JP5375456B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明はクリーニングブレードを備えたクリーニング手段を有する画像形成装置に関するものである。

電子写真方式のカラーの画像形成装置では、複数の感光体ドラム上に異なる色のトナー像をそれぞれ形成し、形成したトナー像を中間転写ベルトに一次転写して重ね合わせ、更に、中間転写体から用紙にトナー像を二次転写して、画像を得る。

このような画像形成装置においては、画像形成した後に感光体ドラムあるいは中間転写ベルトのような被清掃体に残留する未転写トナーを除去するためのクリーニング手段が設けられている。このようなクリーニング手段としては、例えば、弾性体よりなる平板状のクリーニングブレードを被清掃体の表面に当接させてその表面を摺擦することにより、被清掃体上の未転写トナーを機械的に除去するブレードクリーニング方式がある。

クリーニングブレードは通常動作においては、画像領域に形成したトナー像の未転写となった残留トナーの除去を行うが、それ以外に潤滑剤として機能させるためにクリーニングブレードにエッジ部にトナーを供給する場合がある。

画像面積の少ない（以下、低カバレッジという）コピーを連続して多数枚とった場合には転写ベルト上に残留トナーが不足した状態となり、転写ベルトに接触しているクリーニングブレードのエッジのトナーが無くなる。このためにクリーニングブレードと転写ベルトとの摺擦抵抗が増大し、ブレードの摩耗が促進されたりブレードめくれ等の問題が生じたりする。特許文献１に開示されている画像形成装置では、このような問題に対してめくれ防止用のトナーを定期的に供給している。

しかし、このようなめくれ防止用のトナーは、通常の未転写となった残留トナーに比べてトナーの量が多いので過剰に補給した場合にはクリーニングできない場合があり、そのような場合には転写材の裏汚れの問題となる。

このような問題に対して特許文献２に開示された画像形成装置では、画像密度によりトナー消費量を算出し、トナー消費量が増加した場合には非画像領域のトナー量を減少させ、逆にトナー消費量が減少した場合には非画像領域のトナー量を増加させるように制御することにより、クリーニングブレードに供給されるトナー量の適正化を図っている。

特開平２−４４３８８号公報 特開平５−１６５２９４号公報

トナー帯電量は、低カバレッジのコピーを連続して行った場合には、現像装置内でのトナー滞留時間が増え、現像装置内での撹拌や搬送によるストレスを受けるため、トナーの帯電量が低下し、トナー飛散や地かぶりの現象が発生する。

地かぶりの現象が発生した場合には、クリーニング手段に必要以上にトナーが供給されることになるので供給過剰となり、クリーニングしたトナーの排出が間に合わなくなり排出トナーの溢れや詰まりが発生する。

また地かぶりのトナーは、用紙を搬送している領域においては、用紙上に（視認できないレベルで）一部転移するために、結果として用紙に対応する位置に比べて用紙に対応しない位置（用紙の幅方向外側）ではかぶりトナーによるクリーニングブレードへ供給されるトナー量は多くなる。つまりクリーニングブレードへ供給されるトナー量がクリーニングブレードの長手方向で不均一となる。このような場合には、過剰に供給される位置ではトナーの漏れや詰まりが発生し、一方で不足する位置ではクリーニングブレードによる摩擦力が増大したり、クリーニングブレードのめくれが発生したりする。

本願発明は上記問題に鑑み、クリーニングブレードへ供給されるトナー量が長手方向で不均一となることを防止し、ひいては部分的なクリーニング不良あるいはクリーニングブレードのめくれ等の不具合が発生することを防止することを目的とする。

上記の目的は、下記に記載する発明により達成される。

１．現像ローラを備え、トナーとキャリアからなる２成分現像剤を収容し、露光部により露光された静電潜像を現像してトナー像を形成する現像手段と、
形成されたトナー像を担持する像担持体と、
前記像担持体上のトナー像を搬送された用紙に転写する転写ベルトと、
クリーニングブレードを備え、前記転写ベルト上のトナーを除去するクリーニング手段と、
前記現像手段に収容されているトナーの帯電量を検知する帯電量検知手段と、を有する画像形成装置において、
連続して用紙に画像形成する際の画像間の用紙に転写されない非画像領域に前記露光部により露光された静電潜像を現像することによりトナー帯を形成し、該トナー帯の形状を前記用紙のサイズ情報及び搬送位置情報、並びに前記帯電量検知手段との検知結果に基づいて設定する制御手段を有し、
前記帯電量検知手段の検知結果により、
トナーの帯電量の絶対値が所定値を超える場合における前記トナー帯の形状は、用紙搬送方向の長さが一定の矩形状であり、
トナーの帯電量の絶対値が所定値以下の場合における前記トナー帯の形状は、前記用紙搬送方向に直交する用紙幅方向における用紙搬送領域外での用紙搬送方向の長さが、用紙搬送領域内での長さよりも短い凸型形状であることを特徴とする画像形成装置。

