JP2012194513A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】少ないトナー消費量で、長期に渡って、像担持体の良好な摺動性をもつ画像形成装置を提供する。
【解決手段】負荷検知手段が所定値よりも大きい回転負荷を検知したときに、現像剤をクリーニングブレードの当接部へ供給する当接部潤滑化モードを実行する制御手段を備える。
【選択図】図１

Description

本発明は電子写真複写機やレーザプリンタ等の画像形成装置に関し、特に像担持体の面から現像剤（トナー）を除去するクリーニングブレードを備える画像形成装置に関する。

近年、静電プロセスを用いている画像形成装置では、多種多様な紙への高画質な画像を求めるニーズから、中間転写体（以下中間転写ベルトと称す）が広く用いられている。中間転写ベルトとしては、一般的にポリイミド等に代表される樹脂ベルトが高画質品位、高寿命、高安定的な特性からも広く用いられている。また、中間転写ベルトのクリーニング装置としても、樹脂ベルトの表面性等を考慮して、クリーニング能力が高いブレード方式（クリーニングブレード）が広く用いられている（特許文献１）。

一方、最近では、さらなる高画質化、およびブレード方式によるクリーニング能力の安定化等から、トナーが小粒径化およびトナー形状の非球形化へと変化してきている。ところが樹脂からなる中間転写ベルトでは、トナーの変化に伴って転写の際に生じる、中抜け現象が問題となってきている。中抜け現象とは、画像が転写される際、画像に大きな圧力が加わることで、トナーが応力変形し、トナー同士の凝集力が増大し、画像の一部分が転写されずに像担持体上に残留してしまう現象で、特に文字やライン画像などで顕著に現れる。樹脂ベルトの場合、転写時の画像への圧力が大きい為に特にこの中抜けは問題となっている。

そこで、この中抜けを解消するために、樹脂を用いた中間転写ベルトに替わって、層構成に少なくとも一層の弾性層を用いた中間転写ベルト（以下弾性中間転写ベルトと称す）を採用する事例がある。弾性中間転写ベルトは、層構成に少なくとも一層の弾性層を有すため、柔らかく、転写部でのトナーに作用する圧力が低減できることから、中抜けに効果があることが知られている。また、二次転写部において紙との密着性が良いことから、一般的な紙に対しての転写効率の向上のみならず、厚紙に対する転写性や、凹凸を有する紙への転写性にも効果があることが知られている。

しかし、上記弾性中間転写ベルトを使用し続けると、中間転写ベルトにトナーやトナーの外添剤、紙粉などが付着することによって、弾性中間転写ベルトの表面状態が変化してくる。そのため、ベルト表面状態を画像形成時と同様に保つために、弾性中間転写体の初期や、画像形成動作時以外の動作時に所定の間隔毎に、トナー像（トナー帯）を中間転写体上に形成する。そして、第２の転写位置で転写材である紙に転写することなく、クリーニングブレードにより中間転写体をクリーニングすることによって中間転写ベルトの表面を保っている（特許文献２）。

特開２００１−３０５８７８号公報 特開２００４−１１７５９７号公報

弾性中間転写ベルトに対してブレード部材でクリーニングを行う場合、初期にブレード部材に塗布している潤滑剤が離脱していくため、弾性中間転写ベルトの駆動負荷（トルク）が上昇し最終的にはブレード部材が反り返るブレードめくれが生じる。特に、画像のトナー濃度や、紙の有無によってトルクの変動は異なる。そのため、Ａ４サイズの紙を縦送り（Ｒ送り）など紙幅の狭い状態で連続通紙させた場合、ブレード部において紙幅の外側に供給されるトナーは殆ど存在せず潤滑剤が急速に枯渇し、めくれが短時間で発生する可能性が高い。

また、紙幅の最大のメディアを用いた場合においても潤滑剤の枯渇は時間の問題であり、潤滑剤供給が必要となる。トナーを供給する場合は、トナーに被覆されている外添剤に潤滑剤効果がある。ベルト表面の画像形成可能域全面にトナー像（トナー帯）を形成し、クリーニング部に供給することで、ベルトの駆動負荷を回復させることは可能である。しかし、トルクの上がっていない部分にも供給することになり、トナーを必要以上に多く消費量してしまうことになる。

そこで本発明は、少ないトナー消費量で、長期に渡って、像担持体の良好な摺動性をもつ画像形成装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本出願に係る発明は、回転される像担持体と、前記像担持体の有効画像領域に現像剤像を形成する像形成手段と、前記像担持体と当接部を形成して前記像担持体の面から現像剤を除去するクリーニングブレードと、を有する画像形成装置であって、前記像担持体の回転負荷を検知する負荷検知手段と、前記負荷検知手段が所定値よりも大きい回転負荷を検知したときに、現像剤を前記当接部へ供給する当接部潤滑化モードを実行する制御手段と、を有することを特徴とする。

本発明によれば、負荷検知手段が所定値よりも大きい回転負荷を検知したときに、現像剤をクリーニングブレードの当接部へ供給することで、少ないトナー消費量にて像担持体の表面の摺動性を保つことができる。

