(57)【要約】【課題】電子写真方式の画像形成装置において、環境条件の影響を受けることなく、感光体の表面からの転写残留トナーの除去および放電生成物の除去を適切に行うことができ、これにより長期に渡って良好な画像を得ることを可能にする。【解決手段】被帯電面を有する像担持体１１と、前記被帯電面を帯電させる帯電手段１２と、帯電させた前記被帯電面に静電潜像を形成する露光手段１３と、前記静電潜像を現像してトナー像を形成する現像手段１４と、前記トナー像を被転写体に転写する転写手段４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｋと、転写後の前記被帯電面における転写残留トナーを当該被帯電面との接触を通じて保持する保持するトナー保持部材１５と、環境条件を検出する検出手段２１と、前記検出手段２１での検出結果を基に前記トナー保持部材１５によるトナー保持量を調整する保持量調整手段１６と、を備えて画像形成装置を構成する。【選択図】図２
2007279075.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被帯電面を有する像担持体と、
前記被帯電面を帯電させる帯電手段と、
前記帯電手段が帯電させた前記被帯電面に静電潜像を形成する露光手段と、
前記静電潜像を現像してトナー像を形成する現像手段と、
前記トナー像を被転写体に転写する転写手段と、
前記転写手段による転写後の前記被帯電面における転写残留トナーを当該被帯電面との接触を通じて保持する保持するトナー保持部材と、
環境条件を検出する検出手段と、
前記検出手段での検出結果に基づいて前記トナー保持部材によるトナー保持量を調整する保持量調整手段と
を備えることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記保持量調整手段は、前記トナー保持部材に保持トナーの吐き出しを行わせる機能を有するとともに、当該吐き出しを行わせる頻度を前記検出手段での検出結果に応じて可変させるものである
ことを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記保持量調整手段は、前記トナー保持部材でのトナー保持のために当該トナー保持部材に印加するバイアス電圧を前記検出手段での検出結果に応じて可変させるものである
ことを特徴とする請求項１または２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、電子写真方式の画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、電子写真方式の画像形成装置が広く普及している。電子写真方式とは、像担持体である感光体を帯電器により帯電させた後、書き込み用光源を発光させて感光体上に静電潜像を形成（露光）し、これを現像器でトナーにより現像して可視化し、その可視像を感光体から印刷用紙等の記録媒体に転写して出力する方式である。
【０００３】
このような電子写真方式の画像形成装置では、トナー像の転写後、感光体上に残る転写残留トナーを除去する必要がある。転写残留トナーの除去は、感光体にクリーニングブレードを当接させて行うものが一般的である。ただし、クリーニングブレードを用いたクリーニング方式では、クリーニングブレードが転写残留トナーを掻き取ることになるため、感光体の表面が磨耗してしまい、感光体の短寿命化を招いてしまう。また、現在主流になりつつある小粒径の球形トナーについては、クリーニングブレードをすり抜けてしまい、十分に除去できないおそれもある。このことから、最近では、ファーブラシやスポンジパッド状等の部材を用いて低ストレスでクリーニングを行うクリーニング方式が見直されつつある（例えば、特許文献１，２参照）。
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−２１５７９９号公報
【特許文献２】特開２００２−２５８６６６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、上述した低ストレスのクリーニング方式では、感光体との当接力が弱いため、帯電器による感光体の帯電時に発生する放電生成物（例えば、オゾンや窒素酸化物等の活性物質やそれらの反応生成物）の除去が困難である。放電生成物は、水分を吸湿することにより感光体の表面抵抗を低下させて、画像の白抜け（Deletion）等の画像欠陥が発生する要因となるものである。特に、直流電流に交流電流を重畳したＡＣ＋ＤＣ接触帯電方式では、感光体に対して直接放電を行っているために、多量の放電生成物が感光体の表面に付着することから、画像の白抜けが問題となることが多い。
