JP5936345B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、複写機やレーザプリンタ等の電子写真の技術を用いて像担持体に担持されたトナー像を記録材に転写する画像形成装置、詳しくは、像担持体および転写材を搬送する転写材搬送部材のクリーニングを安定して行う技術に関する。

多様な記録材に対応するためにトナー像を担持する中間転写ベルトを設けた上で、記録材への対応力をさらに強化するために、記録材を搬送する搬送ベルトを設けた構成がある。このような構成では中間転写ベルトと搬送ベルトとでニップ部を形成した上で、搬送ベルトに担持された記録材に中間転写ベルトからニップ部においてトナー像を転写する。

しかしニップ部で一部のトナーは記録材に転写せず中間転写ベルトに残留する。そのため中間転写ベルト上をクリーニングする手段が必要となる。また記録材と記録材との間で中間転写ベルト上のトナーが搬送ベルトに付着するおそれがある。そのため搬送ベルトをクリーニングする手段も必要になる。

そこでベルトをクリーニングする従来方法として、ベルトに接触するブレード部材を設ける方法がある。

しかしブレードがベルトに接触する位置でトナーが枯渇するとブレードとベルトとの間で摩擦力が過度に大きくなるおそれがある。その結果ブレードがめくれてしまうおそれがある。そこでブレードとベルトとの間での摩擦力が過度に大きくなるのを抑制する方法として、紙間に形成するパッチ画像を利用する方法が特許文献１に記載されている。

特許文献１は、中間転写ベルトに接触するブレードと、二次転写ローラに接触するブレードとを備える構成である。特許文献１には二つの制御が記載されている。一方の制御は、パッチ画像を二次転写ローラに供給するためにパッチ画像が二次転写部を通る時に二次転写部に印加する電圧の極性を転写電圧と同じに設定する制御である。他方の制御は、パッチ画像を中間転写ベルトのブレードに供給するためにパッチ画像が二次転写部を通る時に二次転写部に印加する電圧の極性を転写電圧と逆に設定する制御である。

特開２００２−０７２７１３

搬送ベルトにトナーが付着するのは基本的に紙間のみであるので、搬送ベルトのブレードにはトナーが供給されにくい。一方で記録材が二次転写部を通過する時にトナーの一部が記録材に転写されず中間転写ベルトに残留する（残留トナー）。すなわち中間転写ベルトのブレードについては、残留トナーによるトナー供給がある。

しかし残留トナーの量は、記録材に形成するトナー画像の画像比率によって変化する。すなわち画像比率が高いトナー画像が形成されれば、残留トナーの量が多くなるので、中間転写ベルトのブレードへのトナー供給量が過多になるおそれがある。逆に画像比率が低いトナー画像が形成されれば、残留トナーの量が減るので、中間転写ベルトのブレードへのトナー供給量が過度に減るおそれがある。

上記課題を解決するための本発明は、トナー像を形成する画像形成手段と、移動可能であって、前記画像形成手段によって形成されたトナー像を担持する中間転写ベルトと、移動可能であって、記録材を搬送する搬送ベルトと、前記搬送ベルトに搬送される記録材に前記中間転写ベルトからトナー像を転写する転写部を形成する転写部材と、前記転写部材に転写電圧を印加する電圧印加手段と、前記中間転写ベルトが移動する方向において前記転写部よりも下流側で前記中間転写ベルトに接触する第１のブレード部材と、前記搬送ベルトが移動する方向において前記転写部よりも下流側で前記搬送ベルトに接触する第２のブレード部材と、所定の画像形成数における画像情報から記録材に形成するための画像に使用されたトナー使用量を判断する判断部と、を備える画像形成装置において、前記中間転写ベルト上における画像領域と次の画像領域との間の非画像形成領域に単位面積当たりの載り量が所定値のトナー帯を形成し、前記トナー帯が前記転写部を通過するときに前記転写部材に前記転写電圧と同じ極性であって、前記転写部を通過後の前記トナー帯が前記第１のブレード部材と前記第２のブレード部材とのいずれにも供給される電圧値を印加するトナー供給動作を実行する実行部を備え、前記実行部は、前記判断部で判断した前記トナー使用量が第１の使用量の場合、前記トナー帯の載り量を第１の値に設定して第１の電圧値で前記トナー供給動作を実行し、前記判断部で判断した前記トナー使用量が前記第１の使用量より大きい第２の使用量の場合、前記トナー帯の載り量を前記第１の値より少ない第２の値に設定して前記第１の電圧値より絶対値の高い第２の電圧値で前記トナー供給動作を実行することを特徴とする。

