JP2011027884A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】クリーニングブレードを備えた画像形成装置において、装置の大型化・複雑化を招くことなく、像担持体の付着物の除去及び像担持体とクリーニングブレードとの摩擦低減を図る。
【解決手段】中間転写ベルト３３の表面粗さを測定するセンサＳの測定値によって、中間転写ベルト３３に形成するトナー画像パターンの構成模様を変化させて、非画像形成時にクリーニングブレード９２に研磨粒子又は潤滑粒子を選択的に供給する。ここで、クリーニングブレード９２に研磨粒子を多く供給する場合には、トナー画像パターンを格子模様又は網点模様で構成し、クリーニングブレード９２に滑剤粒子を多く供給する場合には、トナー画像パターンをベタ画像で構成するのが好ましい。
【選択図】図８

Description

本発明は画像形成装置に関し、より詳細には、クリーニングブレードによって像担持体表面の残留トナーを除去・回収する画像形成装置に関するものである。

従来の画像形成装置では、搬送されてくる用紙との接触によって、感光体ドラムや中間転写ベルト等の像担持体の表面に、用紙に含有されている炭酸カルシウム等が徐々に付着堆積し、像担持体の表面粗さが大きくなって、画像濃度ムラやクリーニング不良などの不具合が発生していた。

図９に、像担持体の表面粗さの、印字枚数による変化を示す。この図は、縦軸として像担持体としての中間転写ベルトの表面粗さ（Ｒｚ）をとり、横軸として印字枚数をとって、中間転写ベルトの表面粗さ（Ｒｚ）の印字枚数による変化を示したものである。この図から理解されるように、印字開始直後は中間転写ベルトの表面粗さ（Ｒｚ）は急激に大きくなる。そして、印字枚数がある枚数を超えると増加率は小さくなるものの、中間転写ベルトの表面粗さ（Ｒｚ）は印字枚数によって一定割合で増加し続ける。このような傾向は、用紙に含まれる炭酸カルシウム量が多いほど強く表れる。本発明者による実験によれば、中間転写ベルトの表面粗さ（Ｒｚ）が３μｍを超えると、クリーニングブレードによるクリーニングに不具合が発生しやすくなり、例えば、灰分が２０〜２５％以上の用紙を使用した場合には、印字枚数１０００枚程度で中間転写ベルトの表面粗さ（Ｒｚ）が３μｍを超える。

そこで、例えば特許文献１では、中間転写ベルトと感光体とを異なる線速度で動作させ、互いの表面を摺擦させて、感光体表面に付着した異物を除去する技術が提案されている。

他方、画像形成装置の使用初期には、像担持体の表面粗さが小さいため、像担持体とクリーニングブレードとの摩擦力が大きくなり、クリーニングブレードがめくれる不具合が発生しやすい。

図１０に、クリーニングブレードの摩擦係数の、像担持体の表面粗さによる変化を示す。この図は、縦軸としてクリーニングブレードの中間転写ベルトに対する摩擦係数をとり、横軸として、像担持体としての中間転写ベルトの表面粗さＲｚをとって、滑剤粒子がある場合と滑剤粒子がない場合の、クリーニングブレードの摩擦係数の、中間転写ベルトの表面粗さＲｚによる変化を示したものである。この図から、中間転写ベルトの表面粗さＲｚが小さくなるにしたがって、クリーニングブレードと中間転写ベルトとの摩擦係数が上昇することがわかる。また、中間転写ベルトの表面粗さＲｚが同じであれば、滑剤粒子がある場合の方が、滑剤粒子がない場合よりも摩擦係数が小さくなることがわかる。本発明者による実験によれば、摩擦係数が０．５を超えると、一般にクリーニングブレードのめくれが発生しやすくなる。

そこで、例えば特許文献２では、像担持体としての感光体表面の鏡面度を検出し、検出した鏡面度に応じた段階の濃度のカブリトナー像を形成し、この潤滑剤としてのカブリトナー像をクリーニングブレードに供給して、クリーニングブレードと感光体との摩擦抵抗を低くして、クリーニングブレードのめくれや摩耗を抑制する技術が提案されている。

特開2007-219108号公報 特開平6-318019号公報

像担持体の付着物の除去、及び像担持体とクリーニングブレードとの摩擦低減を図るためには、前記２つの提案技術を組み合わせることが考えられるが、前記２つの提案技術を単に組み合わせただけでは装置の大型化・複雑化を招くおそれがある。