２．前記クリーニング手段は、
前記クリーニングブレードよりも前記転写ベルトの回転方向上流側で当接するトナーガイドローラと、該トナーガイドローラに当接する規制板と、を備え、
前記クリーニングブレードにより除去した所定量までのトナーを、前記転写ベルト、前記クリーニングブレード、前記トナーガイドローラ及び前記規制板により囲まれる貯留部に貯留させることを特徴とする前記１に記載の画像形成装置。

３．現像ローラを備え、トナーとキャリアからなる２成分現像剤を収容し、露光部により露光された静電潜像を現像してトナー像を形成する現像手段と、
形成されたトナー像を担持する像担持体と、
前記像担持体上のトナー像を搬送された用紙に転写する転写手段と、
クリーニングブレードを備え、前記像担持体上の残留トナーを除去するクリーニング手段と、
前記現像手段に収容されているトナーの帯電量を検知する帯電量検知手段と、を有する画像形成装置において、
連続して用紙に画像形成する際の画像間の用紙に転写されない非画像領域に前記露光部により露光された静電潜像を現像することによりトナー帯を形成し、該トナー帯の形状を前記用紙のサイズ情報及び搬送位置情報、並びに前記帯電量検知手段との検知結果に基づいて設定する制御手段を有し、
前記帯電量検知手段の検知結果により、
トナーの帯電量の絶対値が所定値を超える場合における前記トナー帯の形状は、用紙搬送方向の長さが一定の矩形状であり、
トナーの帯電量の絶対値が所定値以下の場合における前記トナー帯の形状は、前記用紙搬送方向に直交する用紙幅方向における用紙搬送領域外での用紙搬送方向の長さが、用紙搬送領域内での長さよりも短い形状であることを特徴とする画像形成装置。

４．前記現像手段は複数であり、
前記像担持体は、複数の現像手段により形成されたトナー像を順次重ね合わせる中間転写ベルトであることを特徴とする前記３に記載の画像形成装置。

５．前記クリーニング手段は、
前記クリーニングブレードよりも前記像担持体の回転方向上流側で当接するトナーガイドローラと、該トナーガイドローラに当接する規制板と、を備え、
前記クリーニングブレードにより除去した所定量までのトナーを、前記像担持体、前記クリーニングブレード、前記トナーガイドローラ及び前記規制板により囲まれる貯留部に貯留させることを特徴とする前記３又は４に記載の画像形成装置。

６．前記帯電量検知手段は、
トナー像を形成する際の現像電流を検知する現像電流検知手段と、形成されたトナー像の光学濃度を検知する濃度センサとを備え、
前記濃度センサと前記現像電流検知手段との出力に基づいて前記現像手段に収容されているトナー帯電量を検知することを特徴とする前記１から５のいずれかに記載の画像形成装置。

本願発明によれば、連続して用紙に画像形成する際の画像間の用紙に転写されない非画像領域に前記露光部により露光された静電潜像を現像することによりトナー帯を形成し、該トナー帯の形状を前記用紙のサイズ情報及び搬送位置情報、並びに前記帯電量検知手段との検知結果に基づいて設定するように制御することにより、クリーニングブレードへ供給されるトナー量が長手方向で不均一となることを防止し、ひいては部分的なクリーニング不良あるいはクリーニングブレードのめくれ等の不具合が発生することを防止することが可能となる。

画像形成装置１００の要部を示す図である。 画像形成手段１０Ｋの周辺を示す図である。 本実施形態に係るクリーニング部６６の構成図である。 本実施形態に係る画像形成装置１００が行う制御フローの説明図である。 連続して画像形成した場合における各用紙（Ｓ１〜Ｓ４）とトナー帯（ｓｔ１、ｓｔ２）との位置関係を説明する図である。 トナー帯電量が所定値以下において、地かぶりｆｔ１が発生した際に、地かぶりのトナーによるクリーニングブレード９６Ａに供給されるトナー量を示す説明図である。 トナー帯ｓｔの形成周期Ｌ５当たりのクリーニングブレード９６Ａに供給（搬送）されるトナー量を示したものである。

本発明を実施の形態に基づいて説明するが、本発明は該実施の形態に限られない。

［画像形成装置］
図１及び図２に基づいて本実施形態に係る画像形成装置について説明する。図１は、画像形成装置１００の要部を示す図であり、図２は、画像形成手段１０Ｋの周辺を示す図である。

画像形成装置１００は、タンデム型カラー画像形成装置と称せられるもので、複数組の画像形成手段１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋと、ベルト状の中間転写ベルト６と給紙装置２０及び定着装置３０等から構成されている。

