(57)【要約】【課題】中間転写ベルトの駆動トルクが増大することを抑制できると共に、トナーの粉煙が発生することを抑制できる画像形成装置を提供することである。【解決手段】中間転写ベルト１１は、負に帯電したトナーパッチＴ１を担持する。２次転写ローラ１４は、中間転写ベルト１１に接触している。電圧印加部３０は、中間転写ベルト１１と２次転写ローラ１４との間のニップ部Ｎを用紙Ｐが通過していない期間において、トナーパッチＴ１がニップ部Ｎを通過する際に、正のバイアス電圧を２次転写ローラ１４に印加してトナーパッチＴ１の一部をトナーパッチＴｂ１として中間転写ベルト１１から２次転写ローラ１４に転写した後に、負の極性のバイアス電圧を２次転写ローラ１４に印加してトナーパッチＴｂ１を２次転写ローラ１４から中間転写ベルト１１に転写する。【選択図】図２
2012181325.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の極性に帯電したトナー画像を担持する像担持体と、
前記像担持体に接触している転写部材と、
前記像担持体と前記転写部材との間のニップ部を印刷媒体が通過していない期間において、前記トナー画像が該ニップ部を通過する際に、第２の極性の第１のバイアス電圧を該転写部材に印加して該トナー画像の一部を該像担持体から該転写部材に転写した後に、前記第１の極性の第２のバイアス電圧を該転写部材に印加して該トナー画像の一部を該転写部材から該像担持体に転写する電圧印加手段と、
を備えていること、
を特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記電圧印加手段は、前記トナー画像が前記ニップ部を通過した後に、前記第１の極性のバイアス電圧を前記転写部材に印加すること、
を特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記転写部材は、ローラであり、
前記トナー画像の搬送方向における長さは、前記転写部材の周の長さよりも短いこと、
を特徴とする請求項１又は請求項２のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記像担持体に複数のトナー画像を搬送方向に並べて形成するトナー画像形成手段を、
更に備えており、
前記トナー画像の搬送方向における長さは、前記複数のトナー画像の間隔よりも短いこと、
を特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記像担持体に複数のトナー画像を搬送方向に並べて形成するトナー画像形成手段を、
更に備えており、
前記転写部材は、ローラであり、
前記複数のトナー画像の間隔は、前記転写部材の周の長さの２倍以下であること、
を特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記電圧印加手段は、前記ニップ部を印刷媒体が通過する際に、前記第２の極性の第３のバイアス電圧を前記転写部材に印加してトナー画像を前記像担持体から該印刷媒体に転写し、
前記第１のバイアス電圧の大きさは、前記第３のバイアス電圧の大きさの１／２以下であること、
を特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記トナー画像は、潤滑剤を含有していること、
を特徴とする請求項１ないし請求項６のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項８】
前記像担持体に複数色のトナー画像を形成する複数のトナー画像形成手段を、
更に備えており、
前記ニップ部を印刷媒体が通過していない期間において、該ニップ部を通過するトナー画像は、前記潤滑剤を最も多く含有している色の前記トナー画像形成手段により形成されたトナー画像であること、
を特徴とする請求項７に記載の画像形成装置。
【請求項９】
前記像担持体に複数色のトナー画像を形成する複数のトナー画像形成手段を、
更に備えており、
前記ニップ部を印刷媒体が通過していない期間において、該ニップ部を通過するトナー画像は、黒のトナー画像であること、
