JP2023029257A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】フィルミング対策で作像するトナー像パターンのトナー消費量を低減しつつ、付着量検知手段の検知誤差を抑制することができる画像形成装置を提供する。【解決手段】画像形成装置は、記録媒体に転写しないで、中間転写ベルトなどの像担持体の表面をクリーニングするクリーニングブレードなどのクリーニング部材に入力する掻き取り用トナーパターンＫｐなどのトナー像パターンを形成する。このトナー像パターンは、像担持体の表面移動方向と直交する直交方向に長い帯状パターンである。また、クリーニング部材の光学センサ４０Ｆ，４０Ｃ、４０Ｒなどの付着量検知手段の配置位置に対応する箇所に入力する入力トナー量が、クリーニング部材の配置位置に対応しない箇所に入力する入力トナー量よりも多くなるように、トナー像パターンを形成する。【選択図】図６

Description

本発明は、画像形成装置に関するものである。

従来、トナー像を作像する作像手段と、作像手段により作像されたトナー像を担持する像担持体と、像担持体上のトナー像を記録媒体に転写する転写部材と、像担持体の表面をクリーニングするクリーニング部材と、像担持体の表面に対向して配置され、トナー像のトナー付着量を検知する付着量検知手段と、を備え、作像手段は、記録媒体に転写しないで、クリーニング部材に入力するトナー像パターンを像担持体に形成する画像形成装置が知られている。

特許文献１には、上記画像形成装置として、像担持体たる中間転写ベルトの表面を、中間転写ベルトの表面移動方向と直交する方向であるベルト幅方向に５つの領域に分割し、分割した各領域に付着量検知手段としての光学センサを配置したものが記載されている。そして、光学センサが、中間転写ベルトの表面のフィルミングを検知したときは、その光学センサに対応する中間転写ベルトの領域に記録媒体に転写しないでクリーニング部材に入力するトナー像パターンを形成する。これによれば、ベルト幅方向において、フィルミングが発生している箇所にのみ、トナー像パターンが形成されるため、ベルト幅方向全域にわたってトナー像パターンを形成する場合に比べて、トナーの浪費を避けることができると記載されている。

しかしながら、特許文献１では、像担持体のフィルミングを良好に抑制できないおそれがあった。

上述した課題を解決するために、本発明は、トナー像を作像する作像手段と、前記作像手段により作像されたトナー像を担持する像担持体と、前記像担持体上の前記トナー像を記録媒体に転写する転写部材と、前記像担持体の表面をクリーニングするクリーニング部材と、前記像担持体の表面に対向して配置され、前記トナー像のトナー付着量を検知する付着量検知手段と、を備え、前記作像手段は、前記記録媒体に転写しないで、前記クリーニング部材に入力するトナー像パターンを前記像担持体に形成する画像形成装置において、前記トナー像パターンは、前記像担持体の表面移動方向と直交する直交方向に長い帯状パターンであり、前記作像手段は、前記直交方向において、前記クリーニング部材の前記付着量検知手段の配置位置に対応する箇所に入力する入力トナー量が、前記クリーニング部材の前記配置位置に対応しない箇所に入力する入力トナー量よりも多くなるように、前記トナー像パターンを形成することを特徴とするものである。

本発明によれば、像担持体のフィルミングを良好に抑制することができる。

本実施形態に係る画像形成装置であるタンデム型カラー複写機の概略構成図。 中間転写ベルト上の階調パターンを説明する模式図。 印刷動作と平行して画像調整を行う場合の中間転写ベルトに形成される画像調整パターンの一例を示す模式図。 中間転写ベルト上の掻き取り用トナーパターンの形成位置について説明する図。 掻き取り用トナーパターンの形成のフローチャートの一例を示す図。 本実施形態の掻き取り用トナーパターンの例を示す概略図。 掻き取り用トナーパターンの対向領域の幅について説明する図。 センサスポット径の計測に用いる基準板の概略図。 （ａ）は、取得した正反射出力の一例を示す図であり、（ｂ）は、取得した拡散反射出力の一例を示す図。

以下、この発明を実施するための形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、各図中、同一又は相当する部分には同一の符号を付しており、その重複説明は適宜に簡略化ないし省略する。

図１は、本実施形態に係る画像形成装置であるタンデム型カラー複写機（以下、単に複写機という）の概略構成図である。
図１において、画像形成装置としてのタンデム型カラー複写機１（以下、単に複写機という）は、原稿を原稿読込部に搬送する原稿搬送部３、原稿の画像情報を読み込む原稿読込部４、出力画像が積載される排紙トレイ５、記録媒体たる用紙Ｐが収容される給紙部７を備えている。

また、複写機１は、用紙Ｐの搬送タイミングを調整するレジストローラ９（タイミングローラ）、各色（イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック）のトナー像を形成する作像部１０を備えている。作像部１０は、例えば、トナー像が形成される潜像担持体たる感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１ＢＫ、書き込み部（露光部）６を備えている。また、作像部１０は、各感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１ＢＫの周囲にそれぞれ配置した帯電装置１２、現像装置１３およびクリーニング部１５等を備えている。

帯電装置１２は、感光体ドラムの表面を一様帯電するものであり、書き込み部（露光部）６は、入力画像情報に基づいたレーザー光を発し、各感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１ＢＫ上に静電潜像を書き込むものである。現像装置１３は、感光体ドラム上に書き込まれた静電潜像を現像するものである。クリーニング部１５は、感光体ドラムに残存する未転写トナーを除去するものである。