画像形成装置１００の上部には、スキャナー１１０が設置されている。原稿台上に載置された原稿はスキャナー１１０の原稿画像走査露光装置の光学系により画像が走査露光され、ラインイメージセンサに読み込まれる。ラインイメージセンサにより光電変換されたアナログ信号は、制御手段において、アナログ処理、Ａ／Ｄ変換、シェーディング補正、画像圧縮処理等を行った後、露光部３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３Ｋに入力される。

なお本願明細書においては構成要素を総称する場合にはアルファベットの添え字を省略した参照符号で示し、個別の構成要素を指す場合にはＹ（イエロー）、Ｍ（マゼンタ）、Ｃ（シアン）、Ｋ（ブラック）の添え字を付した参照符号で示す。

イエロー（Ｙ）色の画像を形成する画像形成手段１０Ｙ、マゼンタ（Ｍ）色の画像を形成する画像形成手段１０Ｍ、シアン（Ｃ）色の画像を形成する画像形成手段１０Ｃ、及びブラック（Ｋ）色の画像を形成する画像形成手段１０Ｋは、それぞれ像担持体としてのドラム状の感光体１の周囲に配置された帯電極２、露光部３Ｙ、現像装置４及びクリーニング部５を有する（Ｍ、Ｃ、Ｋについては参照符号を省略）。

感光体１は、例えば、有機光導電体を含有させた樹脂よりなる感光層がドラム状の金属基体の外周面に形成されてなる有機感光体よりなり、搬送される用紙Ｓの幅方向（図１において、紙面に対して垂直な方向）に伸びる状態で配設されている。感光層を構成する樹脂としては、例えばポリカーボネイト等を例示することができる。なお図１、図２に示した実施形態においては、ドラム状感光体１を用いた構成例について説明したがこれに限られず、ベルト状感光体を用いてもよい。

現像装置４は現像手段として機能し、それぞれイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）及び黒（Ｋ）の異なる色の小粒径のトナーとキャリアからなる２成分現像剤を収容する。

ベルト状の中間転写ベルト６は、複数のローラにより、回転可能に支持されている。中間転写ベルト６は、体積抵抗率１０^６〜１０^１２Ω・ｃｍの無端ベルトであり、例えば変性ポリイミド、熱硬化ポリイミド、エチレンテトラフルオロエチレン共重合体、ポリフッ化ビニリデン、ナイロンアロイ等のエンジニアリングプラスチックに導電材料を分散した、厚さ０．０４〜０．１０ｍｍの半導電性シームレスベルトである。

画像形成手段１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋにより感光体１上に形成された各色のトナー画像は、回転する中間転写ベルト６上に一次転写ローラ７により逐次転写されて（１次転写）、合成されたカラー画像が形成される。一方、画像転写後の感光体１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋは各色のクリーニング部５のクリーニングブレードにより残留トナーが除去される。

給紙装置２０の用紙収納部（トレイ）２１内に収容された用紙Ｓは、第１給紙部２２により給紙され、給紙ローラ２３、２４、２５Ａ、２５Ｂ、レジストローラ（第２給紙部）２６等を経て、二次転写ベルト９に搬送され、用紙Ｓ上にカラー画像が転写される（２次転写）。

なお、画像形成装置１００の下部に鉛直方向に縦列配置された３段の用紙収納部２１は、ほぼ同一の構成をなすから、同符号を付した。また、３段の給紙部２２も、ほぼ同一の構成をなすから、同符号を付してある。用紙収納部２１、給紙部２２を含めて給紙装置２０と称す。

定着装置３０において挟持し、熱と圧力とを加えることにより用紙Ｓ上のカラートナー画像（あるいはトナー画像）が定着されて用紙Ｓ上に固定される。用紙Ｓは搬送ローラ対３７に挟持されて搬送され、排紙搬送路に設けられた排紙ローラ２７から排出され、機外の排紙トレイ９０上に載置される。

一方、二次転写ベルト９により用紙Ｓにカラー画像を転写した後、用紙Ｓを曲率分離した中間転写ベルト６は、クリーニング部６６のクリーニングブレード６６Ａにより残留トナーが除去される。また二次転写ベルト９のクリーニング部９６のクリーニングブレード９６Ａにより表面に付着した残留トナー等が除去される。

用紙Ｓの両面に複写する場合には、用紙Ｓの第１面に形成した画像を定着処理した後、用紙Ｓを分岐板２９により排紙搬送路から分岐させ、両面搬送路２８に導入して表裏反転して再び給紙ローラ２５Ｂから搬送される。用紙Ｓは画像形成手段１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋによって第２面に各色の画像が両面に形成され、定着装置３０により加熱定着処理され、排紙ローラ２７によって装置外に排出される。