を特徴とする請求項７に記載の画像形成装置。
【請求項１０】
前記トナー画像の表層が、該トナー画像の一部として前記像担持体から前記転写部材に転写されること、
を特徴とする請求項１ないし請求項９のいずれか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、画像形成装置に関し、特に、トナー画像を印刷媒体に形成する画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の画像形成装置としては、例えば、特許文献１に記載の画像形成装置が知られている。該画像形成装置では、感光体ドラムに形成されたトナー画像が、感光体ドラムから中間転写ベルトに１次転写された後に中間転写ベルトから記録材に２次転写される。
【０００３】
ここで、特許文献１に記載の画像形成装置は、中間転写ベルトの駆動トルクが増大するという問題を有している。より詳細には、該画像形成装置では、中間転写ベルトに残存したトナーを除去するために、中間転写ベルトに接触するクリーニングブレードが設けられている。記録材に形成されるトナー画像のトナー被覆率（記録材の面積に対するトナーに覆われている部分の面積の割合）が相対的に大きい場合には、２次転写後に中間転写ベルト上に残存するトナーの量が相対的に多くなる。トナーには潤滑材が含まれているので、この場合には、中間転写ベルトとクリーニングブレードとの間には大きな摩擦が発生せず、クリーニングブレードの温度が大きく上昇しない。そのため、クリーニングブレードの中間転写ベルトに対する圧接力も大きく増加せず、中間転写ベルトの駆動トルクも大きく増加しない。
【０００４】
一方、記録材に形成されるトナー画像のトナー被覆率が相対的に小さい場合には、２次転写後に中間転写ベルト上に残存するトナーの量が相対的に少なくなる。この場合には、中間転写ベルトとクリーニングブレードとの間には大きな摩擦が発生し、クリーニングブレードの温度が大きく上昇する。これにより、クリーニングブレードの中間転写ベルトに対する圧接力も大きく増加し、中間転写ベルトの駆動トルクも大きく増加する。
【０００５】
そこで、画像形成装置は、記録材にトナー画像を形成する期間以外の期間において、中間転写ベルトにトナーパッチを形成する。これにより、駆動トルクの増加が抑制される。
【０００６】
しかしながら、画像形成装置が、記録材にトナー画像を形成する期間以外の期間において、中間転写ベルトにトナーパッチを形成すると、記録材の搬送経路等がトナーにより汚染されて記録材に汚れが付着するおそれがある。より詳細には、中間転写ベルトに形成されたトナーパッチが中間転写ベルトと２次転写ローラとの間を通過する際には、該トナーパッチが２次転写ローラに付着しないように、トナーパッチとは同極性のバイアス電圧が２次転写ローラに印加される。そのため、２次転写ローラから離れる方向に力を受けたトナーが粉煙となって、２次転写ローラ付近に舞い上がる。その結果、トナーが搬送経路を汚染して、搬送経路を通過する記録材に汚れが付着する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特許第４２５０５８１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
そこで、本発明の目的は、中間転写ベルトの駆動トルクが増大することを抑制できると共に、トナーの粉煙が発生することを抑制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】
【０００９】
本発明の一形態に係る画像形成装置は、第１の極性に帯電したトナー画像を担持する像担持体と、前記像担持体に接触している転写部材と、前記像担持体と前記転写部材との間のニップ部を印刷媒体が通過していない期間において、前記トナー画像が該ニップ部を通過する際に、第２の極性の第１のバイアス電圧を該転写部材に印加して該トナー画像の一部を該像担持体から該転写部材に転写した後に、前記第１の極性の第２のバイアス電圧を該転写部材に印加して該トナー画像の一部を該転写部材から該像担持体に転写する電圧印加手段と、を備えていること、を特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、中間転写ベルトの駆動トルクが増大することを抑制できると共に、トナーの粉煙が発生することを抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】画像形成装置の全体構成を示した図である。