本発明の実施形態に係わるトナー帯の決定モードについてのフローチャートである。 本発明の実施形態に係わる画像形成装置の全体概要図である。 本発明の実施形態に係わる中間転写ベルトの断面図である。 回転負荷と、検知されるモータ電流との関係を示す図である。 中間転写ベルト位置検知用シールを示す図である。 （ａ）はクリーニングブレードの当接部が正常な状態を示す図、（ｂ）は異常な状態（めくれの状態）を示す図である。 本発明の実施形態に係わる当接部潤滑化モード（トナー帯の決定モード）についてのブロック図である。 （ａ）は中間転写ベルトの回動方向１周分以上の駆動負荷（トルク）測定結果を示す図、（ｂ）は回動方向の駆動負荷が所定値を超えたトルク最大位置を示す図である。 （ａ）はトナー帯が紙幅を除く領域に形成されることを示す図、（ｂ）はトナー帯が画像幅を除く領域に形成されることを示す図である。 定着温調が所定値以下の場合に行われる当接部潤滑化モード（トナー帯の決定モード）についてのフローチャートである。 第２の実施形態に係わる画像形成装置におけるブロック図である。 第２の実施形態を係わる画像形成装置におけるフローチャートである。 （ａ）は第２の実施形態で平均画像デューチィーが低くなる幅方向位置にトナー帯を形成する図、（ｂ）は移動方向において紙間位置にトナー帯を形成する図である。 第２の実施形態で、中間転写ベルトに形成されたトナー像をビデオカウント方式を用いてモニタするブロック図である。 第２の実施形態で、ビデオ信号カウント部の詳細図である。 （ａ）は第２の実施形態でビデオカウントを行う分割された領域を示す図、（ｂ）はカウント制御部の詳細図である。

《第１の実施形態》
（画像形成装置）
（現像剤像が担持される感光ドラムおよび中間転写ベルト）
本実施形態の画像形成装置は、図２に示すように４つの感光体からなる像担持体を備えたタンデム方式の画像形成装置であるが、１つの感光体からなる画像形成装置を用いることもできる。本実施形態の画像形成装置は、像担持体としてのベルト状弾性中間転写体、即ち、無端状の弾性中間転写ベルト１８１を備えている。弾性中間転写ベルト１８１は支持体として駆動ローラ１２５、テンションローラ１２６、及びバックアップローラ１２９に巻回されている。弾性中間転写ベルト１８１の水平部に沿って、同様構成の４個の画像形成部Ｐａ、Ｐｂ、Ｐｃ．Ｐｄが直列状に配設されている。画像形成部Ｐａを例にその構成を説明する。

画像形成部Ｐａは、回転可能に配置された像担持体であるドラム状の電子写真感光体（以下「感光ドラム」という）１０１ａを備えている。感光ドラム１０１ａの周囲には、一次帯電器１２２ａ、現像器１２３ａ、及びクリーニング装置１１２ａ等のプロセス機器が配置されている。他の画像形成部Ｐｂ、Ｐｃ、Ｐｄは、画像形成部Ｐａと同様の構成を備えている。即ち、それぞれ感光ドラム１０１ｂ、１０１ｃ、１０１ｄ、一次帯電器１２２ｂ、１２２ｃ、１２２ｄ、現像器１２３ｂ、１２３ｃ、１２３ｄ、クリーニング装置１１２ｂ、１１２ｃ、１１２ｄを備えている。

これら画像形成部Ｐａ、Ｐｂ、Ｐｃ、Ｐｄの異なる点は、それぞれがイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色の現像剤像（トナー像）を形成する点である。各画像形成部Ｐａ〜Ｐｄに配置した現像器１２３ａ〜１２３ｄにはそれぞれイエロートナー、マゼンタトナー、シアントナー及びブラックトナーが収納されている。

感光ドラム１１１ａは一次帯電器１２２ａによって一様に帯電され、露光装置１１１ａから原稿のマゼンタ成分色による画像信号がポリゴンミラー等を介して感光ドラム１０１ａ上に投射されて静電潜像が形成される。

ついで、現像器１２３ａからイエロートナーが供給されて静電潜像がイエロートナー像として現像される。このトナー像は感光ドラム１０１ａの回転に伴って、感光ドラム１０１ａと弾性中間転写ベルト１８１とが当接する１次転写部Ｔ１に到来する。すると、１次転写装置（第１の転写手段）、即ち、本実施形態では転写ローラ１２４ａから第１の転写バイアスが印加され、イエロートナー像が像担持体としての中間転写ベルト１８１へ転写される。

イエロートナー像を担持した弾性中間転写ベルト１８１は、つぎの画像形成部Ｐｂに搬送される。すると、このときまでに、画像形成部Ｐｂにおいて、上記と同様の方法で感光ドラム１０１ｂ上に形成されたマゼンタトナー像がイエロートナー像上へ転写される。同様に弾性中間転写ベルト１８１が矢印方向に沿って画像形成部Ｐｃ、Ｐｄに進行するにつれて、それぞれの転写部Ｔ１において、シアントナー像、ブラックトナー像が前述のトナー像に重畳転写される。

そして、このときまでに、給紙カセット１６０から送り出された記録材Ｐが２次転写部Ｔ２に達し、２次転写装置（第２の転写手段）１４０に印加される転写バイアスによって上述の４色のトナー像は記録材Ｐ上に転写される。

即ち、一次転写部で中間転写ベルト１８１に担持されたカラー画像は、中間転写ベルト１８１に当接する二次転写部材である二次転写ローラ１４０で記録材Ｐにさらに転写される。二次転写ローラは、不図示の転写バイアス用電源に接続されており、転写ローラから正極性の電圧が印加され、この電界により、中間転写１８１ベルトに接触中の記録材Ｐに、中間転写ベルト１８１上の負極性のトナー像が順次転写され、カラー画像が形成される。この転写電界の決定はＡＴＶＣ制御によって決定される。