本願発明によって、中間転写ベルトと搬送ベルトそれぞれをブレードでクリーニングする構成において、搬送ベルトへのトナー帯を供給しつつ、高画像比率の場合に中間転写ベルトにいくトナーが過多になったり、低画像比率の場合に中間転写ベルトのブレードでトナーが不足したりするのを抑制することができる。

実施形態１を説明する図である。 実施形態１のブロック図である。 実施形態１のフローチャートである。 実施形態１の制御を説明する図である。 実施形態１、実施形態２の制御を説明する図である。 実施形態２のブロック図である。 実施形態２のフローチャートである。

＜実施形態１＞
（画像形成プロセス）
本実施形態の画像形成装置の画像形成プロセスについて、図１を用いて説明する。
符号１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１ｋはトナー像を担持する像担持体としての感光ドラムであり、矢線Ａ方向へ移動して、その表面は１次帯電装置３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３ｋにより一様に帯電される。符号４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４ｋは画像情報に基づいて露光する露光装置である。周知の電子写真プロセスによって画像情報に応じた静電潜像が感光ドラム１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１ｋに形成される。

トナー像を現像する現像装置５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５ｋはそれぞれ有彩色トナーのイエロ（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）とブラック（ｋ）トナーを内包する。前述の静電潜像は現像装置５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５ｋにより現像され、各感光ドラム１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１ｋ面上にトナー像が形成される。現像方式は、静電潜像の露光部にトナーを付着させて現像する反転現像方式である。

露光装置４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｋによって形成される静電潜像は、小さいドット画像の集合体である。露光装置４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｋがドット画像の密度を調整する。その結果単位面積当たりのトナーの載り量が調整されて、感光体ドラム１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋ上に形成するトナー像の濃度を変更することができる。なお本実施形態では、各色のトナー像の最大濃度は１．５〜１．７程度である。トナー像の濃度が最大濃度である場合には、単位面積当たりのトナーの載り量は０．４〜０．６ｍｇ／ｃｍ^２程度である。

感光ドラム１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋ上のトナー像は、一次転写ローラ６Ｙ，６Ｍ，６Ｃ，６Ｋによって，中間転写ベルト４０へ転写する。すなわち一次転写ローラ６Ｙ，６Ｍ，６Ｃ，６Ｋは、トナー像を中間転写ベルトへ転写する一次転写部材として機能する。各色のトナー像は中間転写ベルトで重なり、カラー画像が形成される。中間転写ベルト４０は、感光体ドラム１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋの表面に接触するように配置される。中間転写ベルト４０は、複数の張架ローラ４１、４２、４３に張架されて、矢印Ｇの向きに２５０〜３００ｍｍ／ｓｅｃで移動可能なベルト部材である。中間転写ベルト張架ローラ４１は、中間転写ベルト４０の張力を維持するテンションローラである。中間転写ベルト張架ローラ４３は、中間転写ベルト４０の移動を駆動する駆動ローラである。中間転写ベルト張架ローラ４２は、トナー像を記録材に転写する二次転写ローラ１０に対向する対向ローラである。中間転写ベルト４０は、ポリイミド、ポリカーボネートなどの樹脂やゴムに帯電防止剤としてカーボンブラックを適当量含有させた材料を用いて構成される。中間転写ベルト４０の体積抵抗率は１Ｅ＋９〜１Ｅ＋１４Ω・ｃｍ、厚みは０．０７〜０．１ｍｍである。もちろんこれらの数値に限定する意図ではない。

符号１２は記録材を搬送する二次転写ベルトである。二次転写ベルト１２は、二次転写ローラ１０、複数の張架ローラ２０、２３に張架されて矢印Ｂの向きに２５０〜３００ｍｍ／ｓｅｃで移動可能なベルト部材である。張架ローラ２０は、二次転写ベルト１２から記録材Ｐを分離する分離ローラである。分離ローラ２０は、ＳＵＳ製で外径が１２〜１６ｍｍのローラとなっている。二次転写ベルト１２は、ポリイミド、ポリカーボネートなどの樹脂または各種ゴム等に帯電防止剤としてカーボンブラックを適当量含有させた材料を用いて構成される。二次転写ベルト１２の体積抵抗率は１Ｅ＋９〜１Ｅ＋１４Ω・ｃｍ、厚みは０．０７〜０．１ｍｍである。引っ張り試験法（ＪＩＳ Ｋ ６３０１）で測定したヤング率の値は１００ＭＰａ以上、１０ＧＰａ以下程度であり、十分に硬い。