図２は、画像形成手段１０Ｋの周辺を示す図である。画像形成手段１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃも同様の構成であり画像形成手段１０Ｋを代表として説明する。同図に示すように、感光体１Ｋの周囲には、感光体を帯電する帯電極２Ｋ、露光部３Ｋ、現像装置４Ｋと、中間転写ベルト６と、一次転写ローラ７Ｋとを配置させている。一次転写ローラ７Ｋは中間転写ベルト６を裏面から感光体１Ｋに向けて付勢する。帯電極２Ｋにより帯電され、画像データに基づいて露光部３から露光がなされて潜像が形成される。また後述のトナー帯（ｓｔ１、ｓｔ２）を形成するときは、記憶部５０１に記憶されているパターンの画像データに基づいて露光部３から感光体１への露光がなされてトナー帯の潜像が形成される。

５０は制御部でありＣＰＵとメモリを備えており、メモリに記憶しているプログラムをＣＰＵが実行することにより各種制御を実行する。制御部５０により現像バイアス電源Ｈ１、露光部３、濃度センサ１１、等の制御及び後述のトナー帯の作成制御を行う。記憶部５０１の内部には制御テーブル、換算テーブルが記憶されており、制御テーブルには通常の画像形成時における現像条件及びトナー帯形成時の現像条件の出力値等が設定されており、換算テーブルには後述する濃度センサの検出値とトナー付着量との対応関係が記録されている。

図２において、１１は濃度センサであり反射型のフォトセンサにより構成され、中間転写ベルト６上で最も下流側の現像装置４Ｋよりも更に下流側に配置されている。このような配置とすることにより中間転写ベルト６上に形成したＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋ各色のトナーのパッチ画像の光学反射濃度を検知することができる。また換算テーブルには、光学反射濃度とトナー付着量との対応関係を記述したテーブルが記憶されており、当該テーブルを参照することにより、検知した光学反射濃度に基づいてトナー付着量（ｇ／ｍ^２）を算出することができる。

［現像装置４Ｋ］
現像装置４Ｋには、２成分現像剤が収容されている。２成分現像剤は、フェライトをコアとしてその周りに絶縁性樹脂をコーティングしたキャリアと、ポリエステルを主材料として顔料あるいはカーボンブラック等の着色剤、荷電制御剤、シリカ、酸化チタン等を加えたトナーとからなる。キャリアは粒径１０〜５０μｍ、飽和磁化１０〜８０ｅｍｕ／ｇ、トナーは粒径４〜１０μｍ、トナーの帯電特性は負帯電特性であり平均電荷量としては−２０〜−６０μＣ／ｇである。２成分現像剤としてはこれらのキャリアとトナーとを、トナー濃度４〜１０質量％になるよう混合したものを用いている。

現像ローラ４０Ｋは回転可能な現像スリーブと固定された磁界を発生するマグネットローラとから構成されている。現像スリーブには、現像バイアス電源Ｈ１からＡＣ電圧にＤＣ電圧を重畳して電圧が印加される。実際の動作条件としては例えば、現像バイアス電源Ｈ１からの現像ローラ４０Ｋに対する出力電圧（以下、単に現像バイアスともいう）はＡＣ成分としては０．５〜２．０ｋＶｐ−ｐ、周波数２〜７ｋＨｚ、矩形波のＤｕｔｙ５０％である。ＤＣ成分としては−２００〜−７００Ｖである。

現像電流検知部Ｈ１１は、現像時における現像ローラ４０Ｋと感光体１Ｋとの間を流れる現像電流を測定する。現像電流は、現像時にトナーが現像ローラ４０Ｋの表面から感光体１Ｋへ移動する際に生じる。現像電流は移動したトナーの単位時間当たりの総電荷量に比例するので、現像電流を測定することにより現像したトナーの総電荷量を測定することができる。そして制御部５０では、前述の濃度センサ１１によって算出したトナー付着量の値と、総電荷量との関係から単位質量あたりのトナーの帯電量（以下、単にトナー帯電量という）を算出している。トナー帯電量を測定するタイミングとしては、例えば、朝の起動時等の長時間停止した後のタイミング、所定のプリント枚数毎、あるいはこれらとともに、露光部３による露光ドット数をカウントすることによりカバレッジ（画像面積率ともいう）を測定し所定のカバレッジを上回るあるいは下回る画像を連続してプリントした場合に追加で測定を行う。

なお、本実施形態においては、（１）現像電流と（２）光学濃度からのトナー付着量とに基づいてトナー帯電量を測定しているが、これに限られず、非接触の表面電位計により、トナーを現像する前後の感光体１上の電位を測定することによりトナー層電位を求め、当該トナー層電位と前述のトナー付着量とに基づいてトナー帯電量を求めるようにしてもよい。

［クリーニング部６６］
図３は、本実施形態に係るクリーニング部６６の構成図である。なお、二次転写ベルト９のクリーニング部９６のクリーニングブレード９６Ａ及びクリーニング部５の構成は、クリーニング部６６の構成と同様であるので、クリーニング部９６の説明は、クリーニング部６６を説明することにより省略する。