【０００６】
このような放電生成物を有効に除去するためには、例えば、感光体に対して不織布からなるトナー保持部材を接触させ、そのトナー保持部材にトナーを保持させつつ、その保持トナーを利用して感光体表面に付着した多量の放電生成物を除去することが考えられる。トナーが放電生成物の除去能力を向上させるため、効果的に感光体上の放電生成物を除去することが可能となるからである。
【０００７】
しかしながら、放電生成物の発生は、温度や湿度等といった環境条件の影響を受け得る。例えば、低温低湿時（例えば、10℃、15％）には、異常放電が起こりやすく、放電生成物除去のために多くのトナー保持量を必要としない。そのため、トナー保持部材でのトナー保持量が多いと、そのトナー保持部材から不慮に放出されたトナーにより、帯電器等が汚染されて画質欠陥を引き起こすおそれがある。一方、高温高湿時（例えば、28℃、85％）には、トナー保持部材でのトナー保持量が少ないと、十分な放電生成物の除去能力が得られず、画像の白抜け等の画像欠陥が発生するおそれがある。
【０００８】
そこで、本発明は、環境条件の影響を受けることなく、感光体の表面からの転写残留トナーの除去および放電生成物の除去を適切に行うことができ、これにより長期に渡って良好な画像を得ることを可能にする画像形成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、上記目的を達成するために案出された画像形成装置で、被帯電面を有する像担持体と、前記被帯電面を帯電させる帯電手段と、前記帯電手段が帯電させた前記被帯電面に静電潜像を形成する露光手段と、前記静電潜像を現像してトナー像を形成する現像手段と、前記トナー像を被転写体に転写する転写手段と、前記転写手段による転写後の前記被帯電面における転写残留トナーを当該被帯電面との接触を通じて保持する保持するトナー保持部材と、環境条件を検出する検出手段と、前記検出手段での検出結果に基づいて前記トナー保持部材によるトナー保持量を調整する保持量調整手段とを備えることを特徴とする。
【００１０】
上記構成の画像形成装置によれば、検出手段が環境条件を検出するとともに、その検出手段での検出結果に基づいて、保持量調整手段がトナー保持部材によるトナー保持量を調整するようになっている。検出手段が検出する環境条件としては、例えば温度および湿度が挙げられるが、これに限定されることはなく、温度または湿度のいずれか一方であっても、あるいは他の条件を含むものであってもよい。また、トナー保持量の調整は、例えば、トナー汚染による帯電不良が発生しやすい低温低湿環境下ではトナー保持部材のトナー保持量を少なくする一方、放電生成物付着に起因する像流れ等が起こりやすい高温高湿環境下ではトナー保持部材のトナー保持量を多くする、といったものが挙げられる。このような調整を経ることで、トナー保持部材には、環境条件に拘らずに、適量の転写残留トナーが保持されることになる。
【発明の効果】
【００１１】
以上のように、本発明に係る画像形成装置では、環境条件に応じてトナー保持部材でのトナー保持量を調整することにより、そのトナー保持部材が環境条件に拘らずに適量の転写残留トナーを保持することになるので、例えば高温高湿時での放電生成物付着に起因する像流れおよび低温低湿時のトナー汚染による帯電不良といった、各環境でのディフェクトを未然に回避することができる。したがって、環境条件の影響を受けることなく、感光体の表面からの転写残留トナーの除去および放電生成物の除去を適切に行うことができ、これにより長期に渡って良好な画像を得ることが可能になるのである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、図面に基づき本発明に係る画像形成装置について説明する。ここで説明する画像形成装置は、複写機、プリンタ装置、ファクシミリ装置等に用いられる電子写真方式のものである。
【００１３】
先ず、本発明に係る画像形成装置の概略構成について説明する。
【００１４】
図１は、本発明に係る画像形成装置の概略構成例を示す説明図である。図例のように、ここで説明する画像形成装置１は、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色のトナー像を形成する画像形成ユニット２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｋと、バックアップロール３ａおよび複数の張架ロール３ｂによって張架された無端状の中間転写ベルト３と、その中間転写ベルト３を挟んで画像形成ユニット２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｋのそれぞれと対向して配設される一次転写ロール４Ｙ、４Ｍ，４Ｃ，４Ｋと、バックアップロール３ａと対向して配設される二次転写ロール５と、記録用紙Ｐ上のフルカラートナー像を熱と圧力とにより定着させる定着装置６と、を備えて構成されている。