【図２】中間転写ベルトがトナーパッチを搬送している様子を示した図である。
【図３】転写部及び作像部が中間転写ベルトに形成するトナーパッチ、トナーパッチがニップ部を通過する際に中間転写ベルト及び２次転写ローラに形成されるトナーパッチ、及び、電圧印加部が印加する電圧を示したタイミングチャートである。
【図４】中間転写ベルトの駆動トルクとトナー被覆率との関係を示したグラフである。
【図５】潤滑剤の含有率と中間転写ベルトの駆動トルクとの関係を示したグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下に、本発明の実施形態に係る画像形成装置について図面を参照しながら説明する。図１は、画像形成装置１の全体構成を示した図である。
【００１３】
画像形成装置１は、電子写真方式によるカラープリンタであって、いわゆるタンデム式で４色（Ｙ：イエロー、Ｍ：マゼンタ、Ｃ：シアン、Ｋ：ブラック）の画像を合成するように構成したものである。該画像形成装置１は、スキャナにより読み取った画像データに基づいて、トナー画像を用紙（印刷媒体）Ｐに形成する機能を有し、図１に示すように、印刷部２、給紙部１５、タイミングローラ対１９、定着装置２０、排紙トレイ２１及び電圧印加部３０を備えている。
【００１４】
給紙部１５は、用紙Ｐを１枚ずつ供給する役割を果たし、用紙トレイ１６及び給紙ローラ１７を含んでいる。用紙トレイ１６には、印刷前の状態の用紙Ｐが複数枚重ねて載置される。給紙ローラ１７は、用紙トレイ１６に載置された用紙Ｐを１枚ずつ取り出す。タイミングローラ対１９は、印刷部２においてトナー画像が用紙Ｐに２次転写されるように、タイミングを調整しながら用紙Ｐを搬送する。
【００１５】
印刷部２は、給紙部１５から供給されてくる用紙Ｐにトナー画像を形成し、作像部２２（２２Ｙ，２２Ｍ，２２Ｃ，２２Ｋ）、光走査装置６、転写部８（８Ｙ，８Ｍ，８Ｃ，８Ｋ）、中間転写ベルト１１、駆動ローラ１２、従動ローラ１３、２次転写ローラ１４及びクリーニング装置１８を含んでいる。また、作像部２２（２２Ｙ，２２Ｍ，２２Ｃ，２２Ｋ）は、感光体ドラム４（４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｋ）、帯電器５（５Ｙ，５Ｍ，５Ｃ，５Ｋ）、現像装置７（７Ｙ，７Ｍ，７Ｃ，７Ｋ）、クリーナー９（９Ｙ，９Ｍ，９Ｃ，９Ｋ）及びイレーサ１０（１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋ）を含んでいる。
【００１６】
感光体ドラム４は、円筒状をなしており、図１に示すように、時計回りに回転している。帯電器５は、感光体ドラム４の周面を負に帯電させる。光走査装置６は、図示しない制御部の制御により、感光体ドラム４の周面に対してビームＢＹ，ＢＭ，ＢＣ，ＢＫを走査する。ビームＢＹ，ＢＭ，ＢＣ，ＢＫが照射された部分の電位は、０Ｖに近づく。これにより、感光体ドラム４の周面には静電潜像が形成される。
【００１７】
現像装置７は、トナー及びキャリアからなる２成分現像剤を用いて感光体ドラム４に静電潜像に従ったトナー画像を形成する。トナーとしては、例えば、粒径が７μｍ以下、好ましくは４．５μｍ以上６．５μｍ以下である重合トナーが用いられる。なお、現像剤は、１成分現像剤であってもよい。また、トナーは、潤滑材を含有している。そして、現像装置７は、現像剤を攪拌することにより、トナーを負に帯電させ、負に帯電したトナーを感光体ドラム４に付与する。この際、トナーは、負に帯電しているので、０Ｖに近い電位を有するビームＢＹ，ＢＭ，ＢＣ，ＢＫが照射された部分に付着する。これにより、感光体ドラム４の周面には負に帯電したトナー画像が形成される。
