(57)【要約】【課題】ダウンタイムの低減やトナーの消費量の低減を図りつつ、クリーニングブレードによるクリーニング性を向上させることのできる画像形成装置を提供する。【解決手段】画像形成装置１００は、像担持体１と、像担持体１にトナー像を形成するトナー像形成手段Ｓと、像担持体１に接触して搬送される記録材Ｐに像担持体１からトナー像を転写させる転写手段６と、像担持体１に当接して配置され、上記転写の後に像担持体１の表面に残留するトナーを除去する清掃部材５１と、記録材Ｐに画像を形成するジョブの実行中に、像担持体１の移動方向と略直交する方向における該記録材Ｐの幅より外側の像担持体１の領域に選択的に所定のトナー像１０を形成し、該所定のトナー像１０のトナーを清掃部材５１と像担持体１との当接部Ｎ３に供給する動作を行なわせる制御手段１５０と、を有する構成とする。【選択図】図４
2017138473.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
トナー像を担持する移動可能な像担持体と、
前記像担持体にトナー像を形成するトナー像形成手段と、
前記像担持体に接触して搬送される記録材に前記像担持体からトナー像を転写させる転写手段と、
前記像担持体に当接して配置され、前記転写の後に前記像担持体の表面に残留するトナーを除去する清掃部材と、
記録材に画像を形成するジョブの実行中に、前記像担持体の移動方向と略直交する方向における該記録材の幅より外側の前記像担持体の領域に選択的に所定のトナー像を形成し、該所定のトナー像のトナーを前記清掃部材と前記像担持体との当接部に供給する動作を行なわせる制御手段と、
を有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記所定のトナー像は、当該画像形成装置において画像形成可能な記録材のうち前記像担持体の移動方向と略直交する方向における幅が最大の記録材の該幅より内側の前記像担持体の領域に選択的に形成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】
前記制御手段は、前記像担持体の移動方向と略直交する方向における幅が第１の幅の記録材に画像を形成する先行するジョブの次に、前記像担持体の移動方向と略直交する方向における幅が前記第１の幅より大きい第２の幅の記録材に画像を形成する後続のジョブを実行する場合に、前記先行するジョブにおいて前記所定のトナー像を形成し該所定のトナー像のトナーを前記当接部に供給する動作を行わせ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】
前記所定のトナー像は、前記第１の幅より外側かつ前記第２の幅より内側の前記像担持体の領域に選択的に形成されることを特徴とする請求項３に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記所定のトナー像は、前記像担持体の移動方向において、記録材に転写されるトナー像が形成される領域と重なる領域に形成される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６】
前記トナー像形成手段は、前記像担持体にイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色を含む複数色のトナーを用いてトナー像を形成することができ、前記所定のトナー像は、イエロー色のトナーで形成され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７】
前記清掃部材は、前記像担持体の移動方向に対してカウンター方向に当接して配置されたブレード状の部材であることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の画像形成装置。
【請求項８】
前記像担持体は、前記トナー像形成手段が有する別の像担持体から転写されたトナー像を記録材に転写するために搬送する中間転写体であることを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載の画像形成装置。
【請求項９】
前記転写手段は、前記像担持体に接触して配置された転写部材であり、前記制御手段は、前記像担持体から前記転写部材に転写された前記所定のトナー像のトナーを前記転写部材から前記像担持体に転移させ、該トナーを前記当接部に供給する動作を行わせることを特徴とする請求項１〜８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、電子写真方式や静電記録方式を利用した複写機、プリンタ、ファクシミリ、これらの複合機などの画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、電子写真方式などを利用した画像形成装置において、転写工程後の像担持体をクリーニングするクリーニング装置としては、ブレード方式のものが広く用いられている。このクリーニング装置は、弾性を有する板状（ブレード状）の部材であるクリーニングブレードを像担持体の表面に当接させて、移動する像担持体の表面からトナーを掻き取るようにして除去する。このクリーニング装置は、比較的構成が簡易であるなどの利点を有するが、トナーがクリーニングブレードと像担持体との間をすり抜けると、クリーニング不良が発生する。
【０００３】
ここで、トナーの表面には、クリーニング性や流動性を改善するために、トナーよりも小径の微粒子である外添剤（外添粒子）が添加される。この外添剤は、トナーから脱離し、脱離した外添剤の一部は像担持体の移動方向におけるクリーニングブレードと像担持体との当接部の上流にシール層として滞留する。そして、このシール層は、ダムのようにトナーを堰き止める効果を発揮し、クリーニング不良を抑制する（特許文献１）。
【０００４】