そこで本発明の目的は、装置の大型化・複雑化を招くことなく、像担持体の付着物の除去及び像担持体とクリーニングブレードとの摩擦低減を図ることができる画像形成装置を提供することにある。

本発明によれば、像担持体と、少なくともトナー粒子と研磨粒子、滑剤粒子とを含むを現像剤を有し、前記像担持体上に直接又は間接的にトナー画像を形成する現像手段と、前記像担持体に当接し、像担持体表面に形成されたトナー画像を被転写部材に転写した後の、転写されずに前記像担持体表面に残留した残留トナーを除去・回収するクリーニングブレードと、前記像担持体の表面粗さを測定するセンサとを備え、前記センサの測定値によって、前記像担持体に形成するトナー画像パターンの構成模様を変化させて、非画像形成時に前記クリーニングブレードに研磨粒子又は潤滑粒子を選択的に供給することを特徴とする画像形成装置が提供される。

ここで、前記クリーニングブレードに研磨粒子を多く供給する場合には、前記トナー画像パターンを格子模様又は網点模様で構成し、前記クリーニングブレードに滑剤粒子を多く供給する場合には、前記トナー画像パターンをベタ画像で構成するのが好ましい。そして、前記クリーニングブレードに研磨粒子を多く供給する場合にはさらに、前記現像手段の現像電位差を通常状態よりも大きくするのが好ましい。なお、本発明において、ベタ画像とは、トナーで密に被覆された画像をいうものとする。

また、前記クリーニングブレードに研磨粒子を多く供給する場合には、前記トナー画像パターンを、少なくとも用紙の幅方向両端に対応する領域に形成するのが好ましく、前記クリーニングブレードに滑剤粒子を多く供給する場合には、前記トナー画像パターンを、少なくとも前記クリーニングブレードの幅方向両端に対応する領域に形成するのが好ましい。

前記研磨粒子としては、チタン酸化物及び／又はアルミナが好ましい。一方、前記滑剤粒子としては金属石鹸が好ましい。

前記クリーニングブレードは、前記像担持体表面に、その回転方向に対してカウンター方向に当接するのが好ましい。

前記像担持体は感光体又は中間転写体であるのが好ましい。

本発明の画像形成装置では、像担持体の表面粗さをセンサで測定し、その測定値によって、像担持体に形成するトナー画像パターンの構成模様を変化させて、非画像形成時にクリーニングブレードに研磨粒子又は潤滑粒子を選択的に供給するので、装置の大型化・複雑化を招くことなく、像担持体の付着物の除去及び像担持体とクリーニングブレードとの摩擦低減を図ることができる。

本発明に係る画像形成装置の一例を示す概説図である。 ベルトクリーニング装置の概説図である。 現像ＡＣバイアスの振幅幅を変化させた場合の、網点模様及びベタ画像の研磨粒子の含有量を示す図である。 研磨粒子を選択的に供給する場合の、トナー画像パターンの一例を示す図である。 クリーニングブレードに研磨粒子が供給された後、中間転写ベルトの回転による中間転写ベルトの表面粗さの変化を示す図である。 滑剤粒子を選択的に供給する場合の、トナー画像パターンの一例を示す図である。 クリーニングブレードに滑剤粒子が供給された後、中間転写ベルトの回転によるクリーニングブレードと中間転写ベルトとの摩擦係数の変化を示す図である。 本発明に係る画像形成装置の動作例を示すフローチャートである。 中間転写ベルトの表面粗さの、印字枚数による変化を示す図である。 クリーニングブレードの摩擦係数の、中間転写ベルトの表面粗さによる変化を示す図である。

以下、本発明に係る画像形成装置について図に基づいて説明するが、本発明はこれらの実施形態に何ら限定されるものではない。

図１に、本発明に係る画像形成装置の一実施形態を示す概説図を示す。図１の画像形成装置Ｄは所謂タンデム方式のカラープリンタである。もちろん、プリンタのほか、さらにスキャナを有する複写機、ファクシミリ又はそれらの機能を複合的に備えた複合機等にも本発明を適用することができる。また、画像形成方式としてはタンデム方式に限定されるものではなく、他の方式、例えば、回転軸の周囲に４つの現像装置を配置し、これらを順次静電潜像担持体に対向させてフルカラー画像を作成する所謂４サイクル方式、あるいは一つの現像装置でモノクロ画像を作成するモノクロ方式であっても構わない。