また、この二次転写部材は弾性中間転写ベルト１８１に当接され弾性中間転写ベルト１８１の回転駆動に伴って弾性中間転写ベルト１８１表面に当接する作動状態と、弾性中間転写ベルト１８１から離間された非作動状態とを選択的に切替え可能に構成されている。本実施形態においては、切替え手段として、弾性中間転写ベルト１８１に対して選択的に当接及び離間させる接離機構であるソレノイドを使用している（不図示）。

ここで、トナー像が転写された記録材Ｐは、定着部２１１に搬送される。定着部２１１では熱と圧力によってトナー像を記録材Ｐ上に固着させる。

また、一次転写部材によって転写しきれなかった感光ドラム上の転写残トナーはクリーニング装置１１２によってクリーニングされる。そして、二次転写部材によって転写しきれなかった中間転写ベルト１８１上の転写残トナーは、クリーニング装置１１６によってかきとられ、次の画像形成に供される。これについては、後に詳述する。

（各画像形成部の具体的構成）
次に各画像形成部の具体的構成について、画像形成部Ｐａを例に順次説明する。像担持体としての感光ドラム１０１ａは、アルミニウム製シリンダの外周面に有機光導電体層（ＯＰＣ）を塗布して構成したものである。感光ドラム１０１ａは、その両端部をフランジによって回転自在に支持されており、一方の端部に不図示の駆動モータから駆動力を伝達することにより、図１で反時計回り方向に回転駆動される。

一次帯電器１２２ａは、ローラ状に形成された導電性ローラで、このローラを感光ドラム１０１ａ表面に当接させるとともに、不図示の電源によって帯電バイアス電圧を印加することにより、感光ドラム１０１ａ表面を一様に負極性に帯電させるものである。露光装置１１１ａに関しては、不図示の駆動回路により画像信号に応じて点灯制御される。

現像器１２３ａは、それぞれ負帯電特性のブラック、シアン、マゼンタ、イエローの各色のトナーを収納した不図示のトナー収納部を備える。そして、感光ドラム１０１ａ表面に隣接し、不図示の駆動部により回転駆動されると共に、図示しない現像バイアス電源により現像バイアス電圧を印加することにより現像を行う現像ローラ等を備える。トナー収納部には記録材の搬送方向上流側から順にトナー収納部にイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色トナーが収納されている。また、このトナーにはトナーの離型性を上げるためのシリカ等の外添剤が添加されている。

中間転写ベルト１８１の内側には、４個の感光ドラム１０１ａ，１０１ｂ，１０１ｃ，１０１ｄに対向して中間転写ベルト１８１に当接する一次転写部材である、転写ローラ１２４ａ，１２４ｂ，１２４ｃ，１２４ｄがそれぞれ並設されている。これら転写ローラは不図示の転写バイアス用電源に接続されており、転写ローラから正極性の電圧が印加され、この電界により、感光ドラム１０１に接触中の中間転写体１８１に、感光ドラム１０１上の負極性の各色トナー像が順次転写され、カラー画像が形成される。

（中間転写ベルトの構造）
図３は、弾性中間転写ベルト１８１の一例の断面図である。弾性中間転写ベルト１８１は、樹脂層１８１ａ，弾性層１８１ｂ，表層１８１ｃの３層構造からなる弾性ベルトを用いた。

上記樹脂層１８１ａを構成する樹脂材料としては、ポリカーボネート，フッ素系樹脂（ＥＴＦＥ，ＰＶＤＦ）、ポリスチレン、クロロポリスチレン、ポリ−α−メチルスチレン、スチレン−ブタジエン共重合体を使用することができる。また、スチレン−塩化ビニル共重合体、スチレン−酢酸ビニル共重合体、スチレン−マレイン酸共重合体、スチレン−アクリル酸エステル共重合体（スチレン−アクリル酸メチル共重合体、スチレン−アクリル酸エチル共重合体を使用することができる。

また、スチレン−アクリル酸ブチル共重合体、スチレン−アクリル酸オクチル共重合体及びスチレン−アクリル酸フェニル共重合体等）、スチレン−メタクリル酸エステル共重合体（スチレン−メタクリル酸メチル共重合体を使用することができる。また、スチレン−メタクリル酸エチル共重合体、スチレン−メタクリル酸フェニル共重合体等）、スチレン−α−クロルアクリル酸メチル共重合体、スチレン−アクリロニトリル−アクリル酸エステル共重合体等のスチレン系樹脂を使用することができる。

このスチレン系樹脂はスチレンまたはスチレン置換体を含む単重合体または共重合体である。また、メタクリル酸メチル樹脂、メタクリル酸ブチル樹脂、アクリル酸エチル樹脂、アクリル酸ブチル樹脂、変性アクリル樹脂（シリコーン変性アクリル樹脂、塩化ビニル樹脂変性アクリル樹脂、アクリル・ウレタン樹脂等）、塩化ビニル樹脂を使用することができる。

また、スチレン−酢酸ビニル共重合体、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体、ロジン変性マレイン酸樹脂、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、ポリエステルポリウレタン樹脂、ポリエチレンを使用することができる。また、ポリプロピレンを使用することができる。また、ポリブタジエン、ポリ塩化ビニリデン、アイオノマー樹脂、ポリウレタン樹脂、シリコーン樹脂、ケトン樹脂、エチレン−エチルアクリレート共重合体を使用することができる。また、キシレン樹脂及びポリビニルブチラール樹脂、ポリアミド樹脂を使用することができる。

また、ポリイミド樹脂、変性ポリフェニレンオキサイド樹脂、変性ポリカーボネート等からなる群より選ばれる１種類あるいは２種類以上を使用することができる。ただし、上記材料に限定されるものではない。

