(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
潜像担持体と、
前記潜像担持体の移動する表面を帯電せしめる帯電手段と、
前記帯電手段に供給するための帯電バイアスを出力する帯電電源と、
前記帯電手段によって帯電せしめられた前記潜像担持体の表面に潜像を書き込む潜像書込手段と、
前記潜像を現像してトナー像を得る現像手段と、
所定方向に走行するように駆動されて、トナー像が担持される像担持体と、
前記潜像担持体、又は前記像担持体に当接して転写ニップ部を形成する転写回転体と、
前記転写回転体、及び／又は前記像担持体を介して前記転写回転体に当接する転写対向回転体に転写バイアスを印加して、前記転写ニップ部に搬送される記録媒体にトナー像を転写するバイアス印加部と、
前記バイアス印加部を制御する制御部と、
を備える画像形成装置において、
前記潜像担持体又は前記像担持体の表面におけるトナー付着量を検知するトナー付着量検知手段を備え、
前記バイアス印加部は、前記転写回転体に付着したトナーをクリーニングするクリーニングバイアス及び非画像部バイアスを前記転写回転体及び／又は前記転写対向回転体に印加可能に構成され、
前記制御部は、前記転写ニップ部において記録媒体が送出されてから次の記録媒体が送入されるまでの紙間時間に、前記バイアス印加部を制御して前記転写回転体のクリーニングを実施でき、
地肌部に対応する非画像部だけからなる地肌汚れパターンを前記潜像担持体の表面に形成し、前記地肌汚れパターンのトナー付着量を前記トナー付着量検知手段によって検知した結果に基づいて、紙間時間を広げて前記転写回転体のクリーニングを実施することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記転写回転体に当接離間できるクリーニングブレードを備える請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
紙間時間を広げて前記転写回転体のクリーニングを実施すると同時に、前記潜像担持体の表面電位と前記現像手段の現像電位の差（地肌ポテンシャル）を広げる制御を行う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。
【請求項４】
紙間時間を広げて前記転写回転体のクリーニングを実施すると同時に、印刷中のトナー濃度を下げる制御を行うことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
像担持体上に形成されたトナー像を記録材に転写する際に、像担持体表面に接触させた転写部材を利用する形式の転写装置が知られている。このような転写装置を装着した画像形成装置は、像担持体に帯電トナーによるトナー像を形成し、該像担持体と転写ローラや転写ベルトなど接触型の転写部材をこれに圧接して両者の圧接ニップ部を転写位置とする。そして、これらの間に紙などの記録材を挿通するとともに、転写部材にトナーと逆極性の転写バイアスを印加し、これにより形成された電界の作用で、像担持体側のトナー像を記録材に転移させるように構成されている。
【０００３】
上述の接触転写方式は、周知のコロナ放電器を利用する転写方式に比べて、記録材を確実に保持できるので、転写位置でのトナー像の転写ズレが生じにくい。また、転写バイアスも比較的低電圧ですむので、装置全体を小型コンパクトに構成することができ、しかも、オゾンの発生がないなど種々な利点がある。
【０００４】
反面、記録材幅よりも原稿画像が広い場合（例えば、本などの厚い原稿をプリントする場合など）、記録材幅の外側の部分が現像され、記録材幅よりも幅の広いトナー像が形成される。そして、記録材からはみ出した部分のトナーが転写ローラに付着したり、飛散したりして転写ローラ近傍各部を汚染したり、後続する記録材の裏汚れを生じたりすることがある。
【０００５】
また、直接転写方式では、感光体上の地肌汚れトナーが直接転写部材に接触するため、紙間で地肌汚れトナーを転写部材が拾ってしまい、汚れが蓄積することにより、裏汚れや転写紙のコバ面汚れを発生する恐れがある。このような事態を回避するための手段として、転写部材に付着したトナーをブレードやファーブラシなどのクリーニング手段によって機械的にクリーニングする方法が知られている。また、転写位置に記録材が存在しないとき（転写位置を記録材が通過し終って次の記録材が転写位置に到達するまでの間など）に、転写部材にトナーと同極性のクリーニングバイアスを印加し、転写部材に付着したトナーを像担持体側に戻す方法が知られている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
一般的な転写ローラ方式の画像形成装置では、ジョブの前又はジョブの後にバイアスクリーニングを掛けることで、転写ローラの汚れトナーを像担持体へ戻し、転写部材の汚れを記録材へ移動することを防いでいる。しかし、ジョブの最中にバイアスクリーニングが入らない状態で連続印刷が行われると、徐々に紙間で転写部材に汚れが蓄積されることになる。
【０００７】
通常は汚れトナーの一部が徐々に記録材へ移動するため、目で確認できるレベルの汚れとはならない。しかし、通常よりも紙間が長くなるモードに入ると、長い紙間で汚れが著しく蓄積されて裏汚れ、コバ面汚れを発生してしまうおそれがある。また、紙間が短くても通常よりも地肌汚れが悪い場合には、転写部材の汚れが加速され、汚れトナーが記録材へ移動したときに、目で確認できるレベルの汚れとなる場合がある。
【０００８】
これらの問題を解消するために、特許文献１の画像形成装置には、小サイズ記録材の連増通紙時の転写ローラの非通紙部汚れによる、次に通紙する大サイズ記録材の裏汚れを防止する目的で、先行して通紙される記録材のサイズから特定される記録材の搬送方向の長さと通紙枚数の関係から、録材サイズ変更前に実施する転写ローラの必要とする清掃時間を決定し、先行して通紙される記録材の最後の記録材と次に通紙される記録材の最初の記録材との紙間間隔を決定した清掃時間に対応する紙間間隔に変更し、変更した紙間間隔において転写ローラの清掃を実行した後に次に通紙される記録材の通紙を行うことが開示されている。
【０００９】
しかし、この画像形成装置では、通紙される記録材のサイズから特定される記録材の搬送方向の長さと通紙枚数の関係から、録材サイズ変更前に実施する転写ローラの必要とする清掃時間転写ローラの清掃時間を決定し、転写ローラ清掃時間に合わせて紙間時間を調整している。そのため、地肌汚れが悪い場合には転写ローラの清掃が不十分で清掃を入れても裏汚れ、コバ面汚れが残ってしまう。また、転写ローラの汚れの状態に関わらず紙間が長くなる（クリーニングが必要でない場合でも紙間が長くなる）。したがって、生産性の低下や、ユニットやサプライや部品の寿命が短くなってしまうという問題が解消されない。
【００１０】
そこで、本発明の目的は、ＯＰＣ、中間転写ベルト、２次転写ベルトなどの地肌汚れを検知し、検知した地肌汚れ量に応じて紙間時間を広げ、転写ローラ（転写回転体）のクリーニングを行う画像形成装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題は、潜像担持体と、前記潜像担持体の移動する表面を帯電せしめる帯電手段と、前記帯電手段に供給するための帯電バイアスを出力する帯電電源と、前記帯電手段によって帯電せしめられた前記潜像担持体の表面に潜像を書き込む潜像書込手段と、前記潜像を現像してトナー像を得る現像手段と、所定方向に走行するように駆動されて、トナー像が担持される像担持体と、前記潜像担持体、又は前記像担持体に当接して転写ニップ部を形成する転写回転体と、前記転写回転体、及び／又は前記像担持体を介して前記転写回転体に当接する転写対向回転体に転写バイアスを印加して、前記転写ニップ部に搬送される記録媒体にトナー像を転写するバイアス印加部と、前記バイアス印加部を制御する制御部と、
