(57)【要約】【課題】  転写ローラに設けたクリーニングブレードのめくれを防止する一方で、無駄なトナーの消費を抑える。【解決手段】  非画像部に形成したトナー像を転写ローラに直接転写し、定期的にトナーを供給することでクリーニングブレードのめくれを防止する。また、トナーの供給をふち無し印字や制御パッチによるトナーの供給を考慮して、非画像部への印字情報を元にトナーの供給を制御することで、無駄なトナーの消費を抑える。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
像担持体と、該像担持体から記録媒体にトナー像を転写する転写ローラと、該転写ローラの表面をクリーニングするブレードを用いたクリーニング手段とを有し、前記像担持体にトナー供給用のトナー像を形成し、該トナー供給用のトナー像を転写ローラに転写することで、前記転写ローラのクリーニング手段にトナーを供給することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記トナー供給用のトナー像は、前記転写ローラのクリーニング手段の幅に対し、少なくとも主走査方向の２０％以上の幅の領域を用いて形成す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】
前記像担持体とは、中間転写体であ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。
【請求項４】
前記像担持体とは、感光体であ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。
【請求項５】
前記非画像部に形成するトナー像は、記録媒体に対し露光の主走査方向の非画像部に形成することを特徴とする、請求項１から４のいずれかの項に記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記非画像部に形成するトナー像は、記録媒体と次の記録媒体の間の、記録媒体搬送方向の非画像部に形成することを特徴とする、請求項１から４のいずれかの項に記載の画像形成装置。
【請求項７】
非画像部への印字情報によって、前記非画像部に形成するトナー像の形成を制御することを特徴とする、請求項１から６のいずれかの項に記載の画像形成装置。
【請求項８】
前記制御とは、非画像部にトナー像を形成するタイミングを変えることを特徴とする、請求項７に記載の画像形成装置。
【請求項９】
前記制御とは、非画像部に形成するトナー像に用いるトナー消費量を変えることを特徴とする、請求項７に記載の画像形成装置。
【請求項１０】
前記非画像部への印字情報は、非画像部への印字のピクセルカウント数であることを特徴とする、請求項７に記載の画像形成装置。
【請求項１１】
記録媒体全面に余白無しで画像を形成するふち無し印字が可能であり、前記非画像部への印字情報は、余白のある通常印字とふち無し印字の印字の割合であることを特徴とする、請求項７に記載の画像形成装置。
【請求項１２】
前記非画像部への印字情報は、余白のある通常印字の印字枚数であることを特徴とする、請求項７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、電子写真方式を用いた、プリンタ、複写機等の画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、記録媒体全面に画像を形成するふち無しプリントの需要が高まっており、電子写真方式を用いた画像形成装置でも、これを可能とするものが考えられている。電子写真方式の場合、ふち無しプリントを行う場合は、像担持体上に記録媒体より大きい画像を形成し、その画像を転写することで確実に余白をなくし、ふち無し画像の作成を実現している。
【０００３】