上記弾性層１８１ｂを構成する弾性材料（弾性材ゴム、エラストマー）としては、ブチルゴム，フッ素系ゴム，アクリルゴム，ＥＰＤＭ，ＮＢＲ，アクリロニトリル−ブタジエン−スチレンゴム天然ゴム、イソプレンゴムを使用することができる。また、スチレン−ブタジエンゴム、ブタジエンゴム、エチレン−プロピレンゴム、エチレン−プロピレンターポリマー、クロロプレンゴム、クロロスルホン化ポリエチレン、塩素化ポリエチレン、ウレタンゴムを使用することができる。

また、シンジオタクチック１，２−ポリブタジエン、エピクロロヒドリン系ゴム、リコーンゴム、フッ素ゴム、多硫化ゴム、ポリノルボルネンゴム、水素化ニトリルゴム、熱可塑性エラストマー（例えばポリスチレン系を使用することができる。また、ポリオレフィン系、ポリ塩化ビニル系、ポリウレタン系、ポリアミド系、ポリウレア，ポリエステル系、フッ素樹脂系）等からなる群より選ばれる１種類あるいは２種類以上を使用することができる。ただし、上記材料に限定されるものではないことは当然である。

また、上記表層１８１ｃの材料は特に制限は無いが、中間転写ベルト１８１表面へのトナーの付着力を小さくして２次転写性を高めるものが要求される。例えば、ポリウレタン，ポリエステル，エポキシ樹脂等の１種類の樹脂材料か、弾性材料（弾性材ゴム、エラストマー）、ブチルゴム、フッ素系ゴム、アクリルゴム、ＥＰＤＭ、ＮＢＲを使用することができる。

また、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレンゴム天然ゴム、イソプレンゴム、スチレン−ブタジエンゴム、ブタジエンゴム、エチレン−プロピレンゴム、エチレン−プロピレンターポリマー、クロロプレンゴムを使用することができる。また、クロロスルホン化ポリエチレン、塩素化ポリエチレン、ウレタンゴムの弾性材料のうち、２種類以上を使用し表面エネルギーを小さくし潤滑性を高める材料、例えばフッ素樹脂、フッ素化合物，フッ化炭素を使用することができる。

また、２酸化チタン、シリコンカーバイト等の粉体、粒子を１種類あるいは２種類以上または粒径を異ならしたものを分散させ使用することができる。また、ブレードクリーニングを行うため、中間転写ベルト１８１表面は耐磨耗性が要求される。上記材料にフィラーを添加させ、磨耗性が上げたベルトを使用してもよい。

上記樹脂層１８１ａや弾性層１８１ｂには、抵抗値調節用導電剤が添加される。この抵抗値調節用導電剤は特に制限はないが、例えば、カーボンブラック、グラファイト、アルミニウムやニッケル等の金属粉末、酸化錫，酸化チタン，酸化アンチモン，酸化インジウム，チタン酸カリウムを使用することができる。また、酸化アンチモン−酸化錫複合酸化物（ＡＴＯ），酸化インジウム−酸化錫複合酸化物（ＩＴＯ）等の導電性金属酸化物、導電性金属酸化物は、硫酸バリウム，ケイ酸マグネシウム，炭酸カルシウム等の絶縁性微粒子を被覆したものでもよい。上記導電剤に限定されるものではない。

本実施形態での弾性中間転写ベルトは、画像性を保つため３層での表面抵抗率は１２Ｌｏｇ・Ω／□、体積抵抗率９Ｌｏｇ・Ω・ｃｍを用いた。また、表面十点平均粗さは０．１μｍ以上２．０μｍ以下を用いた。表面十点平均粗さに関しては、ブレードクリーニングを行う際、２．０μｍを越える場合、ベルト表面の粗さによる凹凸により、トナーがすり抜けてしまう。そのため、また０．１μｍ以下であるとクリーニングブレードとベルトとの接触面積が大きくなり、密着性が増し、クリーニングブレードがめくれやすくなるためである。

上記弾性中間転写ベルト１８１の製造方法としては、例えば、回転する円筒形の型に材料を流し込みベルトを形成する遠心成型法、表層の薄い膜を形成させるスプレイ塗工法を使用することができる。また、円筒形の型を材料の溶液の中に浸けて引き上げるディッピング法、内型，外型の中に注入する注型法、円筒形の型にコンパウンドを巻き付け加硫研磨を行う方法があるがこれに限定されるものではなく複数の製法を組み合わせて製造できる。

（現像剤を除去するクリーニングブレード）
次に、図６を用いて、二次転写後に弾性中間転写ベルト１８１上に残留する転写残トナーのクリーニング部１１６について詳細を述べる。弾性中間転写ベルトクリーニング装置１１６は、ブレード状のクリーニング部材であるベルトクリーニングブレード１１６ａを備えている。このベルトクリーニングブレード１１６ａは、ゴム硬度７７°（ＪＩＳ Ａ）、反発弾性率４５％（２３℃）、板厚２ｍｍ、自由長８ｍｍで構成され、例えばポリウレタンゴムなどの弾性材料を用いることができる
転写ベルト１８１に当接する方向を正とした場合、０°以上２５°以下に構成されている。本実施形態では、図６に示すように、クリーニングユニットとしては、揺動角度０°、当接角度２５°、転写ベルト１８１に対しての総圧０．８ Ｋｇｆで構成されている。

