記トナー像形成手段は、前記像担持体の回転軸線方向において記録材に転写されるトナー像に並べて調整用トナー像を形成可能である画像形成装置において、
前記転写部材に印加される電流が第一の転写電流のときに前記クリーニング手段に流れる電流値の絶対値が、前記転写部材に印加される電流の絶対値が前記第一の転写電流よりも小さい第二の転写電流のときに前記クリーニング手段に流れる電流値の絶対値よりも大きくなるように、前記クリーニング手段に印加する電圧或いは電流を制御する制御手段を有する、
ことを特徴とする画像形成装置。