JP2005266544A

JP2005266544A - 画像形成装置における像担持体の研磨方法及び画像形成装置

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Publication number: JP2005266544A
Application number: JP2004081198A
Authority: JP
Inventors: Takayuki Sato; 孝幸佐藤
Original assignee: Kyocera Mita Corp
Current assignee: Kyocera Document Solutions Inc
Priority date: 2004-03-19
Filing date: 2004-03-19
Publication date: 2005-09-29
Anticipated expiration: 2024-03-19
Also published as: JP4578130B2

Abstract

【課題】定型フォームのように一定部分に画像のみが印字されるような場合でも、また、使用されるトナーの処方や外添剤の種類、量によって研磨具合がバラつくような場合でも、常に均等に感光体（像担持体）が摺擦・研磨されるようにした画像形成装置における像担持体の研磨方法及び画像形成装置を提供する。
【解決手段】複数の像担持体のそれぞれにおける軸方向領域毎の累積現像量を算出し、該算出結果に基づいて、研磨を行う像担持体軸方向所定領域毎の研磨用トナー量のトナー像を中間転写体搬送方向最上流に位置する像担持体に形成させ、形成されたトナー像を前記中間転写体搬送方向最上流に位置する像担持体を研磨する場合はそのまま、下流の像担持体を研磨する場合は前記中間転写体に転写させ、該当する像担持体に至る途中の像担持体には転写バイアスを該当する像担持体に対しては転写逆バイアスを印加させて、研磨を行うようにした。
【選択図】図１

Description

本発明は、電子写真方式を利用した複写機、プリンタ、ファクシミリ、それらの複合機などの画像形成装置における像担持体の研磨方法及び画像形成装置に係り、特に、複数の感光体（像担持体）を中間転写ベルトなどの中間転写体の搬送方向に設け、それぞれの感光体（像担持体）上に形成されたトナー像を中間転写体に転写した後、感光体（像担持体）上に残ったトナーをクリーニングするようにした画像形成装置における像担持体の研磨方法及び画像形成装置に関するものである。

使用するトナーの色に対応させ、感光体（像担持体）、帯電器、プリント用露光器、トナー供給容器などで構成される複数の電子写真プロセス部材を中間転写体などの転写部材の搬送方向に並べて配置し、転写部材の送りに同期させて各色の感光体（像担持体）上にトナー像を形成して転写部材上で色重ねを行うタンデム型のカラー画像形成装置は、高速のカラー画像形成装置として注目されている。

すなわちフルカラー画像形成装置では、複数色のトナー像を正確に重ね合わせることが必要であるが、紙等の記録用紙上で直接トナー像を重ね合わせるよりも、各色のトナー像を一旦中間転写体上に中間転写（１次転写）して重ね合わせ、このフルカラーとなったトナー像をさらに中間転写体から記録用紙に転写（２次転写）する方が、記録用紙の位置ズレなどによる色ズレ等の不都合を生じることなく、確実にフルカラー画像の形成を行うことができるからである。

そしてこのような中間転写体は、一般に、樹脂フィルム単層、またはゴム弾性体などからなる弾性基体（無瑞ベルト或いはドラム状）の表面にフッ素樹脂が設けられた構造を有し、樹脂フィルム単層、または表面にフッ素樹脂を設けた弾性体であっても、いずれにしても表面の離型性を高め、且つ、摩擦係数を軽減する必要がある。

また画像形成装置においては、次の画像形成に備えるため、感光体（像担持体）上に形成されたトナー像を中間転写体に転写した後、感光体（像担持体）上に残ったトナーをクリーニングブレード等のクリーニング機構によってクリーニングして除去すること、さらに必要に応じ、光照射等による除電を行うことが一般的に行われている。

そしてこのクリーニングに際しては、トナーに含まれる研磨剤等が、クリーニングブレード先端と感光体（像担持体）との接触部であるクリーニング部分に滞留して感光体（像担持体）表面を摺擦・研磨するため、印字枚数を重ねるにしたがって感光体（像担持体）表面が磨耗してゆく。一方、中間転写体を用いずに記録用紙に感光体（像担持体）から直接トナー像を転写し、感光体（像担持体）と記録用紙が直接接触するような方式では、記録用紙と感光体（像担持体）表面が擦れることによって感光体（像担持体）表面が摩耗してゆく。

しかしながら中間転写体は、前記したように記録用紙等と比較して表面粗さが小さく、摩擦係数も小さくしてあるから、中間転写方式におけるドラムの磨耗及び研磨は、画像形成時のトナーのクリーニングによるところが大きく、印字される画像パターンに依存するところが大きくなる。そのため極端には、記録用紙搬送方向に対して平行に描かれる画像が多い定型フォームのように、一定の部分に画像のみが印字されるような画像を多数印字するような場合、ドラム軸方向に関して画像の形成される場所と形成されない場所、つまり転写残トナーがクリーニング部分へ供給される場所と供給されない場所が一定となり、クリーニング部分における滞留トナー量にバラツキが生じる。