を備える画像形成装置において、前記潜像担持体又は前記像担持体の表面におけるトナー付着量を検知するトナー付着量検知手段を備え、前記バイアス印加部は、前記転写回転体に付着したトナーをクリーニングするクリーニングバイアス及び非画像部バイアスを前記転写回転体及び／又は前記転写対向回転体に印加可能に構成され、前記制御部は、前記転写ニップ部において記録媒体が送出されてから次の記録媒体が送入されるまでの紙間時間に、前記バイアス印加部を制御して前記転写回転体のクリーニングを実施でき、地肌部に対応する非画像部だけからなる地肌汚れパターンを前記潜像担持体の表面に形成し、前記地肌汚れパターンのトナー付着量を前記トナー付着量検知手段によって検知した結果に基づいて、紙間時間を広げて前記転写回転体のクリーニングを実施することを特徴とする画像形成装置によって解決される。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の画像形成装置は、ＯＰＣ、中間転写ベルト、２次転写ベルトなどの地肌汚れを検知し、検知した地肌汚れ量に応じて紙間を広げて転写クリーニングを行う。したがって、転写回転体の汚れ状態を確実に回復し、転写回転体汚れによる裏汚れ、コバ面汚れを確実に防止できる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の一実施形態に係るプリンタの構成を示す概略構成図である。
【図２】同プリンタの画像形成ユニットの要部構成を示す構成図である。
【図３】同プリンタの中間転写ユニットの要部構成を示す構造図である。
【図４】同プリンタの電気回路の要部を示すブロック図である。
【図５】プロセスコントロールにおける演算処理の流れを示すフローチャートである。
【図６】中間転写ベルト上のパッチパターン像を説明する模式図である。
【図７】現像ポテンシャルとトナー付着量との関係を示す特性図である。
【図８】現像ポテンシャルや地肌ポテンシャルを説明するためのグラフである。
【図９】地肌ポテンシャルと、地汚れやキャリア付着の度合いとの関係を示すグラフである。
【図１０】帯電電位Ｖｄと帯電バイアスＶｃとの関係を示すグラフである。
【図１１】本発明の一実施形態に係る光学センサ１０２の概略断面図である。
【図１２】第１の実施形態に係る線間地汚れ検知のフローチャートである。
【図１３】紙間地汚れ検知パターンの一例である。
【図１４】紙間バイアスクリーニングの動作例（実施例１）
【図１５】紙間バイアスクリーニングの動作例（実施例２）
【図１６】紙間バイアスクリーニングの動作例（実施例３）
【図１７】紙間バイアスクリーニングの動作例（実施例４）
【図１８】転写バイアスクリーニングの模式図である。
【図１９】連続印刷枚数に対するコバ面汚れについて評価した結果である。
【図２０】第２の実施形態に係る線間地汚れ検知のフローチャートである。
【図２１】地肌ポテンシャルと地肌汚れトナー量との関係を示す図である。
【図２２】トナー濃度と地肌汚れトナー量の関係を示す図である。
【図２３】第３の実施形態に係る線間地汚れ検知のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
（第１の実施形態）
以下、本発明を適用した画像形成装置の実施形態の一例として、電子写真方式のプリンタについて説明する。まず、本プリンタの基本的な構成について説明する。図１は、本発明の一実施形態に係るプリンタの構成を示す概略構成図である。図１に示されるように、このプリンタは、イエロー（Ｙ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、黒（Ｋ）の各色の画像を形成するための４つの画像形成ユニット１Ｙ、１Ｃ、１Ｍ、１Ｋを備えている。以下、各符号の添字Ｙ、Ｃ、Ｍ、Ｋは、それぞれイエロー、シアン、マゼンタ、黒用の部材であることを示す。Ｙ、Ｃ、Ｍ、Ｋの色順は、図１に示される順に限られるものでなく、他の並び順であっても構わない。
【００１５】
図２は、本プリンタの画像形成ユニットの要部構成を示す構成図である。図２に示されるように、画像形成ユニット１Ｙに備えられた潜像担持体たるドラム状の感光体２Ｙの周囲には、帯電手段たる帯電ローラ３Ｙ、現像手段たる現像装置４Ｙ、クリーニング装置５Ｙなどが配設されている。ゴムローラからなる帯電ローラ３Ｙは、感光体２Ｙの表面に接触しながら回転するようになっている。本プリンタでは、かかる帯電ローラ３Ｙに対して、帯電バイアスとして、ＡＣ成分を含まないＤＣバイアスを印加する接触ＤＣ帯電方式を採用している。なお、帯電ローラ３Ｙには、接触ＡＣ帯電ローラ方式や非接触帯電ローラ方式などの他の方式を採用することもできる。帯電バイアスは、帯電電源５０が出力する。
【００１６】
現像装置４Ｙ内には、イエロートナーと磁性キャリアとを含有する二成分現像剤が収容されている。この二成分現像剤は、平均粒径４．９〜５．５μｍのトナーと、ブリッジ抵抗が１２．１［ＬｏｇΩ・ｃｍ］以下である小粒径・低抵抗キャリアとを含有するものである。現像装置４Ｙは、感光体２Ｙに対向した現像剤担持体たる現像ローラ４ａＹ、現像剤を搬送・撹拌するスクリュー、及びトナー濃度センサなどから構成される。現像ローラ４ａＹは、中空で回転自在なスリーブと、これに連れ回らないように内包されるマグネットローラとから構成されている。
【００１７】
画像形成ユニット１Ｙでは、感光体２Ｙと、その周囲に配設される帯電ローラ３Ｙ、現像装置４Ｙ、クリーニング装置５Ｙとが１つのユニットとして共通の支持体に支持されるプロセスカートリッジとして構成されている。これにより、画像形成ユニット１Ｙは、プリンタ本体に対して着脱可能になっており、その寿命到達時に消耗部品を一度に交換できるようになっている。他の画像形成ユニット１Ｃ、１Ｍ、１Ｋは、トナーとしてシアントナー、マゼンタトナー、黒トナーを用いるが、それ以外の構成は、Ｙ用の画像形成ユニットと同様である。
【００１８】
図１に戻り、説明を続ける。画像形成ユニット１Ｙ、１Ｃ、１Ｍ、１Ｋの下方には、潜像書込手段たる光書込ユニット６が配設されている。光書込ユニット６は、光源、ポリゴンミラー、ｆ−θレンズ、反射ミラーなどを備え、画像データに基づいて各色の感光体２Ｙ、２Ｃ、２Ｍ、２Ｋの表面に対してレーザー光Ｌの光走査を行う。この光走査により、感光体２Ｙ、２Ｃ、２Ｍ、２Ｋ上に、イエロー、シアン、マゼンタ、黒用の静電潜像が形成される。
【００１９】
画像形成ユニット１Ｙ、１Ｃ、１Ｍ、１Ｋの上方には、各色のトナー像を各色の感光体（２Ｙ、２Ｃ、２Ｍ、２Ｋ）から中間転写ベルト７を介して記録シートＳに転写する中間転写ユニット８が配置されている。像担持体である中間転写ベルト７は、複数のローラに張架されながら、少なくともいずれか１つのローラの回転駆動によって図中反時計回り方向に無端移動せしめられる。中間転写ユニット８は、中間転写ベルト７の他、一次転写ローラ９Ｙ、９Ｃ、９Ｍ、９Ｋ、ブラシローラやクリーニングブレードなどから構成されるクリーニング装置１０、二次転写バックアップローラ１１、光学センサユニット２０などを備えている。
【００２０】
一次転写ローラ９Ｙ、９Ｃ、９Ｍ、９Ｋは、中間転写ベルト７を各色の感光体との間に挟み込んでいる。これにより、感光体２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋと、中間転写ベルト７のおもて面とが当接するＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋ用の一次転写ニップが形成されている。中間転写ユニット８は、画像形成ユニット１Ｋよりもベルト移動方向下流側で、二次転写バックアップローラ１１の近傍にてベルトループ外側に位置する二次転写ローラ１２を備えている。二次転写ローラ１２は、二次転写バックアップローラ１１との間に中間転写ベルト７挟み込んで二次転写ニップ部を形成している。なお、二次転写ローラ１２は転写回転体の一例であり、二次転写バックアップローラ１１は転写対向回転体の一例である。
