(57)【要約】【課題】トナー供給モードによりクリーニングブレードと中間転写体との間で良好な滑り状態を維持しつつ、紙裏汚れの発生を抑制することができる。  【解決手段】中間転写体５の移動方向に関する中間転写体５上の非画像形成領域に、複数の像担持体１のうちの少なくとも一つの像担持体１から供給トナー像Ｔｍを転写し、その後、中間転写体５の移動によってクリーニング手段１３に供給トナー像Ｔｍの供給トナーを供給するトナー供給モードを実行可能であり、トナー供給モードを実行した場合において、少なくとも一つの像担持体１と対応する第一の転写手段９の電位差は、画像形成時の電位差よりも大きい。【選択図】図５
2015075741.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
トナー像を担持する複数の像担持体と、
前記トナー像が転写される移動可能な中間転写体と、
それぞれが前記複数の像担持体に対応して配置され、前記トナー像を前記中間転写体に転写するための複数の第一の転写手段と、
前記中間転写体上に付着したトナーをクリーニングブレードにてクリーニングするクリーニング手段と、
を有する画像形成装置において、
前記中間転写体の移動方向に関する前記中間転写体上の非画像形成領域に、前記複数の像担持体のうちの少なくとも一つの前記像担持体から供給トナー像を転写し、その後、前記中間転写体の移動によって前記クリーニング手段に前記供給トナー像の供給トナーを供給するトナー供給モードを実行可能であり、
前記トナー供給モードを実行した場合において、少なくとも一つの前記像担持体と対応する前記第一の転写手段の電位差は、画像形成時の前記電位差よりも大きいことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記トナー供給モードを実行した場合において、前記中間転写体に転写された前記供給トナーは、少なくとも一回以上、前記像担持体と前記第一の転写手段によって発生する放電によって帯電されることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記中間転写体上の前記トナー像を記録媒体に転写する第二の転写手段と、を有し、前記トナー供給モードを実行する際、前記第二の転写手段には前記第一の転写手段に印加される電圧と逆極性の電圧が印加されることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記トナー供給モードにおいて、前記電位差が大きい前記像担持体と対応する前記第一の転写手段によって、前記中間転写体に前記供給トナーが転写されることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記複数の第一の転写手段に電圧を印加する電圧供給手段を有し、前記供給トナー像を前記中間転写体に転写する前記像担持体に対応する前記第一の転写手段に前記電圧供給手段から供給される電圧は、画像形成時に供給される電圧よりも高いことを特徴とする請求項４に記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記トナー供給モードにおいて、前記供給トナー像を前記中間転写体上に転写する前記第一の転写手段よりも前記中間転写体の回転移動方向において下流側であって、単一の前記第一の転写手段と対応する前記像担持体の電位差、若しくは複数の前記第一の転写手段と対応する複数の前記像担持体の電位差が、画像形成動作時の前記電位差よりも大きいことを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記複数の第一の転写手段に電圧を印加する電圧供給手段を有し、前記電位差が大きい前記単一の第一の転写手段、若しくは、前記複数の第一の転写手段に前記電圧供給手段から供給される電圧は、画像形成時に供給される電圧よりも高いことを特徴とする請求項６に記載の画像形成装置。
【請求項８】
前記トナー供給モードにおいて、複数の前記像担持体から前記中間転写体上に供給トナー像を転写することを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の画像形成装置。
【請求項９】
前記像担持体を帯電する電圧印加手段を有し、前記供給トナー像を前記中間転写体に転写する際、前記像担持体は前記電圧印加手段により電圧を印加され、画像形成時よりも前記第一の転写手段との電位差が大きいことを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の画像形成装置。
【請求項１０】
前記トナー供給モードでの供給トナー像の幅が、前記像担持体に形成されるトナー像の前記像担持体の回転軸方向に対して最大の現像可能領域幅であることを特徴とする請求項１〜９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、レーザープリンター、複写機、ファクシミリ等の電子写真記録方式を利用する画像形成装置に関するものである。特に、画像形成装置の中間転写体をクリーニングするクリーニングブレードを用いたクリーニング構成を有する画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、電子写真方式を用いるインラインカラー画像形成装置においては、感光ドラム上に担持されたイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの４色のトナー像を、一次転写手段にて中間転写体に一次転写させる。その後に、中間転写体上のトナー像を二次転写手段にて記録媒体に二次転写させる転写方式が一般的である。
【０００３】