ここで、クリーニング部分においては、トナーは進行方向に対し堰きとめられる状況であるため、かなりの長い時間滞留することとなり、感光体（像担持体）の回転やトナーの進入等、物理的なストレスを受け、トナー粒子表面に付着している小径の研磨剤等の外添剤がトナー表面から脱落しやすく、このトナー粒子から脱落した研磨剤などはトナー粒子より硬度が大きいため、感光体表面を削る（研磨）ことになる。したがって、このように一定位置のみにトナーが滞留すると、その部分が他の位置に比べて余計研磨されて感光体の軸方向における研磨具合がばらつく。

また、タンデム型フルカラー画像形成装置では、使用されるトナーは一般に黒（Ｂ）、イエロー（Ｙ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）の４種類であるが、各色のトナーの処方や外添剤の種類、量が色毎に異なることがあり、同量のトナーがクリーニング部分に達しても、同一の研磨・摺擦効果が得られるとは限らない。そのため各感光体（像担持体）には、クリーニング部分でのトナー量のバラツキに加え、各色の電子写真プロセスで使用されるトナーの研磨剤処方の差異によって研磨具合がバラツキ、感光体（像担持体）の膜厚が軸方向でバラついて、感光体によって帯電電位や露光後電位が異なり、所望するカラー画像が得られないということがあった。

このようなことに対処するため例えば特許文献１、２には、感光体（像担持体）の軸方向に対してトナーが特性上の差異をもつことを極力抑制して、カブリ、カスレ等の印字欠陥のない画像を得るため、記録用紙の印字領域を用紙搬送方向と直角な方向に複数の領域に分割し、各領域毎に印字ドット数をカウントしてカウント数に基づき、予め定めた段階のべた画像を形成して現像するか（特許文献１）、またはクリーニング機能の劣化が推認される非画像領域のクリーニング用トナー量を他の部位のトナー量とは異ならせ、それによってクリーニングを行うようにした画像形成装置が示されている。

また特許文献３には、感光体表面に付着したコロナ生成物やタルク等の付着物を取り除くため、感光体の表面研磨のための磁気ブラシを設置し、感光体表面の汚れ状況をチェックするセンサからの信号によって感光体表面を研磨するようにした画像形成装置が示されている。

特許第３２８５７８４号公報特開平５−１６５２９４号公報特開平１０−１３３５１０号公報

しかしながら特許文献１、２に示された画像形成装置は、記録用紙搬送方向と直角な方向に印字領域を複数に分割し、そのおのおのの領域毎にカウントした印字ドット数に基づいてクリーニングトナー量を制御するようにしているだけで、前記した各色の電子写真プロセスで使用されるトナーの研磨剤処方の差異によって生じる研磨具合のバラツキへの対処方法については示唆が無い。そのため、複数の色を用いる画像形成装置においては、トナーの研磨剤処方の差異によって感光体（像担持体）毎に研磨具合がバラついてしまう。

また、特許文献３に示された画像形成装置は、感光体表面の汚れ状況をチェックするセンサからの信号によって研磨しているが、この研磨にあたっても、複数の感光体（像担持体）を有し、複数の色を用いる画像形成装置において、トナーの研磨剤処方の差異によって生じる感光体（像担持体）毎の研磨具合のバラツキについては何ら考慮されてはおらず、そのため、トナーの研磨剤処方の差異によって感光体（像担持体）毎の研磨具合がバラついてしまう。また外添剤が色調に影響する場合は研磨剤の添加量は必要最小限に押えられいているが、このようなトナーで感光体（像担持体）の研磨を行うと、トナー中の研磨剤の添加量が少ないのでトナーを大量に消費することになるので、トナーが無駄になってしまう。

そのため本発明においては、定型フォームのように一定部分に画像のみが印字されるような場合でも、また、使用されるトナーの処方や外添剤の種類、量によって研磨具合がバラつくような場合でも、常に均等に感光体（像担持体）が摺擦・研磨されるようにしたタンデム型の画像形成装置における像担持体のクリーニング方法及び画像形成装置を提供することが課題である。

上記課題を解決するため本発明の画像形成装置における像担持体のクリーニング方法は、
使用する複数色のトナーのそれぞれに対応して設けられた像担持体に対応する現像手段を用いて形成させた各色のトナー像を、前記像担持体の配列方向を搬送方向とする中間転写体に一次転写手段に印加した転写バイアスよって重ね合わせて転写させ、前記像担持体上の転写残のトナーをクリーニング手段でクリーニングするようにした画像形成装置における像担持体の研磨方法において、
前記複数の像担持体のそれぞれにおいて該像担持体の軸方向に複数の領域を設定し、該各々の領域毎の累積現像量を算出し、該算出結果に基づいて研磨を行うべき前記領域毎の研磨用トナー量に対応したトナー像を前記中間転写体搬送方向最上流に位置する像担持体に形成させ、形成されたトナー像を、前記中間転写体搬送方向最上流に位置する像担持体を研磨する場合は前記中間転写体搬送方向最上流に位置する像担持体に対応した一次転写手段に上記転写バイアスとは極性が逆の転写逆バイアスを印加して、下流の像担持体を研磨する場合は前記中間転写体搬送方向最上流に位置する像担持体に対応した一次転写手段に前記転写バイアスを印加して前記形成されたトナー像を前記中間転写体に転写させ、前記研磨すべき領域を有する研磨対象の像担持体に対応する一次転写手段には前記転写逆バイアスを印加し、研磨対象の像担持体と前記中間転写体搬送方向最上流に位置する像担持体との間に位置する像担持体に対応する一次転写手段には前記転写バイアスを印加することを特徴とする。