また、紙間（像担持体の移動方向における非画像形成領域）において、像担持体の移動方向と略直交する方向の全域にトナーパッチを形成し、このトナーパッチのトナーをクリーニングブレードと像担持体との当接部に供給する方法がある（特許文献２）。この方法では、トナーパッチが転写部を通過する際に、転写部材に転写時とは逆極性のバイアスを印加するか、転写部材を像担持体から離間させることで、トナーパッチのトナーが転写部材に付着することを抑制する。この方法によれば、トナーパッチのトナーから脱離した外添剤によってシール層を形成させて、クリーニングブレードによるクリーニング性を向上させることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００２―３１８４６７号公報
【特許文献２】特開２０１２−１２３１６４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献２の方法では、紙間において像担持体の移動方向と略直交する方向の全域にトナーパッチを形成するため、以下の問題があった。
【０００７】
つまり、特許文献２の方法では、トナーパッチを形成する領域を確保するために、紙間を通常の連続画像形成中より広く確保する必要がある。特に、転写部材に転写時とは逆極性のバイアスを印加する構成では、その転写時とは逆極性のバイアスの出力値が安定するまでの時間を確保するために、紙間をより広く確保する必要がある。また、この構成の場合、トナーパッチのトナーが転写部材に付着する場合があり、転写部材のその後の周回において転写部材から記録材にトナーが移行して、記録材の裏汚れとして顕在化することがある。そのため、トナーパッチのトナーが付着した転写部材のクリーニング動作を、連続画像形成を行っている途中で実行する必要がある。一方、転写部材を像担持体から離間させる構成でも、像担持体に対し転写部材を当接、離間させるための時間を確保するために、紙間を通常の連続画像形成中より広く確保する必要がある。
【０００８】
また、特許文献２の方法では、像担持体の移動方向と略直交する方向の全域にトナーパッチを形成するので、クリーニングブレードによるクリーニング性を向上させるために比較的多くのトナーを消費する。
【０００９】
このように、特許文献２の方法では、ダウンタイム（画像形成を行えない期間）が長くなって生産性が低下したり、トナーの消費量が多くなったりすることがある。
【００１０】
したがって、本発明の目的は、ダウンタイムの低減やトナーの消費量の低減を図りつつ、クリーニングブレードによるクリーニング性を向上させることの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】
【００１１】
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移動可能な像担持体と、前記像担持体にトナー像を形成するトナー像形成手段と、前記像担持体に接触して搬送される記録材に前記像担持体からトナー像を転写させる転写手段と、前記像担持体に当接して配置され、前記転写の後に前記像担持体の表面に残留するトナーを除去する清掃部材と、記録材に画像を形成するジョブの実行中に、前記像担持体の移動方向と略直交する方向における該記録材の幅より外側の前記像担持体の領域に選択的に所定のトナー像を形成し、該所定のトナー像のトナーを前記清掃部材と前記像担持体との当接部に供給する動作を行なわせる制御手段と、を有することを特徴とする画像形成装置である。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、ダウンタイムの低減やトナーの消費量の低減を図りつつ、クリーニングブレードによるクリーニング性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】画像形成装置の概略断面図である。
【図２】ブレードニップの近傍の断面図である。
【図３】印字部のブレードニップ近傍の模式図である。
【図４】中間転写ベルト上の印字部とトナーパッチとの位置関係の一例を示す模式図である。
【図５】ジョブの動作の概略を示すフローチャート図である。
【図６】比較例１と実施例１との非通紙部のブレードニップ近傍の模式図である。
【図７】中間転写ベルト上の印字部とトナーパッチとの位置関係の他の例を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
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。
【００１５】
［実施例１］
１．画像形成装置の全体的な構成及び動作
図１は、本実施例に係る画像形成装置１００の概略断面図である。画像形成装置１００は、後述する中間転写ベルト１の移動方向に沿って並んで配置された、第１、第２、第３、第４の画像形成部（ステーション）ＳＹ、ＳＭ、ＳＣ、ＳＫを有する。第１〜第４の画像形成部ＳＹ、ＳＭ、ＳＣ、ＳＫは、それぞれイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）のトナー像を形成する。
【００１６】
なお、本実施例では、各画像形成部ＳＹ、ＳＭ、ＳＣ、ＳＫの構成及び動作は、後述する現像工程で使用するトナーの色が異なることを除いて実質的に同じである。したがって、以下、特に区別を要しない場合は、いずれかの色用の要素であることを示す符号の末尾のＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋは省略して、当該要素について総括的に説明する。本実施例では、画像形成部Ｓは、後述する感光ドラム１１、帯電ローラ１２、露光装置１３、現像装置１４、１次転写ローラ１５、ドラムクリーニング装置１６などで構成される。
【００１７】