従来、電子写真方式を用いた画像形成装置では、像担持体から記録媒体に画像を転写する手段として転写ローラを用いたものが多く採用されているが、転写ローラを用いた画像形成装置で上記のようにふち無しプリントを行うと、記録媒体の外側に形成したトナー像が転写ローラ自体に付着し、記録媒体の裏面を汚すという問題がある。そこで、転写後の転写ローラの表面を清掃するクリーニングブレードなどのクリーニング手段を設け、転写ローラ表面に転写されたトナー像を清掃する画像形成装置が提案されている（特開平８−１９０２８８、特開平８−２４０９９８）。
【特許文献１】特開平０８−１９０２８８号公報
【特許文献２】特開平０８−２４０９９８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、転写ローラに設けられたクリーニング手段は、余白がある通常の印字動作ではほとんどトナーを回収しないため、主に転写残トナーを回収する感光体ドラムや中間転写体に設けられたクリーニング手段に比べると、定常的に回収するトナーの量が少なくなる。クリーニング手段として広く用いられているゴム製のクリーニングブレードは、ブレードのエッジ部に滞留するトナーが枯渇するとブレードめくれが発生しやすくなるため、転写ローラに設けられたクリーニングブレードは感光体ドラムや中間転写体の場合に比べ、ブレードめくれのリスクが大きくなっている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
先述の課題を解決するために本発明の画像形成装置では、定期的に非画像部にトナー像を形成し、転写ローラのクリーニング手段に回収させることで、転写ローラのクリーニングブレードのめくれのリスクを低減する。また、ふち無し印字による非画像部への印字や制御用パッチ等によって、転写ローラのクリーニング手段に回収されるトナー量を考慮して供給量を変えることにより、無駄なトナーの消費を抑えることが可能となる。
【発明の効果】
【０００６】
以上説明したように本発明によれば、電子写真方式の画像形成装置において、像担持体上の非画像部にトナー像を形成し転写ローラに転写し、定期的にトナーを供給することで転写ローラに当接するクリーニングブレードのめくれを防止できる。また、ふち無し印字等によるトナーの供給を考慮して、非画像部への印字情報を元にトナーの供給を制御することで、無駄なトナーの消費を抑えることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下、本発明を実施例に基づいて詳細に説明する。
【実施例１】
【０００８】
第１の実施例について、図１、２、３及び４を用いて説明する。
【０００９】
図１は電子写真方式のカラー画像形成装置の一例である、中間転写体３０を採用したタンデム方式のカラー画像形成装置を示す構成図である。
【００１０】
図１を用いて電子写真方式のカラー画像形成装置の動作を説明する。
【００１１】
カラー画像形成装置は、図１に示す様に、給紙部２１、現像色分並置したステーション毎の感光体（以下感光ドラムという）２２Ｙ、２２Ｍ、２２Ｃ、２２Ｋ、帯電手段を構成する帯電器２３Ｙ、２３Ｍ、２３Ｃ、２３Ｋ、トナーカートリッジ２５Ｙ、２５Ｍ、２５Ｃ、２５Ｋ、現像手段を構成する現像器２６Ｙ、２６Ｍ、２６Ｃ、２６Ｋ、感光ドラムのクリーニング手段２７Ｙ、２７Ｍ、２７Ｃ、２７Ｋ、中間転写体３０、一次転写ローラ３１、二次転写ローラ３２、および定着部５０によって構成されており、画像信号に基づいて画像処理部（不図示）が制御した露光により静電潜像を形成し、この静電潜像を現像して単色トナー像を形成し、この単色トナー像を重ね合わせて多色トナー像を形成し、この多色トナー像を記録媒体１１へ転写し、その記録媒体１１上の多色トナー像を定着させるものである。
【００１２】
前記感光ドラム２２Ｙ、２２Ｍ、２２Ｃ、２２Ｋは、アルミシリンダの外周に有機光導伝層を塗布して構成し、図示しない駆動モータの駆動力が伝達されて反時計回り方向に回転する。
【００１３】
帯電手段として、ステーション毎にイエロー（Ｙ）、マゼンダ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の感光ドラムを帯電させるための４個の帯電器２３Ｙ、２３Ｍ、２３Ｃ、２３Ｋを備えている。
【００１４】