このような画像形成装置では、中間転写体に転写終了後に残存するトナー（以下、「二次転写残トナー」という。）をクリーニングするクリーニング手段を有する。クリーニング手段としては、二次転写残トナーを掻き落とすためのクリーニングブレードが接触している構成であるブレードクリーニング方式が一般的である。このクリーニングブレードは、ポリウレタンなどのゴム製であり、例えばポリイミドからなる中間転写体との摩擦係数が高く、ブレードのエッジにトナーが侵入することによって潤滑効果が発揮され、好ましいクリーニング性能を得ることができる。
【０００４】
しかしながら、クリーニングブレードのエッジに侵入するトナー量が少ない状態が継続すると、クリーニングブレードと中間転写体との滑りが悪くなり、スティック−スリップ運動が発生する。スティック−スリップ運動とは、中間転写体上の残留トナーを除去する為に中間転写体に当接させたクリーニングブレードのエッジ部と中間転写体の当接部分で繰り返す運動である。具体的には、以下のような運動である。中間転写体上の二次転写残トナーを除去するのに必要な力でクリーニングブレードは中間転写体表面に当接されている。摩擦力により中間転写体表面に密着したクリーニングブレードのエッジ部が中間転写体の進行方向に変形、例えば、ずり変形や圧縮変形などの変形をする。つぎに、その摩擦力による応力に伴うエッジ部に蓄積されたエネルギーが復元力である反発弾性力として働き、元の状態に戻る。スティック−スリップ運動はこれらの現象を繰り返す運動である。この現象が進行するとクリーニングブレードのエッジ部が中間転写体表面上に追従することなく跳ね上がり、トナーのすり抜け、所謂、クリーニング不良が起こる。さらにはクリーニングブレードのエッジ部や中間転写体の表面が破損し、ブレードエッジの欠けや、中間転写体表面に傷が生じる可能性があり、エッジ欠け部や中間転写体表面の傷部でクリーニング不良が発生する可能性があった。
【０００５】
そこで、特許文献１には、中間転写体上に潤滑効果を付与するトナーを供給する目的で、以下の構成が提案されている。画像形成装置の複数の感光ドラムに形成された画像の転写順序において中間転写体の回転移動方向最上流に位置する感光ドラムへの画像形成に連続して次段以降の感光ドラムで実行される画像形成前に、クリーニングの為のトナー像を感光ドラムに形成する。そして、このトナー像を記録紙に転写することなく中間転写体に転写するモードを有し、通常の画像形成動作ができなくなる時間をなくし生産性を低下させずにクリーニング不良の発生を防止する構成が提案されている。
【０００６】
しかしながら、通常の画像形成領域以外の、記録媒体に転写されない非画像形成領域にトナー像を形成する場合、中間転写体上のトナー像に二次転写手段としての二次転写ローラが直接接触することとなり、二次転写ローラにトナーが付着する。連続して画像形成を行う場合、二次転写ローラに付着したトナーは、通常の画像形成時に記録媒体が中間転写体と二次転写ローラの間を通過した際に、記録媒体の二次転写ローラが接触する面に、二次転写ローラに付着したトナーが移る。これにより、記録媒体が汚れる、所謂、紙裏汚れが発生する課題があった。そこで前述の特許文献１に記載の画像形成装置では、二次転写ローラに通常の二次転写時とは逆極性のバイアスを印加することで、二次転写ローラにトナーが付着することを防止・抑制する方法が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１１−０６４７４１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、特許文献１に記載の二次転写ローラに通常の二次転写時とは逆極性のバイアスを印加するだけでは、二次転写ローラへトナーが付着することを抑制するには不十分であり、紙裏汚れが発生する可能性がある。
【０００９】
したがって、本発明の目的は、トナー供給モードによりクリーニングブレードと中間転写体との間で良好な滑り状態を維持しつつ、紙裏汚れの発生を抑制することができる画像形成装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的は本発明に係る画像形成装置にて達成される。要約すれば、本発明は、トナー像を担持する複数の像担持体と、
前記トナー像が転写される移動可能な中間転写体と、
それぞれが前記複数の像担持体に対応して配置され、前記トナー像を前記中間転写体に転写するための複数の第一の転写手段と、
前記中間転写体上に付着したトナーをクリーニングブレードにてクリーニングするクリーニング手段と、
を有する画像形成装置において、
前記中間転写体の移動方向に関する前記中間転写体上の非画像形成領域に、前記複数の像担持体のうちの少なくとも一つの前記像担持体から供給トナー像を転写し、その後、前記中間転写体の移動によって前記クリーニング手段に前記供給トナー像の供給トナーを供給するトナー供給モードを実行可能であり、
前記トナー供給モードを実行した場合において、少なくとも一つの前記像担持体と対応する前記第一の転写手段の電位差は、画像形成時の前記電位差よりも大きいことを特徴とする画像形成装置である。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、トナー供給モードによりクリーニングブレードと中間転写体との間で良好な滑り状態を維持しつつ、紙裏汚れの発生を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明に係る画像形成装置の一実施例の概略構成断面図である。
【図２】一次転写バイアスと転写率および再転写率との関係を示す図である。
【図３】実施例１におけるクリーニングブレード部の拡大図である。
【図４】実施例１におけるクリーニングブレードでのトナー掻き取り動作を説明する図である。
【図５】実施例１における通常画像形成時とトナー供給モード動作時とにおける第一の転写バイアスの関係を示す図である。