【００１５】
このような構成の画像形成装置１では、並設された各画像形成ユニット２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｋが各色のトナー像を形成すると、それぞれの相対的な位置の違いを考慮したタイミングで、各色のトナー像が中間転写ベルト３に転写されて、その中間転写ベルト３上で重ねられる。これにより、中間転写ベルト３上には、フルカラートナー像が形成されることになる。そして、中間転写ベルト３上のフルカラートナー像は、二次転写位置Ａへ記録用紙Ｐが所定のタイミングで搬送されてくると、転写バイアスが印加された二次転写ロール５の静電吸引力によって、中間転写ベルト３上から一括してその記録用紙Ｐに転写される。フルカラートナー像が転写された記録用紙Ｐは、中間転写ベルト３からの分離後に、定着装置６へと搬送される。このようにして、記録用紙Ｐ上にフルカラー画像が印刷出力されるのである。なお、記録用紙Ｐに転写されなかった中間転写ベルト３上の転写残留トナーは、中間転写ベルト用クリーナ７で回収されることになる。
【００１６】
次に、以上のように構成された画像形成装置１における各画像形成ユニット２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｋについて詳しく説明する。
図２〜３は、本発明に係る画像形成装置の要部構成例を示す説明図である。
【００１７】
図２に示すように、各画像形成ユニット２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｋは、いずれも、被帯電面を有した像担持体としての感光体ドラム１１と、その感光体ドラム１１における被帯電面を帯電させる帯電器１２と、その帯電器１２が帯電させた被帯電面に静電潜像を形成する露光器１３と、感光体ドラム１１の被帯電面に形成された静電潜像を現像してトナー像を形成する現像器１４と、を備えている。そして、帯電器１２が感光体ドラム１１の被帯電面（表面）を一様に帯電させると、露光器１３により像露光がなされ、その感光体ドラム１１上に静電潜像が形成される。この静電潜像は、現像器１４の現像バイアスが印加された現像ロール１４ａに担持されたトナーによって現像され、トナー像となる。その後、現像器１４に形成されたトナー像は、対応するいずれかの一次転写ロール４Ｙ、４Ｍ，４Ｃ，４Ｋの圧接力と、その一次転写ロール４Ｙ、４Ｍ，４Ｃ，４Ｋに印加された転写バイアスによる静電吸引力とによって、中間転写ベルト３上に一次転写される。なお、トナー像の転写後、感光体ドラム１１の表面は、次の画像形成サイクルのため、帯電器１２で再び帯電される。
【００１８】
ここで、画像形成装置１における画像形成時の主なゼログラフィックパラメータの一具体例を示す。
・感光体ドラム１１；ＯＰＣ（φ３０）
・帯電器１２；半導電性ロールからなる帯電ロール
・ＡＣ印加；Ｉａｃ＝０．７ｍＡ、Ｖｄｃ＝−５２０Ｖ、ｆ＝６１４Ｈｚ
・露光器１３；レーザー７８０ｎｍ
・現像方式；二成分現像
・中間転写ベルト３；ポリイミド
・プロセス速度；１０４ｍｍ／ｓ
・潜像電位；背景部＝−５００Ｖ、画像部＝−２００Ｖ
・現像ロール１４ａ；スリーブ径＝φ１６ｍｍ、スリーブ回転速度＝２０８ｍｍ／ｓ、スリーブ回転方向＝感光体ドラム１１と逆方向
・感光体ドラム１１と現像ロール１４ａの間隔；０．３ｍｍ
・現像バイアス；ＤＣ成分＝−４００Ｖ
・ＡＣ成分＝１．５ｋＶＰ−Ｐ（６ｋＨｚ）
・転写条件；一次転写ロール＋５００〜１０００Ｖ(転写電流１０μＡ)、二次転写ロール＋１６００Ｖ
【００１９】
ところで、感光体ドラム１１から中間転写ベルト３への一次転写では、感光体ドラム１１の表面上にあるトナーの全てが中間転写ベルト３に転写されることはなく、一部が転写残留トナーとして感光体ドラム１１上に残留する。この転写残留トナーについては、感光体ドラム１１上に残留すべきではなく、その感光体ドラム１１上から除去する必要がある。また、感光体ドラム１１上には、帯電器１２による帯電によって、その帯電時に放電生成物（例えば、オゾンや窒素酸化物等の活性物質やそれらの反応生成物）が発生し得る。この放電生成物についても、感光体ドラム１１上に存在すべきではなく、その感光体ドラム１１上から除去する必要がある。
【００２０】
このことから、各画像形成ユニット２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｋは、いずれも、トナー保持器１５と、トナー帯電制御ブラシ２０とを備えている。