感光ドラム２２Ｙ、２２Ｍ、２２Ｃ、２２Ｋへの露光はスキャナ部２４Ｙ、２４Ｍ、２４Ｃ、２４Ｋから送られ、感光ドラム２２Ｙ、２２Ｍ、２２Ｃ、２２Ｋの表面を選択的に露光することにより、静電潜像が形成されるように構成されている。
【００１５】
現像手段として、前記静電潜像を可視化するために、ステーション毎にイエロー（Ｙ）、マゼンダ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の現像を行う４個の現像器２６Ｙ、２６Ｍ、２６Ｃ、２６Ｋを備えている。
【００１６】
中間転写体３０は、感光ドラム２２Ｙ、２２Ｍ、２２Ｃ、２２Ｋに接触しており、図示しない駆動モータは中間転写体３０を時計回り方向に回転させる。画像形成動作に応じて感光ドラム２２Ｙ、２２Ｍ、２２Ｃ、２２Ｋの回転に伴って回転し、一次転写ローラ３１Ｙ、３１Ｍ、３１Ｃ、３１Ｋにバイアスを印加することにより、単色トナー像が順次中間転写体３０に転写される。感光体上に残った転写残トナーは感光ドラムのクリーニング手段２７Ｙ、２７Ｍ、２７Ｃ、２７Ｋによって回収される。
【００１７】
その後、中間転写体３０と中間転写体３０に当接するように設けられた二次転写ローラ３２が記録媒体１１を狭持搬送し、二次転写ローラ３２にバイアスを印加することによって、記録媒体１１に中間転写体３０上の多色トナー像が転写される。
【００１８】
定着手段５０は、記録媒体１１を搬送させながら、転写された多色トナー像を溶融定着させるものであり、図１に示すように記録媒体１１を加熱する定着ローラ５１と記録媒体１１を定着ローラ５１に圧接させるための加圧ローラ５２を備えている。定着ローラ５１と加圧ローラ５２の内部には、それぞれヒータ５３、５４が内蔵されている。
【００１９】
トナー像定着後の記録媒体１１は、その後図示しない排出トレイに排出され、画像形成動作を終了する。
【００２０】
中間転写体のクリーニング手段３３は、中間転写体３０上に残った転写残トナーをクリーニングするものであり、中間転写体３０上の転写残トナーを掻き落とすクリーニングブレード３４と、掻き落とされたトナーを捕集するすくいシート３５から構成される。中間転写体３０上に形成された４色の多色トナー像を記録媒体１１に転写した後の転写残トナーは、図示しないスクリューによって搬送され、本体手前側に位置する廃トナー収容部３６に蓄えられる。
【００２１】
図２は二次転写ローラ３２の断面図である。図２(a)に示すように、ローラ表面のクリーニング手段を持たない一般的な転写ローラは、ＳＵＳ製の芯金３２aとその周りのスポンジ等の弾性層３２bのみから成るが、本実施例ではクリーニングブレード３４によって表面を清掃するため、図２(b)に示すように、最表層に厚さ２０〜１００μｍのポリイミド等の樹脂チューブを被覆している。ローラの最表層を平滑にすることで、ゴムブレードによるクリーニングが可能となる。
【００２２】
図３(a)は上述した画像形成装置の二次転写部の拡大図である。二次転写ローラのクリーニング手段は厚さ１〜２ｍｍのウレタンゴム製のクリーニングブレード３７と、厚さ２０〜７５μｍのポリエチレンテレフタレート製のすくいシート３８からなり、二次転写ローラ３２に付着したトナーをクリーニングブレード３７で掻き落として回収する。
【００２３】
しかし、通常の印字動作では図３(a)に見られるように、中間転写体３０上のトナーは記録媒体１１に転写されるため、二次転写ローラ３２にはほとんど付着せず、従ってクリーニングブレード３７のエッジ部のトナーが枯渇し、ブレードめくれが発生しやすくなる。
【００２４】
そこで、一定枚数の印字ごとに（例えば、Ａ４サイズ５０枚おき等）、図３(b)に見られるように、記録媒体に転写されない非画像部にクリーニングブレードへの供給用のトナー像を形成し、二次転写ローラ３２に通常の画像形成動作時と同極性のバイアスを印加して、中間転写体３０から二次転写ローラ３２に直接トナー像を転写することで、二次転写ローラのクリーニングブレード３７へのトナーの供給を行う。
【００２５】