【図６】実施例１におけるトナー帯電量と紙裏汚れ量との関係を示す図である。
【図７】実施例１における一次転写ローラへの印加バイアスとトナー帯電量との関係を示す図である。
【図８】実施例１における一次転写部の拡大図である。
【図９】実施例２におけるステーション毎の一次転写ローラへのバイアスの印加状態を示す図である。
【図１０】実施例２における一次転写部の拡大図である。
【図１１】実施例２における一次転写ローラへの印加バイアスとトナー帯電量との関係を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明に係る画像形成装置を図面に則して更に詳しく説明する。
【００１４】
実施例１
図１から図８を用いて本発明に係る画像形成装置の一実施例について説明する。
【００１５】
（画像形成装置全体の動作）
まず本発明に係る、４色のトナーを用いたカラー画像形成装置である画像形成装置１００の概略構成と動作について図１を用いて説明する。
【００１６】
画像形成装置１００は４つの画像形成ステーションＳである第１画像形成ステーションＳＹ、第２画像形成ステーションＳＭ、第３画像形成ステーションＳＣ、第４画像形成ステーションＳＫを有する。第１画像形成ステーションＳＹはイエロー（Ｙ）、第２画像形成ステーションＳＭはマゼンタ（Ｍ）、第３画像形成ステーションＳＣはシアン（Ｃ）、第４画像形成ステーションＳＫはブラック（Ｋ）のそれぞれの色の画像を形成する画像形成ステーションＳである。第１画像形成ステーションＳＹは、像担持体としてのＯＰＣ感光ドラム１Ｙ、帯電手段としての帯電ローラ２Ｙ、感光ドラム１Ｙ上の転写残トナーをクリーニングするクリーニングユニット３Ｙ、及び現像手段としての現像ユニット４Ｙを有する。現像ユニット４Ｙは、現像スリーブ４１Ｙ、非磁性一成分現像剤であるトナー４２Ｙ、現像剤塗布ブレード４３Ｙを備えている。感光ドラム１Ｙ、帯電ローラ２Ｙ、クリーニングユニット３Ｙ、現像ユニット４Ｙは、一体型のプロセスカートリッジＰＹを構成している。プロセスカートリッジＰＹは、画像形成装置本体に着脱可能となっている。
【００１７】
不図示の露光手段は、レーザー光を多面鏡によって走査させるスキャナユニットから構成され、画像信号に基づいて変調された走査ビームＬＹを感光ドラム１Ｙ上に照射する。尚、第２〜第４画像形成ステーションＳＭ、ＳＣ、ＳＫでの各プロセスカートリッジＰＭ、ＰＣ、ＰＫも第１画像形成ステーションＳＹでのプロセスカートリッジＰＹと同様の構成であるため説明を省略する。尚、各画像形成ステーションＳＹ、ＳＭ、ＳＣ、ＳＫの構成及び動作については共通する部分が多いため、区別を要しない場合には添え字Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋは省略して説明する。
【００１８】
画像形成装置１００は移動可能な無端ベルト状の中間転写体５を有し、プロセスカートリッジＰＹ、ＰＭ、ＰＣ、ＰＫは、中間転写体５の外周に感光ドラム１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋが中間転写体５に当接する位置にて概ね直線状に配置されている。中間転写体５は駆動ローラ６、二次転写対向ローラである支持ローラ７、テンションローラ８にて適当なテンションを維持され張架駆動される。中間転写体５を挟んで感光ドラム１の対向位置には、第一の転写手段である転写部材９が配設されている。また、中間転写体５を挟んで支持ローラ７の対向位置には、第二の転写手段である二次転写ローラ１０を有する。更に、画像形成装置１００は、記録媒体ＳＨを収納する不図示の記録媒体収納カセットを有し、記録媒体収納カセットから給送された記録媒体ＳＨ搬送方向には、レジストローラ１１、二次転写ローラ１０と中間転写体５が形成する二次転写部Ｎ２、定着手段１２を有する。また、中間転写体５を挟んでテンションローラ８の対向位置には、中間転写体クリーニング手段１３を有する。
【００１９】
次に画像形成動作について説明する。
【００２０】
画像形成動作がスタートすると、感光ドラム１や中間転写体５等は所定のプロセススピードで図中矢印方向に回転を始める。
【００２１】
第１画像形成ステーションＳＹの動作について説明する。感光ドラム１Ｙは、帯電ローラ２Ｙに不図示の電源から供給されるバイアスによって一様に負極性に帯電される。続いて、不図示のホストコンピュータや画像読み取り装置からの画像情報によって、不図示の露光手段からの走査ビームＬＹによって感光ドラム１Ｙ上に画像情報に従った静電潜像が形成される。現像ユニット４Ｙ内のトナー４２Ｙは、現像剤塗布ブレード４３Ｙによって負極性に帯電されて現像スリーブ４１Ｙに塗布される。そして、現像スリーブ４１Ｙには、不図示の現像バイアス電源より、バイアスが供給される。感光ドラム１Ｙが回転して感光ドラム１Ｙ上に形成された静電潜像が現像スリーブ４１Ｙに到達すると、静電潜像は負極性のトナー４２Ｙによって可視化され、感光ドラム１Ｙ上には第１色目（本実施例では、Ｙ）のトナー像が形成される。尚、第２〜第４画像形成ステーションＳＭ〜ＳＫも第１画像形成ステーションＳＹと同様の構成であり、同様に各色のトナー画像を感光ドラム１上に形成する。
【００２２】
駆動ローラ６を駆動させることにより中間転写体５は感光ドラム１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋに対して図中矢印ｒ２の順方向に略同速度で回転移動する。
【００２３】