また、この像担持体のクリーニング方法を実施する画像形成装置は、
使用する複数色のトナーのそれぞれに対応して設けられて電子写真プロセスによりトナー像を担持する像担持体と、該像担持体の配列方向を搬送方向とし、各像担持体上に形成されたトナー像を一次転写手段に印加した転写バイアスによって重ね合わせて転写する中間転写体と、前記各像担持体に設けられたクリーニング手段とを有して前記像担持体を研磨する画像形成装置において、
前記複数の像担持体のそれぞれにおいて該像担持体の軸方向に設定された複数の領域毎の累積現像量を算出する手段と、該累積現像量算出手段が算出した軸方向領域毎の累積現像量を前記像担持体毎に記憶する記憶手段と、該記憶手段に記憶された軸方向領域毎の累積現像量に基づき、研磨を行う像担持体における軸方向領域毎の研磨用トナー量に対応したトナー像を前記中間転写体搬送方向最上流に位置する像担持体に形成させ、形成されたトナー像を、前記中間転写体搬送方向最上流に位置する像担持体を研磨する場合は前記中間転写体搬送方向最上流に位置する像担持体に対応した一次転写手段に上記転写バイアスとは極性が逆の転写逆バイアスを印加して、下流の像担持体を研磨する場合は前記中間転写体搬送方向最上流に位置する像担持体に対応した一次転写手段に前記転写バイアスを印加して前記形成されたトナー像を前記中間転写体に転写させ、前記研磨すべき領域を有する研磨対象の像担持体に対応する一次転写手段には前記転写逆バイアスを印加し、研磨対象の像担持体と前記中間転写体搬送方向最上流に位置する像担持体との間に位置する像担持体に対応する一次転写手段には前記転写バイアスを印加させて前記クリーニング手段による研磨を行わせる制御手段とからなることを特徴とする。

そして、前記像担持体の軸方向に設定した複数の領域毎の累積現像量算出は、形成する画像のドット数を像担持体の軸方向所定領域毎に累積して算出し、その算出にはカウンタを用いることを特徴とする。

また、前記研磨を、非画像形成時、劣化トナー排出時行うことを特徴とする。

さらに、前記中間転写体搬送方向最上流に位置した像担持体に対応して設けた現像装置が用いるトナーに、他の像担持体に対応して設けた現像装置が用いるトナーよりも多くの像担持体の研磨・摺擦用研磨剤を含ませたことを特徴とする。

そして、前記中間転写体搬送方向最上流に位置した像担持体に対応して設けた現像装置が用いるトナーの収容装置を、他の像担持体に対応して設けた現像装置が用いるトナーの収容装置より大きくしたことを特徴とする。

このように、複数の像担持体のそれぞれにおける軸方向に設定した複数の領域毎の累積現像量を算出し、その算出結果に基づいて研磨を行う像担持体軸方向領域毎の研磨用トナー量を中間転写体搬送方向最上流に位置する像担持体に形成させ、形成されたトナー像を、中間転写体搬送方向最上流に位置する像担持体を研磨する場合は前記中間転写体搬送方向最上流に位置する像担持体に対応した一次転写手段に上記転写バイアスとは極性が逆の転写逆バイアスを印加して、下流の像担持体を研磨する場合は中間転写体搬送方向最上流に位置する像担持体に対応した一次転写手段に前記転写バイアスを印加して前記形成されたトナー像を前記中間転写体に転写させ、前記研磨すべき領域を有する研磨対象の像担持体に対応する一次転写手段には転写逆バイアスを印加し、研磨対象の像担持体と前記中間転写体搬送方向最上流に位置する像担持体との間に位置する像担持体に対応する一次転写手段には前記転写バイアスを印加させて、クリーニング手段による研磨を行わせることにより、定型フォームのように一定部分に画像のみが印字されるような場合でも、また、使用されるトナーの処方や外添剤の種類、量によって研磨具合がバラつくような場合でも、常に均等に感光体（像担持体）が摺擦・研磨されるようにしたタンデム型の画像形成装置における像担持体のクリーニング方法及び画像形成装置を提供することができる。

そして、前記像担持体の軸方向に設定した複数の領域毎の累積現像量算出は、形成する画像のドット数を像担持体の軸方向所定領域毎に累積してカウンタなどで算出することで、簡単に累積現像量を算出することができる。