ケーシング６６１にはクリーニング手段を構成する各部材が装着される。

クリーニングブレード６６Ａの材質としてはゴム弾性体が用いられ、その材料としてはウレタンゴム、シリコンゴム、フッ素ゴム、クロロピレンゴム、ブタジエンゴム等が知られているが、これらの内、ウレタンゴムは他のゴムに比して摩耗特性が優れている点で特に好ましい。クリーニングブレード６６Ａはブレードホルダ６６３に接着剤等により固着されている。

ブレードホルダ６６３はケーシング６６１に設けられた支持軸６６４に回動自在に軸支されている。引っ張りバネ６６５によりブレードホルダ６６３は反時計方向に回動するように付勢し、クリーニングブレード６６Ａのエッジ部が、中間転写ベルト６の回転方向と反対方向（カウンター方向）に向いた状態で、バックアップローラ７５にバックアップされた中間転写ベルト６に圧接位置Ｃで圧接するように配設されている。

６６８はスポンジから形成されたトナーガイドローラであり、圧接位置Ｃよりも中間転写ベルト６の回転方向上流側で中間転写ベルト６に当接するように配設されている。また、トナーガイドローラ６６８は、中間転写ベルト６との当接位置において中間転写ベルト６と同方向（図３では反時計方向）に回転する。

６６９は、ＰＥＴシートから形成されたトナー排出規制部材であり、その一端はトナーガイドローラ６６８と中間転写ベルト６との当接位置と反対側の位置でトナーガイドローラ６６８に当接し、他端はトナーガイドローラ６６８の上方に設けられた保持部材６１０に両面テープ等により固着されている。

保持部材６１０は、ケーシング６６１の突起部６７１にネジ止めされている。

以上の構成により、中間転写ベルト６、クリーニングブレード６６Ａ、トナーガイドローラ６６８、及び規制板６６９に包囲された空間Ｓが形成される。

６７２はケーシング６６１の底部に設けられた回収スクリュウであり、ケーシング６６１の底部に貯溜した残留トナーを紙面垂直方向に搬送し、ケーシング６６１の外部へ排出する。

６７３は、ＰＥＴから形成されたトナー受けシートであり、一端がケーシング６６１の底部に固着され、他端が中間転写ベルト６に当接し、ケーシング６６１の内部の残留トナーが下方に落下することを防止している。

次に、クリーニング手段６０の動作について説明する。

中間転写ベルト６上のトナー像が記録紙に二次転写された後、中間転写ベルト６上に残留した残留トナーはクリーニングブレード６６Ａにより掻き落とされ、空間Ｓに貯留される。中間転写ベルト６、クリーニングブレード６６Ａ、トナーガイドローラ６６８及び規制板６６９との囲まれた空間Ｓは「貯留部」として機能し、所定量までの残留トナーを貯留することができる。空間Ｓに貯留された残留トナーが所定量を超えると、規制板６６９とトナーガイドローラ６６８との当接部からトナーが排出され、貯留される残留トナーの量が一定になるように維持される。空間Ｓに貯留される残留トナーの量が増加すると、規制板６６９は弾性を有しているため、圧力調整弁のような作用を行い、空間Ｓに一定量の残留トナーを貯留する。

従って、貯留される残留トナーの上面レベルが、常に圧接位置Ｃよりも上方にあるように構成することにより、印字率が低い画像形成が連続しても、クリーニングブレード６６Ａのエッジ部には潤滑剤となる残留トナーが供給されることになる。残留トナーが流動性を有しているため、少しずつ残留トナーが供給される場合にはトナーガイドローラ６０８の回転運動や装置の僅かな振動等により、トナーがトナーガイドローラの回転軸方向に広がり、空間Ｓに均一に貯留されることになるが、急激に一部分の箇所に残留トナーが供給された場合には局所的に増加するために溢れ、突起部６７１等を経由して、画像形成装置１００の内部に漏れたり、空間Ｓの圧力が局所的に高まることにより、局所的にクリーニングブレードの当接状態が変化することによるクリーニング不良が発生したりする虞がある。

［制御フロー］
図４は、本実施形態に係る画像形成装置１００が行う制御フローの説明図である。当該制御フローは制御部５０により実行される。

まずステップＳ１１では、トナー帯電量Ｑｔを検知する。トナー帯電量の検知は前述のように記憶部５０１に記憶されている所定のトナーパターンを現像する際の現像電流検知部Ｈ１１による現像電流と、濃度センサ１１による光学濃度から求めたトナー付着量に基づいてトナー帯電量Ｑｔを算出している。なお当該トナーパターンは、後述のトナー帯（例えばｓｔ２）を用いても良い。