また、複写機１は、複数色のトナー像が重ねて転写される像担持体としての中間転写ベルト１７、各感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１ＢＫ上に形成されたトナー像を中間転写ベルト上に重ねて転写する一次転写バイアスローラ１４を備えている。また、複写機１は、中間転写ベルト１７上のカラートナー像を用紙Ｐ上に転写するための転写部材としての二次転写ローラ１８を備えている。また、複写機１は、用紙Ｐ上の未定着画像を定着する定着装置２０、現像装置１３に供給するための各色（イエロー、シアン、マゼンタ、ブラック）のトナーが収容されたトナー容器２８を備えている。また、複写機１は、中間転写ベルト１７の表面に付着したトナー（未転写トナー）を除去するベルトクリーニング装置３０を備えている。さらに、複写機１は、ベルトクリーニング装置３０などにより除去された未転写トナーが廃トナーとして回収される廃トナー回収容器８０を備えている。

以下、画像形成装置における、通常のカラー画像形成時の動作について説明する。
まず、原稿は、原稿搬送部３の搬送ローラによって、原稿台から搬送されて、原稿読込部４のコンタクトガラス上に載置される。そして、原稿読込部４で、コンタクトガラス上に載置された原稿の画像情報が光学的に読み取られる。

詳しくは、原稿読込部４は、コンタクトガラス上の原稿の画像に対して、照明ランプから発した光を照射しながら走査させ、原稿にて反射した光を、ミラー群及びレンズを介して、カラーセンサに結像する。原稿のカラー画像情報は、カラーセンサにてＲＧＢ（レッド、グリーン、ブルー）の色分解光ごとに読み取られた後に、電気的な画像信号に変換される。さらに、ＲＧＢの色分解画像信号をもとにして画像処理部で色変換処理、色補正処理、空間周波数補正処理等の処理をおこない、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックのカラー画像情報を得る。

イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色の画像情報は、書込み部６に送信される。そして、書込み部６からは、各色の画像情報に基づいたレーザ光Ｌが、それぞれ、対応する感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１ＢＫの表面に向けて発せられる。

一方、４つの感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１ＢＫは、それぞれ、図１の時計方向に回転している。そして、まず、感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１ＢＫの表面は、帯電装置１２との対向部で、一様に帯電される（帯電工程である。）。こうして、感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１ＢＫの表面には、帯電電位が形成される。その後、帯電された感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１ＢＫの表面は、それぞれのレーザ光の照射位置に達する。

書込み部６において、４つの光源から画像信号に対応したレーザ光が各色に対応してそれぞれ射出される。各レーザ光は、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの色成分ごとに別の光路を通過することになる（露光工程である。）。

イエロー成分に対応したレーザ光は、紙面左側から１番目の感光体ドラム１１Ｙの表面に照射される。このとき、イエロー成分のレーザ光は、高速回転するポリゴンミラーにより、感光体ドラム１１Ｙの回転軸方向（主走査方向）に走査される。こうして、帯電装置１２にて帯電された後の感光体ドラム１１Ｙの表面には、イエロー成分に対応した静電潜像が形成される。

同様に、マゼンタ成分に対応したレーザ光は、紙面左から２番目の感光体ドラム１１Ｍの表面に照射されて、マゼンタ成分に対応した静電潜像が形成される。シアン成分のレーザ光は、紙面左から３番目の感光体ドラム１１Ｃの表面に照射されて、シアン成分の静電潜像が形成される。ブラック成分のレーザ光は、紙面左から４番目の感光体ドラム１１ＢＫの表面に照射されて、ブラック成分の静電潜像が形成される。

その後、各色の静電潜像が形成された感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１ＢＫの表面は、それぞれ、現像装置１３との対向位置に達する。そして、各現像装置１３から感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１ＢＫ上に各色のトナーが供給されて、感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１ＢＫ上の潜像が現像される（現像工程である。）。

現像工程後の感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１ＢＫの表面は、それぞれ、像担持体としての中間転写ベルト１７との対向部に達する。ここで、それぞれの対向部には、中間転写ベルト１７の内周面に当接するように一次転写バイアスローラ１４が設置されている。そして、一次転写バイアスローラ１４の位置で、中間転写ベルト１７上に、感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１ＢＫ上に形成された各色のトナー像が、順次重ねて一次転写される（一次転写工程である。）。

転写工程後の感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１ＢＫの表面は、それぞれ、クリーニング部１５との対向位置に達する。そして、クリーニング部１５で、感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１ＢＫ上に残存する未転写トナーが除去され回収される（クリーニング工程である。）。なお、クリーニング部１５によって除去され回収された未転写トナーは、搬送経路を介して、廃トナーとして廃トナー回収容器８０に搬送され回収される。その後、感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１ＢＫの表面は、除電部を通過して、感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１ＢＫにおける一連の作像プロセスが終了する。

他方、感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１ＢＫ上の各色のトナーが重ねて一次転写されたカラーのトナー像を担持した中間転写ベルト１７（像担持体）は、図１の反時計方向に走行して、二次転写ローラ１８との対向位置に達する。二次転写ローラ１８は、中間転写ベルト１７当接して、転写ニップたる二次転写ニップを形成している。この二次転写ニップにおいて、用紙Ｐ上に中間転写ベルト１７上に担持されたカラーのトナー像が二次転写される（二次転写工程である。）。

二次転写ローラ１８に中間転写ベルト１７を介して対向する対向ローラ１８Ａに二次転写バイアスが印加され、二次転写ローラ１８は、電気的に接地されている。中間転写ベルト１７のカラーのトナー像を用紙Ｐに二次転写するときは、トナーの正規帯電極性であるマイナス極性の転写バイアスを対向ローラ１８Ａに印加し、中間転写ベルト上のマイナス極性の正規帯電トナーを用紙Ｐの斥力転写する。