一次転写部材９は、電圧供給手段である一次転写電源９１、二次転写ローラ１０は二次転写電源１０１に接続されている。中間転写体５の周囲、感光ドラム１Ｙ〜１Ｋとの中間転写体５を挟んだ対向部に、各々の感光ドラム１Ｙ〜１Ｋに対応させて一次転写部材９Ｙ〜９Ｋが配置されている。それぞれの感光ドラム１と一次転写部材９の対向部にて一次転写部Ｎ１が形成されている。各色の一次転写部Ｎ１ＹとＮ１Ｍ、Ｎ１ＭとＮ１Ｃ、Ｎ１ＣとＮ１Ｋとの位置間の距離に応じて、各色毎、一定のタイミングで不図示のコントローラからの書き出し信号を遅らせながら、露光による静電潜像を各感光ドラム１Ｙ〜１Ｋ上に形成する。それぞれの感光ドラム１上に形成された静電潜像は現像ユニット４によって現像され、各色の可視像であるトナー像に現像される。そして、それぞれの一次転写ローラ９に一次転写電源９１よりトナーと逆極性の電圧を印加し、中間転写体５にトナー像を一次転写する。以上の工程により、順に中間転写体５にトナー像を転写していき、中間転写体５上にそれぞれの色を重畳した多重画像が形成される。
【００２４】
ここで、前述の一次転写電源９１より印加される電圧（以下、「一次転写バイアス」という。）について、図２を用いて説明する。
【００２５】
図２は、一次転写バイアスと、転写率および、再転写率の関係を示す図であり、実線が転写率を示し、破線が再転写率を示す。第２画像形成ステーションＳＭを例に、転写率・再転写率を説明する。転写率は、感光ドラム１上に形成されたトナー像が一次転写により中間転写体５上に転写された割合を示すもので、下記の式（１）により定義される。転写率が大きいほど、転写性が良く、感光ドラム１上の転写残トナーが少ないことを意味する。感光ドラム１上の転写残トナーが多い場合、すなわち、転写率が小さい場合、中間転写体５上に転写されるトナー量が少なくなり、画像濃度が低下する転写不良の不具合が発生する。
【００２６】
転写率［％］＝｛（一次転写後に中間転写体上へ転写された単位面積当たりのトナー重量）／（一次転写前の感光ドラム上の単位面積当たりのトナー重量）｝×１００・・・式（１）
【００２７】
また、再転写率とは、中間転写体５の回転移動方向において、上流側に位置する画像形成ステーションＳのトナー像が、中間転写体５の回転移動に伴って移動し、直近の下流側の画像形成ステーションＳにおいて感光ドラム１に転写される割合を示すものである。再転写率は、下記の式（２）により定義される。再転写率が大きいほど、再転写性が高く、中間転写体５上から感光ドラム１に転写されたトナー量が多いことを意味する。再転写率が大きい場合には、中間転写体５上のトナー量が減るため、画像濃度が薄くなる画像不良が発生する。
【００２８】
再転写率［％］＝
｛（当該画像形成ステーションの一次転写後に中間転写体上から感光ドラム上へ転写された単位面積当たりのトナー重量）／（前画像形成ステーション一次転写後の中間転写体上の単位面積当たりのトナー重量）｝×１００・・・式（２）
【００２９】
ここで、第２の画像形成ステーションＳＭを例にとった場合、第２の画像形成ステーションＳＭでの転写率は、感光ドラム１Ｍ上に形成されたマゼンタトナー像が一次転写により中間転写体５上に転写された割合を示す。また、第２画像形成ステーションＳＭでの再転写率は、以下の通りである。第２画像形成ステーションＳＭからみて中間転写体５の回転移動方向の上流に位置する画像形成ステーションＳは第１画像形成ステーションＳＹである。第１画像形成ステーションＳＹの一次転写部Ｎ１Ｙで中間転写体５上に一次転写されたイエロートナー像が、第２画像形成ステーションＳＭにおいて、中間転写体５上から感光ドラム１Ｍへ転写される割合を示す。
【００３０】
図２に示すように、転写率は、一次転写バイアスを上げていくと、バイアスＶｂで最も転写率が大きくなり、ある閾値γ以上の領域で、前述した転写不良を防止できる。また、再転写率は、一次転写バイアスを上げていくと、バイアスＶｃを境に高くなり、Ｖｃより高いバイアスを印加すると画質が低下する。そのため、画像形成時において第２画像形成ステーションＳＭの一次転写ローラ９Ｍに印加されるバイアスＶｔ１は、閾値γ以上の転写率を確保し、且つ、再転性が高くならないように、Ｖａ〜Ｖｃの範囲で印加されるように不図示の制御回路により制御される。例えば、本実施例の本体構成においては、閾値γ：９８％であり、Ｖｔ１の印加範囲（Ｖａ〜Ｖｃ）は２５０〜３５０［Ｖ］である。
【００３１】
また、第１画像形成ステーションＳＹにおいては、再転写率を考慮する必要がないために、通常の画像形成動作時に一次転写ローラ９Ｙに印加されるバイアスＶｔ１には、図２に示すＶａ〜Ｖｄの範囲の電圧が印加されるように不図示の制御回路により制御される。本実施例においては、Ｖｄは４００［Ｖ］である。
【００３２】
その後、中間転写体５上に形成されたトナー像に合わせて、不図示の記録媒体カセットに積載されている記録媒体ＳＨは、不図示の給紙ローラによりピックアップされ、不図示の搬送ローラによりレジストローラ１１にまで搬送される。記録媒体ＳＨは中間転写体５上のトナー像に同期してレジストローラ１１によって、中間転写体５と二次転写ローラ１０とで形成される二次転写部Ｎ２へ搬送される。その後、二次転写ローラ１０には二次転写電源１０１により、トナーと逆極性の電圧印加を行い、記録媒体ＳＨ上に中間転写体５上に担持された４色の多重トナー像は一括して二次転写される。
【００３３】
尚、本実施例では、一次転写ローラ９は、外径８ｍｍのニッケルメッキ鋼棒の芯金に外径１２ｍｍとなるよう発泡性弾性ローラを被覆して構成されており、１０6〜１０9Ωの抵抗を有するものを用いた。二次転写ローラ１０は外径１２ｍｍのニッケルメッキ鋼棒の芯金に外径２０ｍｍとなるよう発泡性弾性ローラを被覆して構成されており、１０7〜１０9Ωの抵抗を有するものを用いた。張架部材としての駆動ローラ６は、アルミニウム芯金にカーボンを導電剤として分散した抵抗１０4Ω、肉厚１．０ｍｍのＥＰＤＭゴムを被覆した外径２５ｍｍのものを用いている。張架部材としてのテンションローラ８は、外径２５ｍｍのＡｌの金属棒を用いており、テンションは片側５８．８Ｎ、総圧１１７．６Ｎとしている。中間転写体５の構成としては、厚さ１００μｍ、体積抵抗率１０10ΩｃｍのＰＩを用いている。尚、体積抵抗率は、ＪＩＳ法Ｋ６９１１に準拠した測定プローブを用い、ＡＤＶＡＮＴＥＳＴ社製高抵抗計Ｒ２３４０にて、温度は２５℃、相対湿度は５０％で、５０〜１００Ｖを印加して得た値である。