ステップＳ１２で、Ｑｔ≦Ｑ０であると判断した場合（ステップＳ１２：Ｙｅｓ）には、続くステップＳ１３を実行する。ここでトナー帯電量Ｑ０は所定値であり、当該所定値は現像装置４に収納されているトナーのトナー帯電量Ｑｔの絶対値がＱ０以下となった場合にはトナーかぶり現象が発生するレベルに設定されている。例えば低カバレッジが連続した場合には、現像装置４内部のトナーが消費されずに、長時間滞留することになり、現像装置４での撹拌等による長時間のストレスにより、トナー外添剤が埋没等することによりトナーの帯電性能が劣化し、その結果、トナー帯電量が下がる。（絶対値が下がること、以下同様）。また逆に高カバレッジにおいても連続して多量のトナーが消費され、消費された分のトナーを補給した場合には、撹拌による摩擦帯電の付与が間に合わず、トナー帯電量が低下する。トナー帯電量が下がった場合には、地かぶりの現象が発生することになり、その地かぶり分のトナーが、クリーニング部９６（あるいはクリーニング部６６）のクリーニングブレード９６Ａに供給されることになる。例えば定常状態におけるトナー帯電量が−４５μｃ／ｇである場合に、−２０μｃ／ｇまでトナー帯電量が下がった場合には、地かぶりが発生する。

ステップＳ１３では、連続して画像形成を行っている用紙Ｓに関する用紙サイズ情報、用紙の搬送位置情報を取得する。制御部５０では、用紙サイズ情報により用紙の長さ（用紙搬送方向）と幅の情報を、当該幅の情報と搬送位置情報により中間転写ベルト６あるいは二次転写ベルト９における用紙の搬送位置（後述の図５のＹ_１、Ｙ_２）及び、連続して搬送される用紙の間隔（後述の長さＬ１、紙間Ｌ２）の情報を得ることができる。

ステップＳ１４では、凸型のトナー帯（ｓｔ１）を所定のタイミングで形成する。トナー帯の詳細については後述する。

一方で、ステップＳ１２でＱｔ≦Ｑ０でないと判断した場合（ステップＳ１２：Ｎｏ）には、矩形のトナー帯（ｓｔ２）を形成する（ステップＳ２１）。

［トナー帯の形状］
次にトナー帯の形状の設定手順について図５から図７に基づいて説明する。図５は、連続して画像形成した場合における各用紙（Ｓ１〜Ｓ４）とトナー帯（ｓｔ１、ｓｔ２）との位置関係を説明する図である。図６は、かぶりトナーと用紙搬送位置との関係を説明する図である。図７は、クリーニングブレードに供給されるトナー量とＹ方向位置との関係を説明する模式図である。

図５（ａ）は非画像領域に凸型のトナー帯を形成した図であり、図５（ｂ）は矩形のトナー帯を形成した図である。それぞれのトナー帯は、ステップＳ１４、Ｓ２１にそれぞれ対応するものである。図５（ａ）、図５（ｂ）に示す例は、連続して用紙に画像形成する際の画像間の非画像領域にトナー帯ｓｔ１（あるいはｓｔ２、以下これらを総称してトナー帯ｓｔともいう）を形成したものである。これらの図においては連続して回転する無端状の二次転写ベルト９（あるいは中間転写ベルト６）に対する、４枚分の用紙搬送領域Ｓ１〜Ｓ４（画像領域ともいう）とトナー帯ｓｔの位置関係を模式的に示している。

図５においてＸ方向は用紙搬送方向であり、これに直交する用紙幅方向をＹ方向としている。Ｌ１は用紙の長さ、Ｌ２は連続する用紙の紙間、Ｌ５はトナー帯ｓｔの形成周期である。同図においては用紙を２枚搬送する毎にトナー帯ｓｔを形成した例を示している。なお、トナー帯ｓｔの形成周期Ｌ５は２枚毎に限られず用紙１枚毎でもあるいは３枚以上の周期で行ってもよい。またトナー帯ｓｔの形成周期Ｌ５の長さは搬送される用紙のサイズに応じて決定される長さＬ１と紙間Ｌ２に応じて異なる長さに設定される。

図６は、トナー帯電量が所定値以下において、地かぶりｆｔ１が発生した際に、地かぶりのトナーによるクリーニングブレード９６Ａに供給されるトナー量を示しており、図５に対応するものである。なお同図においてはトナー帯ｓｔの表示は省略している。Ｙ_０、Ｙ_３は現像ローラ４０により現像可能な現像領域の端部位置にそれぞれ対応し、Ｙ_１、Ｙ_２は用紙搬送領域の端部位置にそれぞれ対応する。同図においてａ２の領域では、かぶりトナーは用紙Ｓに転写されるために、領域ａ２ではかぶりトナーは存在しないことになる。このため、Ｙ方向においては、用紙搬送領域に対応する領域（用紙搬送領域内）とそれ以外の領域（用紙搬送領域外）ではクリーニングブレード９６Ａに供給（搬送）されるかぶりトナー量に差が生じることになる。