供給用のトナー像の色・形状・濃度等は限定しないが、トナーが枯渇した状態のブレードがベタ画像をクリーニングするとクリーニングしきれずにトナーがすり抜けるクリーニング不良が発生する虞がある。この場合は、ハーフトーン画像等が望ましい。
【００２６】
また、供給用のトナー像は記録媒体に転写されない非画像部であれば、図４(a)に示すように記録媒体に対して主走査方向に形成して、記録媒体に画像を転写すると共に供給動作を行っても、図４(b)に示すように記録媒体に対して副走査方向に形成して記録媒体間で供給を行ってもよい。
【００２７】
ただし、クリーニングブレードの長手方向に関してトナーの供給に偏りがあると、トナーの供給が不足する領域が生じてしまうおそれがあるため、供給用トナー像を副操作方向の非画像部に形成して、クリーニングブレード長手幅の全域に渡って供給される方が望ましい。しかし、供給されたトナーはある程度ブレードのエッジに沿って移動し、供給された以上の幅に広がるため、限られた領域に対する供給であっても、ブレードめくれを防ぐことは可能である。
【００２８】
そこで、トナーの供給幅とブレードめくれの防止効果の関係を調べる実験を行った。表１は、クリーニングブレード長手幅（図４(a)、図４(b)中のＷに相当する）に対するトナーの供給幅（図４(a)中のＴ１＋Ｔ２、図４(b)中のＴに相当する）を変えていった時の、ブレードめくれの発生率をまとめたものである。
【００２９】
【表１】
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表１から分かるように、クリーニングブレードの幅に対し、２０％以下の幅でトナーを供給した場合、クリーニングブレードのめくれを防止する効果が不十分となるため、２０％以上の幅を用いて供給することが必要である。したがって、記録媒体に対して主走査方向にクリーニングブレードの幅に対し２０％以上の非画像部が存在しない場合には、記録媒体に対し副走査方向の非画像部に形成することが必要となる。
【００３０】
以上のように、本実施例によれば、非画像部にトナー供給用のトナー像を形成することで、転写ローラのクリーニングブレードのめくれを防止することが可能となる。
【実施例２】
【００３１】
第２の実施例について、図５及び６を用いて説明する。
【００３２】
本実施例は、第１の実施例とは、ふち無し印字による非画像部への印字を考慮し、余白ありの印字枚数を非画像部への印字情報として用いることで、トナー供給用の非画像部へのトナー像の形成するタイミングの制御を行っている点で異なる。
【００３３】
なお、装置の基本的な構成は前述した第１の実施例と同一であるため、ここでは前述した実施例と異なる制御内容についてのみ説明する。
【００３４】
トナーの供給自体は、第１の実施例に示したように、定期的に中間転写体３０上の非画像部にトナー像を形成し二次転写ローラ３２に転写することで行えるが、余白のないふち無し印字を行う場合、確実に余白を無くすため、記録媒体の搬送位置の誤差等を考慮して記録媒体より１〜２ｍｍ程度大きめに画像を形成することが必要となる。こうして記録媒体外の非画像部に形成されたトナー像は二次転写ローラ３２に転写され、結果として二次転写ローラのクリーニングブレード３７にトナーを供給しているのと同様の結果をもたらす。したがって、ふち無し印字を行っている時に、トナー供給用のトナー像形成を行うことは、必要以上にトナーを供給していることとなり、無駄なトナー消費につながってしまう。
【００３５】
そこで、本実施例では、画像1枚ごとにふち無し印字であるかを判別し、二次転写ローラのクリーニング手段にトナーが供給されない余白ありの印字を行った枚数をカウントし、それに応じて記録媒体に対して副走査方向の非画像部への印字するタイミングを制御し、余白ありの印字を一定枚数行った場合のみトナー供給用のトナー像形成を行うことで無駄なトナーの消費を抑えている。
【００３６】
以下、図５のフローチャートを用いて制御の流れを説明する。
【００３７】
ステップ２０１で、余白あり印字カウントＥ＝０から制御を開始する。
ステップ２０２で、図示しないホストコンピュータから画像形成装置に画像データが転送される。