また、前記研磨を、非画像形成時、劣化トナー排出時に行うことで、通常の画像形成には何ら影響を与えずに均等な感光体（像担持体）のクリーニングが可能となる。

さらに、前記中間転写体搬送方向最上流に位置した像担持体に対応して設けた現像装置が用いるトナーに、他の像担持体に対応して設けた現像装置が用いるトナーよりも多くの像担持体の研磨・摺擦用研磨剤を含ませ、また、前記中間転写体搬送方向最上流に位置した像担持体に対応して設けた現像装置が用いるトナーの収容装置を、他の像担持体に対応して設けた現像装置が用いるトナーの収容装置より大きくしたことにより、他の部分の現像装置が使用するトナーへの研磨剤の添加や、トナー収容装置を心配する必要が無くなり、使用するトナーの組成が簡単になると共に画像形成装置そのものの構成も簡単になる。

以下、図面を参照して本発明の好適な実施例を例示的に詳しく説明する。但しこの実施例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は特に特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例に過ぎない。

図１は、本発明になる画像形成装置における像担持体のクリーニング方法を実施する画像形成装置の一例を概略的に示すブロック図、図２は中間転写体（中間転写ベルト）の層構成概略の一例を示す図、図３は本発明になる画像形成装置における像担持体のクリーニング方法のフロー図、図４は像担持体の軸方向における所定領域毎の累積現像量を、一例としてドット累積度数分布として示したグラフである。

図中１_１、１_２、１_３、１_４はドラム状に形成した感光体（像担持体）、２は中間転写体としての中間転写ベルト、３_１、３_２、３_３、３_４はスコロトロン等の帯電装置、４_１、４_２、４_３、４_４は図示していない露光装置による露光、５_１、５_２、５_３、５_４はカラー画像形成装置で使用するブラック（Ｂ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、イエロー（Ｙ）などの各色に対応して設けられ、それぞれ図示しない各色のトナー収納容器を有した現像装置で、この現像装置５_１、５_２、５_３、５_４における図示しないトナー収納容器は、中間転写ベルト２の搬送方向最上流の現像装置５_１におけるトナー収納容器が他の現像装置５_２、５_３、５_４におけるトナー収納容器よりも容量を大きくしてあり、かつ、その収容容器に収容されるトナーには、像担持体クリーニング用の研磨剤物質を例えば１．０％ｗｔ以上含有させるようにし、他の現像装置５_２、５_３、５_４のトナー収納容器に収容されるトナーの研磨剤は、それぞれ０．５％ｗｔ程度とする。

６_１、６_２、６_３、６_４はクリーニング装置で、このクリーニング装置は、ブレード方式、ローラ方式等種々の方式のものを使うことができる。７_１、７_２、７_３、７_４は除電器、８_１、８_２、８_３、８_４は１次転写ローラ、１０は中間転写ベルト２の補強用樹脂層、１１は同じく弾性基体、１２は同じくフッ素樹脂含有表面層、１３は画像形成装置全体の制御装置で、像担持体１_１、１_２、１_３、１_４それぞれの軸方向所定領域毎の累積現像量算出手段としてのカウンタを有して構成されている。１４は制御装置１３を介して送られてきた各色毎に分解された画像データ１５により露光を指示する露光制御装置、１６は１次転写ローラ８_１、８_２、８_３、８_４へ印加する転写バイアスの電源、１７はその制御装置、１８は像担持体１_１、１_２、１_３、１_４それぞれの軸方向所定領域毎の累積現像量の記憶装置、２１、２２は中間転写ベルト２の駆動ローラと被動ローラ、２３はバックアップローラ、２４は中間転写ベルトのクリーニングブラシ、２５は２次転写ローラ、２６は定着装置、２７は記録用紙である。

最初に、本発明を適用したタンデム型画像形成装置について簡単に説明すると、１_１、１_２、１_３、１_４の感光体（像担持体）は、カラー画像形成装置で使用する例えばブラック（Ｂ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、イエロー（Ｙ）のそれぞれに対応し、それぞれの感光体（像担持体）１_１、１_２、１_３、１_４の周囲には、帯電装置３、図示していない露光装置４、現像装置５、クリーニング装置６、除電器７などの電子写真プロセス部材がそれぞれ配され、また、中間転写ベルト２を挟んで１次転写ローラ８がそれぞれ配されている。

また、中間転写体である中間転写ベルト２は、一対の駆動及び被動ローラ２１、２２とバックアップローラ２３に張架されており、この中間転写ベルト２には、該中間転写ベルト２に接触するようにして、前記ブラック（Ｂ）、にマゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、イエロー（Ｙ）対応した像担持体である感光体１_１、１_２、１_３、１_４が中間転写ベルト２の搬送方向にサイドバイサイドに配列されている。