図７は、トナー帯ｓｔの形成周期Ｌ５（図５（ａ）参照）当たりのクリーニングブレード９６Ａに供給（搬送）されるトナー量を示したものである。横軸はＹ方向位置であり、縦軸はトナー量である。図７（ａ）は、形成周期Ｌ５当たりのかぶりトナーｆｔ１により供給されるトナー量を示しており、図６で説明したようにＹ_１とＹ_３間の用紙搬送領域内で供給されるトナー量ｍ_２は、用紙Ｓに転写される分だけそれ以外の領域のトナー量ｍ_１に比べて少ない。

図７（ｂ）はステップＳ１４で形成した凸型のトナー帯ｓｔ１と、形成周期Ｌ５当たりのかぶりトナーｆｔ１による供給される合計のトナー量ｓｔ０を示したものである。図７（ｂ）に示すように、合計のトナー量ｓｔ０がＹ方向で略均一になるように、凸型のトナー帯ｓｔ１の形状の設定を行っている。つまり用紙搬送領域内でのトナー量ｍ_４とトナー量ｍ_２の合計と、用紙搬送領域外のトナー量ｍ_３とトナー量ｍ_１との合計は供にトナー量ｍ_５となるように、凸型のトナー帯ｓｔ１のＸ方向長さの設定を行っている。その結果、凸型のトナー帯は用紙搬送領域外でのＸ方向（用紙搬送方向）の長さが、用紙搬送領域内での長さよりも短い凸型形状となっている。

なお、図４に示した例ではトナー帯ｓｔ１の凸型の形状のＹ方向位置は搬送する用紙サイズにより可変としているが、中央部Ｘ方向長さと両端部のＸ方向長さはそれぞれ固定の値としている。しかし、これに限られずＸ方向長さも可変としてもよい。可変とする場合には、（１）測定したトナー帯電量Ｑｔにより予め記憶部５０１に記憶されている換算テーブルを参照することによりかぶりトナーの単位面積あたりの付着量を算出し、（２）その付着量からかぶりトナーによる供給されるトナーｍ_１、ｍ_２を算出し、（３）当該ｍ_１、ｍ_２にそしてこれらのトナー量ｍ_１、ｍ_２に応じて凸型トナー帯ｓｔ１のトナー量ｍ_３、ｍ_４が決定される。（４）そしてトナー量ｍ_４に基づいてトナー帯ｓｔ１の中央部（用紙搬送領域内）Ｘ方向長さが、トナー量ｍ_３に基づいてトナー帯ｓｔ１の外側（用紙搬送領域外）Ｘ方向長さの決定を行う。

本実施形態においては、連続して用紙に画像形成する際の画像間の用紙に転写されない非画像領域に前記露光部により露光された静電潜像を現像することによりトナー帯を形成し、該トナー帯の形状を前記用紙のサイズ情報及び搬送位置情報、並びに前記帯電量検知手段との検知結果に基づいて設定することにより、クリーニングブレードへ供給されるトナー量が長手方向で不均一となることを防止し、ひいては部分的なクリーニング不良あるいはクリーニングブレードのめくれ等の不具合が発生することを防止することが可能となる。

表１は現像装置４の内部のトナー帯電量と、かぶりトナーｆｔ１との関係を示すものである。表１にはトナー帯電量の絶対値が−３０μｃ／ｇ以下となる場合にはかぶりトナーの量が多くなる結果を示している。

（実施例の条件）
所定の帯電量Ｑ０（閾値）：−３０μｃ／ｇ
凸型のトナー帯ｓｔ１ ：Ｘ方向長さが用紙搬送領域内では４．２ｍｍ、それ以外の用紙搬送領域外では２．１ｍｍ
矩形のトナー帯ｓｔ２ ：Ｘ方向長さが５ｍｍ
トナー帯のトナー付着量 ：４ｇ／ｍ^２
用紙サイズＡ４ ：長さＬ１は２１０ｍｍ、紙間Ｌ２は８５ｍｍ
トナー帯の形成周期Ｌ５ ：用紙１枚毎でＬ５の長さは２９５ｍｍ
実施例では測定した帯電量Ｑｔが所定の帯電量Ｑ０以下の場合には凸型のトナー帯ｓｔ１を形成し、帯電量Ｑ０を超える場合には、矩形のトナー帯ｓｔ２を形成する。比較例ではトナー帯電量Ｑｔによらず固定の矩形のトナー帯ｓｔ２を形成する。比較例においては、凸型トナー帯の条件以外は、実施例の条件と共通である。

比較例では、かぶりトナーが発生するトナー帯電量が−２３．５μｃ／ｇの場合には、かぶりトナー量は０．０４ｇ／ｍ^２であり、用紙搬送領域内におけるクリーニングブレード９６Ａに供給されるトナー量は、用紙搬送領域外に比べて３６．２％増加する。この結果、用紙搬送領域外ではクリーニングブレード９６Ａに供給されるトナーが過剰となり、クリーニング部９６の長手方向の両端部からトナー吹き出しが発生し、場合によってはトナーパッキングやブレードめくれ等の他の不具合も発生する。