二次転写工程後の中間転写ベルト１７の表面は、ベルトクリーニング装置３０の位置に達する。ベルトクリーニング装置３０は、クリーニング部材たるクリーニングブレード３１を有している。このクリーニングブレード３１により中間転写ベルト１７上に付着したトナー（未転写トナー）が除去される。クリーニングブレードにより除去されたトナーは、搬送経路を介して、廃トナーとして廃トナー回収容器８０に搬送され回収される。

ここで、中間転写ベルト１７と二次転写ローラ１８との間（二次転写ニップである。）に搬送される用紙Ｐは、給紙部７からレジストローラ９等を経由して搬送されるものである。
詳しくは、用紙Ｐを収納する給紙部７から、給紙ローラ８により給送された用紙Ｐが、搬送ガイドを通過した後に、レジストローラ９に導かれる。レジストローラ９に達した用紙Ｐは、タイミングを合わせて、二次転写ニップに向けて搬送される。

二次転写工程でフルカラー画像が転写された用紙Ｐは、その後に定着装置２０に導かれる。定着装置２０では、定着ローラと加圧ローラとのニップにて、カラー画像が用紙Ｐ上に定着される。そして、定着工程後の用紙Ｐは、排紙ローラによって装置本体外に出力画像として排出されて、排紙トレイ５上にスタックされて、一連の画像形成プロセスが完了する。

本複写機においては、環境変動や経時における画像品質の安定化を図るために、所定のタイミングでプロセスコントロールと呼ばれる制御を実施する。
図２は、中間転写ベルト上の階調パターンを説明する模式図である。

階調パターンは、画像濃度が互いに異なる複数のトナーパッチからなり、これら階調パターンは、中間転写ベルト１７の光学センサとの対向位置（幅方向中央と、両端）に形成される。図２に示す例では、上からブラック、シアン、マゼンタ、イエローの階調パターンが形成されている。

光学センサユニット４０は、中間転写ベルト１７のベルト幅方向に所定の間隔をおいて並ぶ複数の付着量検知手段としての光学センサ４０Ｒ，４０Ｃ，４０Ｆを有している。それぞれの光学センサは、中間転写ベルト１７や中間転写ベルト１７上の階調パターンＰＫ，ＰＣ，ＰＭ，ＰＹの光反射率に応じた信号を出力し、トナー付着量を検出する。複写機１は、検出したトナー付着量に基づいて現像バイアスＶｂなどの作像条件を調整する。

中間転写ベルト１７の幅方向端部領域に対向するように配置された光学センサ４０Ｒ，４０Ｆは、通紙領域よりも外側に配置されている。そのため、図３に示すように、用紙に転写するトナー像形成中において、通紙領域よりも外側に画像調整パターンを形成し、その画像調整パターンのトナー付着量を光学センサ４０Ｒ，４０Ｆにて検知する。そして、光学センサ４０Ｒ，４０Ｆで検知したトナー付着量に基づいて、現像バイアス等を調整して画像濃度等を調整することができる。

トナーの母体成分や、トナーに添加されたシリカや酸化チタン、その他、いわゆるトナーの外添剤が感光体ドラム１１から中間転写ベルト１７へ転移する。この中間転写ベルト１７へ転移したトナーの外添剤が中間転写ベルト１７に固着して、中間転写ベルト１７にフィルミングが発生することがある。また、感光体ドラム１１の表面に潤滑剤を塗布する潤滑剤塗布部を有する場合は、トナーの外添剤に加えて、潤滑剤に含まれる各種成分も感光体ドラム１１から中間転写ベルト１７へ転移する。そして、トナーの外添剤と潤滑剤とがお互いに相互作用して、中間転写ベルト１７のフィルミングが悪化する場合がある。さらに、二次転写ニップにおいて、用紙Ｐから紙紛が中間転写ベルト１７に転移し、中間転写ベルト１７に固着して紙紛フィルミングが発生することがある。

このような中間転写ベルト１７のフィルミングは、中間転写ベルト１７への外部からの圧力（主に感光体ドラムとの接触圧）によって、シリカなどのトナー外添剤および潤滑剤に含まれる各種成分などのフィルミング物質が固着して発生する。中間転写ベルト１７にフィルミングが発生すると、全ベタ画像やハーフトーン画像を出力するとフィルミングに対応する部分にトナーが載らず、白く抜ける所謂白抜けなどの異常画像が発生してしまう。

また、フィルミングが発生すると、ベルトの光沢度が低下する。そのため、中間転写ベルト１７の光学センサ４０Ｒ，４０Ｃ，４０Ｆとの対向領域にフィルミングが発生すると、出力信号が変化し、中間転写ベルト上の階調パターンの付着量を良好に検知することができなくなる。また、フィルミング状態のムラにより、光学センサの出力が安定せず正しく画像調整できないという問題もある。

さらに、フィルミングによりクリーニングブレード３１のクリーニング性が低下するおそれがある。ベルト幅方向において、クリーニングブレード３１の光学センサ４０Ｒ，４０Ｃ，４０Ｆの配置位置に対応する位置には、単位面積当たりの付着量が多い階調パターンが入力される機会が多い。そのため、中間転写ベルト１７の光学センサ４０Ｒ，４０Ｃ，４０Ｆとの対向領域にフィルミングが発生すると、階調パターンがクリーニングブレード３１に入力されたときに、クリーニング不良（トナーのすり抜け）が発生するリスクが高くなる。

上記フィルミングは、クリーニングブレード３１と中間転写ベルト１７の表面との当接箇所（以下「クリーニング箇所」という。）に滞留するトナーによって掻き取られ、中間転写ベルト１７表面上から除去することができる。具体的には、クリーニング箇所に滞留するトナー表面の凹凸とトナーにかかるクリーニングブレード３１の圧により中間転写ベルト表面のフィルミングが掻き取られる。