【００２１】
二次転写ローラ１２の上方には、定着ユニット１３が配設されている。定着ユニット１３は、互いに回転しながら当接して定着ニップを形成する定着ローラと加圧ローラとを備えている。定着ローラは、ハロゲンヒータを内蔵し、定着ローラ表面が所定の温度となるように、電源からのヒータへ電力が供給され、加圧ローラとの間に定着ニップを形成している。
【００２２】
プリンタ本体の下部には、出力画像が記録される記録媒体たる記録シートＳを複数枚重ねて収容する給紙カセット１４ａ、１４ｂ、給紙ローラ、レジストローラ対１５などが配設されている。また、プリンタ本体の側面には、側面から手差しで給紙を行うための手差しトレイ１４ｃが備えられている。また、中間転写ユニット８や定着ユニット１３の図中右側には、両面印刷時に記録シートＳを再び二次転写ニップへ搬送するための両面ユニット１６が設けられている。
【００２３】
プリンタ本体の上部には、画像形成ユニット１Ｙ、１Ｃ、１Ｍ、１Ｋの現像装置へトナーを補給するトナー補給容器１７Ｙ、１７Ｃ、１７Ｍ、１７Ｋが配設されている。また、プリンタ本体には、廃トナーボトル、電源ユニットなども設けられている。
【００２４】
図３は、中間転写ユニットの要部構成を示す構造図である。中間転写ベルト７は、バネにより引張力を受けるテンションローラ１７（図３では最も左に位置する）と、二次転写バックアップローラ１１と、そのベルト回転上流側に設置された入口ローラ１８との３軸に巻きかけられている。また、ベルトを介して二次転写バックアップローラ１１に対向して二次転写ローラ１２が設置されている。さらに、テンションローラ１７の上には、クリーニング装置１０が設置されている。また、二次転写バイアス、クリーニングバイアス及びクリーニングバイアスよりも絶対値の小さな非画像部バイアスを印加可能なバイアス印加部である電源２９と、電源２９の出力を制御する制御部３０とが設定されている。電源２９は二次転写バックアップローラ１１に接続され、電源２９が出力する２次転写バイアス、クリーニングバイアス及び非画像部バイアスは、二次転写バックアップローラ１１へ印加される。
【００２５】
二次転写ローラ１２は、１次転写バイアスと２次転写バイアスの干渉を防ぐため、直接、又は抵抗を介して接地し、その必要がない場合は電気的に浮かせる。本実施形態では直接接地している。
【００２６】
駆動モータにより所定方向に中間転写ベルト７を回転駆動する二次転写バックアップローラ１１は、斥力バイアス（２次転写バイアス）が印加される斥力ローラを兼ねている。この斥力ローラには非転写時にクリーニングバイアスが印加される。このクリーニングバイアスによって二次転写ローラ１２と中間転写ベルト７との間には静電力が生じる。二次転写ローラ１２に付着したトナーは、静電力によって二次転写ローラ１２側から中間転写ベルト７側へ転移し、二次転写ローラ１２上から除去される（以下、この除去動作をバイアスクリーニングと呼ぶ）。なお、図３の構成にかえて、斥力ローラ（二次転写バックアップローラ１１）を接地し、電源を二次転写ローラ１２に接続してバイアスクリーニングを行ってもよい。
【００２７】
転写部材である二次転写ローラ１２は、抵抗が７〜８乗Ωのスポンジ材で構成されており、中間転写ベルト７に対して接離可能な機構を有する場合もある。この二次転写ローラ１２に斥力ローラが斥力バイアス（２次転写バイアス）を印加することで、中間転写ベルト７上に１次転写されたトナー像が用紙上に転写される（２次転写）。また、二次転写バイアスを二次転写ローラ１２側に引力バイアスとして印加しても同様の効果が得られ、その場合は二次転写バイアス極性が逆になる。なお、二次転写ローラ１２にかえて、同じく転写部材である２次転写ベルトを用いて２次転写を行ってもよい。
【００２８】
また、この二次転写ローラ１２に当接離間できる機械的なクリーニング機構（例えば、クリーニングブラシ、クリーニングブレード及びクリーニングウェブなど）を有してもよい。もちろん、クリーニング機構を有している場合でも、バイアスクリーニングは有効である。
【００２９】
なお、図３に示したようなベルト転写方式に代えて、感光体上のトナー像を直接用紙へ転写する直接転写方式であってバイアスクリーニングを行うことができる。
【００３０】
次に、プリンタの動作について説明する。まず、帯電ローラ３Ｙの帯電ローラに帯電電源５０より所定の電圧が印加されて、対向する感光体２Ｙ表面が帯電せしめられる。所定の電位に帯電した感光体２Ｙの表面には、光書込ユニット６によって画像データに基づくレーザー光Ｌの走査がなされ、これによって感光体２Ｙに静電潜像が書き込まれる。静電潜像を担持した感光体２Ｙの表面が感光体２Ｙの回転に伴って現像装置４Ｙに到達すると、感光体２Ｙと対向配置される現像ローラ４ａＹにより、感光体２Ｙの表面の静電潜像にＹトナーが供給される。これにより、感光体２Ｙの表面にＹトナー像が形成される。現像装置４Ｙ内には、トナー濃度センサの出力に応じて、トナー補給容器１７Ｙから適量のＹトナーが補給される。
【００３１】
同様の動作が画像形成ユニット１Ｃ、Ｍ、Ｋにおいても所定のタイミングで行われる。これにより、感光体２Ｙ、２Ｃ、２Ｍ、２Ｋの表面に、Ｙ、Ｃ、Ｍ、Ｋトナー像が形成される。これらＹ、Ｃ、Ｍ、Ｋトナー像は、Ｙ、Ｃ、Ｍ、Ｋ用の一次転写ニップで中間転写ベルト７のおもて面に順に重ね合わせて一次転写されていく。この一次転写は、一次転写ローラ９Ｙ、９Ｃ、９Ｍ、９Ｋに、転写電源によってトナーと逆極性の電圧が印加されることで行われる。
【００３２】
記録シートＳは、給紙カセット１４ａ、１４ｂ、もしくは手差しトレイ１４ｃのいずれかから搬送され、レジストローラ対１５に到達したところで一旦停止する。そして、所定のタイミングに合せてレジストローラ対１５が回転して記録シートＳを二次転写ニップへ向けて送り出す。
【００３３】
中間転写ベルト７上に重ね合わされたＹ、Ｃ、Ｍ、Ｋトナー像は、二次転写ローラ１２と中間転写ベルト７とが当接する二次転写ニップで記録シートＳに二次転写される。この二次転写は、二次転写電源によって二次転写ローラ１２にトナーと逆極性の電圧が印加されることで行われる。記録シートＳは、二次転写ニップを出た後に定着ユニット１３に向けて搬送されて定着ニップに挟み込まれる。記録シートＳ上のトナー像は、定着ニップにて定着ローラからの熱により加熱定着される。トナー像が定着せしめられた記録シートＳは、片面印刷の場合には、各搬送ローラによって機外に排出される。また、両面印刷の場合、記録シートＳは、各搬送ローラによって両面ユニット１６へ搬送されて反転され、先に画像が形成された面とは反対側の面に、上述したように画像が形成された後に機外に排出される。
【００３４】
本プリンタにおいては、環境変動や経時における画像品質の安定化を図るために、所定のタイミングでプロセスコントロールと呼ばれる制御を実施する。プロセスコントロール処理では、感光体２Ｙに複数のパッチ状Ｙトナー像からなるＹパッチパターン像を現像し、それを中間転写ベルト７に転写する。また、感光体２Ｃ、２Ｍ、２Ｋにも、同様にしてＣ、Ｍ、Ｋパッチパターン像を形成する。そして、それらのパッチパターン像における各トナー像のトナー付着量を、光学センサユニット２０で検出し、その検出結果に基づいて現像バイアスＶｂなどの作像条件を調整する。なお、光学センサユニット２０は、トナー付着量検知手段の一例である。
【００３５】