また、クリーニングブレード１１６ａが中間転写ベルト１８１に当接される先端角部分に予め塗布される潤滑剤として、以下のものを用いた。即ち、球形を有する平均粒径３μｍ、円形度０．９３のシリコーン樹脂粒子（商品名トスパール：東芝シリコーン社製）と、不定形、具体的には鱗片形状を有する平均粒径２μｍのフッ化黒鉛（商品名セフボン：セントラル硝子社製）である。これらを所定の割合で混合したものを用いた。これは初期動作時に、ベルトとブレードの間の滑り性をよくし、めくれを発生させないためである。なお、クリーニングブレード１１６ａのエッジ先端からの塗布幅としては、概ね１ｍｍとした。

クリーニング装置１１６は、クリーニングブレード１１６ａによって除去された残留トナーや紙粉等の付着物を収容する収容部１１６ｅを備えている。収容部１１６ｅの内部には、クリーニングブレード１１６ａによって除去された残留トナーや紙粉等の付着物を回動スクリュー１１６ｆにより、クリーニング装置１１６の外部へと搬送する。

（当接部潤滑化モード）
弾性中間転写ベルトの駆動負荷（トルク）とブレード部材のめくれの関係について、正常な状態を図６（ａ）に、異常な状態（めくれの状態）を図６（ｂ）に示す。めくれとは、ブレード部材が被清掃部材から受ける摩擦力により大きく反り返り、正常な動作状態のときに当接していたブレード部材の当接部（エッジ部）が被清掃部材に当接せず、転写残トナー等のブレード部に送られてきたトナーを清掃できない状態である。

このような異常な状態を引き起こさないよう、負荷検知手段が所定値よりも大きい回転負荷を検知したときに、現像剤をクリーニングブレードの当接部へ間接的あるいは直接的に供給する（当接部潤滑化モード）を予め選択することができる。当接部潤滑化モードは必ず使われるものではなく、必要に応じて選択されるモードである。

当接部潤滑化モードにおいて、負荷検知手段が所定値よりも大きい回転負荷を検知したときは、現像剤を像担持体の面の有効画像領域の外側領域へ前記像形成手段による供給を介して前記当接部へ間接的に供給することができる。当接部へ直接的に供給しても良いが、ここでは間接的に供給する場合の実施形態を以下に説明する。

（トナー帯の決定）
本実施形態においては、像担持体の回転負荷を検知し、所定値を超える回転負荷がある場合に、中間転写ベルトの有効画像領域の外側領域のトナー帯領域に少ない消費量で現像剤を供給する当接部潤滑化モードを実行する制御手段を備える。トナー帯は、後述するように移動方向の領域位置、および移動方向と交差する方向の領域位置が決定される。中間転写ベルト１８１の内側には、中間転写ベルトの位置を検知するホームポジション検知シールが貼られており、回転位置検知手段としての光学式センサ２０１によってベルト部材である中間転写ベルトの回転位置を検知する。本実施形態において、弾性中間転写ベルトの駆動負荷（トルク）の位置モニタに用いている。

本実施形態において、像担持体の回転負荷を検知する手段としては、弾性中間転写ベルトの駆動源であるＤＣモータ２００のモータ電流を検知するモータ電流検知手段３００を用いる。図４に検知したモータ電流に対するトルクのグラフを示す。

このグラフから、検知したモータ電流に対して、トルクはほぼ線型となっていることが分かる。このモータ電流をモニタリングし、高温高湿（３０℃、８０％ＲＨ）環境で弾性中間転写ベルトを回転させ続け、めくれが発生するトルクを測定した結果、約２００ｍＮ・ｍであった。尚、測定に使用した画像形成装置は図２に示す前述のものであり、フルカラーモードで、弾性中間転写ベルト１８１の移動速度であるプロセススピードは１５０ｍｍ／ｓｅｃであった。

（移動方向のトナー帯の領域）
当接部潤滑化モードにおけるトナー帯の決定について、図７のブロック図と図１のフローチャートを用いて説明する。トナー帯に関しては、使用するトナーはどの色でもよいが、本実施形態では図７に示すトナー残量検知部１２０７によって検知されるトナー量の多い色、現像器カウンタ１２０８が少ない色から使用する。トルクの高い個所の長さが長い場合は複数色を使用する方が望ましい。

当接部潤滑化モードが実行されると、図８（ａ）に示すように、弾性中間転写ベルト１８１のトルク測定が１周分以上行われ、初期値として記憶部に記憶される（Ｓ１）。その後、図８（ｂ）に示すように、ベルトＨＰ（ホームポジション）検知１２０５により弾性中間転写ベルト位置検知用光学センサ２０１で弾性中間転写ベルト位置検知用シール２０２（図５）を検知したタイミングから時間を計る。即ち、回動方向の駆動負荷が所定値を超える位置、例えば所定値を超えるトルク最大位置がブレード部に到達するまでの時間を計り、トルク最大個所を記憶部１２０２に記憶する。

その後、制御手段としての制御部１２０１（図７）は、トナー帯を形成する１次転写部にトルク最大個所が到達するタイミングで、弾性中間転写ベルト１８１の周方向のトルク最大個所にトナー帯を形成させる（Ｓ２）。トナー帯を形成する１次転写部では、当然ながら図９の幅方向（上下方向）全域でのトナー帯の形成が可能である。トナー帯の形成により、トナーに被覆されている外添剤がブレード部で弾性中間転写ベルト１８１上に引伸ばされる。

そこで、トルク最大個所から若干手前にトナー帯を形成することが可能であり、本実施形態ではトルク最大個所から１０ｍｍ手前から画像形成部１２０９によりトナー帯を形成した。即ち、トナー帯の移動方向の幅および位置に関して、トナー帯の後端位置をトルク最大個所に対応させ、トナー帯の先端位置をトルク最大個所より１０ｍｍ手前の個所に対応させた（図８）。