そのため、本複写機１は、中間転写ベルト１７のフィルミングを抑制するために、所定のタイミングで中間転写ベルト１７上に掻き取り用トナーパターンを形成する。そして、この掻き取り用トナーパターンをクリーニングブレード３１に入力することで、クリーニング箇所に十分な量のトナーが滞留するようにしている。

図４は、中間転写ベルト上の掻き取り用トナーパターンの形成位置について説明する図である。
図４は、通常の画像形成動作で３枚連続印刷した場合である。図４に示すように、掻き取り用トナーパターンの形成位置としては、
１．二次転写ニップへの１枚目の用紙よりも前の位置
２．二次転写ニップに通紙される用紙幅よりも外側の位置
３．二次転写ニップに通紙される用紙後端の非画像形成領域の位置
４．紙間の位置
５．最終紙が二次転写ニップを通過した後の位置
などを挙げることができる。
上記３．については、二次転写ニップに通紙される用紙先端の非画像形成領域の位置でもよい。中間転写ベルト上の掻き取り用トナーパターンが二次転写ニップを抜けるときは、対向ローラ１８Ａにプラス極性のバイアスを印加する。対向ローラ１８Ａにプラス極性のバイアスを印加することで、掻き取り用トナーパターンを中間転写ベルト１７に静電的に引き付け、掻き取り用トナーパターンが二次転写ローラ１８や用紙Ｐに転写されないようにしている。

図５は、上記掻き取り用トナーパターンの形成のフローチャートの一例を示す図である。
制御部は、印刷指令を受けて中間転写ベルト１７の駆動を開始したら、中間転写ベルト１７の走行距離の計測を開始する（Ｓ１）。中間転写ベルト１７の駆動が停止したら、計測した中間転写ベルト１７の走行距離に基づいて、中間転写ベルト１７の表面上のフィルミング状況に基づくクリーニングブレード３１への必要トナー入力量を算出する。具体的には、中間転写ベルト１７の走行距離に係数を乗算して必要トナー入力量を算出する。そして、算出した必要トナー入力量を加算して、必要トナー入力量の積算値を算出する（Ｓ２）。次に、制御部は、必要トナー入力量の積算値が閾値をこえているかどうか判断する（Ｓ３）。積算値が閾値を超えていない場合（Ｓ３のＮｏ）、図５のフローは終了する。一方、積算値が閾値を超えた場合（Ｓ３のＹｅｓ）は、次回の中間転写ベルト１７の駆動時に掻き取り用トナーパターンを形成する。そして、形成した掻き取り用トナーパターンのトナー量（クリーニングブレードへの入力トナー量）を、上記積算値から減算する（Ｓ４）。こうして図5のフローは終了する。

光学センサでフィルミングの有無を検知して掻き取り用トナーパターンを形成するものは、光学センサの検知範囲以外でフィルミングが発生していても、中間転写ベルトの光学センサと対向領域にフィルミングが発生するまで、中間転写ベルトの光学センサと対向領域以外のフィルミングが除去されない。その結果、フィルミングによる白抜けなどの異常画像の発生を良好に抑制できないおそれがある。

これに対し、本実施形態では、中間転写ベルト１７の走行距離に基づいて、掻き取り用トナーパターンを形成している。これにより、中間転写ベルトの光学センサとの対向領域でフィルミングが発生しなくても、それ以外の領域でフィルミングが発生している可能性がある場合は、掻き取り用トナーパターンが形成される。よって、光学センサの検知結果に基づいて、掻き取り用トナーパターンを形成するものに比べて、中間転写ベルトのフィルミングを良好に除去することができる。

上記係数は、一定の値でもよいし、例えば、カラー画像モードとモノクロ画像モードとで、係数を変えてもよい。これは、カラー画像モードの方がモノクロ画像モードよりもフィルミングが悪化する場合があるからである。カラー画像モードの方がモノクロ画像モードより定着設定温度が高いことやモーター稼働台数が増加することにより機内温度が高くなる傾向にある。機内温度が高くなることで、クリーニングブレード３１のスティックスリップ量が増加し、フィルミングが悪化するおそれがある。また、感光体ドラム１１の表面に潤滑剤を塗布する潤滑剤塗布部を有する場合、カラー画像モードでは、中間転写ベルト１７に付着するフィルミング物質の成分となる潤滑剤量がモノクロモードより増加する。そのため、カラー画像モードの方がモノクロ画像モードよりもフィルミングは悪化するおそれがある。

そのため、例えば、カラー画像モードの係数Ｂを、モノクロ画像モードの係数Ａよりも高い値（Ａ＜Ｂ）とする。そして、画像形成時（中間転写ベルト駆動時）に、モノクロ画像モードかカラー画像モードかを判定する。モノクロ画像モードの時は、係数Ａを用いて必要トナー入力量を算出し、カラー画像モードのときは、係数Ｂを用いて必要トナー入力量を算出する。

例えば、カラー画像モードが多い場合は、上述したようにフィルミングの悪化するおそれがモノクロ画像モードよりも高い。しかし、カラー画像モードが多い場合は、短い中間転写ベルト１７の走行距離で必要トナー入力量の積算値が閾値を超えるため、早いタイミングで掻き取り用トナーパターンの形成が行われる。一方、モノクロ画像モードが多い場合は、カラー画像モードに比べてフィルミングが悪化し難い。そのため、モノクロ画像モードが多い場合は、必要トナー入力量の積算値が閾値を超える走行距離が長くなり、遅いタイミングで掻き取り用トナーパターンの形成が行われる。

このように、画像モードに基づいて、掻き取り用トナーパターンの形成が行われることで、適切なタイミングで、掻き取り用トナーパターンの形成を行うことができ、無駄なトナー消費や、フィルミングの悪化を良好に抑制することができる。