画像形成装置Ｄは、導電性を有する無端状の中間転写ベルト（中間転写体）３３を有する。中間転写ベルト３３は、図の左右両側にそれぞれ配置された一対のローラ３１，３２に掛架されている。ローラ３２は不図示のモータに連結されており、モータの駆動によってローラ３２は反時計回りに回転し、これによって中間転写ベルト３３とこれに接するローラ３１は従動回転する。ローラ３２に支持されているベルト部分の外側には、二次転写ローラ３４が圧接している。この二次転写ローラ３４と中間転写ベルト３３とのニップ部（二次転写領域）において中間転写ベルト３３上に形成されたトナー画像が、搬送されてきた用紙Ｐに転写される。

また、ローラ３１に支持されているベルト部分の外側には、中間転写ベルト３３の表面をクリーニングするベルトクリーニング装置９が設けられている。ベルトクリーニング装置９は、中間転写ベルト３３を介してローラ３１に圧接するクリーニングブレードを備え、クリーニングブレードの中間転写ベルト３３との当接部で、未転写の残留トナーを除去・回収する。

ローラ３１とローラ３２とに掛架された中間転写ベルト３３の下側には、中間転写ベルト３３の回転方向上流側から順に、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の４つの作像ユニット２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｋ（以下、「作像ユニット２」と総称することがある）が、装置本体１０に対して着脱自在に配置されている。これらの作像ユニット２では、各色の現像剤をそれぞれ用いて対応する色のトナー画像が作成される。作像ユニット２Ｋの、中間転写ベルト３３の回転方向下流側には、中間転写ベルト３３の表面粗さを測定するセンサＳが、中間転写ベルト３３から離隔対向した位置に設けられている。

作像ユニット２は、静電潜像担持体として円筒状の感光体２０を有する。そして、感光体２０の周囲には、その回転方向（時計回り方向）に沿って順に、帯電装置２１、現像装置２３、一次転写ローラ２４、および感光体クリーニング装置６が配置されている。感光体クリーニング装置６はクリーニングブレードを備え、その一端側を感光体２０の外周面に当接させて、感光体２０の表面に残留するトナーを除去・回収している。一次転写ローラ２４は中間転写ベルト３３を挟んで感光体２０に圧接し、ニップ部（一次転写領域）を形成している。また、作像ユニット２の下方には露光装置２２が配置されている。

この図に示す実施形態では、帯電装置２１としてローラ帯電方式のものを用いているが、帯電装置２１の種類は特に限定されるものでなく、コロナ放電方式の帯電チャージャ、ブレード状の帯電部材、ブラシ状の帯電部材等を用いてももちろん構わない。ただし、本発明は、放電生成物が感光体に多く付着する、ローラ帯電装置などの接触帯電方式に好適に適用される。

中間転写ベルト３３の上方には、各色の現像装置２３に補給するトナーを収容したホッパー４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｋ（以下、「ホッパー４」と総称することがある）がそれぞれ配置されている。また、露光装置２２の下部には、給紙装置として給紙カセット５０が着脱可能に配置されている。給紙カセット５０内に積載収容された用紙（被転写部材）Ｐは、給紙カセット５０の近傍に配置された給紙ローラ５１の回転によって最上紙から順に１枚ずつ搬送路に送り出される。給紙カセット５０から送り出された用紙Ｐは、レジストローラ対５２に搬送され、ここで所定のタイミングで二次転写領域に送り出される。

画像形成装置Ｄは、１色のトナー（例えばブラック）を用いてモノクロ画像を形成するモノクロモードと、４色のトナーを用いてカラー画像を形成するカラーモードとに切り替え可能となっている。

カラーモードにおける画像形成動作例について簡単に説明すると、まず、各作像ユニット２において、所定の周速度で回転駆動される感光体２０の外周面が帯電装置２１により帯電される。次に、帯電された感光体２０の表面に、画像情報に応じた光が露光装置２２から投射されて静電潜像が形成される。続いて、この静電潜像は、現像装置２３から供給される現像剤としてのトナーにより顕在化される。このようにして感光体２０の表面に形成された各色のトナー画像は、感光体２０の回転によって一次転写領域に達すると、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの順で、感光体２０から中間転写ベルト３３上へ転写（一次転写）されて重ねられる。