【００３４】
（中間転写体クリーニングの動作）
一方、二次転写を終えた後、中間転写体５上に残留した二次転写残トナーと、記録媒体ＳＨから中間転写体５上に付着する紙粉は、中間転写体５に当接配置された中間転写体クリーニング手段１３により、その表面から除去・回収される。
【００３５】
尚、本実施例の画像形成装置１００では中間転写体クリーニング手段１３としてウレタンゴムで形成された弾性を有するクリーニングブレード１３１を用いた。
【００３６】
本実施例で用いたクリーニング手段１３の中間転写体５と接触する部分である当接部位Ｎ３を模式的に示したのが図３である。
【００３７】
図３に示すように、クリーニング手段１３には、クリーニングブレード１３１としてのウォーレス硬度６９度のポリウレタンゴム１３１を金属板金１３２先端に一定の食い込み量で保持したものを用いた。クリーニングブレード１３１は、中間転写体５を張架しているテンションローラ８に対して所定の設定角α、侵入量βを満たすように固定されている。また、中間転写体５は、矢印ｒ２方向に回転する。なお、設定角αは、クリーニングブレード１３１の先端部が変形せずにそのままテンションローラ８に侵入したと仮定したときの、先端面１３１ａとテンションローラ８との交点における接線８Ｌとクリーニングブレード１３１の底面１３１ｂとのなす角度である。侵入量βは、クリーニングブレード１３１の先端面である１３１ａとテンションローラ８との交点とクリーニングブレード１３１のテンションローラ８への侵入側の縁部１３１ｂとの間の距離である。本実施例においては、設定角度α：２２度、侵入量β：０．２ｍｍである。この場合、実際にはクリーニングブレード１３１は、テンションローラ８に対する一定の当接圧、中間転写体５との当接部位Ｎ３の一定のニップ長及び、クリーニングブレード１３１の先端面１３１ａと中間転写体５との当接部Ｎ３の接線方向との一定の角度を保って安定化している。
【００３８】
本実施例の図３における中間転写体クリーニング装置１３にてトナーが、クリーニングブレード１３１で掻き取られる様子を模式的に示したのが図４である。
【００３９】
中間転写体５の回転方向ｒ２に従って、中間転写体５上に形成されたトナーは、クリーニングブレード１３１で掻き取られ、ブレード先端１３１ａ部に溜まる。その後先端部１３１ａに溜まったトナーはクリーニングブレード１３１の中間転写体５当接面とは逆のクリーニング手段１３内部へとトナーを誘導するクリーニングブレード内面部１３１ｃに落下するようになっている。この先端部１３１ａに溜まったトナーが、クリーニングブレード１３１と中間転写体５の当接部Ｎ３で潜り込み擦り込まれることで、中間転写体５表面は潤滑性を得ることができるようになっている。
【００４０】
以上のように、先端部１３１ａにトナーが溜まっている場合は、クリーニングブレード１３１と中間転写体５との間の潤滑性を保つことができる。しかし、転写残トナー量が少ない状況が継続すると、先端部１３１ａのトナー量が少なくなる。先端部１３１ａのトナー量が減少すると、クリーニングブレード１３１と中間転写体５との間の潤滑性が保てない。ここで、実行可能な、後述するトナー供給モードを実行することで先端部１３１ａにトナーが供給され、中間転写体５とクリーニングブレード１３１は良好な潤滑性を維持することができる。トナー供給モードについては後に詳述する。
【００４１】
（定着動作）
二次転写終了後の記録媒体ＳＨは定着手段１２へと搬送され、トナー像の定着を受けてプリントやコピーなどの画像形成物として画像形成装置１００外へと排出される。
【００４２】
（トナー供給モードの動作）
図５を用いて、本実施例の特徴であるトナー供給モードの動作について、第２画像形成ステーションＳＭでクリーニング手段１３に供給するトナー像を形成する場合を例に説明する。以下、トナー供給モード動作時に形成するトナー像を、「供給トナー像」という。
【００４３】
図５は、３枚の画像を連続して印字した際に、一次転写ローラ９Ｍへ印加されたバイアスを模式的に示した図である。図５に示す通り、３枚の画像形成に伴い、１枚目の画像形成に対応する画像形成領域１、２枚目の画像形成に対応する画像形成領域２、３枚目の画像形成に対応する画像形成領域３において一次転写バイアスであるＶｔ１が印加される。それぞれの画像形成領域の間には画像形成されない、非画像形成領域１、非画像形成領域２を有する。本実施例では、生産性を低下させないために、トナー供給モードは、画像形成領域２と画像形成領域３の間の非画像形成領域２において実行される。トナー供給モードを実行した非画像形成領域２の時間は、トナー供給モードを実行しなかった非画像形成領域１の時間と同じであるため、生産性は低下しない。
【００４４】
トナー供給モードでは、クリーニングブレード１３１に、均一にトナーを供給するために、非画像形成領域に、画像形成装置１００の最大の現像可能領域幅の供給トナー像を形成する。画像形成装置１００の最大の現像可能領域幅は、現像ユニット４の現像ブレード４３によって現像スリーブ４１に塗布されるトナーの現像スリーブ４１回転軸方向の最大幅であり、形成されるトナー画像の感光ドラム１の回転軸方向での最大幅である。本実施例では、最大の現像可能領域幅は、２２０ｍｍである。尚、供給トナー像の幅は、本体構成によるため、本数値に限るものではない。供給トナー像は、本例では画像形成領域２での２枚目の画像情報に基づいた感光ドラム１上での静電潜像形成、現像ユニット４でのトナー像へのトナー画像形成の直後に、供給トナー像としての静電潜像形成、現像ユニットでの供給トナー像への現像が行われ、形成される。