従来、クリーニングブレード３１への入力トナー量がベルト幅方向で一定で、ベルト幅方向に長い帯状の掻き取り用トナーパターンを形成して、中間転写ベルト１７のフィルミングを抑制するものがある。しかしながら、フィルミングによる白抜けなどの異常画像は良好に抑制できたが、フィルミングによる光学センサ４０Ｒ，４０Ｃ，４０Ｆの付着量検知精度の低下は十分に抑制できなかった。これは、付着量検知精度の低下は、フィルミングによる白抜けなどの異常画像よりもフィルミングの影響度が高く、少しのフィルミングでも付着量検知精度が低下してしまうためと考えられる。

そこで、本実施形態では、次のような帯状の掻き取り用トナーパターンを形成するようにした。すなわち、光学センサ４０Ｒ，４０Ｃ，４０Ｆに対向する対向領域のクリーニングブレード３１に入力する入力トナー量を、光学センサ４０Ｒ，４０Ｃ，４０Ｆに対向しない非対向領域の入力トナー量よりも多くした掻き取り用トナーパターンである。

図６は、本実施形態の掻き取り用トナーパターンＫｐの例を示す概略図である。
図６（ａ）、図６（ｂ）に示すように、掻き取り用トナーパターンＫｐは、ベルト幅方向一端側の光学センサ４０Ｆから他端側の光学センサ４０Ｒまでの長さを有する帯状パターンとし、中間転写ベルト１７の通紙領域Ｔ以上の長さを有している。これにより、中間転写ベルト１７の用紙に転写するトナー像が担持される通紙領域Ｔのフィルミングを除去でき、白抜けなどのフィルミングによる異常画像を抑制できる。

そして、図６（ａ）では、掻き取り用トナーパターンＫｐの光学センサ４０Ｒ，４０Ｃ，４０Ｆとの対向領域Ｐ１の中間転写ベルト１７の表面移動方向（図６（ａ）では用紙搬送方向と平行）の長さを、非対向領域Ｐ２の表面移動方向長さよりも長くしている。これにより、ベルト幅方向において、クリーニングブレード３１の光学センサ４０Ｒ，４０Ｃ，４０Ｆの配置位置に対応する箇所に入力される入力トナー量を、それ以外の箇所に入力される入力トナー量よりも多くできる。

また、図６（ｂ）に示すように、掻き取り用トナーパターンＫｐの対向領域Ｐ１のトナー付着量を、非対向領域Ｐ２のトナー付着量よりも多くしてもよい。図６（ｂ）でも、ベルト幅方向において、クリーニングブレード３１の光学センサ４０Ｒ，４０Ｃ，４０Ｆの配置位置に対応する箇所に入力される入力トナー量を、それ以外の箇所に入力される入力トナー量よりも多くできる。

ベルト幅方向において、クリーニングブレード３１の光学センサ４０Ｒ，４０Ｃ，４０Ｆの配置位置に対応する箇所に入力される入力トナー量を多くすることで、クリーニングブレードのクリーニング箇所に長くトナーを滞留させることができる。これにより、トナーによる中間転写ベルト上のフィルミングの除去効果を高めることができる。その結果、中間転写ベルト１７の光学センサ４０Ｒ，４０Ｃ，４０Ｆとの対向領域のフィルミングを良好に除去することができ、トナー付着量の検知精度の低下を抑制することができる。

一方、ベルト幅方向において、クリーニングブレード３１の光学センサ４０Ｒ，４０Ｃ，４０Ｆの配置位置に対応する箇所以外の箇所（以下、非対応箇所という）に入力される入力トナー量は、ベルト幅方向において、光学センサ４０Ｒ，４０Ｃ，４０Ｆの配置位置に対応する箇所よりも少ない。非対応箇所については、フィルミングによる白抜けなどの異常画像が発生しないレベルまで中間転写ベルト上のフィルミングを除去すればよい。フィルミングによる白抜けなどの異常画像は、フィルミングによるトナー付着量の検知精度の低下よりも、フィルミングの影響度合いが低い。従って、中間転写ベルト上にフィルミングが多少残ったとしても、フィルミングによる白抜けなどの異常画像を抑制できる。そのため、少ない入力トナー量でも、フィルミングによる白抜けなどの異常画像が発生しないレベルまで中間転写ベルト上のフィルミングを下げることができる。

このように、本実施形態では、掻き取り用トナーパターンによるクリーニングブレード３１への入力トナー量をベルト幅方向で異ならせることで、クリーニングブレード３１に入力される入力トナー量を、ベルト幅方向で同一量とした場合に比べて、無駄なトナーの消費を抑えて、異常画像の発生およびトナー付着量の検知精度の低下を抑制できる。

中間転写ベルト１７をベルト幅方向で複数の領域に分割し、分割した領域にフィルミングが発生したら、その領域のみ掻き取り用トナーパターンを形成する特許文献１では、領域毎に光学センサを配置し、領域毎にフィルミングの有無を検知する必要がある。一方、本実施形態では、掻き取り用トナーパターンをベルト幅方向に長い帯状パターンとし、ベルト幅方向全域にわたりクリーニングブレードにトナーを入力する。その結果、ベルト幅方向全域でフィルミングを除去することができる。よって、特許文献１とは異なり、光学センサによって、中間転写ベルト１７のベルト幅方向のどの領域にフィルミングが発生しているか否かを検知する必要がない。これにより、光学センサの検知範囲以外のフィルミングが、光学センサの検知範囲内にフィルミングが発生しない限り、除去されないという事態が生じるのを防止できる。よって、特許文献１に比べて、良好にフィルミングを除去することができる。

本実施形態では、クリーニングブレード３１の光学センサ４０Ｒ，４０Ｃ，４０Ｆの配置位置に対応する箇所に入力される入力トナー量を、非対応箇所に入力される入力トナー量の２倍としている。なお、クリーニングブレード３１の光学センサ４０Ｒ，４０Ｃ，４０Ｆの配置位置に対応する箇所に入力される入力トナー量と、非対応箇所に入力される入力トナー量との差をどのくらいするかは、装置の構成により適宜決めればよい。