中間転写ベルト３３に転写されることなく感光体２０上に残った残留トナーは、感光体クリーニング装置６で掻き取られ、感光体２０の外周面から除去される。

重ね合わされた４色のトナー画像は、中間転写ベルト３３によって二次転写領域に搬送される。一方、そのタイミングに合わせて、レジストローラ対５２から二次転写領域に用紙Ｐが搬送される。そして、４色のトナー画像が、二次転写領域において中間転写ベルト３３から用紙Ｐに転写（二次転写）される。４色のトナー画像が転写された用紙Ｐは、定着装置１へ搬送される。定着装置１において用紙Ｐは、定着ローラ１１と加圧ローラ１２とのニップ部を通過する。この間に用紙Ｐは加熱・加圧され、用紙Ｐ上のトナー画像は用紙Ｐに溶融定着する。トナー画像が定着した用紙Ｐは排出ローラ対５３によって排紙トレイ５４に排出される。

一方、用紙Ｐに転写されることなく中間転写ベルト３３上に残った残留トナーは、ベルトクリーニング装置９で掻き取られ、中間転写ベルト３３の外周面から除去される。その後、各感光体２０及び中間転写ベルト３３の回転駆動が停止される。

図２に、ベルトクリーニング装置９の断面構成図を示す。この図のベルトクリーニング装置９は、ハウジング９１と、クリーニングブレード９２と、クリーニングブレード９２を支持するブレードホルダー９３と、クリーニングブレード９２によって掻き取られた残留トナーを、不図示の廃トナーボックスに搬送するスクリュ部材９５とを有する。より詳細には、長尺状のクリーニングブレード９２の短手方向の一方端側が、断面Ｌ字状のブレードホルダー９３に接着剤等で固着され、ブレードホルダー９３はネジ９４によってハウジング９１に取り付けられている。そして、クリーニングブレード９２の自由端側先端は、反時計回りに回転する中間転写ベルト３３の回転方向に対してカウンター方向に当接している。なお、クリーニングブレード９２の中間転写ベルト３３に対する当接方向は、トレール方向であっても構わないが、中間転写ベルト３３からの残留トナーの除去や、中間転写ベルト３３の表面研磨を効率的に行う観点からはカウンター方向に当接させるのが好ましい。

本発明で使用するクリーニングブレード９２としては従来公知のものが使用でき、例えば、ウレタンゴムからなるものが好適に使用される。またクリーニングブレード９２の厚みとしては一般に１ｍｍ〜５ｍｍの範囲が好適である。

画像形成装置Ｄの大きな特徴は、研磨粒子と滑剤粒子とを現像剤に含有させるとともに、中間転写ベルト３３の表面粗さによって、中間転写ベルト３３に形成するトナー画像パターンの構成模様を変化させて、クリーニングブレード９２に研磨粒子及び滑剤粒子を選択的に供給することにある。すなわち、センサＳによって測定された、中間転写ベルト３３の表面粗さが大きい場合は、中間転写ベルト３３上に炭酸カルシウム等が付着していると判断し、クリーニングブレード９２に研磨粒子を多く供給する。他方、中間転写ベルト３３の表面粗さが小さい場合は、中間転写ベルト３３との摩擦抵抗を小さくするため、クリーニングブレード９２に滑剤粒子を多く供給する。なお、もう一つの像担持体である感光体ドラム２０についても、中間転写ベルト３３と同様の問題が生じるが、以下に説明する中間転写ベルト３３の場合と同様の処置を講じればよい。

まず、中間転写ベルト３３に形成するトナー画像パターンの構成模様によって、クリーニングブレード９２に研磨粒子又は滑剤粒子を選択的に多く供給する方法について説明する。