【００４５】
つぎにトナー供給モードにおいて一次転写ローラ９に印加されるトナー供給バイアスＶｔｍと、前述した画像形成時において一次転写ローラ９に印加される一次転写バイアスＶｔ１との関係を説明する。
【００４６】
画像形成領域１〜３においては一次転写ローラ９に一次転写バイアスＶｔ１が印加され、非画像形成領域１においては、トナー供給モードが実行されておらず、一次転写ローラ９には、バイアスＶ１が印加されている。非画像形成領域２においては、トナー供給モードが実行されており、一次転写ローラ９にバイアスＶｔｍが印加され、前述した供給トナー像を中間転写体５上に転写する。また、トナー供給モード時には、記録媒体ＳＨは二次転写部Ｎ２に搬送されておらず、中間転写体５上の供給トナー像は直接二次転写ローラ１０と接触する。そのため、供給トナー像が二次転写部Ｎ２を通過する際には二次転写ローラ１０にトナーと同極性のバイアスが印加され、トナー像が二次転写ローラ１０に付着することを抑制している。供給トナー像は二次転写ローラ１０を通過後、中間転写体クリーニング手段１３に到達する。
【００４７】
このようにトナー供給モードを実行することにより、クリーニングブレード１３１にトナーが供給され、中間転写体５とクリーニングブレード１３１との間で、良好な滑り状態を維持しクリーニング不良の発生を防止できる。
【００４８】
図５に示す画像形成時に印加される一次転写バイアスＶｔ１と、トナー供給モード時に印加されるトナー供給バイアスＶｔｍとは、下記の関係式である式（３）を満たす。一次転写バイアスＶｔ１については、前述した転写率および再転写率を満たす範囲内のバイアスが印加される。
【００４９】
Ｖｔ１  ＜  Ｖｔｍ      ・・・式（３）
【００５０】
次に、トナー供給モード時において印加されるトナー供給バイアスＶｔｍについて説明する。図６は、中間転写体５上のトナー帯電量と、紙裏汚れ量の関係を示す図である。トナー供給モード動作時には、前述したように中間転写体５上の供給トナー像は直接二次転写ローラ１０と接触することになり、二次転写ローラ１０にトナーと同極性のバイアスを印加しトナーの付着を抑制しているものの、トナーの付着を完全に防止することはできない。二次転写ローラ１０に付着したトナーは、トナー供給モード後に連続して実施される画像形成時に、記録媒体ＳＨの二次転写ローラ１０と接触する面、いわゆる、紙裏面に付着し、紙裏汚れが発生する可能性がある。本実施例では、紙裏汚れ量を、紙の反射光量の低下率として、下記の式（４）で定義した。紙裏汚れ量が大きいと、紙裏汚れのレベルが悪く、紙裏汚れ量が閾値Ｒ２以下では、ほとんど汚れを確認できない。本実施例では、反射光量の測定に東京電色製の白色光度計ＴＣ−６ＤＳ／Ａ、記録媒体ＳＨとしてキヤノン製ＣＳ−８１４を用い、Ｒ２は２［％］である。
【００５１】
紙裏汚れ量［％］＝｛（紙裏汚れ非発生部での紙裏面の反射光量−裏汚れ発生部の反射光量）／（紙裏汚れ非発生部での紙裏面の反射光量）｝×１００・・・式（４）
【００５２】
図６に示すように、中間転写体５上の単位重量当たりのトナー帯電量と紙裏汚れ量に相関がみられ、トナー帯電量が閾値Ｑ２以上では、紙裏汚れ量が閾値Ｒ２以下となる。これは、トナー帯電量が閾値Ｑ２以上であると、トナー供給モード時に二次転写ローラ１０に印加しているトナーと同極性のバイアスにより、二次転写ローラ１０にトナーが付着するのを抑制する効果が向上するためである。尚、通常の画像形成時に中間転写体５上に担持されている際のトナー画像の単位重量当たりのトナー帯電量がＱ１である。
【００５３】
次に図７を用いて、中間転写体５上のトナー帯電量と、トナー供給バイアスＶｔｍとの関係について説明する。ここで、図７は、第２画像形成ステーションＳＭで中間転写体５上に転写されたトナー像のトナー帯電量と、第２画像形成ステーションＳＭの一次転写ローラ９Ｍに印加されていたバイアスとの関係を示す図である。図７に示すように、一次転写ローラ９Ｍに印加されるバイアスが高くなると、トナー帯電量も単調に増加し、閾値Ｖｓ以上のバイアスでは、トナー帯電量の変化が大きくなる傾向が見られる。
【００５４】
図８は、第２画像形成ステーションＳＭでの一次転写部Ｎ１Ｍを拡大した模式図を示し、矢印ｒ２が中間転写体５の移動方向を示す。一次転写ローラ９Ｍに印加されるバイアスが高くなると、感光ドラム１Ｍと一次転写ローラ９Ｍが中間転写体５および供給トナー像Ｔｍを挟持している一次転写部である転写ニップＮ１Ｍより中間転写体５の回転移動方向において下流に位置する図中破線で囲まれた領域Ｎ１Ｍａにおいて放電が発生し、中間転写体５上に転写された供給トナー像Ｔｍに対して、トナー帯電量が増加する。放電開始の閾値が図７に示すバイアスＶｓである。
【００５５】
紙裏汚れ量をＲ２以下にするために、トナー供給モード時に一次転写ローラ９Ｍに印加されるトナー供給バイアスＶｔｍは、図６および図７に示す関係から、中間転写体５上のトナーを閾値Ｑ２以上に帯電させるＶｅ以上の値となる。トナー供給モードにおいては、クリーニングブレード１３１にトナーを供給することが目的であるため、画像形成時には転写不良が発生する高いバイアスを印加しても、不具合は発生しない。
【００５６】
本実施例の構成においては、Ｑ１は３３［−μＣ／ｇ］、Ｑ２は４３［−μＣ／ｇ］、Ｖｅは５００［Ｖ］である。Ｑ１、Ｑ２及びＶｅについては、本体構成によるため、必ずしも本数値とは限らない。
【００５７】
また、本実施例では、トナー供給モード動作時に供給トナー像の画像形成を行う画像形成ステーションＳを第２画像形成ステーションＳＭとし、説明した。しかし、第１〜第４画像形成ステーションＳＹ〜ＳＫのいずれの画像形成ステーションＳにおいても、同様の効果を得られ、第２画像形成ステーションＳＭに限定されるものではない。更に、トナー供給モード動作時に、複数の画像形成ステーションＳで供給トナー像Ｔｍを形成してもかまわない。