また、図６（ａ）と図６（ｂ）とを組み合わせた掻き取り用トナーパターンＫｐとしてもよい。すなわち、対向領域Ｐ１のトナー付着量を、非対向領域Ｐ２のトナー付着量よりも多くし、かつ、対向領域Ｐ１の中間転写ベルト１７の表面移動方向の長さを、非対向領域Ｐ２の表面移動方向長さよりも長くするのである。かかる構成としても、クリーニングブレード３１の光学センサ４０Ｒ，４０Ｃ，４０Ｆの配置位置に対応する箇所に入力される入力トナー量を、それ以外の箇所に入力される入力トナー量よりも多くできる。

図７は、掻き取り用トナーパターンＫｐの対向領域Ｐ１の幅について説明する図である。
掻き取り用トナーパターンＫｐの対向領域Ｐ１の幅を、光学センサのレンズ４０ａのサイズとし、光学センサの検知範囲であるセンサスポット径以上としている。これにより、少なくとも中間転写ベルト１７の光学センサの検知範囲のフィルミングをクリーニングブレードに入力した入力トナーにより良好に除去することができる。よって、光学センサのトナー付着量検知精度の低下を抑制できる。また、掻き取り用トナーパターンＫｐの対向領域Ｐ１の幅を、光学センサのレンズ４０ａのサイズとすることで、光学センサのレンズ４０ａのサイズを超えるものに比べて、トナーの無駄な消費を抑えることができる。

なお、本実施形態では、光学センサとして、拡散反射光を受光する受光素子と、正反射光を受光する受光素子とを備えたものを使用している。このように、正反射光と拡散反射光の両方を受光する光学センサは、センサスポット径として、正反射スポット径と拡散反射スポット径の２種類ある。掻き取り用トナーパターンＫｐの対向領域Ｐ１の幅は、正反射スポット径と拡散反射スポット径の両方よりも広くする。

ここで、光学センサのセンサスポット径の計測について説明する。
図８は、センサスポット径の計測に用いる基準板１００であり、図の上部が、ガラスからなる正反射基板部１００ａであり、図の下部が、樹脂からなり表面が粗らされた拡散反射基板部１００ｂとなっている。
この基準板１００の測定範囲を光学センサに対向させて、測定範囲＋５ｍｍの位置から０．１ｍｍピッチで図中下方向に走査して、正反射出力Ｖ０１と、拡散反射出力Ｖ０２とを取得する。

図９（ａ）は、取得した正反射出力Ｖ０１の一例を示しており、図９（ｂ）は、取得した拡散反射出力Ｖ０２の一例を示している。図中横軸は、基準板１００の正反射基板部１００ａと拡散反射基板部１００ｂとの境界からの距離であり、正反射基板部側がプラス、拡散反射基板部側がマイナスである。

図９（ａ）からわかるように、正反射スポット全体が、正反射基板部１００ａにあるときは、光学センサの正反射出力Ｖ０１は、最大値Ｖ０１（ｍａｘ）を示す。そして、基準板１００を走査していくと、正反射スポットの一部が拡散反射基板部１００ｂに入る。すると正反射出力Ｖ０１が低下する。基準板１００をさらに走査していくと、正反射スポットの拡散反射基板部１００ｂが占める割合が増えていき、それに伴い正反射出力Ｖ０１が低下していく。そして、正反射スポットの全体が拡散反射基板部１００ｂに入ると、正反射出力Ｖ０１は、最小値Ｖ０１（ｍｉｎ）を示す。

一方、図９（ｂ）からわかるように、光学センサの拡散反射出力Ｖ０２は、拡散反射スポット全体が、正反射基板部１００ａにあるときは、光学センサの拡散反射出力Ｖ０２は、最小値Ｖ０２（ｍｉｎ）を示す。そして、基準板を走査し、拡散反射スポットの一部が拡散反射基板部１００ｂに進入していくことで、拡散反射出力Ｖ０２が徐々に上昇する。そして、拡散反射スポットの全体が拡散反射基板部１００ｂに入ると、拡散反射出力Ｖ０２は、最大値Ｖ０２（ｍａｘ）を示す。

正反射スポット径φＶ０１（Ｄ）の算出としては、まず、基準板１００の正反射基板部１００ａを検知している図９（ａ）の点線Ｘ１で示す領域（＋５．０～＋４．０ｍｍ）の１０点平均値を算出して、正反射出力最大値Ｖ０１（ｍａｘ）を求める。次に、基準板１００の拡散反射基板部１００ｂを検知している図９（ａ）の点線Ｘ２で示す領域（－４．０～－５．０ｍｍ）の１０点平均値を算出して、正反射出力最小値Ｖ０１（ｍｉｎ）を求める。

次に、正反射出力Ｖ０１が、（Ｖ０１（ｍａｘ）－Ｖ０１（ｍｉｎ））×０．９＋Ｖ０１（ｍｉｎ）以下となる最初の距離ＰＶ０１（Ｄ１）を求める。また、正反射出力Ｖ０１が、（Ｖ０１（ｍａｘ）－Ｖ０１（ｍｉｎ））×０．１＋Ｖ０１（ｍｉｎ）以下となる最初の距離ＰＶ０１（Ｄ２）を求める。そして、下記式１から、正反射スポット径φＶ０１（Ｄ）が求められる。
φＶ０１（Ｄ）＝｜ＰＶ０１（Ｄ１）－ＰＶ０１（Ｄ２）｜・・・（式１）