そして各感光体１の周囲に配置されている現像装置５におけるトナー収容容器には、それぞれ、ブラック（Ｂ）トナー、マゼンタ（Ｍ）トナー、シアン（Ｃ）トナー、イエロー（Ｙ）トナーが充填されており、公知の電子写真法により、それぞれの色のトナー像が形成されるようになっている。即ち、各感光体１は、帯電装置３によって所定極性に一様に帯電され、制御装置１３によって各色毎に分解された画像データ１５に基づく光で露光４を行うと、光照射部の電位が低下することによって静電潜像が形成される。この形成された静電潜像部（電位低下部分）には、所定の現像バイアス下で現像装置５によって供給される各色のトナーが付着し、トナー像が形成される。

こうして各感光体１に形成された各色のトナー像は、転写バイアス制御装置１７で制御される転写バイアス電源１６によってそれぞれ印加される１次転写バイアス電位（トナーの帯電極性とは逆極性）を印加された１次転写ローラ８_１、８_２、８_３、８_４により、図１において矢印方向に駆動されている中間転写体である中間転写ベルト２上に順次転写され、色重ねされてフルカラートナー像が形成される。そのフルカラートナー像は、さらに２次転写ローラ２５とバックアップローラ２３の間に搬送されてくる記録用紙２７に、２次転写ローラ２５に転写バイアス電源１６から印加されるトナーの帯電極性とは逆極性の２次転写バイアスで転写され、その記録用紙は、さらに定着装置２６に送られてトナー像が定着される。

そして、感光体１_１、１_２、１_３、１_４のそれぞれから中間転写ベルト２に１次転写されずに残ったトナーは、クリーニング装置６_１、６_２、６_３、６_４によって除去されると共に、除電器７_１、７_２、７_３、７_４によって感光体１_１、１_２、１_３、１_４表面に残った電荷が除電され、また、２次転写後に中間転写ベルト２上に残ったトナーは、クリーニングブラシ２４によってクリーニングされて次の画像形成に備えられる。尚、クリーニングブラシ２４は中間転写ベルト２から離間するようになっていない。

このうち、中間転写体である中間転写ベルト２は、図２に示すように、ベルト状とした弾性基体１１と、表面に設けられたフッ素樹脂含有表面層１２とを有しており、さらに、ベルト状とした弾性基体１１のフッ素樹脂含有表面層１２の反対側には、補強用樹脂層１０が設けられている。かかる補強用樹脂層１０を設けることにより、弾性基体１１の伸縮による転写ズレなどを有効に防止することができる。なお、この補強用樹脂層１０と弾性基体１１は、転写を有効に行うために１０^８．５〜１０^１１．５Ω・ｃｍ、特に１０^９〜１０^１１Ω・ｃｍ程度の体積抵抗を有しているのがよく、さらに、その厚みは、８０乃至１００μｍの範囲にあるのがよい。

尚、上述した画像形成装置において、一次転写ローラ２５及び二次転写ローラ３０は、例えば発泡ＥＰＤＭなどの導電性ゴムから形成され、また、クリーニングブラシ２４の代わりに、クリーニングブレードやクリーニングローラを使用することも可能である。

このように構成した本発明の画像形成装置において、カラー画像形成装置で使用するブラック（Ｂ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、イエロー（Ｙ）などの各色に対応して設けられた現像装置５_１、５_２、５_３、５_４には、それぞれ図示しない各色のトナー収納容器が設けてあり、そのうち中間転写ベルト２の搬送方向最上流の現像装置５_１におけるトナー収納容器は、他の現像装置５_２、５_３、５_４におけるトナー収納容器よりも容量が大きくなっていて、その収容容器に収容されるトナーには、像担持体研磨用の酸化チタン・アルミナ・酸化亜鉛・チタン酸ストロンチウム等、像担持体１の研磨効果が期待できる物質を、トナー粒の表面処理剤として研磨剤物質が０．５％ｗｔ以上、好ましくは１．０〜２．０％ｗｔ含有させ、他の現像装置５_２、５_３、５_４のトナー収納容器に収容されるトナーの研磨剤は、それぞれ０．５％ｗｔ程度の各トナーに適した量とする。

また、画像形成装置全体の制御装置１３には、像担持体１_１、１_２、１_３、１_４それぞれの軸方向における領域毎の累積現像量を算出するための図示していないカウンタが設けられ、画像データ１５は、制御装置１３によって各色毎に分解された後、この図示していないカウンタによって像担持体１_１、１_２、１_３、１_４毎の軸方向所定領域毎の累積現像量が算出される。

そして図３のフロー図におけるステップＳ２で、図１の画像データ１５は、前記したように制御装置１４によって各色に対応したデータとされ、さらに制御装置１４により、それぞれの感光体（像担持体）１における軸方向の所定領域毎に、例えば画像のドット数、現像頻度などのトナー現像量に換算可能な因子としてカウントされて累積され、累積現像量として累積現像量記憶装置１８に記憶される。