【００２１】
トナー保持器１５は、感光体ドラム１１上に残留した転写残留トナーを保持して、これにより放電生成物を効果的に除去するためのものである。そのために、トナー保持器１５は、金属等からなる四角柱状の導電性の基体１５ａ上に、導電性ウレタンスポンジ等の弾性部材１５ｂを介して、適度な導電性を有する不織布１５ｃが貼り付けられて構成されている。そして、不織布１５ｃが感光体ドラム１１に圧接するように配されている。なお、不織布とは、文字通り「織らない布」であり、繊維同士を様々な方法で結合させたシートである。不織布の製造方法としては、乾式不織布、スポンドバンド、湿式不織布等がある。具体的には、例えば、絶縁性ナイロン−ポリエステル混綿繊維にポリピロール樹脂をコーティングして導電性が付与された繊維で、繊維長が数センチ程度のものを、カードやエアランダム機で薄いシートにし、必要に応じて何枚か重ねて形成されたものが挙げられる。
【００２２】
トナー保持器１５の基体１５ａには、バイアス電圧が印加されるようになっている。そして、バイアス電圧の印加は、電圧印加制御部１６によって制御される。すなわち、電圧印加制御部１６によって、印加するバイアス電圧の極性、電圧値、印加タイミング等がコントロールされるのである。これにより、トナー保持器１５には、画像形成時において、転写残留トナーを積極的に保持するように例えば＋１００Ｖが印加される。
【００２３】
また、トナー保持器１５は、図３に示すように、その長手方向（感光体ドラム１１の回転軸Ｋ方向）の幅が、感光体ドラム１２における画像形成幅Ｒより幅広であるものとする。なお、トナー保持器１５は、バネ等の弾性部材やソレノイド等の駆動源を利用して、感光体ドラム１１の回転軸Ｋ方向に摺動（オシレーション）可能であることが望ましい（図中矢印Ｍ参照）。トナー保持器１５の不織布１５ｃを感光体ドラム１１の表面に対して回転軸Ｋ方向に摺動させれば、転写残留トナーの保持個所を分散でき、放電生成物除去能力を回転軸Ｋ方向に対して均一化することが可能となるからである。
【００２４】
トナー帯電制御ブラシ２０は、感光体ドラム１１上に残留した転写残留トナーに対する帯電調整を通じて、その転写残留トナーを感光体ドラム１１上から除去するためのものである。そのために、トナー帯電制御ブラシ２０は、例えば、φ５ｍｍのステンレスシャフトに繊維径約１５μｍかつパイルハイト３．５ｍｍの導電性ナイロンがブラシ密度１２０kfiber/inch2で植毛されてなり、残留トナー帯電電圧として電圧印加制御部１６によって−８５０ｖが印加されるようになっている。この残留トナー帯電電圧の印加により、トナー帯電制御ブラシ２０には、感光体ドラム１１の帯電電位との間に電位差が生じる。したがって、感光体ドラム１１上の転写残留トナーは、トナー帯電制御ブラシ２０と感光体ドラム１１との間の電位差によって、正規極性（−極性）に帯電することになる。正規極性（−極性）に揃えられた転写残留トナーは、その感光体ドラム１１の回転により帯電器１２に送られる。このとき、帯電器１２には、帯電バイアスＶＤＣ＝−５２０ｖが印加されている。よって、正規極性（−極性）の転写残留トナーには、帯電器１２との間で斥力が働き、その帯電器１２を摺り抜けることになる。そして、帯電器１２を摺り抜けた正規極性（−極性）の転写残留トナーは、現像器１４の現像ロール１４ａと対向する部分（現像部）に送られ、その現像器１４の現像ロール１４ａにおける現像バイアスの設定条件を最適化により、現像と同時に現像器１４で回収（クリーニング）される。
【００２５】
つまり、各画像形成ユニット２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｋでは、感光体ドラム１１上の転写残留トナーを除去する格別なクリーニング機構部を持たずに、現像器１４の現像ロール１４ａの現像バイアスの設定条件を最適化することで、現像器１４で現像と転写残留トナーの回収（クリーニング）とを同時に行う、いわゆるクリーナレスシステムを採用しているのである。
【００２６】