拡散反射スポット径φＶ０２（Ｄ）の算出は、基本的に正反射スポット径の算出と同様である。すなわち、まず、基準板１００の正反射基板部１００ａを検知している図９（ｂ）の点線Ｙ２で示す領域（＋５．０～＋４．０ｍｍ）の１０点平均値を算出して、拡散反射出力最小値Ｖ０２（ｍｉｎ）を求める。次に、基準板１００の拡散反射基板部１００ｂを検知している図９（ｂ）の点線Ｙ１で示す領域（－４．０～－５．０ｍｍ）の１０点平均値を算出して、拡散反射出力最大値Ｖ０２（ｍａｘ）を求める。

次に、拡散反射出力Ｖ０２が、（Ｖ０２（ｍａｘ）－Ｖ０２（ｍｉｎ））×０．１＋Ｖ０２（ｍｉｎ）以下となる最初の距離ＰＶ０２（Ｄ１）を求める。また、拡散反射出力Ｖ０２が、（Ｖ０２（ｍａｘ）－Ｖ０２（ｍｉｎ））×０．９＋Ｖ０２（ｍｉｎ）以下となる最初の距離ＰＶ０１（Ｄ２）を求める。そして、下記式２から、拡散反射スポット径φＶ０２（Ｄ）が求められる。
φＶ０２（Ｄ）＝｜ＰＶ０２（Ｄ１）－ＰＶ０２（Ｄ２）｜・・・（式２）

なお、上述では、中間転写方式の画像形成装置に本発明を適用した実施形態について説明したが、感光体ドラム上のトナー像を直接、記録媒体たる用紙に転写する直接転写方式の画像形成装置にも本発明を適用することができる。この直接転写方式の画像形成装置については、像担持体が、感光体ドラムに対応し、転写部材が、感光体ドラムに当接して転写ニップを形成する転写ローラに対応する。そして、クリーニング部材が、感光体表面をクリーニングする感光体クリーニングブレードに対応する。

以上に説明したものは一例であり、次の態様毎に特有の効果を奏する。
（態様１）
トナー像を作像する作像部１０などの作像手段（本実施形態では、感光体ドラム１１、帯電装置１２、書込み部（露光部）６および現像装置１３などで構成）と、作像手段により作像されたトナー像を担持する中間転写ベルト１７などの像担持体と、像担持体上のトナー像を用紙Ｐなどの記録媒体に転写する二次転写ローラ１８などの転写部材と、像担持体の表面をクリーニングするクリーニングブレード３１などのクリーニング部材と、像担持体の表面に対向して配置され、トナー像のトナー付着量を検知する光学センサなどの付着量検知手段とを備え、作像手段は、記録媒体に転写しないで、クリーニング部材に入力する掻き取り用トナーパターンＫｐなどのトナー像パターンを像担持体に形成する画像形成装置において、トナー像パターンは、トナー像パターンの像担持体の表面移動方向と直交する直交方向に長い帯状パターンであり、作像手段は、直交方向において、クリーニング部材の付着量検知手段の配置位置に対応する箇所に入力する入力トナー量を、クリーニング部材の配置位置に対応しない箇所に入力する入力トナー量よりも多くなるように、トナー像パターンを形成する。
特許文献１の像担持体の表面を上記直交方向で複数の領域に分割し、各分割領域に光学センサなどの付着量検知手段を配置して、付着量検知手段がフィルミングを検知したら、その光学センサに対応する領域にトナー像パターンを形成する手法では、次の課題がある。すなわち、像担持体表面の付着検知手段の検知範囲以外で発生したフィルミングは、付着検知手段の検知範囲にフィルミングが発生するまで除去されないため、ベルト幅方向でフィルミングを良好に抑制できないおそれであるという課題である。
これに対し、態様１では、トナー像パターンの前記像担持体の表面移動方向と直交する直交方向に長い帯状パターンとし、上記直交方向全域にわたって、クリーニング部材にトナーが入力され、直交方向全域でフィルミングの除去が可能となっている。これにより、特許文献１とは異なり、光学センサなどで直交方向で分割された領域でフィルミングの発生の有無を検知せずに、例えば、像担持体の走行距離などに基づいてフィルミングが発生するおそれがあるタイミングで帯状パターンを形成することができる。これにより、複数の付着量検知手段を用いて、フィルミングが発生している領域を検知し、フィルミングが発生した領域にのみトナーパターンを形成する特許文献１に比べて、良好にフィルミングを抑制することができる。
さらに、態様１では、実施形態で説明したように、トナー像パターンをクリーニング部材に入力することで、クリーニング部材の像担持体との当接部にトナーが滞留し、滞留したトナーにより像担持体のフィルミングを掻き取ることができる。これにより、フィルミングによる白抜けなどの異常画像を抑制できる。
また、クリーニング部材の付着量検知手段の配置位置に対応する箇所に入力する入力トナー量を、クリーニング部材の配置位置に対応しない箇所に入力する入力トナー量よりも多くしている。よって、上記対応する箇所に長くトナーが滞留し、対応しない箇所よりも長い期間、フィルミングの掻き取りを行うことができる。これにより、付着量検知手段に対向する対向領域のフィルミングを、像担持体の付着量検知手段に対向しない非対向領域よりも除去することができる。よって、対向領域のフィルミングを、非対向領域よりも少なくでき、フィルミングによる画像異常よりもフィルミングの影響を受けやすい付着量検知手段の検知誤差も良好に抑制することができる。
また、像担持体の表面移動方向と直交する方向でクリーニング部材に入力する入力トナー量が一定のトナー像パターンとした場合に比べて、トナー像パターンのトナー消費量を低減しつつ、付着量検知手段の検知誤差を抑制することができる。