トナー像を担持する第１の像担持体としてのドラム型（円筒形）の感光体（電子写真感光体）である感光ドラム１１は、図中矢印Ｒ１方向（時計回り）に回転駆動される。回転する感光ドラム１１の表面は、帯電手段としてのローラ型の帯電部材である帯電ローラ１２によって所定の極性（本実施例では負極性）の所定の電位に一様に帯電される。帯電された感光ドラム１１の表面は、露光手段としての露光装置（レーザスキャナ）１３により画像情報に基づいたレーザー光で走査露光される。これにより、感光ドラム１１上に画像情報に応じた静電潜像（静電像）が形成される。本実施例では、露光装置１３は、各画像形成部Ｓの各感光ドラム１１を露光する１つのユニットとして構成されている。
【００１８】
感光ドラム１１上に形成された静電潜像は、現像手段としての現像装置１４によって現像剤としてのトナーを用いて現像（可視化）される。本実施例では、一様に帯電処理された後に露光されることで電位の絶対値が低下した感光ドラム１１上の露光部に、感光ドラム１１の帯電極性（本実施例では負極性）と同極性に帯電したトナーが付着する（反転現像）。
【００１９】
感光ドラム１１に対向して、トナー像を担持する移動可能な第２の像担持体としての、無端状のベルトで形成された中間転写体である中間転写ベルト１が配置されている。中間転写ベルト１は、複数の支持部材（張架ローラ）としての駆動ローラ２、テンションローラ３、２次転写対向ローラ４に掛け回されて、所定のテンションをもって張架されている。中間転写ベルト１は、駆動ローラ２によって駆動されて図中矢印Ｒ２方向（反時計回り）に回転（周回移動）する。中間転写ベルト１の内周面側には、各感光ドラム１１に対応して、１次転写手段としてのローラ型の１次転写部材である１次転写ローラ１５が配置されている。１次転写ローラ１５は、中間転写ベルト１を介して感光ドラム１１に向けて押圧（付勢）され、感光ドラム１１と中間転写ベルト１とが接触する１次転写部（１次転写ニップ）Ｎ１を形成する。
【００２０】
感光ドラム１１上に形成されたトナー像は、１次転写部Ｎ１において、１次転写ローラ１５の作用によって中間転写ベルト１上に転写（１次転写）される。１次転写時に、１次転写ローラ１５には、１次転写電源３１から現像時のトナーの帯電極性（正規の帯電極性）とは逆極性（本実施例では正極性）の直流電圧である１次転写バイアスが印加される。例えばフルカラー画像の形成時には、各感光ドラム１１上に形成されたイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色のトナー像が中間転写ベルト１上に順次重ね合わせて転写される。１次転写工程後に感光ドラム１１上に残留したトナー（１次転写残トナー）は、感光体クリーニング手段としてのドラムクリーニング装置１６によって感光ドラム１１上から除去されて回収される。
【００２１】
中間転写ベルト１の外周面側において、２次転写対向ローラ４と対向する位置には、２次転写手段としてのローラ型の２次転写部材である２次転写ローラ６が配置されている。２次転写ローラ６は、像担持体に接触して搬送される記録材に像担持体からトナー像を転写させる転写手段の一例である。２次転写ローラ６は、中間転写ベルト１を介して２次転写対向ローラ４に向けて押圧（付勢）され、中間転写ベルト１と２次転写ローラ６とが接触する２次転写部（２次転写ニップ）Ｎ２を形成する。中間転写ベルト１上に形成されたトナー像は、２次転写部Ｎ２において、２次転写ローラ６の作用により、中間転写ベルト１と２次転写ローラ６とに挟持されて搬送される紙などの記録材（シート）Ｐに転写（２次転写）される。２次転写時に、２次転写ローラ６には、２次転写電源３２からトナーの正規の帯電極性とは逆極性の直流電圧である２次転写バイアスが印加される。記録材Ｐは、記録材カセット１８に積載されており、ピックアップローラ１９、給送ローラ２０、搬送ローラ２１により、中間転写ベルト１上のトナー像とタイミングが合わされて２次転写部Ｎ２に搬送される。２次転写工程後に中間転写ベルト１上に残留したトナー（２次転写残トナー）は、中間転写体クリーニング手段としてのベルトクリーニング装置５によって中間転写ベルト１上から除去されて回収される。ベルトクリーニング装置５については、後述して更に詳しく説明する。
【００２２】
トナー像が転写された記録材Ｐは、定着手段としての定着装置２２へと搬送され、定着装置２２において加熱及び加圧されることによってその上にトナー像が溶融固着（定着）された後に、画像形成装置１００の装置本体１１０の外部へ排出（出力）される。
【００２３】
本実施例では、各画像形成部Ｓにおいて、感光ドラム１１と、これに作用するプロセス手段としての帯電ローラ１２、現像装置１４及びドラムクリーニング装置１６とは、一体的に装置本体１１０に着脱可能なプロセスカートリッジ１７を構成している。
【００２４】
また、本実施例では、各画像形成部Ｓが、中間転写ベルト１にトナー像を形成するトナー像形成手段を構成する。
【００２５】
２．制御態様
本実施例では、画像形成装置１００の各部の動作は、画像形成装置１００の装置本体１１０に設けられた制御手段としての制御部１５０によって制御される。制御部１５０は、演算制御部（ＣＰＵ）、記憶部（ＲＯＭ、ＲＡＭ）などを備えており、演算制御部が記憶部に記憶されたプログラムやデータに従って画像形成装置１００の各部の動作を統括的に制御する。本実施例との関係では、制御部１５０は、各種電源、露光装置１３、感光ドラム１１や中間転写ベルト１の駆動モータなどを制御して、画像形成動作を実行させると共に、後述の供給動作を実行させる。
【００２６】
ここで、画像形成装置１００は、一の開始指示により開始される、単一又は複数の記録材Ｐに画像を形成して出力する一連の画像出力動作（ジョブ、印刷動作）を実行する。ジョブは、一般に、画像形成工程、前回転工程、複数の記録材Ｐに画像を形成する場合の紙間工程、及び後回転工程を有する。画像形成工程は、実際に記録材Ｐに形成して出力する画像の静電潜像の形成、トナー像の形成、トナー像の１次転写や２次転写を行う期間であり、画像形成時とはこの期間のことをいう。より詳細には、これら静電潜像の形成、トナー像の形成、トナー像の１次転写や２次転写の各工程を行う位置で、画像形成時のタイミングは異なる。前回転工程は、開始指示が入力されてから実際に画像を形成し始めるまでの、画像形成工程の前の準備動作を行う期間である。紙間工程は、複数の記録材Ｐに対する画像形成を連続して行う際（連続画像形成）の記録材Ｐと記録材Ｐとの間に対応する期間である。後回転工程は、画像形成工程の後の整理動作（準備動作）を行う期間である。非画像形成時とは、画像形成時以外の期間であって、上記前回転工程、紙間工程、後回転工程、更には画像形成装置１００の電源投入時又はスリープ状態からの復帰時の準備動作である前多回転工程時などが含まれる。