（移動方向に交差する方向のトナー帯の領域）
最初に形成するトナー帯は、図９（ａ）に示しているように、画像形成可能幅の端部から紙の幅方向端部まで（即ち幅方向で紙幅を除く領域）に形成される。この理由として、ブレード部材のめくれは端部の方が起きやすく、紙幅の外の領域では２次転写部での転写残トナーがブレード部材に送られてこないからである。このときのトルクを再度測定し、所定値以下になっているか判断する（Ｓ３）。本実施形態ではこの所定値を１７０ｍＮ・ｍとした。１回目のトナー帯形成でトルクが１７０ｍＮ・ｍ以下になっていない場合にトナー帯情報を更新し（Ｓ４）、検知した最大トルクまで空回転を行う（Ｓ５）。

本実施形態では、図９（ａ）に示すように、Ａ４Ｒの紙上中央に単色１００％の画像を形成した場合を現在までのジョブの履歴から自動的に想定しトルク測定を行った結果、トルクが約１７５ｍＮ・ｍとなっていた。そのため、再度図９（ｂ）に示すように、単色１００％の画像領域端部まで、即ち画像幅までトナー帯を伸ばしてトルクを測定した。その結果、１６５ｍＮ・ｍとなり、１７０ｍＮ・ｍ以下となっていたため、トナー帯の幅を画像幅を除く領域、即ち画像形成可能幅の端部から単色１００％の画像領域端部までとした。即ち、幅方向で画像幅を除く領域にトナー帯を形成した。

また、本実施形態での単色ベタ画像のＦＦ（１００％）とは、トナー載り量０．５ ｍｇ／ｃｍ２に相当する。トナー帯供給後、ベルトのトルクが所定値以下になっていればトナー帯供給と本体の駆動を停止する。また、当接部潤滑化モードにおけるトナー帯の決定に関し、トナー帯供給時は、２次転写部材の２次転写外ローラ１４０が弾性中間転写ベルトから離間される。２次転写部材の２次転写外ローラ１４０が弾性中間転写ベルトから離間された状態で、トナー帯が弾性中間転写ベルトのクリーニング部材１１６のクリーニングブレード１１６ａに供給、摺擦される。

この当接部潤滑化モードにおけるトナー帯の決定に関しては、図１０のフローチャートに示すように、定着温調が所定値以下、本実施形態では５０℃以下の場合に行われる。次いで前回転モード（濃度制御、電位制御等）が行われ、その終了後にジョブが行われる。

《第２の実施形態》
本実施形態において、移動方向におけるトナー帯の領域決定に関しては、第１の実施形態と同様である。移動方向に交差する方向（幅方向）におけるトナー帯の領域決定に関して、第１の実施形態においては、幅方向（移動方向に交差する方向）の寸法がジョブの履歴情報として残されており、ジョブの履歴情報からトナー帯の領域決定をしていた。これに対して、本実施形態では、実画の積算ビデオカウント値から、弾性中間転写ベルトのトルクが大きくなる個所をトナー帯の領域とする。

ここで、ベルトのトルクに影響を与える画像濃度（トナー濃度）の影響について述べる。図２に示す画像形成装置でトナー濃度が異なるＡ３サイズの画像を連続で１０００枚印刷した時の弾性中間転写ベルトの最大トルクを表１に示す。このようにトナーの濃度によって、弾性中間転写ベルトのトルクへの影響は大きく変わり、画像濃度が低いほどトルクが大きくなる。

そこで本実施形態では、弾性中間転写ベルト表面にどれだけトナー像が形成されたかをビデオカウント方式を用いてモニタする。複写プロセスを事例に、このビデオカウント方式について、図１４を用いて説明する。

ＣＣＤセンサ（不図示）に結像された原稿画像は、ＣＣＤセンサによりアナログ電気信号に変換される。変換された画像情報は、アナログ信号処理部に入力されてサンプル＆ホールド、ダークレベルの補正等が行われた後、Ａ／Ｄ・ＳＨ処理部でアナログ・デジタル変換（Ａ／Ｄ変換）され、更に、デジタル化された信号に対してシェーディング補正が行われる。シェーディング補正では、ＣＣＤセンサが持つ画素ごとのばらつきに対する補正、及び原稿照明ランプの配光特性に基づく位置による光量のばらつきに対する補正を行う。

その後、ＲＧＢライン間補正部においてＲＧＢライン間補正を行う。ある時点でＣＣＤセンサのＲＧＢ各受光部に入力した光は、原稿上ではＲＧＢ各受光部の位置関係に応じてずれているために、ここでＲＧＢ信号間の同期をとる。その後、入力マスキング部で入力マスキング処理を行い、輝度データから濃度データへの変換を行う。ＣＣＤセンサから出力されたままのＲＧＢ値はＣＣＤセンサに取り付けられた色フィルタの影響を受けているため、その影響を補正して純粋なＲＧＢ値に変換する。

その後、画像は変倍部において所望の変倍率で変倍処理され、変倍された画像データは画像メモリ部に送られて、画像蓄積される。蓄積された画像は、まず画像データを画像メモリ部からγ補正部に送られる。γ補正部では、操作部で設定された濃度値に応じた出力にするために、プリンタの特性を考慮したルックアップテーブル（ＬＵＴ）に基づいて、元の濃度データから所望の出力濃度対応した濃度データに変換する。