図３に、トナー画像パターン中の研磨粒子の含有量の、現像ＡＣバイアスの振幅幅による変化、及び中間転写ベルトに形成されるトナー画像パターンの構成模様による、トナー画像パターン中の研磨粒子の含有量の違いを示す。この図は、縦軸を研磨粒子の含有量とし、横軸を現像ＡＣバイアスの振幅幅として、トナー画像パターンを網点模様及びベタ画像で構成した場合の、それぞれトナー画像パターン中の研磨粒子の含有量を示したものである。この図から明らかなように、現像ＡＣバイアスの振動幅を一定とした場合、トナー画像パターンを網点模様で構成したときの方が、ベタ画像で構成したときよりもトナー画像パターンにおける研磨粒子の含有量は多くなる。これは、現像剤中の研磨粒子は、トナー粒子から離脱して、１００〜５００ｎｍ程度の、トナー粒子の帯電極性と逆極性に帯電した凝集体となりやすく、網点模様の白部と黒部におけるエッジ効果によって飛翔性が高まって効率的に白部に移動するからである。

また、図３から明らかなように、現像ＡＣバイアスの振幅幅を大きくすると、網点模様から構成されるトナー画像パターンでは、トナー画像パターン中の研磨粒子の含有量は多くなる。これは、現像ＡＣバイアス電圧の振幅幅を大きくすることによって、トナー粒子の帯電極性と逆極性に帯電した研磨粒子の飛翔性が高まるからである。これに対し、ベタ画像から構成されるトナー画像パターンでは、現像ＡＣバイアスの振幅幅を変化させても、トナー画像パターン中の研磨粒子の含有量におおきな変動はなく、現像剤を作製する際の研磨粒子の添加量とほぼ同じおおよそ１％弱で推移する。

以上から、ベルトクリーニング装置９のクリーニングブレード９２に、研磨粒子を選択的に多く供給する場合には、トナー画像パターンを格子模様から構成し、さらに好ましくは現像ＡＣバイアスの振幅幅を例えば１００Ｖと大きくすればよい。

なお、クリーニングブレード９２に研磨粒子を選択的に多く供給する場合に、形成するトナー画像パターンの構成模様は、エッジ効果が効率的に生じるものであれば特に限定はなく、網点模様の他、例えば格子模様であってもよい。

図４に、クリーニングブレード９２に研磨粒子を選択的に多く供給する場合の、トナー画像パターンの形状例を示す。図４は、中間転写ベルト３３の部分展開図である。炭酸カルシウムなどの用紙の填剤は、用紙の前端、後端、幅方向両端の外周辺から外方に飛散し、中間転写ベルト３３の、用紙の外周辺に対応する領域に多く付着する。そこで、図４のトナー画像パターン７は、用紙の幅方向両端に対向する領域に、回転方向に対して略平行な平行部７１ａ，７１ｂと、２つの平行部７１ａ，７１ｂの回転方向後端部を接続する、回転方向に対して垂直方向の垂直部７２とを有し、前述の付着物の多い領域に研磨粒子を多く供給する。トナー画像パターン７をこのような形状とすることで、中間転写ベルト３３の表面全面にトナー画像パターンを形成する場合に比べて、その形成面積を１／１０程度まで抑えることができ、必要以上にトナー消費をすることが防止される。なお、トナー画像パターン７は、用紙サイズや累積印字枚数などによって形状を変化させてももちろん構わない。

図５に、図４のトナー画像パターン７（構成模様：網点模様，長さ６００ｍｍ×幅２２０ｍｍ）によってクリーニングブレード９２に研磨粒子を供給した後の、中間転写ベルト３３の表面粗さの経時変化を示す。この図から明らかなように、クリーニングブレード９２に研磨粒子を供給した後、中間転写ベルト３３を１０〜２０回転させると、中間転写ベルト３３の付着物が研磨粒子で削り取られ、中間転写ベルト３３の表面粗さは、通常の表面粗さと同等レベルの１〜２μｍ程度となる。これにより、付着物に起因するクリーニング不良が防止・解消される。

次に、クリーニングブレード９２に滑剤粒子を多く供給する場合について説明する。中間転写ベルト３３の表面粗さが小さい場合には、クリーニングブレード９２のめくれを防止するために、滑剤粒子を供給してクリーニングブレード９２と中間転写ベルト３３との摩擦抵抗を小さくする。

滑剤粒子は、通常、１００ｎｍ以下の微粒子であってトナー粒子の表面に付着しているので、クリーニングブレード９２に滑剤粒子を多く供給する場合に形成するトナー画像パターンはベタ画像から構成するのが好ましい。