【００２７】
３．ベルトクリーニング装置
次に、本実施例におけるベルトクリーニング装置５について更に説明する。
【００２８】
ベルトクリーニング装置５は、清掃部材としてのクリーニングブレード５１と、回収容器５２と、を有する。クリーニングブレード５１は、中間転写ベルト１の移動方向（回転方向）Ｒ２において２次転写部Ｎ２より下流かつ１次転写部Ｎ１（最上流の１次転写部Ｎ１Ｙ）より上流で中間転写ベルト１に当接する。本実施例では、クリーニングブレード５１は、中間転写ベルト１を介してテンションローラ３に向けて押圧されている。ここでは、クリーニングブレード５１と中間転写ベルト１との当接部を、ブレードニップＮ３ともいう。
【００２９】
クリーニングブレード５１は、中間転写ベルト１の移動方向と略直交する方向に沿って配置される長手方向と、該長手方向と略直交する短手方向と、にそれぞれ所定の長さを有し、所定の厚さを有する、弾性材料で形成された板状（ブレード状）の部材である。クリーニングブレード５１は、長手方向の全域における短手方向の一方の端部（自由端）のエッジ部で、中間転写ベルト１の移動方向に対しカウンター方向になるようにして中間転写ベルト１に当接される。つまり、クリーニングブレード５１は、自由端が中間転写ベルト１の移動方向の上流側を向くようにして、中間転写ベルト１に当接される。
【００３０】
本実施例では、クリーニングブレード５１は、ウォーレス硬度６９度のポリウレタンゴムで形成されており、回収容器５２に取り付けられた保持部材としての金属板金（図示せず）に保持されている。クリーニングブレード５１は、テンションローラ３に巻き掛けられた中間転写ベルト１に対して、所定の当接角度（本実施例では２２度）、所定の侵入量（本実施例では１．０ｍｍ）になるように固定されている。なお、上記当接角度は、ブレードニップＮ３における、中間転写ベルト１の接平面と、クリーニングブレード５１の長手方向に延在する側面と、のなす角度である。また、上記侵入量は、ブレードニップＮ３における、中間転写ベルト１の接平面と、テンションローラ３によって変形されていないと仮定した場合のクリーニングブレード５１の自由端側のエッジ部との間の距離（テンションローラ３の半径方向）である。
【００３１】
２次転写工程後に中間転写ベルト１上に残留した２次転写残トナーは、ブレードニップＮ３において、クリーニングブレード５１によって、移動する中間転写ベルト１上から掻き取られて除去される。クリーニングブレード５１によって中間転写ベルト１上から除去された２次転写残トナーは、回収容器５２に収容される。
【００３２】
ここで、中間転写ベルト１の移動方向と略直交する方向（幅方向）における中間転写ベルト１上の領域は、印字部、白地部、通紙部、非通紙部の各領域に大別される。印字部とは、記録材Ｐの余白を除く画像形成可能な範囲に対応する領域である。また、白地部とは、記録材Ｐの画像形成可能な範囲を除く余白に対応する領域である。通紙部とは、２次転写部Ｎ２において記録材Ｐと接触する領域である。非通紙部とは、２次転写部Ｎ２において記録材Ｐと接触しない領域である。これらの各領域は、ジョブで指定される記録材Ｐのサイズによって変わる。また、記録材Ｐの全面に余白を設けずに画像を形成する場合には白地部は無い。
【００３３】
図２は、中間転写ベルト１の幅方向の印字部におけるブレードニップＮ３の近傍の断面図であり、クリーニングブレード５１が中間転写ベルト１上のトナーＴを掻き取っている様子を示している。図２に示すように、中間転写ベルト１上のトナーＴは、中間転写ベルト１の移動によって、中間転写ベルト１の移動方向上流側から、ブレードニップＮ３へと移動する。そして、このトナーＴは、ブレードニップＮ３でクリーニングブレード５１によって掻き取られて、中間転写ベルト１の移動方向においてブレードニップＮ３の上流の、クリーニングブレード５１の端面と中間転写ベルト１の表面との間の滞留部Ｄに滞留する。滞留部Ｄに滞留したトナーＴは、その量が一定以上になるとクリーニングブレード５１の図中上方の側面に沿って落下して回収容器５２に回収される。
【００３４】
ところで、トナーの表面には、クリーニング性や流動性を改善するために、トナー（トナー母体）よりも小径の微粒子（シリカや酸化チタンなど）である外添剤（外添粒子）が添加されている。この外添剤は、トナーから脱離し、脱離した外添剤の一部は滞留部Ｄにシール層として滞留する。本発明者の検討によると、シール層の構成要素としては、トナーから脱離した外添剤以外に、記録材Ｐから脱離した填料も存在する。そして、この記録材Ｐに由来する填料がシール層としての効力を発揮することが分かった。つまり、記録材Ｐとして一般に多く用いられる紙の填料はカルシウムが含まれる。記録材Ｐとして一定枚数の紙に画像を出力した後に、シール層を電子顕微鏡で観察してその組成を分析した結果、トナーの成分には無く、かつ、記録材Ｐの填料として含まれる成分であるカルシウムが確認された。これにより、記録材Ｐに含まれる成分がシール層の構成要素となっていることが分かった。
【００３５】