ところで、帯電器１２が感光体ドラム１１を帯電させる際には、既に説明したように、放電生成物が発生する。特に、ＡＣにＤＣを重畳したＡＣ＋ＤＣ接触帯電方式では、放電生成物が多く発生する。このような放電生成物に対し、各画像形成ユニット２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｋでは、トナー保持器１５の不織布１５ｃが転写残留トナーを一時保持するようになっている。すなわち、トナー保持器１５を備える各画像形成ユニット２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｋでは、感光体ドラム１１上の転写残留トナー（中間転写ベルト３に転写されなかった転写残留トナー）が、トナー保持器１５の不織布１５ｃに付着して一時保持される。このとき、不織布１５ｃは繊維径が細く、しかも繊維密度が高いので、不織布１５ｃに転写残留トナーが密に、かつ、多く保持されることになる。そのため、不織布１５ｃに付着して一時保持された転写残留トナーが、感光体ドラム１１の回転に伴い、放電生成物を良好に除去することになり、放電生成物が付着することによる不具合、具体的には画像流れ（Deletion）が有効に防止することができる。
【００２７】
なお、画像形成装置１は、必ずしも現像器１４で転写残留トナーを回収（クリーニング）するクリーナレスシステムを採用したものである必要はなく、トナー帯電制御ブラシ２０に代えてクリーニング装置が設けられたものであってもよい。図４〜６は、クリーニング装置が設けられた場合の要部構成例を示す説明図である。
【００２８】
図４に示す構成例では、トナー保持器１５と帯電器１２との間にクリーニング装置１７が設けられている。クリーニング装置１７は、感光体ドラム１１に当接する導電性の回転ブラシ１７ａと、この回転ブラシ１７ａに当接する導電性を有した回収ロール１７ｂと、この回収ロール１７ｂに当接するスクレーパー１７ｃとを備えて構成されている。このような構成では、転写残留トナーがトナー保持器１５に保持される。そして、保持されずに摺り抜けた転写残留トナーが、トナー保持器１５に印加されている−８５０Ｖのバイアス電圧による放電によって、正極性（本実施形態ではマイナス）に帯電調整される。この正極性に帯電調整された転写残留トナーは、クリーニング装置１７の回転ブラシ１７ａで機械的に掻き取られて除去される。また、回転ブラシ１７ａにＤＣ０Ｖを印加することによって、回転ブラシ１７ａに電気的に付着することでも除去される。これは、トナー保持器１５の通過後の感光体ドラム１１の電位が約−４００Ｖとなるため、回転ブラシ１７ａの電位を０Ｖにすることで、マイナス極性（正極性）に帯電調整された転写残留トナーが回転ブラシ１７ａに付着するからである。このようにして、回転ブラシ１７ａに付着して除去された転写残留トナーは、バイアス電圧が印加された回収ロール１７ｂに移動した後、スクレーパー１７ｃで掻き落とされて回収される。したがって、現像器１４で転写残留トナーを回収する必要がない。
【００２９】
また、図５に示す構成例では、トナー保持器１５と帯電器１２との間のクリーニング装置１８が、図４に示した構成例の場合とは異なる。すなわち、図５の例のクリーニング装置１８は、感光体ドラム１１に当接する導電性の回転ブラシ１８ａと、この回転ブラシ１８ａに当接するフリッキングバー１８ｂとを備えて構成されている。なお、回転ブラシ１８ａには、ＤＣ２００ＶにＶＡＣ（Ｖｐｐ８００Ｖ）を重層した電圧を印加している。このような構成では、転写残留トナーがトナー保持器１５に付着し保持される。そして、保持されずに摺り抜けた転写残留トナーが、回転ブラシ１８ａに付着して除去される。回転ブラシ１８ａに付着して除去された転写残留トナーは、フリッキングバー１８ｂで叩き落とされ回収される。したがって、現像器１４で転写残留トナーを回収する必要がない。なお、回転ブラシ１８ａには、前述したＤＣ＋ＡＣが印加されているので、正極性、逆極性のいずれの極性の転写残留トナーであっても回収できる。
【００３０】
さらに、図６に示す構成例におけるクリーニング装置１９は、感光体ドラム１１に当接するクリーニングブレード１９ａを備えて構成されている。このような構成では、転写残留トナーがトナー保持器１５に付着し保持される。そして、保持されずに摺り抜けた転写残留トナーが、クリーニングブレード１９ａによって掻き取られて除去される。したがって、現像器１４で転写残留トナーを回収する必要がない。なお、クリーニングブレード１９ａの当接力を高くすると感光体ドラム１１の短寿命化を招き得るが、詳細を後述するようにトナー保持器１５によって放電生成物が除去されるので、クリーニングブレード１９ａを用いた場合であっても、必要以上にクリーニングブレード１９ａの当接力を高くする必要がない。
【００３１】
また、クリーニング装置を必要としないクリーナレスシステムを採用した場合であっても、必ずしもトナー保持器１５とトナー帯電制御ブラシ２０との両方を備えている必要はない。図７，８は、本発明に係る画像形成装置の他の要部構成例を示す説明図である。
【００３２】