図４は、本プリンタの電気回路の要部を示すブロック図である。また、図５は、プロセスコントロールにおける演算処理の流れを示すフローチャートである。図４に示されるように、制御部３０には、画像形成ユニット１Ｙ、１Ｃ、１Ｍ、１Ｋ、光書込ユニット６、給紙モータ８１、レジストモータ８２、中間転写ユニット８、光学センサユニット２０などが電気的に接続されている。この制御部３０は、演算処理や各種プログラムを実行するＣＰＵ３０ａと、データを記憶するＲＡＭ３０ｂとを備えている。なお、給紙モータ８１は、各給紙カセットや給紙トレイの給紙ローラの駆動源になっている。また、レジストモータ８２は、レジストローラの駆動源になっている。
【００３６】
光学センサユニット２０は、中間転写ベルト７のベルト幅方向に所定の間隔をおいて並ぶ複数の反射型フォトセンサを有している。それぞれの反射型フォトセンサは、中間転写ベルト７や中間転写ベルト７上の後述するパッチ状トナー像の光反射率に応じた信号を出力するように構成されている。この反射型フォトセンサは、４つ設けられている。そのうちの３つは、Ｙ、Ｍ、Ｃトナー像やＹ、Ｃ、Ｍ付着トナーに応じた出力を行えるように、ベルト表面上における正反射光及び拡散反射光の両方をとらえて、それぞれの光量に応じた出力を行う。残りの１つは、Ｋトナー像やＫ付着トナーに応じた出力を行うように、ベルト表面上における正反射光だけをとらえてその光量に応じた出力を行う。
【００３７】
制御部３０は、主電源の投入時や、所定時間経過した後の待機時、所定枚数以上のプリントを出力したあとの待機時など、所定のタイミングで、プロセスコントロール処理を実施する。具体的には、この所定のタイミングが到来すると、まず、図５に示されるように、通紙枚数、印字率、温度、湿度などの環境情報を取得する（ステップＳ１）。次に、画像形成ユニット１Ｙ、１Ｃ、１Ｍ、１Ｋにおけるそれぞれの現像特性を把握する。具体的には、それぞれの色について、現像ガンマγと現像開始電圧Ｖｋを算出する（ステップＳ２）。具体的には、次のように行う。すなわち、感光体２Ｙ、２Ｃ、２Ｍ、２Ｋを回転させながらそれぞれを一様に帯電せしめる。この帯電については、帯電バイアスＶｃとして通常のプリント時における一様な値（例えば−７００Ｖ）とは異なり、その絶対値を大きくしていく。光書込ユニット６によるレーザー光Ｌの走査によって感光体２Ｙ、２Ｃ、２Ｍ、２Ｋに、パッチ状Ｙトナー像、パッチ状Ｃトナー像、パッチ状Ｍトナー像、パッチ状Ｋトナー像用の静電潜像を形成する。それらを現像装置１２Ｙ、１２Ｃ、１２Ｍ、１２Ｋによって現像することで、感光体２Ｙ、２Ｃ、２Ｍ、２Ｋ上にＹ、Ｃ、Ｍ、Ｋパッチパターン像を形成する。なお、現像の際に、制御部３０は、各色の現像ローラ（４ａ）に印加する現像バイアスＶｂの絶対値も徐々に大きくしていく。現像バイアスＶｂ、帯電バイアスＶｃは、いずれも負極性のＤＣバイアスからなる。
【００３８】
Ｙ、Ｃ、Ｍ、Ｋパッチパターン像は、図６に示されるように、中間転写ベルト７上に重なり合わずに、ベルト幅方向に並ぶように転写される。具体的には、Ｙパッチパターン像ＹＰＰは、中間転写ベルト７の幅方向における一端部に転写される。また、Ｃパッチパターン像ＣＰＰは、ベルト幅方向において、Ｙパッチパターン像よりも少し中央側にずれた位置に転写される。また、Ｍパッチパターン像ＭＰＰは、中間転写ベルト７の幅方向における他端部に転写される。また、Ｋパッチパターン像ＫＰＰは、ベルト幅方向において、Ｋパッチパターン像よりも少し中央側にずれた位置に転写される。
【００３９】
光学センサユニット２０は、互いにベルト幅方向の異なる位置でベルトの光反射特性を検知する第１反射型フォトセンサ２０ａ、第２反射型フォトセンサ２０ｂ、第３反射型フォトセンサ２０ｃ、及び第４反射型フォトセンサ２０ｄを有している。これら４つの反射型フォトセンサのうち、第３反射型フォトセンサ２０ｃは、黒トナーの付着に起因するベルト表面の光反射特性の変化を検知するように、正反射光だけを検知するものを採用している。これに対し、その他の反射型フォトセンサは、Ｙ、Ｃ又はＭトナーの付着に起因するベルト表面の光反射特性の変化を検知するように、正反射光と拡散反射光との両方を検知するタイプのものである。
【００４０】
第１反射型フォトセンサ２０ａは、中間転写ベルト７の幅方向の一端部に形成されたＹパッチパターン像ＹＰＰのパッチ状Ｙトナー像のＹトナー付着量を検知する位置に配設されている。また、第２反射型フォトセンサ２０ｂは、ベルト幅方向において、Ｙパッチパターン像ＹＰＰの近くに位置するＣパッチパターン像ＣＰＰのパッチ状Ｃトナー像のＣトナー付着量を検知する位置に配設されている。また、第４反射型フォトセンサ２０ｄは、中間転写ベルト７の幅方向の他端部に形成されたＭパッチパターン像ＭＰＰのパッチ状Ｍトナー像のＭトナー付着量を検知する位置に配設されている。また、第３反射型フォトセンサ２０ｃは、ベルト幅方向において、Ｍパッチパターン像ＭＰＰの近くに位置するＫパッチパターン像ＫＰＰのパッチ状Ｋトナー像のＫトナー付着量を検知する位置に配設されている。なお、第１反射型フォトセンサ２０ａ、第２反射型フォトセンサ２０ｂ、及び第４反射型フォトセンサ２０ｄの３つは、それぞれトナー像の色が黒以外の３色（Ｙ、Ｃ、Ｍ）であれば、そのトナー付着量を検知することができる。
【００４１】
制御部３０は、光学センサユニット２０の４つの反射型フォトセンサから順次送られてくる出力信号に基づいて、各色のパッチ状トナー像の光反射率を演算し、演算結果に基づいてトナー付着量を求めてＲＡＭ３０ｂに格納していく。なお、中間転写ベルト７の走行に伴って光学センサユニット２０との対向位置を通過した各色のパッチパターン像は、クリーニング装置１０によってベルトおもて面からクリーニングされる。
【００４２】
次に、ＲＡＭ３０ｂに格納した画像濃度データ（トナー付着量）と、別途ＲＡＭ１５０ｂに格納した露光部電位（潜像電位）のデータとから、図７に示される直線近似式（Ｙ＝ａ×Ｖｂ＋ｂ）を算出する。同図の２次元座標において、ｘ軸は、露光部電位Ｖｌから、そのときに印加した現像バイアスＶｂを減じた値、すなわち現像ポテンシャル（Ｖｌ−Ｖｂ）を示している。Ｙ軸は、単位面積当たりのトナー付着量（ｙ）を示す。図７には、パッチ状トナー像の数に対応した数だけ、Ｘ−Ｙ平面上にデータがプロットされる。そのプロットされた複数のデータに基づいて、直線近似をおこなうＸ−Ｙ平面上の区間を決定する。その後、その区間内で、最小自乗法をおこなって直線近似式（ｙ＝ａ×Ｖｂ＋ｂ）を得る。このとき直線近似式に基づいて、現像ガンマγと現像開始電圧Ｖｋとが算出される。現像ガンマγは直線近似式の傾きとして算出され（γ＝ａ）、現像開始電圧Ｖｋは直線近似式とＸ軸との交点として算出される（Ｖｋ＝−ｂ／ａ）。こうして、各色の画像形成ユニット１Ｙ、１Ｃ、１Ｍ、１Ｋの現像特性が算出される（ステップＳ２）。
【００４３】
次に、求めた現像特性に基づいて、帯電電位（地肌部電位）Ｖｄの目標値（目標帯電電位）と、露光部電位Ｖｌの目標値（目標露光部電位）と、現像バイアスＶｂとが求められる（ステップ３）。具体的には、目標帯電電位や目標露光部電位は、現像ガンマγと、帯電電位Ｖｄや露光部電位Ｖｌとの関係を予め定めたテーブルに基づいて求める。これにより、現像ガンマγに適した目標帯電電位及び目標露光部電位を選択することができる。また、現像バイアスＶｂは、次のようにして求められる。即ち、現像ガンマγと現像開始電圧Ｖｋとの組み合わせによって最大トナー付着量を得るための現像ポテンシャルを求め、その現像ポテンシャルを得ることができる現像バイアスＶｂを求める。そして、その現像バイアスＶｂと地肌ポテンシャルとに基づいて、目標帯電電位が求められる。現像ローラの現像スリーブの表面は、現像バイアスＶｂとほぼ同じ値になることから、感光体の表面が目標帯電電位に帯電し、適切に露光していれば、狙いの現像ポテンシャルや地肌ポテンシャルを得ることができる。
【００４４】