【００３８】
ステップ２０３で、画像データがふち無し印字であるかを判別する。ふち無し印字であればステップ２０４aに、余白ありの印字であればステップ２０４bに進む。
【００３９】
ステップ２０４aで、ふち無し画像の画像形成動作を行い、余白あり印字カウントはそのままで、ステップ２０２に戻り、次の画像データの判別に移る。
【００４０】
一方、ステップ２０４bでは、余白あり画像の画像形成動作を行う。
【００４１】
ステップ２０５bで、余白あり印字カウントに１を加算する。
【００４２】
ステップ２０６bで、余白あり印字カウントＥが予め設定された上限値Ｅlimを越えたかを判断し、越えていればステップ２０７bに進み、越えていなければステップ２０２bに戻り、次の画像データの判別に移る。
【００４３】
ステップ２０７bで、非画像部にトナー供給用のトナー像を形成し、ステップ２０１に戻って余白あり印字カウントＥをリセットする。
【００４４】
図６は、本実施例の制御を用いた場合の印字例である。
【００４５】
図６(a)は、ふち無し印字を行わない余白ありの印字を続けた場合で、余白あり印字カウントＥが上限値Ｅlimを越えたところで、記録媒体間の非画像部にトナー供給用の非画像部へのトナー像形成を行っている。
【００４６】
一方、図６(b)はふち無し印字を続けた場合で、余白あり印字カウントは増加しないため、トナー供給用のトナー像形成は行わず、画像データのみを印字している。
【００４７】
以上のように、本実施例によれば、非画像部にトナー供給用のトナー像を形成することで、転写ローラのクリーニングブレードのめくれを防止しつつ、余白ありの印字枚数をカウントすることで、無駄なトナーの消費を抑えることが可能となる。
【００４８】
なお、本実施例では余白ありの画像データ１枚ごとに余白あり印字カウントを１加算したが、クリーニングブレードのエッジ部でのトナーの枯渇状態は転写ローラの走行距離によるため、例えばＡ４サイズではカウントを１加算、Ａ３サイズではカウントを２加算するといったように、画像サイズによってカウントの仕方を変えてもよい。
【実施例３】
【００４９】
第３の実施例について、図７及び８を用いて説明する。
【００５０】
本実施例は、第２の実施例とは、非画像部への印字情報として、ふち無し印字による非画像部への印字のピクセルカウント数を用い、さらに、トナー像形成の制御として、トナー供給用の非画像部へのトナー像の形成に消費するトナー量を変えている点で異なる。ピクセルカウントは、画像情報から各画素について画像データの有無を判別し、画像データがあれば１画素につき１をカウントし、画像データがなければ０とするものである。
【００５１】
なお、装置の基本的な構成は前述した第１の実施例と同一であるため、ここでは前述した実施例と異なる制御内容についてのみ説明する。
【００５２】
以下、図７のフローチャートを用いて制御の流れを説明する。
【００５３】
ステップ３０１で、図示しないホストコンピュータから画像形成装置に画像データが転送される。
【００５４】
ステップ３０２で、画像データから記録媒体外の非画像部に印字する非画像部ピクセルカウントＰを算出する。
【００５５】
ステップ３０３で、算出された非画像部ピクセルカウントＰと予め設定された非画像部ピクセルカウント上限値Ｐlimを比較し、ＰがＰlimを上回ればステップ３０４aへ、下回ればステップ３０４bに進む。ＰがＰlimを上回っている場合、ふち無し印字による非画像部への印字によって十分二次転写ローラのクリーニング手段にトナーが供給されていると判断でき、一方、ＰがＰlimを下回っている場合は、別途非画像部にトナー像を形成し、トナーの供給を行う必要がある。
【００５６】
ステップ３０４aでは、画像データのみによって十分非画像への印字が行われているため、画像データのみを印字する。
【００５７】
一方、ステップ３０４bでは、ＰがＰlimに不足している分だけ、ピクセルカウント（Ｐlim-Ｐ）のトナー像を記録媒体に対して副走査方向の非画像部に形成する。
【００５８】