図６に、クリーニングブレード９２に滑剤粒子を選択的に多く供給する場合の、トナー画像パターン８の形状例を示す。図６は、中間転写ベルト３３の部分展開図である。クリーニングブレード９２のめくれは幅方向両端部から生じる。そこで、図６のトナー画像パターン８では、クリーニングブレード９２の幅方向両端に対向する領域に、回転方向に対して略平行な平行部８１ａ，８１ｂと、２つの平行部８１ａ，８１ｂの回転方向後端部を接続する、回転方向に対して垂直方向の垂直部８２とを有する形状とし、クリーニングブレード９２の幅方向両端部が当接する領域に滑剤粒子を多く供給する。トナー画像パターン８をこのような形状とすることで、クリーニングブレード９２のめくれが効果的に防止される。また、中間転写ベルト３３の表面全面にトナー画像パターンを形成する場合に比べて、その形成面積を１／１０程度まで抑えることができ、必要以上にトナー消費をすることが防止される。なお、トナー画像パターン８は、用紙サイズや累積印字枚数などによって形状を変化させてももちろん構わない。

図７に、図６のトナー画像パターン８（構成模様：ベタ画像，長さ６００ｍｍ×幅２６０ｍｍ）によってクリーニングブレード９２に滑剤粒子を供給した後の、クリーニングブレード９２と中間転写ベルト３３との摩擦係数の経時変化を示す。この図から明らかなように、摩擦係数が０．８近くまで上昇したクリーニングブレード９２に滑剤粒子を供給した後、中間転写ベルト３３を５〜１０回転させると、クリーニングブレード９２と中間転写ベルト３３との摩擦係数は、通常の摩擦係数と同等レベルの０．３程度にまで低下する。これによりクリーニングブレード９２のめくれが防止される。

図１に示す画像形成装置において、以上説明した網点模様又はベタ画像から構成されるトナー画像パターンを、ベルトクリーニング装置９のクリーニングブレード９２に供給する場合には、帯電装置２１により帯電された感光体２０の表面に、所定のトナー画像パターンの静電潜像を形成し、この静電潜像を現像装置２３において現像剤で現像して顕像化する。本発明で使用する現像剤については後述する。

感光体２０の表面に形成されたトナー画像パターンは、感光体２０の回転によって一次転写領域に搬送される。一次転写領域において、主として研磨粒子を中間転写ベルト３３に移動させる場合には、一次転写ローラ２４に通常の画像形成時とは逆の転写バイアス電圧（ゼロを含む）を印加する。これは、前述のように、研磨粒子は、トナー粒子の帯電極性と逆極性に帯電しているので、中間転写ベルト３３に研磨粒子を効率的に移動させることができるからである。他方、主として滑剤粒子を中間転写ベルト３３に移動させる場合には、一次転写ローラ２４に通常の画像形成時と同じ転写バイアス電圧を印加する。通常、滑剤粒子はトナー粒子表面に付着し、トナー粒子と共に中間転写ベルト３３に移動するからである。

中間転写ベルト３３に移動したトナー画像パターンは、中間転写ベルト３３の回転によって二次転写領域に搬送される。二次転写ローラ３４は中間転写ベルト３３に対して圧接・離間自在に設けられており、トナー画像パターンが二次転写領域に搬送されてきた時は離間位置とされる。これにより、トナー画像パターンが二次転写ローラ３４と接触して付着することが回避される。そして、トナー画像パターンは、中間転写ベルト３３のさらなる回転によってベルトクリーニング装置９に搬送される。

クリーニングブレード９２に搬送されたトナー画像パターンは、クリーニングブレード９２の先端エッジ部で掻き落とされる。このとき、掻き落とされたトナー画像パターンの一部は、クリーニングブレード９２の当接部分及び上面部分（厚み部分）に残留する。これにより、トナー画像パターンに研磨粒子が多く存在する場合には、中間転写ベルト３３の表面に付着した炭酸カルシウムなどの付着物が研磨・除去されるようになる。一方、トナー画像パターンに滑剤粒子が多く存在する場合には、クリーニングブレード９２と中間転写ベルト３３との摩擦抵抗が低減されるようになる。

本発明で使用する現像剤としては、少なくともトナー粒子と、研磨粒子、滑剤粒子とを有していればよく、キャリアとトナーとから構成される二成分系現像剤及びトナーのみから構成される一成分系現像剤のいずれであってもよい。本発明で使用する現像剤が二成分系現像剤である場合、使用可能なキャリアとしては、例えば、鉄、フェライト、マグネタイト等の金属、それらの金属とアルミニウム、鉛等の金属との合金等の従来公知のものが使用できる。