図３は、中間転写ベルト１の幅方向の印字部におけるブレードニップＮ３の近傍を拡大した模式図である。中間転写ベルト１は、平面で表されており、矢印Ｒ２方向に移動している。また、クリーニングブレード５１は、中間転写ベルト１との摩擦で、巻き込まれるように変形している。一般に、平均粒径などでおおよその比較を行った場合、記録材Ｐの填料ＢはトナーＴより小さく、トナーの外添剤Ａよりは大きい。そのため、図３に示すように、滞留部Ｄには、中間転写ベルト１の移動方向において上流側から、おおよそ粒径が大きい順にトナーＴ、填料Ｂ、外添剤Ａが並ぶ。そして、トナーＴから脱離した外添剤Ａの一部と填料ＢがブレードニップＮ３の近傍まで潜り込み、トナーＴを堰き止める強固なシール層を形成する。
【００３６】
ここで、クリーニングブレード５１の長手方向には、次の各部分がある。まず、図３に示すように滞留部Ｄに外添剤Ａと填料Ｂとが供給されてこれらがシール層を形成する、印字部に対応する部分がある。また、滞留部Ｄに外添剤Ａがほとんど供給されずシール層の主成分が填料Ｂである、白地部に対応する部分がある。また、滞留部Ｄに填料Ｂも外添剤Ａもほとんど供給されずにシール層が形成されない、非通紙部に対応する部分がある。クリーニング不良の発生確率は、シール層が形成されない非通紙部で最も高く、シール層が存在する印字部と白地部では相対的に低い。
【００３７】
４．トナーパッチ
本実施例では、記録材Ｐに画像を形成するジョブの実行中に、中間転写ベルト１の移動方向と略直交する方向における該記録材Ｐの幅より外側の中間転写ベルト１の領域に選択的に所定のトナー像であるトナーパッチを形成する。そして、このトナーパッチのトナーをクリーニングブレード５１と中間転写ベルト１との当接部Ｎ３に供給する。本実施例では、この動作（供給動作）は、制御手段としての制御部１５０が行わせる。特に、本実施例では、トナーパッチは、画像形成装置１００において画像形成可能な記録材Ｐのうち中間転写ベルト１の移動方向と略直交する方向における幅が最大の記録材（最大記録材）Ｐの該幅より内側の中間転写ベルト１の領域に形成される。以下、更に詳しく説明する。
【００３８】
図４は、３枚の記録材Ｐに連続して画像形成を行うジョブにおける、中間転写ベルト１上の画像形成領域（記録材Ｐの余白を除く画像形成可能な範囲に対応する領域）とトナーパッチ１０との位置関係の一例を示す模式図である。ここでは、記録材Ｐの搬送方向と略直交する方向の中心を中間転写ベルト１の幅方向の中心に合わせて記録材Ｐを搬送する場合について説明する。
【００３９】
図４において、最大記録材幅Ｗｍａｘとは、画像形成装置１００において画像形成可能な記録材Ｐのうち中間転写ベルト１の移動方向と略直交する方向（記録材Ｐの搬送方向と略直交する方向）の幅が最大の記録材Ｐの該幅を意味する。また、記録材幅Ｗとは、当該ジョブで指定された記録材Ｐの、中間転写ベルト１の移動方向と略直交する方向の幅を意味する。なお、ここでは、最大記録材幅Ｗｍａｘ、記録材幅Ｗに対応する中間転写ベルト１の幅方向の領域も、それぞれ最大記録材幅Ｗｍａｘ、記録材幅Ｗということがある。
【００４０】
図４に示すように、本実施例では、トナーパッチ１０は、中間転写ベルト１の幅方向において、印字部（画像形成領域）の外側に形成される。より詳細には、本実施例では、トナーパッチ１０は、中間転写ベルト１の幅方向において、最大記録材幅Ｗｍａｘより内側で、かつ、当該ジョブにおける記録材幅Ｗより外側の非通紙部Ｗｍａｘ−Ｗに形成される。そして、本実施例では、トナーパッチ１０を形成するために紙間の幅が変更されることはない。なお、本実施例では、クリーニングブレード５１の長手方向の長さは、最大記録材幅Ｗｍａｘ以上とされる（クリーニングブレード５１の長手方向の中心は中間転写ベルト１の幅方向の中心と合わされている。）。
【００４１】
例えば、画像形成装置１００が最大記録材幅Ｗｍａｘが２９７ｍｍのＡ３サイズ紙に対応するカラープリンタであり、Ａ４サイズ紙を縦送りするジョブを実行している場合について更に説明する。この場合、記録材幅Ｗは２１０ｍｍとなる。また、この場合、印字部は、記録材幅Ｗから左右の余白を省いた約２００ｍｍの領域となる。そして、トナーパッチ１０は、中間転写ベルト１の幅方向の両端部側の非通紙部Ｗｍａｘ−Ｗに配置される。この場合、トナーパッチ１０の中間転写ベルト１の幅方向の長さは、下記式１より４３．５ｍｍとなる。
（Ｗｍａｘ―Ｗ）÷２＝（２９７−２１０）÷２＝４３．５    ・・・（式１）
【００４２】
なお、本実施例では、トナーパッチ１０の中間転写ベルト１の移動方向の長さは、１０ｍｍとした。また、本実施例では、トナーパッチ１０は、ジョブにおける各ページに対応する画像形成領域に隣接して配置される。また、本実施例では、トナーパッチ１０は、ブラック色（第４の画像形成部ＳＫ）で形成し、その濃度は２５％ＨＴ（ハーフトーン）とした。
【００４３】
５．トナーパッチの形成動作（供給動作）
図５は、本実施例におけるジョブの動作の概略を示すフローチャート図である。なお、図５のフローチャートでは、理解を容易とするために、定着装置２２による定着工程など、トナーパッチの形成との関連性の低い多くの動作が省略されている。
【００４４】
まず、制御部１５０は、ジョブを受信すると、ジョブを実行する準備を開始する（Ｓ１）。制御部１５０は、ジョブで指定された記録材Ｐのサイズから、中間転写ベルト１の幅方向における記録材Ｐの幅が最大幅か否かを判断する（Ｓ２）。制御部１５０は、最大幅ではないと判断した場合に、記録材Ｐに転写して出力する画像（出力画像）の潜像を感光ドラム１１上の画像形成領域内に形成させるとともに、感光ドラム１１上の画像形成領域外にトナーパッチの潜像を形成させる（Ｓ３）。その後、制御部１５０は、上記各潜像をトナーで現像させ（Ｓ４）、形成されたトナー像を中間転写ベルト１に一次転写させる（Ｓ５）。なお、前述のように、本実施例では、トナーパッチを形成するのは、第１〜第４の画像形成部ＳＹ、ＳＭ、ＳＣ、ＳＫのうち第４の画像形成部ＳＫのみである。
【００４５】
次に、制御部１５０は、中間転写ベルト１上の出力画像及びトナーパッチのトナー像を２次転写させる（Ｓ６）。この時、２次転写ローラ６には、２次転写バイアス（本実施例では＋３ＫＶ）が印加され、出力画像のトナー像は記録材Ｐに転写され、トナーパッチは２次転写ローラ６に転写される。