【００１８】
中間転写ベルト１１は、駆動ローラ１２と従動ローラ１３との間に張り渡されており、感光体ドラム４に現像されたトナー画像が１次転写される。すなわち、中間転写ベルト１１は、トナー画像を担持する像担持体として機能する。中間転写ベルト１１には、ポリフェニレンサルファイド樹脂にカーボンが分散されたシームレスベルトが用いられる。中間転写ベルト１１の体積抵抗率は、１×１０6Ω・ｃｍ〜１×１０12Ω・ｃｍである。なお、中間転写ベルト１１には、ポリカーボネート樹脂、ポリイミド樹脂、ウレタン系樹脂、フッ素系樹脂ナイロン系樹脂等の樹脂にカーボン等の導電性フィラーやイオン性の導電材料が分散されたベルトが用いられてもよい。
【００１９】
転写部８は、中間転写ベルト１１の内周面に対向するように配置されており、１次転写電圧を印加されることにより、感光体ドラム４に形成されたトナー画像を中間転写ベルト１１に１次転写する。このように、転写部８Ｙ，８Ｍ，８Ｃ，８Ｋ及び作像部２２Ｙ，２２Ｍ，２２Ｃ，２２Ｋは、中間転写ベルト１１に複数色のトナー画像を形成するトナー画像形成手段として機能する。クリーナー９は、１次転写後に感光体ドラム４の周面に残存しているトナーを回収する役割を果たす。イレーサ１０は、感光体ドラム４の周面の電荷を除去する。駆動ローラ１２は、中間転写ベルト駆動部（図１には記載せず）により回転させられることにより、中間転写ベルト１１を矢印αの方向に駆動させる。これにより、中間転写ベルト１１は、トナー画像を２次転写ローラ１４まで搬送する。
【００２０】
２次転写ローラ１４は、中間転写ベルト１１に接触し、ドラム形状をなしている。以下では、中間転写ベルト１１と２次転写ローラ１４との間の領域をニップ部Ｎと称す。２次転写ローラ１４は、芯金が発泡体により被覆されたローラである。発泡体の材料は、イオン導電性のＮＢＲとヒドリンゴムの発泡スポンジが用いられる。発泡体の抵抗値は、１×１０6Ω〜１×１０8Ωである。なお、ニップ部Ｎにおける中間転写ベルト１１の２次転写ローラ１４への食い込みが０．２５ｍｍとなるように、２次転写ローラ１４の両端は２５Ｎの力で押されている。
【００２１】
電圧印加部３０は、ニップ部Ｎを用紙Ｐが通過する際に、２次転写ローラに正のバイアス電圧Ｖ３を印加する。これにより、２次転写ローラ１４は、ニップ部Ｎを通過する用紙Ｐに対して、中間転写ベルト１１が担持しているトナー画像を２次転写する。より詳細には、駆動ローラ１２は接地電位に保たれている。また、中間転写ベルト１１は、駆動ローラ１２に接触しているので、接地電位に近い正の電位に保たれている。そして、電圧印加部３０は、２次転写ローラ１４の電位が駆動ローラ１２及び中間転写ベルト１１の電位よりも高くなるように、２次転写ローラ１４に対して正のバイアス電圧Ｖ３を印加している。トナー画像は、負に帯電しているので、駆動ローラ１２と２次転写ローラ１４との間に発生している電界によって、中間転写ベルト１１から用紙Ｐに対して転写される。
【００２２】
クリーニング装置１８は、中間転写ベルト１１に接触しているブレードを有しており、用紙Ｐへのトナー画像の２次転写後に、中間転写ベルト１１に残存しているトナーを除去する。ブレードは、ウレタン系樹脂材料により作製されており、当接角が８度〜１５度、当接圧が２５Ｎ／ｍ〜３５Ｎ／ｍとなるように設計されている。また、ブレードの反発弾性は温度依存性を有している。そのため、ブレードは、高温になるほどに高反発となり、大きな当接圧で中間転写ベルト１１に接触する。
【００２３】
トナー画像が２次転写された用紙Ｐは、定着装置２０に搬送される。定着装置２０は、用紙Ｐに対して加熱処理及び加圧処理を施すことにより、トナー画像を用紙Ｐに定着させる。排紙トレイ２１には、印刷済みの用紙Ｐが載置される。
【００２４】
ところで、画像形成装置１では、トナー被覆率が小さいトナー画像が用紙Ｐに連続して印刷されると、トナー画像の２次転写後に十分なトナーが中間転写ベルト１１上に残存せず、クリーニング装置１８に十分なトナーが供給されない。そのため、中間転写ベルト１１とクリーニング装置１８のブレードとの間には大きな摩擦が発生し、ブレードの温度が大きく上昇する。その結果、ブレードの中間転写ベルトに対する圧接力も大きく増加し、中間転写ベルト１１の駆動トルクも大きく増加する。