すなわち露光装置を例えば像担持体１の軸方向に、１ユニット１２８ドットのＬＥＤを４０ブロック用いた光学ユニットで構成した場合、例えばこの１ブロックを前記した領域として、印字するドット数などを現像量に換算可能な因子として計数する。図４は、このような考えに従ってブロック毎の発光回数を計数してドット累積度数分布として示したグラフであり、この図４において横軸は前記したブロック、縦軸はドット数で、平均値として示した線は各ブロックの印字したドット数の平均値を表しており、４０ブロックの各々における累積発光ドット数の分布が示されている。

そして次のステップＳ３で、画像形成が終わった非画像形成時かどうかが判断され、Ｎｏの場合はまたステップＳ３にもどり、Ｙｅｓの場合は次のステップＳ４に行って研磨する像担持体が選択され、さらに次のステップＳ５で、この選ばれた像担持体における前記累積現像量記憶装置１８に記憶された軸方向領域毎の累積現像量が読み出されて、その軸方向領域毎の累積現像量に対応した研磨用トナー量が決定される。

そして次のステップＳ６で制御装置１３は、中間転写体２の搬送方向に対して最上流に位置する像担持体１、すなわちこの図１に示した構成の画像形成装置においては１_１の像担持体に、この決定した軸方向領域毎の研磨用トナー量となるトナー像が形成されるよう、露光制御装置１４に指示して露光を行い、現像して軸方向領域毎に累積した現像量に対応した研磨用トナー量に対応したトナー像を形成させる。

そして次のステップＳ７で制御装置１３は、先にステップＳ４で決定した研磨すべき像担持体１の情報により、研磨すべき像担持体が最上流の像担持体１_１、すなわち今、軸方向領域毎に累積した現像量に対応した研磨用トナー量に対応したトナー像を形成した像担持体１_１である場合はステップＳ８に、もっと下流の像担持体１である場合はステップＳ９に進む。

ステップＳ８に進んだ場合制御装置１３は、転写バイアス制御装置１７に、転写バイアス電源１６によって転写ローラ８_１に逆転写バイアス、すなわち像担持体１_１上に形成されたトナー像が中間転写ベルト２に転写されずにそのまま像担持体１_１に残留するようなトナー転写時とは逆の極性の転写バイアスを一次転写ローラ８_１に印加するよう指示する。そのため、像担持体１_１上に形成されたトナー像はそのままクリーニング装置６_１に達し、像担持体１_１は、軸方向領域毎に累積した現像量に対応した量の研磨用トナーによって研磨される。

一方ステップＳ９に進んだ場合制御装置１３は、まず転写バイアス制御装置１７に、転写バイアス電源１６によって転写ローラ８_１に通常の転写バイアス、すなわち像担持体１_１上に形成されたトナー像を中間転写ベルト２に転写するバイアスを印加するよう指示し、像担持体１_１上に形成されたトナー像は、中間転写ベルト２に転写される。

そして次のステップＳ１０で制御装置１３は、先にステップＳ４で決定した研磨する像担持体１が、最上流から二つ目である１_２の像担持体である場合、この像担持体１_２に対応する転写ローラ８_２に逆転写バイアス、すなわち中間転写ベルト２に転写されたトナー像を、この像担持体１_２に逆転写するようなバイアスを印加するよう転写バイアス制御装置１７に指示する。そのため、中間転写ベルト２に転写されたトナー像はこの像担持体１_２に転写され、次のステップＳ１１で、そのままクリーニング装置６_２に達して像担持体１_２は、軸方向領域毎に累積した現像量に対応した量の研磨用トナーによって研磨される。

また、ステップＳ１０において、先にステップＳ４で決定した研磨する像担持体１が上流から三つ目、または四つ目の１_３、または１_４の像担持体である場合、制御装置１３は、途中の像担持体１_２、または１_３に対応する転写ローラ８_２、８_３に通常の転写バイアス、すなわち中間転写ベルト２に転写されたトナー像がこれら像担持体１_２、または１_３に逆転写されないようなバイアスを印加するよう転写バイアス制御装置１７に指示する。一方、研磨する像担持体１_３、または１_４に対応する転写ローラ８_３、または８_４には、逆転写バイアス、すなわち中間転写ベルト２に転写されたトナー像を、この像担持体１_３、または１_４に逆転写するようなバイアスを印加するよう転写バイアス制御装置１７に指示する。そのため、中間転写ベルト２に転写されたトナー像は、この像担持体１_２、または１_３を通過し、像担持体１_３、または１_４に転写されて、次のステップＳ１１で、そのままクリーニング装置６_３、または６_４に達して像担持体１_３、または１_４は、軸方向領域毎に累積した現像量に対応した量の研磨用トナーによって研磨される。

こうして一つの像担持体１が研磨されたら、次のステップＳ１２で制御装置１３は、研磨が必要な像担持体１が全て研磨されたかどうかを判断し、終了していない場合はステップＳ３に戻って順次次の像担持体１を研磨し、すべての像担持体１の研磨が終了している場合はステップＳ１３に行って終了する。なお、終了した時点で累積現像量をリセットする。