【００４６】
その後、制御部１５０は、中間転写ベルト１を更に移動させて、ベルトクリーニング装置５により中間転写ベルト１をクリーニングさせる（Ｓ７）。この時、２次転写後の中間転写ベルト１上に付着している、出力画像及びトナーパッチの転写残トナー、そのトナーから脱離した外添剤、更には記録材Ｐから脱離した填料が、ブレードニップＮ３へと搬送される。ここで、非通紙部に形成されたトナーパッチのトナーから脱離した外添剤が、中間転写ベルト１の移動方向においてブレードニップＮ３の上流でシール層を形成する。これにより、クリーニングブレード５１によるクリーニング性を向上させることができる。
【００４７】
次に、制御部１５０は、ジョブの最終ページか否かを判断し（Ｓ８）、最終ページではないと判断した場合は処理をＳ２に戻す。一方、制御部１５０は、Ｓ８において最終ページであると判断した場合は、後回転工程で２次転写ローラ６のクリーニング動作を実行させる（Ｓ９）。本実施例では、２次転写ローラ６のクリーニング動作は、２次転写ローラ６に、２次転写工程時のバイアスとは逆極性のバイアス（本実施例では−２ＫＶ）を印加することで行われる。これにより、２次転写ローラ６に付着していたトナー、外添剤、あるいは填料が中間転写ベルト１上に転移する。特に、２次転写ローラ６における非通紙部Ｗｍａｘ−Ｗに対応する位置にはトナーパッチのトナーが転写されるため、通紙部に対応する位置と比較して多くのトナーが付着する可能性がある。本実施例では、前述のようにトナーパッチの大きさや濃度を、トナーパッチの潜像を形成する際に制御していることで、２次転写ローラ６に極端に多くのトナーが付着することが抑制されている。
【００４８】
その後、制御部１５０は、中間転写ベルト１を更に移動させて、ベルトクリーニング装置５により中間転写ベルト１をクリーニングさせる（Ｓ１０）。この時、２次転写ローラ６のクリーニング動作で２次転写ローラ６から中間転写ベルト１に転移したトナー、外添剤、あるいは填料が、ブレードニップＮ３へと搬送される。ここで、非通紙部に転写されたトナーパッチから脱離した外添剤が、中間転写ベルト１の移動方向においてブレードニップＮ３の上流でシール層を形成する。これにより、クリーニングブレード５１によるクリーニング性を向上させることができる。このように、本実施例では、２次転写ローラ６のクリーニング動作で中間転写ベルト１に転移したトナーパッチのトナーによっても、クリーニングブレード５１によるクリーニング性を向上させる効果が追加で得られる。
【００４９】
その後、制御部１５０は、ジョブを終了させる（Ｓ１１）。また、制御部１５０は、Ｓ２において最大幅であると判断した場合には、トナーパッチの形成を行わない通常の画像形成動作（Ｓ１２〜Ｓ１６）を実行させる。
【００５０】
６．効果
本実施例の効果を検証するため、非通紙部におけるブレードニップＮ３の近傍を観察した。図６（ａ）は、トナーパッチを形成しない場合（比較例１）の観察結果の模式図であり、図６（ｂ）は、トナーパッチを形成した場合（本実施例）の観察結果の模式図である。
【００５１】
比較例１では、図６（ａ）に示すように、滞留部Ｄには微量のトナーＴ、外添剤Ａ、あるいは填料Ｂしか存在しておらず、シール層は形成されていない。これに対し、本実施例では、図６（ｂ）に示すように、滞留部Ｄには外添剤Ａで構成されたシール層が形成されている。そして、滞留部Ｄには、この外添剤Ａが主成分のシール層と、それに堰き止められたトナーＴが観察された。
【００５２】
次に、クリーニング不良の生じやすい低温低湿環境で、クリーニングブレード５１によるクリーニング性（トナーのすり抜けに起因するクリーニング不良）を確認する試験を行った。試験方法は、次のとおりである。Ａ４サイズの普通紙を縦送りして１００枚の印刷を行った後に、Ａ３サイズの普通紙に全面ベタ黒画像を１枚印刷し、それに連続してＡ３サイズの普通紙に白黒画像を２枚印刷した。そして、Ａ３サイズの普通紙に形成した白黒画像に現れるトナーのすり抜けに起因するクリーニング不良を確認した。
【００５３】
その結果、トナーパッチを形成した場合（本実施例）はクリーニング不良が発生しなかったが、トナーパッチを形成しない場合（比較例１）は、Ａ４サイズ縦送りの非通紙部に相当する領域でクリーニング不良が発生した。また、前述した先行技術のように紙間において中間転写ベルト１の幅方向の全域（トナー像を形成可能な領域の全域）にトナーパッチを形成した場合（比較例２）も、クリーニング不良は発生しなかった。
【００５４】
次に、上記比較例１、比較例２、及び本実施例の生産性を比較した結果について説明する。生産性の低下度合は、何枚の画像を形成するごとにトナーパッチを形成するかにもよる。表１に、その枚数と生産性の低下率との関係を示す。なお、表１に示す結果は、Ａ４サイズ紙を横送りして連続画像形成を行った場合の結果である。また、表１には、上述と同様にして行ったＡ３サイズ紙の端部におけるクリーニング性の検証結果も併せて示している。○はクリーニング不良が発生しなかったこと、×はクリーニング不良が発生したことを示す。
【００５５】
【表１】
2017138473.tif 000003
【００５６】
比較例２では、トナーパッチを形成するために紙間を通常の連続画像形成中よりも拡張するので、生産性の低下が発生する。なお、比較例２で紙間を拡張するのは、前述のように、トナーパッチのためのスペースを確保する必要があるため、２次転写ローラ６に印加するバイアスの切り替えに時間が必要なため、また２次転写ローラをクリーニングする時間が必要なためである。トナーパッチを１０枚の画像形成ごとに形成した場合は、生産性は５％低下する。また、トナーパッチを２枚の画像形成ごとに形成した場合は、生産性は２５％も低下することとなる。
【００５７】
一方、本実施例では、記録材幅Ｗより外側の非通紙部にトナーパッチを形成するため、トナーパッチの形成を出力画像の形成と並行して行うことができる。そのため、本実施例では、生産性の低下は発生しない。また、本実施例では、中間転写ベルト１の幅方向の端部に選択的にトナーパッチを形成するので、比較例２と比較してトナーの消費量を少なくすることができる。