一方、実施例では、同条件下でも凸型のトナー帯ｓｔ２を形成することにより用紙搬送領域内とそれ以外の用紙搬送領域外でも、クリーニングブレード９６Ａに供給されるトナー量はほぼ同等である。この結果、実施例では比較例で発生するような不具合は発生しない。

１ 感光体
３ 露光部
４ 現像装置
６ 中間転写ベルト
９ 二次転写ベルト
１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋ 画像形成手段
１１ 濃度センサ
３０ 定着装置
４０Ｋ 現像ローラ
５０ 制御部
５０１ 記憶部
６６、９６ クリーニング部
６６Ａ、９６Ａ クリーニングブレード
Ｈ１１ 現像電流検知部

Claims (6)

1. 現像ローラを備え、トナーとキャリアからなる２成分現像剤を収容し、露光部により露光された静電潜像を現像してトナー像を形成する現像手段と、
   形成されたトナー像を担持する像担持体と、
   前記像担持体上のトナー像を搬送された用紙に転写する転写ベルトと、
   クリーニングブレードを備え、前記転写ベルト上のトナーを除去するクリーニング手段と、
   前記現像手段に収容されているトナーの帯電量を検知する帯電量検知手段と、を有する画像形成装置において、
   連続して用紙に画像形成する際の画像間の用紙に転写されない非画像領域に前記露光部により露光された静電潜像を現像することによりトナー帯を形成し、該トナー帯の形状を前記用紙のサイズ情報及び搬送位置情報、並びに前記帯電量検知手段との検知結果に基づいて設定する制御手段を有し、
   前記帯電量検知手段の検知結果により、
   トナーの帯電量の絶対値が所定値を超える場合における前記トナー帯の形状は、用紙搬送方向の長さが一定の矩形状であり、
   トナーの帯電量の絶対値が所定値以下の場合における前記トナー帯の形状は、前記用紙搬送方向に直交する用紙幅方向における用紙搬送領域外での用紙搬送方向の長さが、用紙搬送領域内での長さよりも短い凸型形状であることを特徴とする画像形成装置。
2. 前記クリーニング手段は、
   前記クリーニングブレードよりも前記転写ベルトの回転方向上流側で当接するトナーガイドローラと、該トナーガイドローラに当接する規制板と、を備え、
   前記クリーニングブレードにより除去した所定量までのトナーを、前記転写ベルト、前記クリーニングブレード、前記トナーガイドローラ及び前記規制板により囲まれる貯留部に貯留させることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 現像ローラを備え、トナーとキャリアからなる２成分現像剤を収容し、露光部により露光された静電潜像を現像してトナー像を形成する現像手段と、
   形成されたトナー像を担持する像担持体と、
   前記像担持体上のトナー像を搬送された用紙に転写する転写手段と、
   クリーニングブレードを備え、前記像担持体上の残留トナーを除去するクリーニング手段と、
   前記現像手段に収容されているトナーの帯電量を検知する帯電量検知手段と、を有する画像形成装置において、
   連続して用紙に画像形成する際の画像間の用紙に転写されない非画像領域に前記露光部により露光された静電潜像を現像することによりトナー帯を形成し、該トナー帯の形状を前記用紙のサイズ情報及び搬送位置情報、並びに前記帯電量検知手段との検知結果に基づいて設定する制御手段を有し、
   前記帯電量検知手段の検知結果により、
   トナーの帯電量の絶対値が所定値を超える場合における前記トナー帯の形状は、用紙搬送方向の長さが一定の矩形状であり、
   トナーの帯電量の絶対値が所定値以下の場合における前記トナー帯の形状は、前記用紙搬送方向に直交する用紙幅方向における用紙搬送領域外での用紙搬送方向の長さが、用紙搬送領域内での長さよりも短い形状であることを特徴とする画像形成装置。
4. 前記現像手段は複数であり、
   前記像担持体は、複数の現像手段により形成されたトナー像を順次重ね合わせる中間転写ベルトであることを特徴とする請求項３に記載の画像形成装置。
5. 前記クリーニング手段は、
   前記クリーニングブレードよりも前記像担持体の回転方向上流側で当接するトナーガイドローラと、該トナーガイドローラに当接する規制板と、を備え、
   前記クリーニングブレードにより除去した所定量までのトナーを、前記像担持体、前記クリーニングブレード、前記トナーガイドローラ及び前記規制板により囲まれる貯留部に貯留させることを特徴とする請求項３又は４に記載の画像形成装置。
6. 前記帯電量検知手段は、
   トナー像を形成する際の現像電流を検知する現像電流検知手段と、形成されたトナー像の光学濃度を検知する濃度センサとを備え、
   前記濃度センサと前記現像電流検知手段との出力に基づいて前記現像手段に収容されているトナー帯電量を検知することを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の画像形成装置。

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