図７に示す構成例では、トナー保持器１５のみが設けられ、トナー帯電制御ブラシ２０については設けられていない。ただし、トナー保持器１５は、電圧印加制御部１６による８印加電圧の制御により、保持トナーに対する帯電調整を行い得るようになっている。つまり、トナー保持器１５は、トナー保持による放電生成物の除去機能と、トナー帯電調整による転写残留トナーの除去機能とを兼ね備えているのである。このような構成例によっても、感光体ドラム１１上の転写残留トナーを回収（クリーニング）しつつ、その感光体ドラム１１上から放電生成物の除去することが可能である。
【００３３】
勿論、一つのトナー保持器１５が転写残留トナーの除去機能と放電生成物の除去機能とを兼ね備えるのではなく、図８に示す構成例のように、複数のトナー保持器１５を設け、これらのトナー保持器１５にそれぞれの機能を分担させるようにしても構わない。
【００３４】
次に、以上のように構成された画像形成装置１における特徴的な構成について説明する。
【００３５】
本実施形態で説明する画像形成装置１は、トナー保持器１５に加えて、環境条件センサ２１を備えており、その環境条件センサ２１での検出結果に基づいて、電圧印加制御部１６がトナー保持器１５に対する電圧印加を制御する点に大きな特徴がある。
【００３６】
環境条件センサ２１は、画像形成装置１内における環境条件を検出するものである。つまり、環境条件センサ２１は、環境条件を検出する検出手段として機能するものである。環境条件としては、例えば温度および湿度が挙げられるが、これに限定されることはなく、温度または湿度のいずれか一方であっても、あるいは他の条件を含むものであってもよい。このような環境条件の検出は、公知技術を利用した温度センサや湿度センサ等を利用して行えばよい。
【００３７】
また、電圧印加制御部１６は、環境条件センサ２１での検出結果に基づいて、電圧印加制御部１６がトナー保持器１５に対する電圧印加を制御し、これによりトナー保持器１５によるトナー保持量を調整するようになっている。つまり、電圧印加制御部１６は、トナー保持器１５によるトナー保持量を調整する保持量調整手段として機能するものである。なお、トナー保持器１５とトナー帯電制御ブラシ２０とで機能を分担させる場合、または複数のトナー保持器１５で機能を分担させる場合には、電圧印加制御部１６は、それぞれに対する電圧印加を制御するが、特に放電生成物の除去機能を実現するトナー保持器１５に対する電圧印加を制御して、そのトナー保持器１５によるトナー保持量を調整するようになっている。
【００３８】
トナー保持量の調整の具体的な態様としては、低温低湿環境下ではトナー保持器１５のトナー保持量を少なくする一方、高温高湿環境下ではトナー保持器１５のトナー保持量を多くする、といったものが挙げられる。
【００３９】
低温低湿環境下であるか、あるいは高温高湿環境下であるかの判断は、環境条件センサ２１での検出結果を予め設定されている閾値と比較することで行えばよい。例えば、環境条件センサ２１での検出結果が閾値を超えていれば高温高湿環境下であるかと判断し、閾値を超えていなければ低温低湿環境下であるかと判断する、といった具合である。ただし、閾値は必ずしも一つに限られず、複数の閾値が設定されていてもよい。すなわち、環境条件センサ２１での検出結果がどの温湿度域（例えば、高温高湿、中温中湿または低温低湿）に属するかを、複数の閾値に基づいて判断することも考えられる。
【００４０】
このような判断結果に対して、どのようにトナー保持量を調整するかについては、それぞれの間の対応関係を予め設定しておき、その設定内容に基づいて決定すればよい。すなわち、電圧印加制御部１６は、予め設定された環境条件の検出結果とトナー保持量の調整態様との対応関係に基づいて、どのようにトナー保持量を調整するかを決定すればよい。
【００４１】
トナー保持量の調整は、以下に述べる手法で行うことが考えられる。
【００４２】
その一つとしては、非画像形成時のトナー吐き出しモードを利用して調整を行う。トナー吐き出しモードとは、トナー保持器１５が一時保持している転写残留トナーを感光体ドラム１１に吐き出すモードのことをいい、電圧印加制御部１６によるトナー保持器１５への印加電圧の制御を通じて実現されるモードである。すなわち、電圧印加制御部１６は、例えばＤＣ＋１００Ｖを−６００Ｖに切り替えるといったように、トナー保持器１５に印加する電圧を所定のタイミングで切り替えることで、そのトナー保持器１５に保持トナーの感光体ドラム１１への吐き出しを行わせる。このトナー吐き出しモードによって、感光体ドラム１１から吐き出されたトナーが中間転写ベルト３へ転写され、転写ベルトクリーナ７により回収されることになる。
【００４３】