記録材Ｐはレジストレーションローラ１３によって一旦停止して、中間転写ベルト４０上のトナー像が移動するのと同期して二次転写ベルト１２に搬送される。

二次転写ベルト１２が矢印Ｂの方向に移動することによって、記録材Ｐは中間転写ベルト張架ローラ４２と二次転写ローラ１０によって形成された二次転写ニップＮに到達する。記録材が二次転写ニップＮに搬送されると、２次転写ローラ１０にトナーと逆極性の二次転写電流が印加されることによって、中間転写ベルト４０上のトナー像が記録材Ｐ上へ一括して静電的に転写される。すなわち二次ローラ１０は、トナー像を記録材へ転写する二次転写部材として機能する。また二次転写ニップＮは、トナー像を記録材に転写する二次転写部として機能する。このとき静電気力によって記録材は二次転写ベルト１２へ静電的に吸着される。なお本実施形態ではトナーの極性は負極性であるので、トナー像を記録材に転写する転写電圧の極性は正極性である。トナーを記録材に二次転写する時に、二次転写ローラ１０に＋４０〜６０ｕＡの電流が流れるように、転写電圧の電圧値は設定される。

二次転写ローラ１０はイオン導電系発泡ゴム（ＮＢＲゴム）の弾性層と芯金からなる。外径が２４ｍｍ，ローラ表面粗さＲｚ＝６．０〜１２．０（μｍ）、抵抗値は、Ｎ／Ｎ（２３℃、５０％ＲＨ）測定、２ｋＶ印加で１Ｅ＋５〜１Ｅ＋７Ωである。二次転写ローラ１０には、電圧を供給する二次転写高圧電源１１が接続される。すなわち二次転写高圧電源１１は、二次転写部材に電圧を印加する電圧印加手段として機能する。

転写後に転写ベルト２４から分離ローラ２０によって分離した記録材は、定着装置６０に運ばれる。トナー像が定着装置６０によって記録材に定着した後、記録材は装置外へ排出される。なお、二次転写ベルト１２からの記録材Ｐの分離を補助して、さらに定着装置６０へ記録材を案内するために、記録材搬送方向において分離ローラ２０と定着装置との間には、分離爪１９が設けられている。

（クリーニングのための構成）
二次転写後に中間転写ベルト４０にトナーが残留する（残留トナー）。そこで中間転写ベルト４０をクリーニングするために、中間転写ベルトクリーニング装置４４が、中間転写ベルト４０が移動する方向において、二次転写部Ｎよりも下流側に配置される。

また紙粉が二次転写ベルト１２に付着したり、記録材と記録材との間や紙詰まりが発生した場合に、二次転写部Ｎでトナーが中間転写ベルトから二次転写ベルト１２に付着したりすることがある。そこで二次転写ベルト１２をクリーニングするために、二次転写ベルトクリーニング装置２６が、二次転写ベルト１２が移動する方向において二次転写部Ｎより下流側に配置される。

中間転写ベルトクリーニング装置４４、二次転写ベルトクリーニング装置２６は、それぞれ中間転写ベルト４０、二次転写ベルト１２に接触してウレタンゴムで構成される弾性体ブレードを備える。それぞれのブレード先端は、中間転写ベルト４０、二次転写ベルト１２の移動方向に対して逆向きに接触する。

すなわち本実施形態は、中間転写ベルト４０をクリーニングするブレード（第１のブレード部材）と、二次転写ベルト１２をクリーニングするブレード（第２のブレード部材）とを備える構成である。

ブレードによるクリーニング能力を高めるためには、ブレードと中間転写ベルト４０との密着性を高めるのが望ましい。しかし中間転写ベルト４０、二次転写ベルト１２が移動しているときに、ブレードと中間転写ベルト４０、二次転写ベルト１２との間で摩擦が過度に大きければ、ブレード先端が中間転写ベルト４０、二次転写ベルト１２の移動向きに引っ張られる。その結果ブレードの先端がめくれるおそれがある。そこで摩擦力が過剰になることに起因してブレードがめくれるのを抑制するために、製品出荷時のブレードには、中間転写ベルト４０、二次転写ベルト１２に接触する接触部に、フッ化カーボンといった潤滑剤が塗布される。

しかし中間転写ベルト４０、二次転写ベルト１２の駆動が長期間続けば、ブレードと中間転写ベルト４０、二次転写ベルト１２との間での摩擦によって、製品出荷時に塗布された潤滑剤が削り取られる。その結果、摩擦力が過剰になり、ブレードがめくれるおそれがある。すなわち潤滑剤を補給するのが望ましい。