本発明で使用するトナー粒子は、粉砕分級法、溶融造粒法、スプレー造粒法、懸濁・乳化重合法等のそれ自体公知の方法で製造し得る。トナー粒子の粒径としては特に限定はないが、高画質化の観点からは５〜８μｍの範囲が好ましい。なお、本発明で使用するトナー粒子は磁性および非磁性のいずれでも構わない。

本発明で使用する研磨粒子としては、例えば、チタン酸カルシウムやチタン酸ストロンチウムなどのチタン酸化合物、アルミナなどが挙げられ、これらの１種又は２種以上を組み合わせて使用すればよい。研磨粒子の添加量は、トナー全体に対して０．５〜５ｗｔ％の範囲が好ましい。

また、本発明で使用する滑剤粒子としては金属石鹸を好適に使用でき、例えば、ステアリン酸の亜鉛、リチウム、マグネシウム、カルシウム、バリウム等の塩、ラウリン酸の亜鉛、リチウム、マグネシウム、カルシウム、バリウム等の塩、リシノール酸の亜鉛、カルシウム等の塩が好適に使用できる。滑剤の添加量は、トナー全体に対して０．１〜０．５ｗｔ％の範囲が好ましい。

本発明の現像剤が一成分系現像剤である場合は、トナー粒子、研磨粒子、滑剤粒子、その他の添加剤を、タービュラーミキサ、ヘンシェルミキサ、ナウターミキサ、Ｖ型混合機などの種々の公知の混合装置を使用して混合することによって作製される。本発明の現像剤が二成分系現像剤である場合には、トナー粒子に研磨粒子と滑剤粒子とを添加してトナーとした後、このトナーとキャリアとを撹拌混合して二成分系現像剤とする。

中間転写ベルト３３の表面粗さを測定するセンサＳとしては、特に限定はないが、非接触式の光センサが好適に用いられる。非接触式の光センサは、中間転写ベルト３３の表面からの反射光量を読み取ることで表面粗さを測定するものである。一般に、表面粗さと光センサＳの出力とは相関関係があるので、正反射光及び乱反射光のいずれであっても中間転写ベルト３３の表面粗さの測定は可能である。また、画像安定化制御用に用いる画像濃度センサによって、中間転写ベルト３３に転写されたトナー画像に投射した光の反射光から画像の濃度を測定すると共に、非画像形成時の中間転写ベルト３３の表面に投射した光の反射光から中間転写ベルト３３の表面粗さを測定するようにしてもよい。センサＳの取付位置としては、中間転写ベルト３３の外周位置であれば特に限定はない。またセンサＳの取付個数についても限定はないが、回転軸方向の離れた位置に複数個設けるのが好ましい。

図８に、以上説明した動作例を示すフローチャートを示す。まず、積算印字枚数が所定枚数を超えたかどうかが判定される（ステップＳ１０１）。判定基準枚数は数万枚程度ごとが好ましい。積算印字枚数が所定枚数を超えた場合には、センサＳによって中間転写ベルト３３の表面粗さが測定される（ステップＳ１０２）。なお、センサＳによる中間転写ベルト３３の表面粗さの測定は、積算印字枚数が所定枚数を超えたときの他、主電源が入れられたときや、装置が待機状態から現像可能状態に復帰したとき、数百枚連続印字したとき等にも行うのが好ましい。

次に、測定した中間転写ベルト３３の表面粗さが３μｍよりも大きいと（ステップＳ１０３）、中間転写ベルト３３の表面に付着物があると判断され、感光体２０に静電潜像として網点模様で構成されるトナー画像パターン７（図４に図示）が形成され（ステップＳ１０４）、現像装置２３において現像ＡＣバイアスの振幅幅が通常よりも大きい１００Ｖとされると共に（ステップＳ１０５）、一次転写ローラ２４に印加する転写バイアスがトナー極性と同極性とされる（ステップＳ１０６）。これにより研磨粒子が、感光体２０そして中間転写ベルト３３へと選択的且つ効率的に移動する。次いで、中間転写ベルト３３の回転によってトナー画像パターンがクリーニングブレード９２に到達した後、中間転写ベルト３３を１０回転以上回転させる（ステップＳ１０７）。これによって、中間転写ベルト３３の表面の付着物が、クリーニングブレード９２と中間転写ベルト３３との当接部において研磨粒子によって研磨・除去される。