次に、濃度データは二値化部に送られる。二値化部では、８ビットの多値信号を２値信号に変換される。例えば、この変換方法としてはディザ法、誤差拡散法、誤差拡散の改良したもの等が使われる。二値化されたデータは、ビデオカウント部に送られ、各色画像毎に二値化データのカウントが行われる。

次にビデオ信号カウント部の詳細を図１５を用いて示す。ビデオ信号カウント部では、各色について行う。二値化部から送られてくる１色分の画像信号は、１画像分の画像信号を８ｂｉｔ毎にパラレルにそれぞれ２９ｂｉｔカウンタ（各色）によってカウントする。そして、それらの結果を３２ｂｉｔ加算器によって加算して１画像分のビデオカウントを３２ｂｉｔデータとして得る。

つまり、ビデオカウント値は、画像処理部における、リーダ部から読み取られた画像信号処理において、一画像分の画像信号の数をカウントしたものである。又、このビデオカウント値から、画像処理部にて求められた濃度データが引き出される。さらに図１６（ａ）に示すように、弾性中間転写ベルト１８１の画像形成可能幅３２４ｍｍの幅方向領域を３ｍｍごとに１０８分割した位置１〜位置１０８を想定し、各位置に対応した幅方向分布情報付き４色分ビデオカウントが行われる。

次いで幅方向分布情報付きトータルビデオカウントが行われ、中間転写ベルト１８１上に形成されたトナー像の幅方向画像濃度分布が求められる。カウント格納部１２０６の詳細は図１６（ｂ）に示すように、弾性中間転写ベルト１８１の各位置に対応した幅方向トータルビデオカウント部となっている。

本実施形態では、幅方向のビデオカウント値の積算値をカウント格納部１２０６に記憶させ、ベルトのトルクが大きくなる個所の予測に使用する。つまり、幅方向の平均画像デューチィーが低くなる位置にトナー帯を形成し、高くなる位置には極力トナー帯を形成しないように、トナー帯の位置を決定する。

本実施形態のジョブにおいて、作像される紙上の画像の平均画像デューティーとベルト上のトナー帯を図１３（ａ）に示す。上記のビデオカウントの結果、Ａ４Ｒサイズ紙上で平均画像デューティーは上から１００％、２５％、０％の３領域に分けられており、平均画像デューティー１００％の領域を除く幅方向の領域にトナー帯が形成された。第１の実施形態のトナー帯幅決定モードを行った結果、画像形成可能幅の端部から、１００％画像の端部までトナー帯を形成すると、トルクが１７０ｍＮ・ｍ以下となった。

次に、当接部潤滑化モード（トルク低減モード）について、図１１のブロック図と図１２のフローチャートを用いて説明する。画像形成装置にジョブが送られると、弾性中間転写ベルト１８１のトルク検知がモータ電流１２０３により行われ、記憶部１２０２に記憶される（Ｔ１）。その後、トルクが所定値以上、ここでは１９５ｍＮ・ｍ以上であれば、画像形成部１２０９により紙間にトナー帯を形成し、１９５ｍＮ・ｍ未満であればトナー帯を形成しない（Ｔ２）。

また、トナー帯は弾性中間転写ベルト１８１のトルクが最大となる個所に形成するのが望ましい。図１３（ｂ）に示すように、検知トルクが１９５ｍＮ・ｍ以上となり、紙間とのタイミングが合わない場合には、１枚目と２枚目の紙間を広げ、トルクが最大となる個所にトナー帯を形成する。即ち、有効画像領域の外側領域として紙間部にトナー帯が形成される。次いで、ジョブが終了したか否かの判断を行い（Ｔ３）、ジョブが終了していなければ引き続きトルクを検知する。

トルク低減モードで使用するトナーはどの色でもよいが、本実施形態では図１１に示すトナー残量検知部１２０７によって検知されるトナー量の多い色、現像器カウンタ１２０８が少ない色から使用する。トルクが１９５ｍＮ・ｍ以上となる長さが長い場合は複数色を使用する方が望ましい。

また、当接部潤滑化モードにおけるトナー帯供給時は、２次転写部材の２次転写外ローラ１４０は弾性中間転写ベルトから離間され、トナー帯が弾性中間転写ベルトのクリーニング部材１１６のクリーニングブレード１１６ａに供給、摺擦される。

表２に上記実験の結果を示す。何も制御を入れない場合を３回、本実施形態の制御を入れた場合を３回、計６回の実験を行った。何も制御を入れていないベルトはめくれの発生枚数が１０００枚以下となったのに対して、本実施形態の制御を入れたものはめくれが発生していないことが確認できた。また、従来例のトルク低減のため幅方向全域にトナー帯を形成する場合は１０００枚通紙するのにトナー消費量が２４．３ｇのところ、本実施形態では４．８６ｇとなり、８０％の削減効果が認められる。これにより、クリーニングブレードめくれにおいては、発生確率をゼロにすることができた。

（変形例１）
以上、回動方向の駆動負荷が所定値を超える位置にトナー帯を形成したが、回動方向の駆動負荷が所定値を超える位置が複数存在する場合には、夫々の位置にトナー帯を形成して回動方向に複数本のトナー帯を形成する。あるいはこの場合に、回動方向に複数本のトナー帯を形成する替わりに上流側にある方の位置にのみトナー帯を形成するようにしても良い。回動方向の駆動負荷が連続して所定値を超える場合は、トナー帯の回動方向の長さを回動方向の駆動負荷が所定値を超える範囲とする、あるいはこの範囲の内、上流側にある予め定めた長さとする。