制御部３０は、次に、帯電バイアスＶｃを決定する。具体的には、目標帯電電位が得られる帯電バイアスＶｃは、感光体表面層の摩耗量や、環境に影響される帯電ローラの電気抵抗などに応じて変化する。そこで、制御部３０は、環境（温湿度）及び感光体走行距離の組み合わせから、目標帯電電位を得ることが可能な帯電バイアスＶｃを求めるためのアルゴリズムを記憶している。このアルゴリズムは、予めの実験に基づいて構築されたものである。そして、環境センサ５２による温湿度の検知結果、及びＲＡＭに記憶している感光体走行距離の組み合わせにより、目標帯電電位を得ることが可能な帯電バイアスＶｃを、アルゴリズムを用いて求める。
【００４５】
現像剤の性質として、地汚れは初期に比べて経時の方が悪く、逆にキャリア付着（エッジキャリア付着）は経時に比べて初期の方が悪い状態である。そのため、現像剤の使用に伴って、最適な地肌ポテンシャルは大きな値の方にシフトする。また一般的に、高温高湿環境では、トナーの帯電量が低いために地汚れが悪化し、逆に低温低湿環境では、キャリア付着が不利になる。このため、本実施形態に係る画像濃度制御においては、地肌ポテンシャルを初期／経時＋環境で最適な値にシフトさせる。
【００４６】
既に実験によって地肌汚れとキャリア付着を目標以下にするのに最適な地肌ポテンシャルは各条件において求められている。このため、帯電ローラやキャリアの劣化及び温湿度の変化などの環境情報があれば、ある程度の補正は可能である。しかし、実験時との誤差や予想外の因子により最適な地肌ポテンシャルが変動する可能性がある。一方、現像開始電圧Ｖｋは感光体２上への現像が開始される電圧として考えることができるので、現像開始電圧Ｖｋの絶対値と同等以上の地肌ポテンシャルがないと地汚れが悪くなると考えられる。
【００４７】
そこで、制御部３０は、図５に示されるように、ステップＳ３の工程後に、狙いの現像開始電圧Ｖｋ’を決定する（ステップＳ４）。狙いの現像開始電圧Ｖｋ’はあらかじめ実験により環境情報と紐付けされテーブル化されており、最初に取得した環境情報からテーブルを参照して狙いの現像開始電圧Ｖｋ’を決定する。そして、現像開始電圧Ｖｋと狙いの現像開始電圧Ｖｋ’との差分の量で区分を決定する（ステップＳ５）。例えば、現像開始電圧Ｖｋが狙いの現像開始電圧Ｖｋ’に対して＋４０Ｖ以上離れていれば区分１、＋４０Ｖ未満＋２０Ｖ以上で区分２、＋２０Ｖ未満０Ｖ以上で区分３というように区分分けする。そして、現像開始電圧Ｖｋがどの区分にあるか特定し、区分毎に補正量を決定する（ステップＳ６）。次に、ステップＳ３で求めた帯電電位Ｖｄと現像バイアスＶｂとから算出される地肌ポテンシャルに対して、ステップＳ５で決定された補正量を加算して目標地肌ポテンシャルを算出する。そして、この目標地肌ポテンシャルが得られるように帯電バイアスＶｃを決定する（ステップＳ７）。
【００４８】
図８は、現像ポテンシャルや地肌ポテンシャルを説明するためのグラフである。図８に示されるように、地肌ポテンシャルは、帯電電位Ｖｄと現像バイアスＶｂとの差分であり、画像の非画像部（地肌部分）において作用するものである。地肌ポテンシャルが小さいと地汚れが発生し易くなる一方で、地肌ポテンシャルが大きいとキャリア付着が発生し易くなることから、地肌ポテンシャルを適切な値に設定する必要がある。
【００４９】
図９は、地肌ポテンシャルと、地汚れやキャリア付着の度合いとの関係の一例を示すグラフである。この例では、プロセスコントロールの実施により、地肌ポテンシャルの理論値が１４０［Ｖ］に設定された例を示している。理論値と表現したのは、次に説明する理由による。即ち、プロセスコントロールにより、適切な帯電電位Ｖｄと現像バイアスＶｂとの関係に基づいて地肌ポテンシャルが決定され、それに基づいて帯電バイアスＶｃが決定されることは既に述べた通りである。しかし、その帯電バイアスＶｃにより、帯電電位Ｖｄが目標帯電電位になっているとは限らない。これは、帯電ローラと感光体との間の放電開始電圧が、様々な要因によって変化し、それによって同じ帯電電位Ｖｄを得るための帯電バイアスＶｃが変化するからである。プロセスコントロールでは、帯電バイアスＶｃを決定するにあたり、環境や感光体走行距離を考慮しているが、あくまでも理論的なアルゴリズムによるものであるので、その通りになるとは限らない。また、同じ帯電電位Ｖｄを得るための帯電バイアスＶｃの値は、環境や感光体走行距離とは異なる他のパラメータによって変化する。
【００５０】
同図に示される例では、地肌ポテンシャルが１４０［Ｖ］になっていれば、地汚れ及びキャリア付着の両方を抑えることができる。そこで、制御部３０は、プロセスコントロールの際に、たとえば１４０［Ｖ］の地肌ポテンシャルと、所望の現像ポテンシャルとが得られるように、目標帯電電位を決定している。ところが、帯電電位Ｖｄを得るための帯電バイアスＶｃの値が様々な要因によって変化してしまうことから、プロセスコントロールによって決定した帯電バイアスＶｃによってその目標帯電電位が得られているとは限らない。場合によっては、実際の帯電電位Ｖｄが目標帯電電位（図示の例では１４０Ｖ）から大きくずれることもある。すると、同図において、実際の地肌ポテンシャルが１７０Ｖを超えてキャリア付着が発生したり、実際の地肌ポテンシャルが１１０Ｖを下回って地汚れが発生したりする。
【００５１】
既に述べたように、ゴムローラからなる帯電ローラ（例えば３Ｙ）には、帯電バイアスＶｃが印加される。感光体（例えば２Ｙ）の帯電電位Ｖｄは、図１０に示されるように、「Ｖｄ＝ａ×Ｖｃ＋ｂ」という式で表される特性を示す。ａは図１０に示されるグラフの傾きであり、ｂはグラフにおけるＶｄ軸切片であり、マイナスの値になる。グラフにおけるＶｃ軸切片は、帯電ローラと感光体との間における放電開始電圧とほぼ同じ値になる。また、傾きａは、ほぼ１になる。
【００５２】
本プリンタにおいては、既に述べたように、感光体に接触させた帯電ローラに対して直流成分だけからなる帯電バイアスを印加する接触ＤＣ帯電方式を採用している。接触ＤＣ帯電方式では、帯電バイアスとしてＡＣ／ＤＣ重畳バイアスを用いる方式とは異なり、ＡＣ電源を必要としないことから、低コスト化を図ることができる。その一方で、帯電ローラと感光体との間に交番電界を形成しないことから、帯電バイアスＶｃの値を同図のグラフに示される放電開始電圧よりも大きくしないと、帯電ローラと感光体との間で放電を生じせしめることができず、感光体を全く帯電させることができない。また、帯電させることができたとしても、放電開始電圧が環境、感光体表面層の摩耗量、帯電ローラの電気抵抗や汚れ量などに応じて変動することから、同じ帯電バイアスＶｃの条件下では帯電電位Ｖｄが変動してしまう。このため、ＡＣ帯電方式に比べて、所望の帯電電位Ｖｄを安定して得ることが難しくなる。
【００５３】
本実施形態では図１のように中間転写ベルトに対向してトナー付着量検知手段である光学センサユニット２０を設置して光量制御装置の一部を構成しているものである。図１１は、光学センサ１０２の概略断面図である。図に示すように、光学センサ１０２は、主に、発光手段としての発光素子３１１と、正反射光を受光するための第１の受光手段としての正反射受光素子３１２と、拡散反射光を受光するための第２の受光手段としての拡散反射受光素子３１３とから構成されている。発光素子３１１から発した光を、中間転写ベルト４１の表面に向けて出射する。そして、中間転写ベルト４１の表面や、その表面に転写されたトナーパッチで正反射した正反射光を正反射受光素子３１２によって受光して、受光量に応じた電圧を出力する。さらに、中間転写ベルト４１の表面や、その表面に転写されたトナーパッチで拡散反射した拡散反射光を拡散反射受光素子３１３によって受光して、受光量に応じた電圧を出力する。
【００５４】