なお、クリーニングブレードと像担持体の接触するニップ部に保持可能なトナー量には限りがあり、画像形成動作においても過剰な量のトナーはニップ部から脱落してクリーニング装置に回収されるので、全ての転写残トナーが像担持体の研磨作用に寄与しているわけではない。そのため本実施例では平均ドット密度が５％以下の領域に対して研磨を行うこととした。また研磨動作においても一度に大量のトナーをクリーニング装置に送りこんでも無駄が発生するため、研磨動作の要否の判定を行う間隔は短いほど良く、本実施例では５００回の画像形成おきに判定を行い必要があれば研磨動作を行うこととした。

このようにして研磨が必要な像担持体１が全て研磨されたら、次の画像形成が行われるわけであるが、この研磨は、一回につき消費できるトナー量に限界があり、また、あまりに多量のトナーを浪費したり、あまりに頻繁にこの研磨を行うことは、単にトナーを消費するだけになるので好ましくはない。そのため本発明のように、それぞれの像担持体１_１、１_２、１_３、１_４に最適な量のトナーで研磨を行うことで、経済的な研磨を行うことができる。

また、中間転写ベルト２搬送方向最上流部の像担持体１_１におけるドラム表面は、中間転写体２上に付着した異物（記録用紙添料など）の影響を一番受けやすく、トナーフィルミング、帯電生成物等付着物、中間転写体２に付着してくる異物などの除去のため、適度な研磨を最も必要とするところであるが、このように最上流の像担持体１_１に像担持体１_１、１_２、１_３、１_４全てを研磨する研磨剤を持たせることで、この像担持体１_１におけるこういった研磨が容易になる。さらに、この研磨は、非画像形成時に行うが、通常画像形成装置は、トナーの帯電を安定させたり、劣化したトナーを排出するため、非画像形成時にドラムにトナーを現像して消費するといったことが行われ、また、クリーニングブレードを用いたクリーニング装置では、クリーニングブレードのクリーニング性能を維持するためにトナーに添加されたクリーニング助剤を用いるが、こういったときに本発明の研磨方法を同時に実施することで、より経済的な研磨を行うことができる。

なお、以上の説明では、中間転写体として図２に示したような中間転写ベルト２を用いた例で説明したが、本発明の研磨方法では、中間転写体の材質に関してこの例に限定されるものではなく、樹脂フィルム単層であってもよい。

以上種々述べてきたように本発明によれば、
複数の像担持体のそれぞれにおける軸方向に設定した複数の領域毎の累積現像量を算出し、その算出結果に基づいて研磨を行う像担持体軸方向領域毎の研磨用トナー量を中間転写体搬送方向最上流に位置する像担持体に形成させ、形成されたトナー像を、中間転写体搬送方向最上流に位置する像担持体を研磨する場合は前記中間転写体搬送方向最上流に位置する像担持体に対応した一次転写手段に上記転写バイアスとは極性が逆の転写逆バイアスを印加して、下流の像担持体を研磨する場合は中間転写体搬送方向最上流に位置する像担持体に対応した一次転写手段に前記転写バイアスを印加して前記形成されたトナー像を前記中間転写体に転写させ、前記研磨すべき領域を有する研磨対象の像担持体に対応する一次転写手段には転写逆バイアスを印加し、研磨対象の像担持体と前記中間転写体搬送方向最上流に位置する像担持体との間に位置する像担持体に対応する一次転写手段には前記転写バイアスを印加させて、クリーニング手段による研磨を行わせることにより、定型フォームのように一定部分に画像のみが印字されるような場合でも、また、使用されるトナーの処方や外添剤の種類、量によって研磨具合がバラつくような場合でも、常に均等に感光体（像担持体）が摺擦・研磨されるようにしたタンデム型の画像形成装置における像担持体の研磨方法及び画像形成装置を提供することができる。

本発明によれば、定型フォームのように一定部分に画像のみが印字されるような画像を多数印字する場合でも、また、使用されるトナーの処方や外添剤の種類、量によって研磨具合がバラつくような場合でも、常に全ての感光体（像担持体）が均等に摺擦・研磨されるから、安定して不具合のない画像を形成できる画像形成装置が提供できる。

本発明になる画像形成装置における像担持体のクリーニング方法を実施する画像形成装置の一例を概略的に示すブロック図である。中間転写体（中間転写ベルト）の層構成概略の一例を示す図である。本発明になる画像形成装置における像担持体のクリーニング方法のフロー図である。像担持体の軸方向における所定領域毎の累積現像量を、一例としてドット累積度数分布として示したグラフである。

符号の説明

１感光体（像担持体）
２中間転写ベルト
３帯電装置
４露光装置による露光
５現像装置
６クリーニング装置
７除電器
８１次転写ローラ
１３制御装置
１４露光制御装置
１５画像データ
１６転写バイアス電源
１７転写バイアス制御装置
１８累積現像量記憶装置
２１、２２駆動ローラと被動ローラ
２３バックアップローラ
２４クリーニングブラシ
２５２次転写ローラ
２６定着装置
２７記録用紙