（変形例２）
負荷検知手段が所定値よりも大きい回転負荷を検知したとき、回動方向の駆動負荷が所定値を超える位置に限らず、有効画像領域の外側領域の任意位置に、現像剤を供給してクリーニングブレードの当接部に至らせるようにしても良い。現像剤を供給した位置がクリーニングブレードの当接部に至れば、クリーニングブレードの当接部に現像剤が供給される。そして、駆動負荷が所定値を超えた位置が後からクリーニングブレードの当接部に至る際に、駆動負荷が所定値を超えないようにできる。

有効画像領域の外側領域は、紙間部の他、移動方向に交差する方向（幅方向）で有効画像領域に隣接する側端部であっても良い。

（変形例３）
トナー帯は連続した領域に限らず、スポット領域が離散的に集合したものでも良く、更には単一のスポット領域でも良く、有効画像領域の外側にトナーが供給されるものを種々包含する。

（変形例４）
クリーニングブレードで現像剤を除去する像担持体としては、ベルト部材である中間転写ベルトに限らず、ドラム部材である感光ドラム（中間転写ベルトと異なる第２の像担持体）であっても良い。即ち、感光ドラムを駆動するモータの負荷電流を１回転分測定し、負荷検知手段が所定値よりも大きい回転負荷を検知する。そして、感光ドラムの有効画像領域の外側領域の任意位置、より好ましくは最大トルク位置に現像剤を供給してクリーニング装置１１２ａ、１１２ｂ、１１２ｃ、１１２ｄのクリーニングブレード当接部に至らせるようにしても良い。

（変形例５）
上述した実施形態では、当接部へ現像剤を間接的に供給する手段として、移動される像担持体に対し現像剤を供給させる像形成手段を用いた。しかし、これに限らず、クリーニングブレードの当接部へ現像剤を直接供給する手段を備え、当接部潤滑化モードにおいて、回転負荷変動に所定値よりも大きい回転負荷を生じたときは、前記当接部へ現像剤を直接的に供給するようにしても良い。例えば、当接部潤滑化モードにおいて、廃トナー容器に蓄積された現像剤（トナー）を以下のように再利用することができる。

即ち、廃トナー容器内に開閉可能な遮蔽壁を形成し、遮蔽壁を閉じた遮蔽空間に噴出用のファンと排出用のホースを弁を介して必要時に作動するよう連結しておき、クリーニングブレードの当接部へ向けたホースより現像剤（トナー）を噴射させる。このホースを像担持体の移動方向に交差する方向（幅方向）に変位可能に設ければ、径の小さいホースを１本だけ廃トナー容器に連結しておけば良い。なお、クリーニングブレードの当接部へ直接的に現像剤（トナー）を供給する際、廃トナー容器内の遮蔽壁が形成されているため、噴射に伴う廃トナー容器入り口側への影響は阻止できる。

１０１ａ、１０１ｂ、１０１ｃ、１０１ｄ・・感光ドラム、１２４ａ、１２４ｂ、１２４ｃ、１２４ｄ・・ １次転写ローラ、１１６・・中間転写体のクリーニング装置、
１１６ａ・・クリーニングブレード、１８１・・中間転写ベルト、２０１・・位置検知用光学式センサ、２０２・・位置検知用シール

Claims (10)

1. 回転される像担持体と、前記像担持体の有効画像領域に現像剤像を形成する像形成手段と、前記像担持体と当接部を形成して前記像担持体の面から現像剤を除去するクリーニングブレードと、を有する画像形成装置であって、
   前記像担持体の回転負荷を検知する負荷検知手段と、
   前記負荷検知手段が所定値よりも大きい回転負荷を検知したときに、現像剤を前記当接部へ供給する当接部潤滑化モードを実行する制御手段と、
   を有することを特徴とする画像形成装置。
2. 前記負荷検知手段が所定値よりも大きい回転負荷を検知したときは、現像剤を前記像担持体の面の前記有効画像領域の外側領域への前記像形成手段によるトナー帯を形成する供給を介して前記当接部へ間接的に供給することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記像担持体の回転位置を検知する回転位置検知手段を備え、前記負荷検知手段が所定値よりも大きい回転負荷を検知したときは、現像剤を前記像担持体の前記回転負荷が大きい位置へのトナー帯を形成する供給を介して前記当接部へ間接的に供給することを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
4. 前記像担持体は、第２の像担持体に形成される現像剤像が転写されることで現像剤像が形成されるベルト部材であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の画像形成装置。
5. 前記像担持体は、現像剤像が形成されるドラム部材であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の画像形成装置。
6. 前記像担持体の移動方向に交差する方向における前記トナー帯の領域は、紙幅或いは画像幅を除く領域であることを特徴とする請求項２乃至５のいずれか１項に記載の画像形成装置。
7. 前記像担持体の移動方向に交差する方向における前記トナー帯の領域は、ビデオカウントより定まる画像デューティが所定値以下の領域あることを特徴とする請求項２乃至５のいずれか１項に記載の画像形成装置。
8. 前記当接部潤滑化モードにおいて、現像剤を供給する位置は前記像担持体の紙間部であることを特徴とする請求項２乃至７のいずれか１項に記載の画像形成装置。
9. 前記当接部潤滑化モードにおいて、現像剤を供給する位置は移動方向に交差する方向で有効画像領域に隣接する側端部であることを特徴とする請求項２乃至７のいずれか１項に記載の画像形成装置。
10. 前記当接部へ現像剤を直接供給する手段を備え、前記当接部潤滑化モードにおいて、前記所定値よりも大きい回転負荷を検知したときは、前記当接部へ現像剤を直接的に供給することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。