光学センサ１０２の発光素子３１１としては、ピーク発光波長が９４０［ｎｍ］のＧａＡｓ発光ダイオードが用いられている。また、正反射受光素子３１２及び拡散反射受光素子３１３としては、ピーク分光感度波長が８５０［ｎｍ］のＳｉフォトトランジスタとを有したものを使用している。すなわち、この光学センサ１０２は、色による反射率に顕著な差のない８３０［ｎｍ］以上の赤外光を検出するものである。このような光学センサを用いることで、一つのセンサで、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ全色のトナーパッチを検知することができる。
【００５５】
本実施形態では、このような光学センサ１０２を用いて、紙間の中間転写ベルト上（直接転写方式の場合は感光体上）の地肌汚れトナー量を検知する。
【００５６】
図１２は、地肌汚れの検知フローを示す図である。図１２に示すように、印刷命令が出ると（Ｓ０）、プロセスコントロールが実行される（Ｓ１）。プロセスコントロールでは必要に応じてトナー濃度（ＴＣ）調整が実施された後（Ｓ２）、帯電バイアス（Ｖｄ）、Ｖｌ（露光電位）、Ｖｂ（現像バイアス）を算出する（Ｓ３）。その後、印刷が開始され（Ｓ４）、印刷中に紙間地汚れ検知が実施される（Ｓ５）。
【００５７】
図１３は、線間地汚れ検知のパターンの一例である。図ではパッチ位置が用紙端部の外側に配置されているが、用紙中央部に配置しても良い。また、主走査方向に複数のパッチを配置し、その平均を取っても良い。図では便宜上、パターンをパッチ状に記載しているが、現像、１次転写、２次転写の作像条件は通常の紙間のバイアスが掛かっているため、パッチ状にはならない。
【００５８】
図１２のフローに戻る。光学センサ１０２が検知した紙間地肌汚れ量と紙間時間（転写ニップ部において記録媒体が送出されてから次の記録媒体が送入されるまでの時間）から求められる裏汚れの予測値ｇが一定の許容値Ｓよりも少ない場合（Ｓ６）には、紙間を延長せずにクリーニングを入れず、通常の印刷を実施する。一定の許容値Ｓよりも多い場合（Ｓ６）には、転写体のクリーニングに必要な時間を算出し（Ｓ７）、その時間だけ紙間を延長してクリーニングを入れた（Ｓ８）後に、通常の印刷を実施する。なお、一定の許容値Ｓは、裏汚れやコバ面汚れなどが目立たない程度として官能評価で決定しても良いし、自由に設定してよい。
【００５９】
次に、本実施形態の転写クリーニングについて説明する。潜像担持体である感光体２上には、潜像上に現像されたトナー像の他に、適切な帯電量でない場合や、機械的に接触により地肌部に付着した地肌汚れトナーが存在する。地肌汚れトナーの量は、地肌ポテンシャルによって変動することが知られている（図９参照）。また、図５に示すフローチャートに従って、帯電バイアスの補正量を決定（Ｓ６）し、地肌ポテンシャルに補正量を加えてＶｃを決定する（Ｓ７）ことで、地肌汚れトナーの量を目標値以下に制御している。
【００６０】
しかし、地肌ポテンシャルを変更すると、色味変動やラインの太さの変動が生じてしまうため、帯電バイアスの補正値には上下限が設けられている。つまり、帯電バイアスの補正のみでは、地肌汚れトナーの量を充分に抑制できない場合がある。
【００６１】
このため、感光体２には常にある量の地肌汚れトナーがあり、接触転写方式では、このようなトナーが転写部材に移動する。転写ベルト方式では、クリーニングブレードでこのようなトナーをクリーニングすることが一般的であるが、転写ローラ方式など、クリーニングブレードで機械的にクリーニングを行わず、バイアスにより電気的な力で感光体へと地肌汚れトナーを戻す方式もある。特に、転写ローラ方式は構成が簡易で小型であるため、現在広く採用されている構成である。
【００６２】
このような転写ローラ方式は作像の前と後にバイアスクリーニングを行うことが一般的となっているが、連続で印刷される場合、途中でバイアスクリーニングが入らず、転写ローラへ汚れトナーが蓄積してしまう可能性がある。汚れトナーが蓄積すると、転写紙に移動して裏汚れやコバ面汚れを発生してしまう恐れがある。このため、作像動作の途中で通紙枚数に従い紙間（印刷時の紙と紙の間のこと）にバイアスクリーニングを入れることで汚れの発生を抑制する方法もある。
【００６３】
次に、本発明の特徴である紙間のバイアスクリーニング動作について図１４〜図１７の実施例１〜４を用いて説明を行う。図では本発明の実施例としてわかりやすくするために紙間の長さが異なる例を示しており、実施例１から４にかけて紙間が長くなっている。本発明では紙間を判断し、紙間時間に応じた動作を実施する演算処理が行われている。
【００６４】
・［紙間時間］＜［転写バイアスクリーニング時間］＋［判定閾値Ａ］・・・条件（１）
条件（１）の場合は、検知した地肌汚れ量と紙間時間から裏汚れ量を予測し、その予測値が一定の許容値Ｓよりも多い場合には、紙間時間を長くして転写クリーニングを実施する。裏汚れの予測値（ｇ）の計算には、あらかじめ実験で求められた地肌汚れ量、紙間時間と裏汚れ量の関係から得られる予測式（１）を用いる。
［裏汚れの予測値（ｇ）］＝α×［潜像担持体の地肌汚れ量］×［紙間時間］・・・予測式（１）
ここで、αは転写紙の種類毎にあらかじめ実験から求めた係数である。同じ地肌汚れ量でも、転写紙の種類（又は、平滑度や白色度などの特性でも良い）に応じて裏汚れ量が異なる場合があるため、転写紙の種類毎にあらかじめ実験で求めておくとよい。
【００６５】
そのときのクリーニングの実施回数は、裏汚れの予測値に応じて変化させてもよい。裏汚れ量が多い場合には１回のクリーニングでは一定の許容値まで裏汚れ量が減少しないため、複数回のクリーニングを行った方がクリーニング後の裏汚れは改善する。裏汚れの予測値（ｇ）が一定の許容値Ｓよりも少ない場合は、紙間時間を長くせずに転写クリーニングを実施しない。
【００６６】
上記のような制御を実施することで、必要な時に必要な回数だけ転写クリーニングを実施できるため、紙間がクリーニング時間よりも短い場合でも裏汚れ、コバ面汚れの発生防止を行うことができ、転写体の汚れが少ない場合にはクリーニングが入らず、生産性の低下が防止できる。また、本実施形態では、転写体（ＯＰＣ、中間転写ベルト、２次転写ベルトなど）上の地肌汚れを検知し、検知した地肌汚れ量に応じて必要な時間だけ紙間を広げて転写クリーニングを入れることで、確実に転写ローラ汚れによる裏汚れ、コバ面汚れの防止ができる。さらに、転写体の汚れが少ない場合にはクリーニングが入らないことにより不必要なモータの回転を防止できるので、無駄な消費電力を抑制でき、かつユニットやサプライ（現像剤寿命や感光体寿命など）の寿命が短くなることを防止できる。
【００６７】
・［紙間時間］≧［転写バイアスクリーニング時間］＋［判定閾値Ａ］・・・条件（２）
条件（２）の場合は、検知した地肌汚れ量と紙間時間から裏汚れ量を予測し、その予測値（ｇ）が一定の許容値Ｓよりも多い場合には、紙間時間内で転写クリーニングを実施する。
【００６８】
判定閾値Ａについては紙の搬送時に位置がずれた場合や、バイアスの切替制御時間などを想定して設定される係数である。この係数を小さくしすぎると、紙が来る前にクリーニング制御を終了させ、画像部出力が間に合わない場合が想定され、大きくしすぎるとバイアスクリーニングが入りにくくなる傾向にあるため、適切な値に決める必要がある。転写クリーニング時間は複数のクリーニング動作を行う場合はそれらを合わせたクリーニング時間として算出される。それぞれ時間単位はｍｓｅｃ又はｓｅｃとなっている。
【００６９】
実施例１（図１４参照）に記載された作像動作では、紙間時間が転写クリーニング時間よりも短く、バイアスクリーニングが入らない場合を示す。これは裏汚れの予測値（ｇ）が一定の許容値Ｓよりも少なかったため、紙間時間を長くせずに転写クリーニングを実施しない場合に相当する。
【００７０】
実施例２（図１５参照）に記載された作像動作では、紙間時間を転写クリーニング時間と同等まで長くして、転写ローラ１周分のマイナスのバイアスクリーニングとプラスのバイアスクリーニングを各１回ずつ入れた（１セット）場合を示す。これは裏汚れの予測値（ｇ）が一定の許容値Ｓよりも多かったため、紙間時間を長くして転写クリーニングを実施した場合に相当する。