【００５８】
また、トナーパッチを形成しない場合（比較例１）も生産性は低下しないが、前述のようにクリーニング不良が発生する。
【００５９】
以上説明したように、本実施例では、記録材幅Ｗより外側の非通紙部にトナーパッチを形成することで、トナーパッチの形成を出力画像の形成と並行して行うことができ、紙間にトナーパッチを形成する必要性が低減する。それに伴い、紙間でトナーパッチのスペースを確保したり、紙間で転写バイアスの極性を切り替えたりする必要性も低減する。したがって、これらを考慮して紙間を確保する必要性が低減する。また、本実施例では、記録材幅Ｗより外側にトナーパッチを形成するため、記録材Ｐのサイズを中間転写ベルト１の幅方向における幅が大きいものに変更しない限り、２次転写ローラ６に一時的に保持されたトナーによる記録材Ｐの裏汚れも顕在化することはない。そのため、連続画像形成中に２次転写ローラ６のクリーニング動作を実行する必要性も低減する。したがって、紙間の拡張や連続画像形成中の２次転写ローラ６のクリーニング動作などのために発生するダウンタイムを低減しつつ、クリーニングブレード５１によるクリーニング性を向上させることができる。また、本実施例では、中間転写ベルト１の幅方向の全域ではなく、非通紙部に選択的にトナーパッチを形成することで、填料も外添剤もほとんど供給されない最もクリーニング不良のリスクの高い部分に選択的にシール層を形成することが可能となる。そのため、必要最低限のトナーでクリーニング不良の抑制効果を得ることができる。したがって、クリーニングブレード５１によるクリーニング性を向上させつつ、生産性の低下とトナーの消費を抑制することが可能となる。
【００６０】
なお、本実施例では、トナーパッチの濃度を２５％ＨＴとしたが、これに限定されるものではなく、例えばより薄いＨＴを用いてトナー量を減らしてもよい。また、トナーパッチのサイズも、本実施例のものに限定されるものではなく、例えばより小さくしてトナー量を減らしてもよい。また、本実施例では、各画像形成領域の両端部に隣接してトナーパッチを形成したが、トナーパッチの数や形成する頻度も、本実施例のものに限定されるものではない。例えば、連続画像形成中に所定数の画像ごとに一度、画像形成領域の両端部に隣接してトナーパッチを形成してもよい。また、例えば、画像ごとに画像形成領域の一方の端部側のみに交互にトナーパッチを形成してもよい。つまり、トナーパッチのパターンは、本実施例のものに限定されるものではなく、数や描画の頻度も含め、任意の大きさや濃度のトナーパッチを非通紙部Ｗｍａｘ−Ｗ内に配置すればよい。ここで、画像形成装置によっては、カブリトナーなどが非通紙部に付着することもあるが、そのトナー量は少なく不安定である。予め決められた任意のパターンのトナーパッチを形成することで、より多くのトナーを安定して供給することができる。
【００６１】
また、記録材Ｐは斜行して搬送されることがあり、トナーパッチを記録材幅Ｗの境界まで形成すると、トナーパッチが記録材Ｐの端部に転写され、記録材Ｐの端部を汚してしまうことが考えられる。その場合は、画像形成装置１００の記録材Ｐの搬送性を考慮して、記録材幅Ｗの境界からトナーパッチの端部を十分に離すようにしてもかまわない。また、本実施例では、最大記録材幅Ｗｍａｘより内側の範囲にトナーパッチを配置したが、これに限定されるものではない。最大記録材幅Ｗｍａｘより外側まで画像を形成することが可能である場合には、最大記録幅Ｗｍａｘより外側までトナーパッチを延長してもかまわない。最大記録材幅Ｗｍａｘより外側にはみ出してトナーパッチを配置することで、最大記録材（本実施例ではＡ３サイズ）が斜行して搬送された場合も、該記録材Ｐの端部のクリーニング不良を抑制できる。つまり、非通紙部Ｗｍａｘ−Ｗの境界を、最大記録材幅Ｗｍａｘと記録材幅Ｗとに厳密に合わせる必要はなく、画像形成装置１００の記録材Ｐの搬送性を考慮した配置を設定すればよい。
【００６２】
また、本実施例では、トナーパッチをブラック色で形成したが、他の色のトナーで形成してもよい。例えば、トナーパッチをイエロー色のトナーで形成すれば、例えば上述のように記録材Ｐが斜行して搬送された場合などの記録材Ｐの端部の汚れや裏汚れを、マゼンタ、シアン、ブラックの各色のトナーの場合よりも目立ちにくくすることが可能である。また、複数色のトナーを用いてトナーパッチを形成してもよい。
【００６３】
また、本実施例では、トナーパッチは、画像形成領域に隣接して配置された。つまり、本実施例では、トナーパッチは、中間転写ベルト１の移動方向において、記録材Ｐに転写されるトナー像（出力画像）が形成される領域と重なる領域に形成された。トナーパッチを画像形成領域に隣接して配置することで、前述の２次転写ローラ６のクリーニング動作のために中間転写ベルト１を移動させる量を低減して、ダウンタイムをより短くすることができるなどの利点がある。しかし、トナーパッチは、記録材幅Ｗにかからなければ、中間転写ベルト１の移動方向における任意の位置に配置することができ、紙間に配置してもかまわない。その場合も、トナーパッチを形成するために紙間を延長する必要はないので、本実施例と同様の効果が得られる。
【００６４】
［実施例２］
次に、本発明の他の実施例について説明する。本実施例の画像形成装置の基本的な構成及び動作は、実施例１のものと同じである。したがって、本実施例の画像形成装置において、実施例１のものと同一又は対応する機能あるいは構成を有する要素については、同一符号を付して、詳しい説明は省略する。
【００６５】
本実施例では、中間転写ベルト１の幅方向における幅が第１の幅の記録材Ｐに画像を形成する先行するジョブの次に、該第１の幅より大きい第２の幅の記録材Ｐに画像を形成する後続のジョブを実行する場合に、先行するジョブにおいてトナーパッチを形成する。そして、このトナーパッチのトナーをブレードニップＮ３に供給する。特に、本実施例では、トナーパッチは、上記第１の幅より外側かつ上記第２の幅より内側の中間転写ベルト１の領域に形成される。以下、更に詳しく説明する。