このようなトナー吐き出しモードを利用してトナー保持量の調整を行うためには、そのトナー吐き出しモードの実施頻度を、環境条件センサ２１での検出結果に応じて可変させればよい。トナー吐き出しモードは、非画像形成時、すなわち記録用紙Ｐ上にフルカラー画像を印刷出力するための一連の処理動作を行っていないときで、例えば記録用紙Ｐ１００枚分の画像形成毎といった所定のタイミングで、その実施が行われる。この基準となる実施タイミングに対し、低温低湿環境下では、トナー吐き出しモードの実施頻度を高くすればよい。これにより、低温低湿環境下では、トナー保持器１５のトナー保持量が少なくなる。一方、高温高湿環境下では、トナー吐き出しモードの実施頻度を低くすればよい。これにより、高温高湿環境下では、トナー保持器１５のトナー保持量が多くなる。なお、どの程度実施頻度を可変させるかについては、予め設定された環境条件の検出結果との間の対応関係に基づいて決定すればよい。
【００４４】
また、他の一つとしては、トナー保持器１５に印加するバイアス電圧を利用して調整を行う。すなわち、トナー保持器１５に印加するバイアス電圧の大きさを、環境条件センサ２１での検出結果に応じて可変させればよい。電圧印加制御部１６は、原則として、例えば＋１００Ｖといった所定の大きさのバイアス電圧をトナー保持器１５に対して印加するが、その印加電圧の大きさを低温低湿環境下には小さくする。これにより、その印加電圧に起因して発生する静電吸着力が小さくなるため、低温低湿環境下では、トナー保持器１５のトナー保持量が少なくなる。一方、高温高湿環境下では、トナー保持器１５に対する印加電圧の大きさを大きくする。これにより、その印加電圧に起因して発生する静電吸着力が大きくなるため、高温高湿環境下では、トナー保持器１５のトナー保持量が多くなる。なお、どの程度印加電圧の大きさを可変させるかについては、予め設定された環境条件の検出結果との間の対応関係に基づいて決定すればよい。
【００４５】
さらには、トナー吐き出しモードを利用した調整と、印加するバイアス電圧の大きさによる調整とを、互いに組み合わせて用いたり、あるいは環境条件の検出結果に応じていずれかを選択的に用いることも考えられる。つまり、トナー吐き出しモードを利用した調整と、印加するバイアス電圧の大きさによる調整とは、それぞれを併用しても構わない。
【００４６】
以上のような環境条件の検出結果に基づくトナー保持量の調整を行えば、例えば、帯電器１２のトナー汚染による帯電不良が発生しやすい低温低湿環境下ではトナー保持器１５のトナー保持量を少なくし、放電生成物付着に起因する画像欠陥（像流れ等）が起こりやすい高温高湿環境下ではトナー保持器１５のトナー保持量が多くする、といったことが実現可能となる。つまり、このような調整を経ることで、トナー保持器１５には、環境条件に拘らずに、適量の転写残留トナーが保持されることになる。
【００４７】
このように、本実施形態で説明した画像形成装置１によれば、環境条件に応じてトナー保持器１５でのトナー保持量を調整することにより、そのトナー保持器１５が環境条件に拘らずに適量の転写残留トナーを保持することになるので、例えば高温高湿時での放電生成物付着に起因する像流れおよび低温低湿時のトナー汚染による帯電不良といった、各環境でのディフェクトを未然に回避することができる。したがって、環境条件の影響を受けることなく、感光体ドラム１１の表面からの転写残留トナーの除去および放電生成物の除去を適切に行うことができ、これにより長期に渡って良好な画像を得ることが可能になるのである。
【００４８】
特に、本実施形態で説明したように、トナー保持器１５に加えてトナー帯電制御ブラシ２０を設け、これらに転写残留トナーの除去機能と放電生成物の除去機能とを分担させるように構成した場合には、例えばトナー保持器１５に印加するバイアス電圧を利用してトナー保持量の調整を行っても、その調整が転写残留トナーの除去機能、すなわち転写残留トナーに対する帯電調整に影響を及ぼしてしまうことがない。したがって、トナー保持器１５でのトナー保持量の増減に拘らず、転写残留トナーに対して常に適切な帯電調整を行い得るようになるので、感光体ドラム１１の表面からの転写残留トナーを確実に除去する上で非常に好適なものとなる。
【００４９】
以上のような画像形成装置１における作用効果を検証するために、低温低湿環境下（例えば、10℃、15％）において、帯電器１２の汚れにストレスとなる100％ベタ画像を連続出力したときの、帯電器１２のトナー汚染による画質欠陥の評価を行った。
【００５０】
図９は、その評価結果の具体例を示す説明図である。図例のように、高温高湿環境下ではＡ４サイズ連続１００枚印刷後でも画質欠陥が発生しなかったにも拘らず、低温低湿環境下では連続６０枚以下で画質欠陥が発生した。