以上のような制御による実際の印字例を図８に示す。
【００５９】
図８(a)はふち無し印字を行わない余白ありでの画像データの場合で、この時非画像部ピクセルカウントＰは０（もしくは少なくともＰ＜Ｐlim）のため、トナー供給用の非画像部へのトナー像形成を行う。
【００６０】
図８(b)は少量のふち無し印字を行い、Ｐ＜Ｐlimの場合である。この場合、非画像部へ形成されたトナー像は二次転写ローラのクリーニング手段に回収されるものの、上限値Ｐlimに対して不足しているため、不足分を画像データとは別に、トナー供給用のトナー像として非画像部に形成する。従って、トナー供給用のトナー像に消費するトナー量は図５(a)に比べて少なくなる。
【００６１】
図８(c)は一定以上のふち無し印字を行い、Ｐ＞Ｐlimの場合である。この場合、画像データのみによって十分トナーの供給が行われているため、別途トナー供給用のトナー像を形成する必要はない。
【００６２】
以上のように、本実施例によれば、非画像部への印字情報としてピクセルカウント数を用いることで、非画像部に印字したトナー量を正確に把握し、非画像部への印字に消費するトナー量をより細かく制御することが可能となる。
【００６３】
なお、本実施例では画像データ１枚ごとに非画像部へのトナー像形成を行う場合を説明したが、一定枚数おきに行ってもよいし、第２の実施例において説明したように、トナー像形成のタイミングを制御してもよい。
【００６４】
また、本実施例ではふち無し印字による非画像部への印字のピクセルカウントのみをカウントしているが、濃度検知や印字位置補正を目的として像担持体上に形成される制御用パッチ等の、他の目的で非画像部に形成されるトナー像のピクセルカウント数を考慮することも可能である。
【００６５】
また、本実施例ではトナー像の濃度を変えることでトナー供給用のトナー像に消費するトナー量を調整しているが、トナー像の面積で調整してもよい。
【００６６】
以上、第１から第３の実施例において、中間転写体を用いたカラー画像形成装置を用いて説明したが、感光ドラムから記録媒体に直接トナー像を転写する単色の画像形成装置でも同様の効果が期待できる。
【図面の簡単な説明】
【００６７】
【図１】本発明の第１の実施例を説明するために用いるカラー画像形成装置の構成図
【図２】二次転写ローラ３２の断面図
【図３】本発明の第１の実施例を説明するために用いるカラー画像形成装置中の二次転写部の構成図
【図４】本発明の第１の実施例でのトナー像形成例
【図５】本発明の第２の実施例での制御内容を示すフローチャート
【図６】本発明の第２の実施例での印字例
【図７】本発明の第３の実施例での制御内容を示すフローチャート
【図８】本発明の第３の実施例での印字例
【符号の説明】
【００６８】
１１  記録媒体
２１ａ，２１ｂ  給紙部
２２Ｙ，２２Ｍ，２２Ｃ，２２Ｋ  感光ドラム（感光体）
２３Ｙ，２３Ｍ，２３Ｃ，２３Ｋ  帯電器
２４Ｙ，２４Ｍ，２４Ｃ，２４Ｋ  スキャナ部
２５Ｙ，２５Ｍ，２５Ｃ，２５Ｋ  トナーカートリッジ
２６Ｙ，２６Ｍ，２６Ｃ，２６Ｋ  現像器
２７Ｙ，２７Ｍ，２７Ｃ，２７Ｋ  感光ドラムのクリーニング手段
３０  中間転写体
３１  一次転写ローラ
３２  二次転写ローラ
３２a  二次転写ローラ３２の芯金
３２b  二次転写ローラ３２の弾性層
３２c  二次転写ローラ３２の被覆チューブ
３３  中間転写体のクリーニング手段
３４  クリーニングブレード
３５  すくいシート
３６  廃トナー収容部
３７  クリーニングブレード
３８  すくいシート
３９  廃トナー
５０  定着手段
５１  定着ローラ
５２  加圧ローラ
５３、５４  ヒータ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
2007108589.tif 000007
【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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