【００７１】
実施例３（図１６参照）に記載された作像動作では、紙間時間を転写クリーニング時間の２倍まで長くして、転写ローラ１周分のマイナスのバイアスクリーニングとプラスのバイアスクリーニングを各２回ずつ入れた（２セット）場合を示す。これは裏汚れの予測値（ｇ）が一定の許容値Ｓよりも大変多かったため、１セットのクリーニングでは裏汚れが許容値Ｓまで改善せず、紙間時間を長くして２セットの転写クリーニングを実施した場合に相当する。
【００７２】
実施例４（図１７参照）に記載された作像動作では、紙間時間が転写クリーニング時間よりも長く、次の印刷の直前に転写ローラ１周分のマイナスのバイアスクリーニングとプラスのバイアスクリーニングを各１回ずつ入れた（１セット）場合を示す。
【００７３】
繰り返しになるが、上記のような制御（実施例１〜４）を実施することで、必要な時に必要な回数だけ転写クリーニングを実施できるため、紙間がクリーニング時間よりも短い場合でも裏汚れ、コバ面汚れの発生防止を行うことができ、転写体の汚れが少ない場合にはクリーニングが入らず、生産性の低下が防止できる。
【００７４】
また、本発明では、転写体（ＯＰＣ、中間転写ベルト、２次転写ベルトなど）上の地肌汚れを検知し、検知した地肌汚れ量に応じて必要な時間だけ紙間を広げて転写クリーニングを入れることで、確実に転写ローラ汚れによる裏汚れ、コバ面汚れの防止ができる。また、転写体の汚れが少ない場合にはクリーニングが入らないことにより不必要なモータの回転を防止できるので、無駄な消費電力を抑制でき、かつユニットやサプライ（現像剤寿命や感光体寿命など）の寿命が短くなることを防止できる。
【００７５】
図１８に、転写バイアスクリーニングの模式図を示す。紙間では逆帯電トナーや逆帯電トナーの地肌汚れトナーが感光体上に存在し、そのトナーが転写ローラへ移動することでローラの汚れが蓄積する。「紙間」と称した図は汚れトナーが蓄積した転写ローラを示しており、＋及び−と記載した円がその極性のトナーを示している。
【００７６】
次に、「転写クリーニング（−）」と記載している図は、転写ローラの対抗ローラへ負極正のバイアスを印加することで、転写ローラに付着した正帯電トナーを中間転写ベルトへと戻すことができる。その次に、「転写クリーニング（＋）」と記載している図において、正極のバイアスを転写ローラの対抗ローラへ印加することで、負帯電トナーを中間転写ベルトへ戻すことができる。転写ローラを汚す地肌汚れトナーは両極性のトナーが存在するため、どちらのバイアスも印加することで、裏汚れ、コバ面汚れの発生をより効果的に防止することができる。実施例２〜４においても、転写バイアスクリーニング動作が入っており、マイナスクリーニングのあとにプラスクリーニングが実施されている。
【００７７】
また、実施例４のように紙間が長くなる場合、紙間に入って直ぐに転写バイアスクリーニングを実施しても、その後の紙間で転写ローラが再び汚れる恐れがある。このため、式（１）に示すように、余裕度係数ｃという値を設定し、この値よりも前にバイアスクリーニング動作を行うことで、長時間の紙間で蓄積された汚れトナーを紙間の後半でクリーニングを実施し、裏汚れ、コバ面汚れの発生を効率的に防止することが可能である。
［クリーニング実施タイミング］＝［印刷再開タイミング］−［転写バイアスクリーニング時間］−［余裕度係数ｃ］・・・（２）
【００７８】
本発明の実施例では、紙間の転写バイアスクリーニング時以外の転写出力をプラス側に設定している。これは、プラス側に設定することで紙間での転写ローラへの正規帯電トナー（マイナス）の汚れ蓄積を抑制することを狙っているが、０μＡに設定しても良い。０μＡに設定することで紙間での転写ローラへの汚れ蓄積を抑制することができる場合がある。転写ローラへ蓄積した汚れトナーが多い場合、限られた転写バイアスクリーニング時間では汚れトナーをクリーニングしきれない可能性があるが、紙間を０μＡとすることで汚れが取りきれないことによる裏汚れを発生させる恐れもなくなる場合がある。
【００７９】
また、クリーニングバイアスを転写ローラ１周以上かけることで、転写ローラ全周の汚れをクリーニングできる。１周だけでは転写ローラの汚れを取りきれない場合もあり、実施例３では負極のバイアスクリーニングと正極のバイアスクリーニングをそれぞれ転写ローラ２周分印加している。これらのクリーニングバイアス印加時間は長いとクリーニング効果がより得られるが、クリーニング時間が長くなり、クリーニングが入りにくくなるため、適切な時間を設定する必要がある。最適なクリーニング時間は画像形成装置の構成により変わるため、それぞれ最適化を行う必要がある。
【００８０】
紙間延長により、転写ローラの汚れが蓄積されることは中間転写方式だけでなく、モノクロ機などで良く実施されている直接転写方式でも発生する。このため、本発明は中間転写方式のみに限定されず、転写ローラの汚れがより蓄積しやすい直接転写方式の方がより効果が発揮される。
【００８１】
また、転写ベルト方式でもバイアスクリーニングは有効であるが、クリーニングブレードによる常時クリーニングも実施することが可能である。しかし、転写ローラ方式では小型、低コスト化のため、バイアスクリーニングが一般的であり、転写ローラ方式の画像形成装置において本発明の紙間バイアスクリーニングの効果がより一層得られる。
【００８２】
プロセス線速が変わると、転写電流値に対する実行バイアスが変化するため、適正なクリーニングを行うためには、複数のプロセス線速で制御される場合、線速毎のクリーニング出力（電流値）に制御することが望ましい。表１に実施例を示す。
【００８３】
【表１】
0006690394.tif 000002
【００８４】
普通紙の印刷速度を標準速として、厚紙は定着性が劣るため、より低線速で画像を出力する必要がある。表１に示す実施例では２６０ｍｍ／ｓを標準速として、１５０ｍｍ／ｓ（中速）、７５ｍ／ｓ（低速）が設けられている。転写ＣＬ出力は標準速を１００％として、中速、低速は補正係数が設けられており、転写ＣＬ（２６０ｍｍ／ｓ）×補正係数／１００でそれぞれ出力が決まることになる。これにより、必要以上にクリーニング出力を印加することでクリーニング性が変化し、感光体へのハザードを防ぐことができる。
【００８５】
また、環境が変化した際にもクリーニング出力を調整することで、より転写バイアスクリーニングを効率的に行うことができる。転写バイアスクリーニングの出力は高すぎても、低すぎても転写ローラ上のトナーを効果的に回収することができない。これらの適正なクリーニング出力値は環境が変化すると転写部材や紙の抵抗変化などにより、ずれていくことがわかっている。このため、本発明の実施例では、画像形成装置に温度、湿度を検知可能な環境センサが設けられており、検知結果に基づき絶対湿度が換算される。この絶対湿度の値から表２の閾値テーブルの中から適正な転写クリーニング出力値が選択されることとなる。
【００８６】
【表２】
0006690394.tif 000003
【００８７】
これにより、転写ローラの汚れをより効率的に行い、裏汚れなどの問題を発生することがない。
【００８８】
図１９は、連続印刷枚数に対してコバ面汚れについて評価した結果である。コバ面汚れのランクは、コバ面の汚れ方を段階的にランク付けしたものであり、基準をランク２以上としている。ランク２は、汚れているが、通常は余り目につかないレベルの汚れという判断である。ランクは全５段階であり、ランク５は全く汚れていない状態を示す。
【００８９】