この結果より、例えばトナー吐き出しモードを利用してトナー保持量を調整する場合であれば、低温低湿環境下では連続印刷４０枚毎にトナー吐き出しモードを実施し、高温高湿環境下および中温中湿環境下では１００枚間隔でトナー吐き出しモードを実施するように、トナー吐き出しモードの実施タイミングを設定することが考えられる。このようにすれば、特に、高温高湿環境下では、トナー吐き出しモードの頻度を減らすことにより、トナー保持器１５でのトナー保持量が多くなり、放電生成物除去に有利となるため、その放電生成物が感光体ドラム１１に付着することによる不具合、具体的には画像流れ（Deletion）の防止に非常に効果的である。
【００５１】
図１０は、トナー保持器１５でのトナー保持量と感光体ドラム１１に対する水の接触角との関係についての実験結果の具体例を示す説明図である。感光体ドラム１１に対する水の接触角は、放電生成物の付着量を定量的に測定するための目安となるものである。すなわち、感光体ドラム１１の表面では、放電生成物の増加に伴い、撥水性が低下する（親水性となる）。したがって、水の接触角から放電生成物の付着量を一義的に類推できるのである。図例の結果は、感光体ドラム１１を帯電器１２で帯電（放電電流１ｍＡ）をさせ、トナー保持器１５の不織布１５ｃを接触させた状態で、感光体ドラム１１を40000回転させたときの水の接触角を測定したものである。なお、帯電器１２による帯電は、放電生成物除去性を確認するために、放電電流を通常より高いところで行っている。一般に、感光体ドラム１１上では、水の接触角が80°以下になると、画像流れ（Deletion）が発生することが知られている。このことを踏まえつつ、図例の結果をみると、トナー保持器１５でのトナー保持量が多いと放電生成物除去性が良好であることが分かる。
【００５２】
なお、本実施形態では、本発明の好適な実施具体例について説明したが、本発明はその内容に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。例えば、環境条件の検出結果に応じたトナー保持量の調整の態様については、事前の実験やシミュレーション等で得られる経験則に基づいて予め設定しておけばよく、本実施形態で説明した具体的な態様に限定されるものではない。また、電圧印加制御部１６が印加する電圧の大きさ等についても、本実施形態で挙げたものは例示に過ぎず、画像形成装置の構成や機能スペック等に応じて適宜決定すればよい。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】本発明に係る画像形成装置の概略構成例を示す説明図である。
【図２】本発明に係る画像形成装置の要部構成例を示す説明図（その１）であり、画像形成ユニットの構成例を示す正面図である。
【図３】本発明に係る画像形成装置の要部構成例を示す説明図（その２）であり、トナー保持器の構成例を示す平面図である。
【図４】本発明に係る画像形成装置の他の構成例を示す図で、クリーニング装置が設けられた場合の要部構成例を示す説明図（その１）である。
【図５】本発明に係る画像形成装置の他の構成例を示す図で、クリーニング装置が設けられた場合の要部構成例を示す説明図（その２）である。
【図６】本発明に係る画像形成装置の他の構成例を示す図で、クリーニング装置が設けられた場合の要部構成例を示す説明図（その３）である。
【図７】本発明に係る画像形成装置の他の要部構成例を示す説明図（その１）であり、トナー保持器と回転ブラシとが機能分担する場合の構成例を示す図である。
【図８】本発明に係る画像形成装置の他の要部構成例を示す説明図（その２）であり、複数のトナー保持器が機能分担する場合の構成例を示す図である。
【図９】帯電器のトナー汚染による画質欠陥の評価結果の具体例を示す説明図である。
【図１０】トナー保持部材でのトナー保持量と感光体ドラムに対する水の接触角との関係についての実験結果の具体例を示す説明図である。
【符号の説明】
【００５４】
１…画像形成装置、２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｋ…画像形成ユニット、３…中間転写ベルト、４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｋ…一次転写ロール、５…二次転写ロール、６…定着装置、１１…感光体ドラム、１２…帯電器、１３…露光器、１４…現像器、１４ａ…現像ロール、１５…トナー保持器、１５ａ…基体、１５ｂ…弾性部材、１５ｃ…不織布、１６…電圧印加制御部、２０…トナー帯電制御ブラシ、２１…環境条件センサ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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