一方、測定した中間転写ベルト３３の表面粗さが３μｍ以下であると（ステップＳ１０３）、次に、表面粗さが１μｍ未満であるかどうかが判定される（ステップＳ１０８）。中間転写ベルト３３の表面粗さが１μｍ未満であると、中間転写ベルト３３とクリーニングブレード９２との摩擦抵抗が大きいと判断し、感光体２０に静電潜像としてベタ画像で構成されるトナー画像パターン８（図６に図示）が形成される（ステップＳ１０９）。これにより滑剤粒子が選択的に感光体２０そして中間転写ベルト３３へと移動し、クリーニングブレード９２に供給される。そして、トナー画像パターン８がクリーニングブレード９２に到達した後、中間転写ベルト３３を５回転以上回転させる（ステップＳ１１０）。これによって、クリーニングブレード９２と中間転写ベルト３３との当接部における摩擦抵抗が低減され、クリーニングブレード９２のめくれが防止される。

また、測定した中間転写ベルト３３の表面粗さが３μｍ以下（ステップＳ１０３）且つ１μｍ以上（ステップＳ１０８）であると、中間転写ベルト３３に除去すべき付着物はなく、摩擦抵抗も適切範囲と判断し、トナー画像パターンを形成することなく制御は終了される。

本発明の画像形成装置は、像担持体に形成するトナー画像パターンの構成模様を変化させて、非画像形成時にクリーニングブレードに研磨粒子又は潤滑粒子を選択的に供給するので、装置の大型化・複雑化を招くことなく、像担持体の付着物の除去及び像担持体とクリーニングブレードとの摩擦低減を図ることができ有用である。

７ トナー画像パターン（網点模様）
８ トナー画像パターン（ベタ画像）
Ｄ 画像形成装置
Ｓ センサ
２０ 感光体（像担持体）
２３ 現像装置（現像手段）
３３ 中間転写ベルト（像担持体，中間転写体）
９２ クリーニングブレード

Claims (9)

1. 像担持体と、
   少なくともトナー粒子と研磨粒子、滑剤粒子とを含むを現像剤を有し、前記像担持体上に直接又は間接的にトナー画像を形成する現像手段と、
   前記像担持体に当接し、像担持体表面に形成されたトナー画像を被転写部材に転写した後の、転写されずに前記像担持体表面に残留した残留トナーを除去・回収するクリーニングブレードと、
   前記像担持体の表面粗さを測定するセンサとを備え、
   前記センサの測定値によって、前記像担持体に形成するトナー画像パターンの構成模様を変化させて、非画像形成時に前記クリーニングブレードに研磨粒子又は潤滑粒子を選択的に供給することを特徴とする画像形成装置。
2. 前記クリーニングブレードに研磨粒子を多く供給する場合には、前記トナー画像パターンを格子模様又は網点模様で構成し、前記クリーニングブレードに滑剤粒子を多く供給する場合には、前記トナー画像パターンをベタ画像で構成する請求項１記載の画像形成装置。
3. 前記クリーニングブレードに研磨粒子を多く供給する場合にはさらに、前記現像手段の現像交流バイアスの振幅幅を通常状態よりも大きくする請求項２記載の画像形成装置。
4. 前記クリーニングブレードに研磨粒子を多く供給する場合には、前記トナー画像パターンを、少なくとも用紙の幅方向両端に対応する領域に形成する請求項１〜３のいずれかに記載の画像形成装置。
5. 前記クリーニングブレードに滑剤粒子を多く供給する場合には、前記トナー画像パターンを、少なくとも前記クリーニングブレードの幅方向両端に対応する領域に形成する請求項１〜４のいずれかに記載の画像形成装置。
6. 前記研磨粒子がチタン酸化物及び／又はアルミナである請求項１〜５のいずれかに記載の画像形成装置。
7. 前記滑剤粒子が金属石鹸である請求項１〜６のいずれかに記載の画像形成装置。
8. 前記クリーニングブレードは、前記像担持体表面に、その回転方向に対してカウンター方向に当接する請求項１〜７のいずれかに記載の画像形成装置。
9. 前記像担持体が感光体又は中間転写体である請求項１〜８のいずれかに記載の画像形成装置。