【００５８】
以上説明したように、本実施例によれば、以下の画像形成装置１００を実現することができる。つまり、印字率が低い画像パターンの印刷が続き、クリーニングブレード１３１と中間転写体５との間の滑り性が悪化する場合であっても、非画像形成時にトナー供給モードを実行することで、生産性の低下を招くことなく、クリーニング不良の発生を抑制できる。且つ、トナー供給モード時に一次転写ローラ９に印加されるバイアスＶｔｍを画像形成時に印加される一次転写バイアスＶｔ１よりも高くすることで、紙裏汚れの発生を防止した画像形成装置１００を実現することができる。
【００５９】
実施例２
実施例２は、トナー供給モード動作時に供給トナー像を形成する画像形成ステーションＳではない画像形成ステーションＳに一次転写バイアスよりも高いバイアスを印加することを特徴とし、実施例１と異なる。具体的には、トナー供給モード動作時に供給トナー像を形成する画像形成ステーションＳよりも中間転写体５の回転移動方向において下流に位置し、供給トナー像を形成しない画像形成ステーションＳの一次転写ローラ９に印加するトナー供給バイアスが一次転写バイアスよりも高い。装置全体の構成および動作については実施例１と同じであるため、説明を省略する。
【００６０】
本実施例でのトナー供給モードの動作について、第２画像形成ステーションＳＭで供給トナー像を形成し、第３画像形成ステーションＳＣの一次転写ローラ９Ｃにトナー供給バイアスＶｔｍを印加する場合を例に、説明する。
【００６１】
図９は、２枚の画像を連続して印字した際の、第２画像形成ステーションＳＭと第３画像形成ステーションＳＣでの一次転写ローラ９Ｍ、９Ｃに印加されるバイアスを模式的に示した図である。前述したとおり、各色の一次転写位置Ｎ１間の距離に応じて、各色毎、一定のタイミングで一次転写に必要な一次転写バイアスＶｔ１は印加される。
【００６２】
図９の非画像形成領域において、トナー供給モードが動作しており、第２画像形成ステーションＳＭにおいては、供給トナー像が形成され、中間転写体５上の非画像領域に供給トナー像が一次転写される。非画像領域において、第２画像形成ステーションＳＭの一次転写ローラ９Ｍに印加される一次転写バイアスは、画像形成時と同じ一次転写バイアスＶｔ１である。尚、本実施例の構成においては、Ｖｔ１の印加範囲は２５０〜３５０［Ｖ］である。
【００６３】
第３画像形成ステーションＳＣでの非画像形成領域において、第２画像形成ステーションＳＭにおいて中間転写体５上へ転写された供給トナー像Ｔｍが、第３画像形成ステーションＳＣを通過する。供給トナー像Ｔｍが通過するタイミングに合わせて、画像形成時の一次転写バイアスＶｔ１よりも高い、トナー供給バイアスＶｔｍが第３画像形成ステーションＳＣの一次転写ローラ９Ｃに印加される。
【００６４】
図１０を用いて、第３画像形成ステーションＳＣにおける中間転写体５上の供給トナー像Ｔｍへの放電発生領域を説明する。図１０は、第３画像形成ステーションＳＣでの一次転写部Ｎ１Ｃを拡大した模式図であり、矢印ｒ２が中間転写体５の移動方向を示し、Ｔｍが第２画像形成ステーションＳＭにおいて非画像領域に形成された供給トナー像を示す。感光ドラム１Ｃと一次転写ローラ９Ｃとが中間転写体５およびトナー像を挟持している一次転写部である転写ニップＮ１Ｃよりも中間転写体５の回転移動方向において下流に位置する破線に囲まれた領域を転写ニップ下流領域Ｎ１Ｃａとする。また、転写ニップＮ１Ｃよりも中間転写体５の回転移動方向上流に位置し破線で囲まれた領域を転写ニップ上流領域Ｎ１Ｃｂとする。転写ニップ下流領域Ｎ１Ｃａ及び転写ニップ上流領域Ｎ１Ｃｂにおいて、一次転写ローラ９Ｃに印加するバイアスが高くなり、放電閾値を超えると放電が発生し、中間転写体５上の供給トナー像Ｔｍに対してトナー帯電量が増加する。図９で示す様に、第２画像形成ステーションＳＭにおいて供給トナー像Ｔｍを形成される際に一次転写部Ｎ１Ｍにおいて既に一次転写電圧Ｖｔ１を印加されており、更に第３画像形成ステーションＳＣにおいてトナー供給バイアスＶｔｍが印加される為である。つまり、供給トナー像での帯電量が実施例１に比べ、第３画像形成ステーションＳＣにおいてＶｔｍを更に印加されることによって増加される。尚、本実施例の構成において、トナー供給モード時の感光ドラム１Ｃの帯電バイアスは、−５００［Ｖ］である。
【００６５】
図１１は、トナー供給モード実行時に一次転写ローラ９Ｃに印加されたトナー供給バイアスＶｔｍと中間転写体５上の単位重量当たりのトナー帯電量を示す図である。図１１中に実線で示すグラフは、実施例１においてトナー供給モードにおいて供給トナー像Ｔｍを形成した第２画像形成ステーションＳＭの一次転写ローラ９Ｍに印加したトナー供給バイアスＶｔｍとトナー帯電量の変化を示す。一方、破線で示すグラフは、本実施例における供給トナー像Ｔｍに印加したトナー供給バイアスＶｔｍとトナー帯電量の変化を示す。具体的には、本実施例においては、第２画像形成ステーションＳＭにはＶｔ１を印加し中間転写体５に供給トナー像Ｔｍを形成する。更に供給トナー像Ｔｍを形成した第２画像形成ステーションＳＭより中間転写体５の回転移動方向において下流に位置する第３画像形成ステーションＳＣの一次転写ローラ９Ｃに印加したトナー供給バイアスＶｔｍとトナー帯電量の変化を示す。トナー供給モード時に、供給トナー像Ｔｍを形成する第２画像形成ステーションＳＭでは、前述の図８に示すように転写ニップ下流領域Ｎ１Ｍａで放電が発生し、供給トナー像Ｔｍに対して、トナー帯電量が変化する。更に供給トナー像Ｔｍを形成する第２画像形成ステーションＳＭよりも中間転写体５の回転移動方向において下流に位置する第３画像形成ステーションＳＣでは、前述のように転写ニップ下流領域Ｎ１Ｃａおよび転写ニップ上流領域Ｎ１Ｃｂで放電が発生し、供給トナー像に対して、トナー帯電量が変化する。つまり、供給トナーは、供給トナー像Ｔｍを形成した画像形成ステーションＳでのバイアス印加を含み、一回以上のバイアス印加によって、発生する放電によって、帯電される。このため、図１１の破線に示すように、同じバイアス印加した際のトナー帯電量の変化が大きくなる。