【００２５】
そこで、画像形成装置１は、用紙Ｐがニップ部Ｎを通過していない期間において、中間転写ベルト１１にトナーパッチを形成している。ただし、この場合には、用紙Ｐの搬送経路等がトナーにより汚染されて用紙Ｐに汚れが付着するおそれがある。
【００２６】
以上のような問題を解決するために、画像形成装置１は、以下に説明する動作を行っている。以下に説明する動作は、例えば、複数枚の用紙Ｐにトナー画像が印刷される合間や、安定化制御において行われる。図２は、中間転写ベルト１１がトナーパッチを搬送している様子を示した図である。図３は、転写部８Ｋ及び作像部２２Ｋが中間転写ベルト１１に形成するトナーパッチＴ１〜Ｔ３、トナーパッチＴ１〜Ｔ３がニップ部Ｎを通過する際に中間転写ベルト１１及び２次転写ローラ１４に形成されるトナーパッチＴａ１〜Ｔａ３，Ｔｂ１〜Ｔｂ３、及び、電圧印加部３０が印加する電圧を示したタイミングチャートである。
【００２７】
電圧印加部３０は、図２（ａ）に示すように、ニップ部Ｎを用紙Ｐが通過していない期間において、トナーパッチＴ１〜Ｔ３がニップ部Ｎを通過する際に、正のバイアス電圧Ｖ１（＝５００Ｖ）を２次転写ローラ１４に印加してトナーパッチＴ１〜Ｔ３の一部をトナーパッチＴｂ１〜Ｔｂ３として中間転写ベルト１１から２次転写ローラ１４に転写する。更に、電圧印加部３０は、図２（ａ）に示すように、トナーパッチＴ１〜Ｔ３がニップ部Ｎを通過した後に、負のバイアス電圧Ｖ２（＝−５００Ｖ）を２次転写ローラ１４に印加してトナーパッチＴｂ１〜Ｔｂ３を２次転写ローラ１４から中間転写ベルト１１に転写する。正のバイアス電圧Ｖ１及び負のバイアス電圧Ｖ２の大きさは、正のバイアス電圧Ｖ３の１／２以下である。
【００２８】
具体的には、転写部８Ｋ及び作像部２２Ｋは、図３（ａ）に示すように、４．５ｇ／ｍ2のトナー付着量を有するトナーパッチＴ１を中間転写ベルト１１に形成する。トナーパッチＴ１の搬送方向の長さは、図３（ａ）に示すように、７７ｍｍである。該トナーパッチＴ１は、中間転写ベルト１１によりニップ部Ｎまで搬送される。
【００２９】
ここで、電圧印加部３０は、図３（ｂ）に示すように、トナーパッチＴ１がニップ部Ｎに到着する直前に、トナーパッチＴ１と逆極性のバイアス電圧Ｖ１を２次転写ローラ１４に印加する。これにより、トナーパッチＴ１の表層が、図３（ｃ）に示すように、トナーパッチＴｂ１として中間転写ベルト１１から２次転写ローラ１４に転写され始める。トナーパッチＴｂ１は、１．５ｇ／ｍ2のトナー付着量を有する。また、中間転写ベルト１１には、トナーパッチＴａ１が残っている。トナーパッチＴａ１は、３．０ｇ／ｍ2のトナー付着量を有する。電圧印加部３０は、２次転写ローラ１４が１回転する期間にわたって、２次転写ローラ１４にバイアス電圧Ｖ１を印加する。２次転写ローラ１４の周の長さは、図３（ａ）に示すように、７８．５ｍｍである。したがって、トナーパッチＴ１の搬送方向の長さは、２次転写ローラ１４の周の長さよりも短い。よって、トナーパッチＴ１の全体の表層が分離されて、トナーパッチＴｂ１が２次転写ローラ１４に転写される。
【００３０】
この後、トナーパッチＴａ１は、中間転写ベルト１１により搬送される。また、トナーパッチＴ１から分離されたトナーパッチＴｂ１は、２次転写ローラ１４の回転に伴って、ニップ部Ｎに到達する。ここで、トナーパッチＴ１，Ｔａ１の搬送方向の長さは、２次転写ローラ１４の周の長さよりも短い。そのため、トナーパッチＴｂ１は、トナーパッチＴ１に対して重ならない。
【００３１】
電圧印加部３０は、図３（ｂ）に示すように、トナーパッチＴｂ１がニップ部Ｎに到着する直前に、トナーパッチＴ１と同極性のバイアス電圧Ｖ２を２次転写ローラ１４に印加する。これにより、トナーパッチＴｂ１が、図２（ｂ）に示すように、２次転写ローラ１４から中間転写ベルト１１に転写され始める。電圧印加部３０は、２次転写ローラ１４が１回転する期間にわたって、２次転写ローラ１４にバイアス電圧Ｖ２を印加する。トナーパッチＴｂ１の搬送方向の長さは、２次転写ローラ１４の周の長さよりも短い。そのため、トナーパッチＴｂ１の全体が２次転写ローラ１４から中間転写ベルト１１に転写される。