評価条件は、評価に使用した画像形成装置において最も汚れが発生しやすい条件（温度２７度、湿度８０％）を選定した。感光体地肌汚れは、紙上で地肌汚れが気にならないレベルでスレッシュを引き、そのレベルの感光体上地肌汚れ状態で行った。また、転写ローラは経時ほど汚れが溜り、転写紙を汚しやすい傾向にあるため交換寿命に到達した転写ローラを使用した。印刷速度は３０ｃｐｍとした。
【００９０】
図１９において、「通常」と記載された条件は、紙間でクリーニングを実施しない条件で、通常の紙間での汚れの推移を評価したものである。「周辺機５枚綴じ」と記載された条件は、ステープル時間により紙間が非常に長くなる（約１０ｓｅｃ）条件である。「実施例」と記載された条件は上記した本発明の実施例であり、紙間に負極１周、正極１周のバイアスクリーニングを実施した条件である。
【００９１】
図１９より、通常の紙間であっても、バイアスクリーニングが入らないため、印刷枚数に対して汚れが悪化していく傾向がわかる。さらに、周辺機でステープル動作を行うと、紙間が延長されるため、著しく汚れが悪化しているのがわかる。汚れ方としては規格を割る印刷枚数が通常の１／６程度まで低下してしまう。一方で、本発明の実施例では、紙間クリーニングにより、コバ面汚れの悪化を防止することができており、印刷枚数によらず顕著なコバ面汚れの悪化は確認されなかった。
【００９２】
（第２の実施形態）
図１２に示す制御を実施することで、裏汚れやコバ面汚れは防止できるが、図１２のＳ６で裏汚れの予測値（ｇ）が一定の許容値Ｓを超え続けている限り、紙間を広げて転写クリーニングが入るため、生産性は落ちてしまうという問題がある。
【００９３】
そこで、紙間を広げて転写クリーニングが入っている間に、印刷中の感光体の表面電位と現像手段の現像電位の差である地肌ポテンシャル（帯電バイアスＶｄと現像バイアスＶｂの差）を広げて、裏汚れやコバ面汚れの原因である地肌汚れを改善する制御を実施する。
【００９４】
図２０に示す制御に従って、設定すべき地肌ポテンシャルを算出し、帯電バイアスＶｄの補正量を決定する（Ｓ３）ことで、裏汚れの予測値（ｇ）を一定の許容値Ｓ以下にする制御を行う。
【００９５】
ここで、設定すべき地肌ポテンシャルとは、あらかじめ実験で取得した地肌ポテンシャルと地肌汚れの関係から決定しても良い。図２１にトナー濃度毎に取得した地肌ポテンシャルと地肌汚れの関係の一例を示す。同じ地肌ポテンシャルでもトナー濃度が高いほど地汚れトナー量が多いことを示しているが、トナー濃度によらずに傾きはほぼ一定なので、地肌ポテンシャル変更量はトナー濃度によらずに、地汚れトナー量のみから決定しても良い。
【００９６】
また、例えば、特許文献２のような検知手段により、実際に取得した地肌ポテンシャルと地肌汚れの関係より決定しても良い。さらに、通紙時に少しずつ地肌ポテンシャルを変更していき、次回以降の紙間地汚れ検知で、裏汚れの予測値（ｇ）を一定の許容値Ｓまで除々に近づけていくように変更しても良い。地肌ポテンシャルは一度に大きく変動させると、エッジ効果が急激に変化するため、ドットの大きさの変動や線幅の変動が顕在化してしまう。さらに、フルカラー画像では色味の変動が目立ってしまうという問題が発生するため、少しずつ変更する方法が有効である。
【００９７】
（第３の実施形態）
図２０に示す制御を実施することで、生産性を落とさずに裏汚れやコバ面汚れは防止できる。しかし、画質が劣化してしまう可能性がある。図９に示すように、地肌ポテンシャルが大きい側に変動するとキャリア付着が悪化する。また、第２の実施形態で述べたように、エッジ効果が変化するため、ドットの大きさが変動し、線幅が変化してしまう。さらにドットの大きさが変化すると、フルカラー画像では色味の変動が発生してしまうという問題が発生する。
【００９８】
図２２にトナー濃度と地肌汚れの関係の一例を示す。地汚れトナー量はトナー濃度が高いほどトナーの帯電が低下するため、多くなる傾向がある。そこで本実施形態では、紙間を広げて転写クリーニングが入っている間に、印刷中のトナー濃度を下げて、トナーの帯電量を上げる制御を行う。これにより、裏汚れやコバ面汚れの原因である地肌汚れを改善することができる。
【００９９】
図２３に示す制御に従って、設定すべきトナー濃度を算出し（Ｓ２）、紙間でトナー濃度を除々に下げることで、裏汚れの予測値（ｇ）を一定の許容値Ｓ以下にする制御を行う。トナー濃度を下げる方法は像担持体への吐き出しパターンの作像でもよいし、トナー補給を少なめにした通常の画像形成で実施してもよい。トナー濃度を下げて地肌汚れを改善する方法は、地肌ポテンシャルを大きくして地肌汚れを改善する方法と比較して画質の劣化は小さく優位である。もちろん地肌ポテンシャルの変更と組み合わせてトナー濃度を下げても良い。
【０１００】
以上、実施形態を用いて本発明を詳細に説明した。この実施形態は一例であり、要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して使用できる。たとえば、第１〜第３の実施形態の構成を組み合わせて用いてもよい。
【符号の説明】
【０１０１】
１Ｃ、１Ｋ、１Ｍ、１Ｙ  画像形成ユニット
２Ｃ、２Ｋ、２Ｍ、２Ｙ  感光体
３Ｙ  帯電ローラ
４Ｙ  現像装置
４ａＹ  現像ローラ
５Ｙ  クリーニング装置
６  光書込ユニット
７  中間転写ベルト
８  中間転写ユニット
９Ｃ、９Ｋ、９Ｍ、９Ｙ  一次転写ローラ
１０  クリーニング装置
１１  二次転写バックアップローラ
１２  二次転写ローラ
１２Ｃ、１２Ｋ、１２Ｍ、１２Ｙ  現像装置
１３  定着ユニット
１４ａ、１４ｂ  給紙カセット
１４ｃ  手差しトレイ
１５  レジストローラ対
１６  両面ユニット
１７  テンションローラ
１７Ｃ、１７Ｋ、１７Ｍ、１７Ｙ  トナー補給容器
１８  入口ローラ
２０  光学センサユニット
２０ａ  第１反射型フォトセンサ
２０ｂ  第２反射型フォトセンサ
２０ｃ  第３反射型フォトセンサ
２０ｄ  第４反射型フォトセンサ
２９  電源
３０  制御部
３０ａ  ＣＰＵ
３０ｂ  ＲＡＭ
４１  中間転写ベルト
５０  帯電電源
５２  環境センサ
８１  給紙モータ
８２  レジストモータ
１０２  光学センサ
１５０ｂ  ＲＡＭ
３１１  発光素子
３１２  正反射受光素子
３１３  拡散反射受光素子
Ｓ  記録シート
【先行技術文献】
【特許文献】
【０１０２】
【特許文献１】特開２０１２−４２６４１号公報
【特許文献２】特開２０１５−０８７５６３号公報
【図１】
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【図２】
0006690394.tif 000005
【図３】
0006690394.tif 000006
【図４】
0006690394.tif 000007
【図５】
0006690394.tif 000008
【図６】
0006690394.tif 000009
【図７】
0006690394.tif 000010
【図８】
0006690394.tif 000011
【図９】
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【図１０】
0006690394.tif 000013
【図１１】
0006690394.tif 000014
【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
0006690394.tif 000019
【図１７】
0006690394.tif 000020
【図１８】
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【図１９】
0006690394.tif 000022
【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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