【００６６】
本実施例において、紙裏汚れ量をＲ２以下にするために、トナー供給モード時に一次転写ローラ９Ｃに印加されるトナー供給バイアスＶｔｍは、図１１に示すように中間転写体５上のトナーを閾値Ｑ２以上に帯電させる一次転写バイアスＶｅ´以上の値となる。本実施例において、Ｖｅ´は４７０［Ｖ］である。供給トナー像Ｔｍを形成する画像形成ステーションＳＭより中間転写体５の回転移動方向の下流に位置する画像形成ステーションＳＣでトナー供給バイアスＶｔｍを印加することで、より効果的に中間転写体５上のトナー帯電量を大きくすることが可能である。また、図１１中Ｖｃは、再転写率が高くなるバイアスとほぼ同じバイアスであり、第３画像形成ステーションＳＣにおいて、画像形成時に印加される一次転写バイアスは、前述したように再転写率を考慮し、Ｖｃ以下である。このため、トナー供給モード時に第３画像形成ステーションＳＣの一次転写ローラ９Ｃに印加されるトナー供給バイアスＶｔｍと画像形成時に一次転写ローラ９に印加される一次転写バイアスＶｔ１は、Ｖｔ１＜Ｖｔｍの関係を満たす。尚、本実施例の構成においては、第３画像形成ステーションＳＣにおいて、通常の画像形成時に印加される一次転写バイアスＶｔ１の印加範囲は２５０〜３５０［Ｖ］である。
【００６７】
本実施例では、トナー供給モード時に供給トナー像Ｔｍを形成した第２画像形成ステーションＳＭに対して中間転写体５の回転移動方向において下流のすぐ隣に位置する第３画像形成ステーションＳＣでトナー供給バイアスＶｔｍを印加している。しかし、第４画像形成ステーションＳＫでトナー供給バイアスＶｔｍを印加しても同様の効果を得ることができる。また、単一の画像形成ステーションＳＭやＳＣだけでなく、第２〜第４画像形成ステーションＳＭ〜ＳＫの複数の一次転写ローラ９Ｍ〜９Ｋにトナー供給バイアスＶｔｍを印加することでも、同様の効果を得ることができる。
【００６８】
更に、供給トナー像Ｔｍを形成する画像形成ステーションＳは、第２画像形成ステーションＳＭに限定されるものではなく、第１〜第３画像形成ステーションＳＹ〜ＳＣのいずれを用いても構わない。また、第１〜第３画像形成ステーションＳＹ〜ＳＣの内の複数の画像形成ステーションＳを用いても構わない。
【００６９】
以上説明したように、本実施例によれば、以下の画像形成装置１００を実現することができる。つまり、印字率が低い画像パターンの印刷が続き、クリーニングブレード１３１と中間転写体５との間の滑り性が悪化する場合であっても、非画像形成時にトナー供給モードを実行することで、生産性の低下を招くことなく、クリーニング不良の発生を抑制できる。かつ、トナー供給モード時に一次転写ローラ９に印加されるトナー供給バイアスＶｔｍを画像形成時に印加される一次転写バイアスＶｔ１よりも高くすることで、紙裏汚れの発生を防止した画像形成装置１００を実現することができる。
【００７０】
変更実施例
上述の各実施例における画像形成装置１００は、一次転写ローラ９に印加する電圧を変化させる。そして、帯電電圧を一定とする感光ドラム１と、一次転写ローラ９との電位差を変化させて放電を発生させ、中間転写体５上に転写された供給トナー像Ｔｍに対してトナー帯電量を増大させることにより紙裏汚れの発生を防止する構成である。
【００７１】
ここで、一次転写ローラ９に印加する電圧を変化させずに感光ドラム１を帯電する帯電ローラ２のような電圧印加手段によって、感光ドラム１の帯電電位を変化させる構成においても同様の作用効果を達成できる。つまり、トナー供給モードにおいては、一次転写バイアスは変化させずに感光ドラム１に印加する帯電電圧を変化させる。具体的には、供給トナー像Ｔｍのトナー供給時に感光ドラム１に印加する帯電電圧を変化させ、一次転写ローラ９と感光ドラム１との電位差が、トナー供給時の方が大きくなるように電圧を印加する。その結果、放電が発生し、前述の各実施例と同様にトナー帯電量が増加した供給トナーＴｍが中間転写体５に供給され、クリーニング不良の発生を抑制でき、紙裏汚れの発生を防止できる。
【００７２】
一例を挙げれば、画像形成時には、感光ドラム電位−５００Ｖ、一次転写ローラ３００Ｖとし、トナー供給モード時には、感光ドラム電位−７００Ｖ、一次転写ローラ３００Ｖとする。上記構成により、供給トナー像のトナー帯電量は、３３［−μＣ／ｇ］から４５［−μＣ／ｇ］に増大し、良好な結果を得ることができた。
【符号の説明】
【００７３】
１      感光ドラム（像担持体）
２      感光ドラム帯電ローラ（電圧印加手段）
５      中間転写体
９      一次転写ローラ（第一の転写手段）
１０    二次転写ローラ（第二の転写手段）
１３    クリーニング手段
９１    一次転写電源（電圧供給手段）
ＳＨ    記録媒体
Ｔｍ    供給トナー像
【図１】
2015075741.tif 000003
【図２】
2015075741.tif 000004
【図３】
2015075741.tif 000005
【図４】
2015075741.tif 000006
【図５】
2015075741.tif 000007
【図６】
2015075741.tif 000008
【図７】
2015075741.tif 000009
【図８】
2015075741.tif 000010
【図９】
2015075741.tif 000011
【図１０】
2015075741.tif 000012
【図１１】
2015075741.tif 000013