【００３２】
次に、転写部８Ｋ及び作像部２２Ｋは、図２（ｂ）及び図３（ｂ）に示すように、４．５ｇ／ｍ2のトナー付着量を有するトナーパッチＴ２を中間転写ベルト１１に形成する。この際、転写部８Ｋ及び作像部２２Ｋは、図３（ａ）に示すように、トナーパッチＴ２の先端をトナーパッチＴ１の後端から８１．５ｍｍだけ離して、トナーパッチＴ２を中間転写ベルト１１に形成する。このように、転写部８Ｋ及び作像部２２Ｋは、トナーパッチＴ１，Ｔ２を中間転写ベルト１１に搬送方向に並べて形成する。ここで、トナーパッチＴ１の搬送方向の長さは、トナーパッチＴ１，Ｔ２の間隔よりも短い。そのため、図２（ｂ）に示すように、トナーパッチＴ２は、トナーパッチＴｂ１に重ならない。この後、トナーパッチＴ２にも、トナーパッチＴ１と同様の処理が施される。
【００３３】
（効果）
画像形成装置１によれば、中間転写ベルト１０の駆動トルクが増大することを抑制できる。より詳細には、画像形成装置１は、用紙Ｐがニップ部Ｎを通過していない期間において、中間転写ベルト１１にトナーパッチＴ１，Ｔ２・・・を形成している。これにより、クリーニング装置１８のブレードと中間転写ベルト１１との間に潤滑材を含んだトナーパッチＴ１，Ｔ２・・・が供給されるようになる。その結果、中間転写ベルト１１とブレードとの間には大きな摩擦が発生することが抑制され、ブレードの温度が大きく上昇することが抑制される。その結果、ブレードの中間転写ベルトに対する圧接力が大きく増加することが抑制され、中間転写ベルト１１の駆動トルクが大きく増加することが抑制される。
【００３４】
また、画像形成装置１によれば、トナーの粉煙が発生することを抑制できる。より詳細には、画像形成装置１では、電圧印加部３０は、トナーパッチＴ１〜Ｔ３がニップ部Ｎを通過する際に、正のバイアス電圧Ｖ１を２次転写ローラ１４に印加してトナーパッチＴ１〜Ｔ３の一部をトナーパッチＴｂ１〜Ｔｂ３として中間転写ベルト１１から２次転写ローラ１４に転写する。更に、電圧印加部３０は、トナーパッチＴ１〜Ｔ３がニップ部Ｎを通過した後に、負のバイアス電圧Ｖ２を２次転写ローラ１４に印加してトナーパッチＴｂ１〜Ｔｂ３を２次転写ローラ１４から中間転写ベルト１１に転写する。これにより、トナーパッチＴ１〜Ｔ３が、トナーパッチＴａ１〜Ｔａ３とトナーパッチＴｂ１〜Ｔｂ３とに分かれてニップ部Ｎを通過するようになる。その結果、トナー量の多いトナーパッチＴ１〜Ｔ３が、ニップ部Ｎを通過することがなくなり、トナーの粉煙が発生することが抑制される。
【００３５】
（第１の実験）
本願発明者は、適切なトナーパッチＴ１，Ｔ２・・・の供給量を求めるために以下に説明する第１の実験を行った。
【００３６】
まず、本願発明者は、トナー被覆率を４％、５％、１２％に変化させて５０００枚の連続印刷をコニカミノルタ社製フルカラー複合機  ｂｉｚｈｕｂＣ３６０に行わせた。そして、５０００枚印刷終了時の中間転写ベルト１１の駆動トルクを測定した。図４は、中間転写ベルト１１の駆動トルクとトナー被覆率との関係を示したグラフである。縦軸は中間転写ベルト１１の駆動トルクを示しており、横軸はトナー被覆率を示している。
【００３７】
図４によれば、トナー被覆率が高くなるにしたがって、中間転写ベルト１１の駆動トルクが小さくなっていることが分かる。そして、本願発明者によれば、画像形成装置１における中間転写ベルト１１の初期の駆動トルクは、１８０ｍＮ・ｍ〜２００ｍＮ・ｍであることが分かっている。図４のグラフによれば、トナー被覆率が１０％よりも低くなると、中間転写ベルト１１の駆動トルクが２００ｍＮ・ｍよりも大きくなることが分かる。よって、トナー被覆率が１０％よりも低いトナー画像を連続して用紙Ｐに印刷する場合に、トナーパッチＴ１，Ｔ２・・・を形成すればよいことが分かる。
【００３８】