（態様２）
態様１において、クリーニングブレード３１などのクリーニング部材の光学センサなどの付着量検知手段の配置位置に対応する箇所にトナーを入力する掻き取り用トナーパターンＫｐなどのトナー像パターンの対向領域Ｐ１などの第一領域の中間転写ベルト１７などの像担持体の表面移動方向の長さが、第一領域以外の前記表面移動方向の長さよりも長い。
これによれば、図６（ａ）を用いて説明したように、クリーニングブレード３１などのクリーニング部材の光学センサなどの付着量検知手段の配置位置に対応する箇所に入力される入力トナー量を、クリーニング部材の配置位置に対応しない箇所に入力する入力トナー量よりも多くできる。

（態様３）
態様１または２において、クリーニングブレード３１などのクリーニング部材の光学センサなどの付着量検知手段の配置位置に対応する箇所にトナーを入力する掻き取り用トナーパターンＫｐなどのトナー像パターンの対向領域Ｐ１などの第一領域のトナー量が、第一領域以外のトナー量よりも多い。
これによれば、図６（ｂ）を用いて説明したように、クリーニングブレード３１などのクリーニング部材の光学センサなどの付着量検知手段の配置位置に対応する箇所に入力される入力トナー量を、クリーニング部材の配置位置に対応しない箇所に入力する入力トナー量よりも多くできる。

（態様４）
態様１乃至３いずれかにおいて、クリーニングブレード３１などのクリーニング部材の光学センサなどの付着量検知手段の配置位置に対応する箇所にトナーを入力する掻き取り用トナーパターンＫｐなどのトナー像パターンの対向領域Ｐ１などの第一領域は、付着量検知手段の付着量検知範囲以上である。
これによれば、図７を用いて説明したように、少なくとも中間転写ベルト１７などの像担持体の光学センサなどの付着量検知手段の検知範囲のフィルミングをクリーニングブレードなどのクリーニング部材に入力した入力トナーにより良好に除去することができる。これにより、付着量検知手段のトナー付着量検知精度の低下を抑制できる。

（態様５）
態様４において、付着量検知手段は、光学センサであり、付着量検知範囲は、光学センサのスポット径である。

（態様６）
態様１乃至５いずれかにおいて、光学センサなどの付着量検知手段は、中間転写ベルト１７などの像担持体の表面移動方向と直交する方向に複数配置されており、付着量検知手段の少なくともひとつが、像担持体の記録媒体通紙領域よりも外側に配置されている。
これによれば、図３を用いて説明したように、記録媒体に転写するトナー像形成中において、画像調整パターンを形成し、その画像調整パターンのトナー付着量を付着量検知手段で検知し、画像濃度等の画像調整を行うことができる。

１ ：複写機
６ ：書込み部
１１ ：感光体ドラム
１２ ：帯電装置
１３ ：現像装置
１４ ：一次転写バイアスローラ
１７ ：中間転写ベルト
１８ ：二次転写ローラ
１８Ａ ：対向ローラ
３０ ：ベルトクリーニング装置
３１ ：クリーニングブレード
４０ ：光学センサユニット
４０Ｃ ：光学センサ
４０Ｆ ：光学センサ
４０Ｒ ：光学センサ
４０ａ ：レンズ
１００ ：基準板
１００ａ ：正反射基板部
１００ｂ ：拡散反射基板部
Ｋｐ ：掻き取り用トナーパターン
Ｐ１ ：対向領域
Ｐ２ ：非対向領域

特開２０１８－１２０１８３号公報

Claims (6)

1. トナー像を作像する作像手段と、
   前記作像手段により作像されたトナー像を担持する像担持体と、
   前記像担持体上の前記トナー像を記録媒体に転写する転写部材と、
   前記像担持体の表面をクリーニングするクリーニング部材と、
   前記像担持体の表面に対向して配置され、前記トナー像のトナー付着量を検知する付着量検知手段と、を備え、
   前記作像手段は、前記記録媒体に転写しないで、前記クリーニング部材に入力するトナー像パターンを前記像担持体に形成する画像形成装置において、
   前記トナー像パターンは、前記像担持体の表面移動方向と直交する直交方向に長い帯状パターンであり、
   前記作像手段は、前記直交方向において、前記クリーニング部材の前記付着量検知手段の配置位置に対応する箇所に入力する入力トナー量が、前記クリーニング部材の前記配置位置に対応しない箇所に入力する入力トナー量よりも多くなるように、前記トナー像パターンを形成することを特徴とする画像形成装置。
2. 請求項１に記載の画像形成装置において、
   前記クリーニング部材の前記付着量検知手段の配置位置に対応する箇所にトナーを入力する前記トナー像パターンの第一領域の前記像担持体の表面移動方向の長さが、前記第一領域以外の前記表面移動方向の長さよりも長いことを特徴とする画像形成装置。
3. 請求項１に記載の画像形成装置において、
   前記クリーニング部材の前記付着量検知手段の配置位置に対応する箇所にトナーを入力する前記トナー像パターンの第一領域のトナー量が、前記第一領域以外のトナー量よりも多いことを特徴とする画像形成装置。
4. 請求項１に記載の画像形成装置において、
   前記クリーニング部材の前記付着量検知手段の配置位置に対応する箇所にトナーを入力する前記トナー像パターンの第一領域は、前記付着量検知手段の付着量検知範囲以上であることを特徴とする画像形成装置。
5. 請求項４に記載の画像形成装置において、
   前記付着量検知手段は、光学センサであり、
   前記付着量検知範囲は、前記光学センサのスポット径であることを特徴とする画像形成装置。
6. 請求項１に記載の画像形成装置において、
   前記付着量検知手段は、前記像担持体の表面移動方向と直交する方向に複数配置されており、
   前記付着量検知手段の少なくともひとつが、前記像担持体の記録媒体通紙領域よりも外側に配置されていることを特徴とする画像形成装置。

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