Claims

使用する複数色のトナーのそれぞれに対応して設けられた像担持体に対応する現像手段を用いて形成させた各色のトナー像を、前記像担持体の配列方向を搬送方向とする中間転写体に一次転写手段に印加した転写バイアスよって重ね合わせて転写させ、前記像担持体上の転写残のトナーをクリーニング手段でクリーニングするようにした画像形成装置における像担持体の研磨方法において、
前記複数の像担持体のそれぞれにおいて該像担持体の軸方向に複数の領域を設定し、該各々の領域毎の累積現像量を算出し、該算出結果に基づいて研磨を行うべき前記領域毎の研磨用トナー量に対応したトナー像を前記中間転写体搬送方向最上流に位置する像担持体に形成させ、形成されたトナー像を、前記中間転写体搬送方向最上流に位置する像担持体を研磨する場合は前記中間転写体搬送方向最上流に位置する像担持体に対応した一次転写手段に上記転写バイアスとは極性が逆の転写逆バイアスを印加して、下流の像担持体を研磨する場合は前記中間転写体搬送方向最上流に位置する像担持体に対応した一次転写手段に前記転写バイアスを印加して前記形成されたトナー像を前記中間転写体に転写させ、前記研磨すべき領域を有する研磨対象の像担持体に対応する一次転写手段には前記転写逆バイアスを印加し、研磨対象の像担持体と前記中間転写体搬送方向最上流に位置する像担持体との間に位置する像担持体に対応する一次転写手段には前記転写バイアスを印加することを特徴とする画像形成装置における像担持体の研磨方法。
前記像担持体の軸方向に設定した複数の領域毎の累積現像量算出は、形成する画像のドット数を像担持体の軸方向領域毎に累積して算出することを特徴とする請求項１に記載した画像形成装置における像担持体の研磨方法。
前記研磨を、非画像形成時に行うことを特徴とする請求項１に記載した画像形成装置における像担持体の研磨方法。
前記研磨を、劣化トナー排出時に行うことを特徴とする請求項１に記載した画像形成装置における像担持体の研磨方法。
前記前記中間転写体搬送方向最上流に位置する像担持体に対応する現像手段のトナー収容容器の容量が、他の像担持体に対応する現像手段のトナー収容容器の容量より多いことを特徴とする請求項１に記載した画像形成装置における像担持体の研磨方法。
使用する複数色のトナーのそれぞれに対応して設けられて電子写真プロセスによりトナー像を担持する像担持体と、該像担持体の配列方向を搬送方向とし、各像担持体上に形成されたトナー像を一次転写手段に印加した転写バイアスによって重ね合わせて転写する中間転写体と、前記各像担持体に設けられたクリーニング手段とを有して前記像担持体を研磨する画像形成装置において、
前記複数の像担持体のそれぞれにおいて該像担持体の軸方向に設定された複数の領域毎の累積現像量を算出する手段と、該累積現像量算出手段が算出した軸方向領域毎の累積現像量を前記像担持体毎に記憶する記憶手段と、該記憶手段に記憶された軸方向領域毎の累積現像量に基づき、研磨を行う像担持体における軸方向領域毎の研磨用トナー量に対応したトナー像を前記中間転写体搬送方向最上流に位置する像担持体に形成させ、形成されたトナー像を、前記中間転写体搬送方向最上流に位置する像担持体を研磨する場合は前記中間転写体搬送方向最上流に位置する像担持体に対応した一次転写手段に上記転写バイアスとは極性が逆の転写逆バイアスを印加して、下流の像担持体を研磨する場合は前記中間転写体搬送方向最上流に位置する像担持体に対応した一次転写手段に前記転写バイアスを印加して前記形成されたトナー像を前記中間転写体に転写させ、前記研磨すべき領域を有する研磨対象の像担持体に対応する一次転写手段には前記転写逆バイアスを印加し、研磨対象の像担持体と前記中間転写体搬送方向最上流に位置する像担持体との間に位置する像担持体に対応する一次転写手段には前記転写バイアスを印加させて前記クリーニング手段による研磨を行わせる制御手段とからなることを特徴とする画像形成装置。
前記像担持体の軸方向領域毎の累積現像量算出手段は、形成する画像のドット数を像担持体の軸方向所定領域毎に累積するカウンタであることを特徴とする請求項６に記載した画像形成装置。
前記中間転写体搬送方向最上流に位置した像担持体に対応して設けた現像装置が用いるトナーに、他の像担持体に対応して設けた現像装置が用いるトナーよりも多くの像担持体の研磨・摺擦用研磨剤を含ませたことを特徴とする請求項６に記載した画像形成装置。
前記中間転写体搬送方向最上流に位置した像担持体に対応して設けた現像装置が用いるトナーの収容装置を、他の像担持体に対応して設けた現像装置が用いるトナーの収容装置より大きくしたことを特徴とする請求項６に記載した画像形成装置。