【００６６】
図７は、指定された記録材Ｐのサイズが異なる連続するジョブの切り替え時における、中間転写ベルト１上の画像形成領域とトナーパッチとの位置関係示す模式図である。
【００６７】
本実施例では、図７に示すように、先行するジョブで指定された記録材Ｐの記録材幅Ｗ１と、後続のジョブで指定された記録材Ｐの記録材幅Ｗ２とが、下記式２の関係にある場合にのみ、先行するジョブにおいてトナーパッチ１０が形成される。
Ｗ１＜Ｗ２    ・・・（式２）
【００６８】
つまり、先行するジョブの非通紙部は、ブレードニップＮ３にトナーから脱離した外添剤も記録材Ｐから脱離した填料もほとんどなく、シール層が形成されていない領域であるため、クリーニング不良のリスクが高い。一方、後続のジョブの記録材幅Ｗ２が先行するジョブの記録材幅Ｗ１より大きいため、上記クリーニング不良のリスクが高い先行するジョブの非通紙部の一部が、後続のジョブの通紙部となる。そこで、本実施例では、先行するジョブにおいて、後続のジョブの通紙部の一部にトナーパッチを形成し、シール層を形成するようにする。
【００６９】
より具体的には、本実施例では、制御部１５０は、複数のジョブが連続して要求された場合、先行するジョブが終了する前（先行するジョブの実行前又は実行中）に後続のジョブの記録材幅の情報を取得する。そして、制御部１５０は、先行するジョブにおいて、トナーパッチ１０を形成させる。
【００７０】
ここで、後続のジョブの記録材幅Ｗ２と先行するジョブの記録材幅Ｗ１との差分であるＷ２−Ｗ１の領域が、後続のジョブにおいて最もクリーニング不良のリスクが高くなる領域である。そこで、本実施例では、このジョブ間の記録材幅の差分領域Ｗ２−Ｗ１にトナーパッチ１０を形成する。
【００７１】
なお、先行するジョブにおいてトナーパッチを形成する動作自体は、実施例１と同様である。このとき、実施例１で説明したように、トナーパッチの数や描画の頻度は適宜設定することができる。例えば、先行するジョブの各画像形成領域の両端部に隣接してトナーパッチを形成したり、先行するジョブの最後の画像形成領域の両端部に隣接してトナーパッチを形成したりすることができる。
【００７２】
このように、本実施例では、連続するジョブにおいて指定された記録材Ｐの幅がより小さい第１の幅からより大きい第２の幅に切り替わる場合に、後続のジョブの記録材幅までの限定された領域にトナーパッチを形成する。これにより、実施例１よりも更に少ないトナー量で効率的にクリーニング不良の抑制が可能となる。
【００７３】
なお、前述のように記録材Ｐが斜行して搬送されることがあるため、後続のジョブの記録材幅Ｗ２より外側にはみ出してトナーパッチを配置してもよい。これにより、記録材Ｐが斜行して搬送された場合も、該記録材Ｐの端部のクリーニング不良を抑制できる。
【００７４】
［その他］
以上、本発明を具体的な実施例に即して説明したが、本発明は上述の実施例に限定されるものではない。
【００７５】
例えば、上述の実施例では、記録材の搬送基準は中央合わせであったが、左右いずれかの端部合わせである場合にも本発明を適用することができる。その場合、トナーパッチは、像担持体の移動方向と略直交する方向の一方の端部側においてのみ、記録材幅より外側に形成すればよい。また、その場合も、トナーパッチは、好ましくは最大記録材幅の内側に形成される。さらに、その場合も、実施例２で説明したように、連続するジョブ間で記録材幅がより小さい第１の幅からより大きい第２の幅に切り替わる場合に、先行するジョブにおいてトナーパッチを形成するようにすることができる。
【００７６】
また、上述の実施例では、クリーニングブレードの清掃対象としての像担持体は中間転写体であったが、感光体であってもよい。つまり、感光体に形成されたトナー像を、感光体に当接して転写部を形成する転写部材などによって記録材に直接転写する画像形成装置が斯界にて周知である。そして、この画像形成装置には、転写工程後に感光体上に残留した転写残トナーをクリーニングブレードによって除去するクリーニング装置が設けられることがある。このクリーニング装置においても、ブレードニップの近傍にシール層を形成することでクリーニング性を向上させることができるので、上述の実施例と同様のトナーパッチを形成することで、上述の実施例と同様の効果を得ることができる。また、クリーニングブレードの清掃対象としての像担持体は、静電記録誘電体であってもよい。
【００７７】
また、本発明は、清掃部材が像担持体の移動方向に対してカウンター方向に当接して配置されたブレード状の部材である場合に好適に作用するものであるが、これに限定されるものではない。像担持体の移動方向における清掃部材と像担持体との当接部の上流に形成されるシール層がクリーニング性に影響する清掃部材を有する構成であれば、本発明を適用することによって、上述の実施例と同様の効果が期待できる。例えば、上述のブレード状の部材よりも厚さが比較的厚いブロック状のもの、逆に厚さが比較的薄いシート状のもの、あるいは像担持体に当接されるスポンジ状の弾性体などで形成されたパッド状のものなどが例示できる。
【符号の説明】
【００７８】
１          中間転写ベルト
５          ベルトクリーニング装置
１１        感光ドラム
５１        クリーニングブレード
１００      画像形成装置
１５０      制御部
【図１】
2017138473.tif 000004
【図２】
2017138473.tif 000005
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
2017138473.tif 000009
【図７】
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