次に、トナーパッチＴ１，Ｔ２を形成する頻度を求めるために、本願発明者は、以下に説明する計算を行った。具体的には、本願発明者は、１０００枚のＡ４サイズの用紙Ｐにトナー画像を印刷する間に、トナー被覆率が１００％のＡ４サイズのトナーパッチを画像形成装置１に何枚形成させればよいかを計算した。
【００３９】
第１の実験より、トナー被覆率１０％のトナー画像が用紙Ｐに連続して印刷される場合には、トナーパッチＴ１，Ｔ２・・・の供給が不要であることが分かっている。そこで、トナー被覆率１０％のトナー画像が用紙Ｐに印刷されたときに、クリーニング装置１８が回収するトナーの量を計算する。
【００４０】
トナー画像のトナー付着量は、４．５ｇ／ｍ2である。ニップ部Ｎにおいて、トナー画像が用紙Ｐに２次転写されると、９５％のトナーが用紙Ｐに転写される。よって、中間転写ベルト１１に残存するトナー付着量は、４．５ｇ／ｍ2×０．０５＝０．２２５ｇ／ｍ2である。
【００４１】
ここで、Ａ４サイズの用紙Ｐにトナー被覆率が１０％であるトナー画像が印刷されると、用紙Ｐ１枚当りでクリーニング装置１８が回収するトナーの量は以下のとおりになる。なお、Ａ４サイズの用紙の面積は、２９７ｍｍ×２１０ｍｍ＝０．０６２３７ｍ2である。
【００４２】
０．２２５ｇ／ｍ2×０．０６２３７ｍ2×０．１＝０．００１４０３３２ｇ
【００４３】
よって、トナー被覆率が０％である用紙Ｐが１枚印刷（ニップ部Ｎを通過）されるたびに、０．００１４０３３２ｇのトナーがクリーニング装置１８により回収されていればよいことが分かる。したがって、１０００枚のトナー被覆率が０％である用紙Ｐが印刷される場合には、１．４０３３２ｇのトナーがクリーニング装置１８により回収されていればよいことが分かる。
【００４４】
ここで、１．４０３３２ｇのトナーが、トナー被覆率が１００％のＡ４サイズのトナーパッチ何枚分に相当するかを計算する。トナー被覆率が１００％のＡ４サイズのトナーパッチ１枚分のトナーの量は、０．０６２３７ｍ2×４．５ｇ／ｍ2＝０．２８０６６５ｇである。よって、以下の計算より、１．４０３３２ｇのトナーは、トナー被覆率が１００％のＡ４サイズのトナーパッチ５枚分に相当することがわかる。
１．４０３３２ｇ／０．２８０６６５ｇ＝５枚
【００４５】
以上より、トナー被覆率の平均が０％であるトナー画像を用紙Ｐに印刷する場合には、用紙Ｐ１０００枚当り、５枚のトナーパッチＴ１，Ｔ２・・・を形成すればよいことが分かる。また、トナー被覆率の平均が１０％であるトナー画像を用紙Ｐに印刷する場合には、用紙Ｐ１０００枚当り、０枚のトナーパッチＴ１，Ｔ２・・・を形成すればよいことが分かっている。よって、トナー被覆率の平均が２％であるトナー画像を用紙Ｐに印刷する場合には、用紙Ｐ１０００枚当り、４枚のトナーパッチＴ１，Ｔ２・・・を形成すればよいことが分かる。トナー被覆率の平均が４％であるトナー画像を用紙Ｐに印刷する場合には、用紙Ｐ１０００枚当り、３枚のトナーパッチＴ１，Ｔ２・・・を形成すればよいことが分かる。トナー被覆率の平均が６％であるトナー画像を用紙Ｐに印刷する場合には、用紙Ｐ１０００枚当り、２枚のトナーパッチＴ１，Ｔ２・・・を形成すればよいことが分かる。トナー被覆率の平均が８％であるトナー画像を用紙Ｐに印刷する場合には、用紙Ｐ１０００枚当り、１枚のトナーパッチＴ１，Ｔ２・・・を形成すればよいことが分かる。以上より、画像形成装置１では、用紙Ｐに印刷されるトナー画像のトナー被覆率の平均に応じて、トナーパッチＴ１，Ｔ２・・・を形成する頻度を調整すればよいことが分かる。
【００４６】
次に、本願発明者は、いずれの色のトナーパッチＴ１，Ｔ２・・・を形成すれば、最も効果的に中間転写ベルト１１の駆動トルクを低減できるかを調べた。より詳細には、コニカミノルタ社製フルカラー複合機  ｂｉｚｈｕｂＣ３６０を用いて、トナー被覆率の平均が８％であるＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋのトナー画像を５０００枚の用紙Ｐに連続して形成し、中間転写ベルト１１の駆動トルクを測定した。Ｙのトナーは、０．３重量％の潤滑剤を含んでいる。Ｍのトナーは、０．５重量％の潤滑剤を含んでいる。Ｃのトナーは、０．７重量％の潤滑剤を含んでいる。Ｋのトナーは、１．０重量％の潤滑剤を含んでいる。図５は、潤滑剤の含有率と中間転写ベルト１１の駆動トルクとの関係を示したグラフである。縦軸は中間転写ベルト１１の駆動トルクを示し、横軸は潤滑剤の含有率を示す。
【００４７】
図５によれば、潤滑剤の含有率が多くなるにしたがって、中間転写ベルト１１の駆動トルクが低減されていることが分かる。よって、トナーパッチＴ１，Ｔ２・・・は、潤滑剤を最も多く含有している転写部８Ｋ及び作像部２２Ｋにより形成されたＫ（黒）のトナーパッチであることが望ましい。
【００４８】
（変形例）
以下に変形例に係る画像形成装置１ａを説明する。２次転写ローラ１４にイオン導電材料が用いられた場合には、２次転写ローラ１４の抵抗値が、絶対湿度や２次転写ローラ１４の使用量によって変動する。そこで、変形例に係る画像形成装置１では、以下に説明するように、絶対湿度及び２次転写ローラ１４の使用量に応じて、バイアス電圧Ｖ１，Ｖ２が調整される。表１は、絶対湿度とバイアス電圧Ｖ１，Ｖ２との関係を示した表である。表２は、２次転写ローラ１４の使用量とバイアス電圧Ｖ１，Ｖ２との関係を示した表である。
【００４９】
【表１】
2012181325.tif 000003
【００５０】
【表２】
2012181325.tif 000004
【００５１】
なお、２次転写ローラ１４の使用量とは、２次転写ローラ１４の寿命に対して何％使用されたかを意味している。また、表２において、標準値とは、表１により求められたバイアス電圧Ｖ１，Ｖ２を意味する。
【００５２】
また、トナー被覆率が１００％のＡ４サイズのトナーパッチＴ１，Ｔ２・・・を画像形成装置１に形成させる枚数に応じて、バイアス電圧Ｖ１，Ｖ２が調整されてもよい。表３は、トナーパッチＴ１，Ｔ２・・・が形成される枚数とバイアス電圧Ｖ１，Ｖ２との関係を示した表である。表３において、標準値とは、表１及び表２により求められたバイアス電圧Ｖ１，Ｖ２を意味する。
【００５３】
【表３】
2012181325.tif 000005
【００５４】
（その他の実施形態）
本発明に係る画像形成装置は、前記実施形態に係る画像形成装置１，１ａに限らずその用紙の範囲内において変更可能である。
【００５５】
なお、用紙ＰがＡ４横サイズの用紙である場合には、用紙Ｐの搬送方向の長さ（２１０ｍｍ）が、２次転写ローラ１４の周の長さ（７８．５ｍｍ）よりも長くなってしまう。このような場合には、画像形成装置１は、トナーパッチＴ１，Ｔ２・・・を複数に分割すればよい。
【００５６】
また、画像形成装置１の周囲の温度が低温である場合には、クリーニング装置１８のブレードの温度も上昇しにくい。したがって、低温状態である場合には、画像形成装置１は、トナーパッチＴ１，Ｔ２を形成しなくてもよい。
【００５７】
また、複数のトナーパッチＴ１，Ｔ２・・・の間隔は、２次転写ローラ１４の周の長さの２倍以下であることが好ましい。
【００５８】
なお、画像形成装置１がモノクロのトナー画像を用紙Ｐに印刷する場合には、転写部８Ｋ及び作像部２２Ｋのみを動作させて、転写部８Ｙ，８Ｍ，８Ｃ及び作像部２２Ｙ，２２Ｍ，２２Ｃを動作させずに、トナーパッチＴ１，Ｔ２を形成すればよい。これにより、画像形成装置１の転写部８Ｙ，８Ｍ，８Ｃ及び作像部２２Ｙ，２２Ｍ，２２Ｃの寿命を延ばすことが可能である。
【産業上の利用可能性】
【００５９】
本発明は、画像形成装置に有用であり、特に、中間転写ベルトの駆動トルクが増大することを抑制できると共に、トナーの粉煙が発生することを抑制できる点において優れている。
【符号の説明】
【００６０】
１，１ａ  画像形成装置
８Ｙ，８Ｍ，８Ｃ，８Ｋ  転写部
１１  中間転写ベルト
１４  ２次転写ローラ
１８  クリーニング装置
２２Ｙ，２２Ｍ，２２Ｃ，２２Ｋ  作像部
３０  電圧印加部
【図１】
2012181325.tif 000006
【図２】
2012181325.tif 000007
【図３】
2012181325.tif 000008
【図４】
2012181325.tif 000009
【図５】
2012181325.tif 000010