（トナー帯を供給する制御）
そこで本実施形態では、中間転写ベルトクリーニング装置４４、二次転写ベルトクリーニング装置２６それぞれのブレードがめくれるのを抑制するために、潤滑剤としてトナー帯を供給する制御を行う。

すなわち、画像形成領域と画像形成領域との間のスペースである非画像形成領域で、感光ドラム１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋにトナー帯を形成する。ブレードに補給されたトナー帯は潤滑剤としての役割を果たすので、ブレードがめくれるのを抑制することができる。

さらに本実施形態では、潤滑剤としてトナー帯を補給する制御は、記録材に転写される画像を形成するために使用するトナー使用量に基づいて実行される。この理由について以下で説明する。

二次転写ベルト１２には、中間転写ベルト上のかぶりトナーが紙間等の非画像形成領域で付着する。しかしかぶりトナーの量は少ないので、二次転写ベルト１２のブレードにはトナーが供給されにくい状況となっている。一方で記録材が二次転写ニップＮを通過する時にトナーの一部が記録材に転写されず中間転写ベルト４０に残留する（残留トナー）。すなわち中間転写ベルト４０のブレードについては、残留トナーによるトナー供給がある。

しかし残留トナーの量は、記録材に転写するための画像を形成するために使用するトナー使用量によって変化する。トナー使用量は、記録材に形成するトナー画像の画像比率に依存する。画像比率が高いトナー画像が形成されれば、残留トナーの量が多くなるので、中間転写ベルト４０のブレードへのトナー供給量が過多になるおそれがある。逆に画像比率が低いトナー画像が形成されれば、残留トナーの量が減るので、中間転写ベルト４０のブレードへのトナー供給量が過度に減るおそれがある。

そこで本実施形態では画像比率が高ければ、中間転写ベルトへのトナー帯供給を減らし、画像比率が低ければ、中間転写ベルトへのトナー帯供給を増やす。

その結果、中間転写ベルトと搬送ベルトそれぞれをブレードでクリーニングする構成において、搬送ベルトへトナー帯を供給しつつも、高画像比率の場合に中間転写ベルトにいくトナーが過多になったり、低画像比率の場合に中間転写ベルトのブレードでトナーが不足したりするのを抑制することができる。

なお画像比率は、出力画像情報から得られる。すなわち出力画像情報は、プリンタ特性を考慮したルックアップテーブル（ＬＵＴ）に基づいて、画像濃度データに変換される。画像濃度データは二値化データに変換されて、カウントされる。その結果画像１枚分のビデオカウント値が得られる。ビデオカウント値から、画像比率が算出される。

次に、トナー帯を潤滑剤として補給する制御の詳細について図２、５を用いて説明する。トナー帯を補給する制御は、制御回路５０によって制御される。制御回路５０は、ＣＰＵ，ＲＡＭ，ＲＯＭ等を備える。図２は、制御回路５０への入力と出力との関係を示す。すなわち制御回路５０には、原稿を読みとるスキャナ５１を用いて出力画像情報が入力される。制御回路５０は、トナー載り量の出力値を露光装置４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｋへ送り、電圧の出力値を二次転写高圧電源へ送る。

トナー帯の補給は、出力用のトナー像が所定枚数（２００枚）形成される毎に行われる。すなわち前回のトナー帯が形成された後、記録材へ転写するためのトナー画像を形成した累計が所定枚数に達するときに次のトナー帯が形成される。トナー帯の補給を常に行う構成ではないので、トナーの無駄な消費が抑制される。またトナー帯補給のための制御に要する時間が短縮される。

図３は、制御回路５０での制御のフローチャートを示す。

スタートすると、スキャナ５１が原稿画像を読み込んで、出力画像情報を制御回路５０へ送る。Ｓ１で制御回路５０は、出力画像情報に基づいて出力画像の画像比率値ｒを取得する。画像比率値を用いて、トナーの使用量が判断される。すなわち制御回路５０は出力画像に基づいて画像比率値ｒを取得して、トナーの使用量を判断する判断部としても機能する。制御回路５０は、取得された画像比率値ｒをＲＡＭ５３に書き込む。さらに制御回路５０は、前回トナー帯を形成した後、何枚目の出力画像であるかを示すイメージカウント数ｃと、前回トナー帯を形成した後、画像比率値の累計を示す画像比率累計値ｔとを算出して、ＲＡＭ５３に記録する（Ｓ２）。

Ｓ３で、前回トナー帯を形成した後、出力画像の数が所定枚数（ｃ＝２００）に達したかどうかが判断される。イメージカウント数が２００に達していなかったら、Ｓ１に戻って次の出力画像の画像比率を取得する。すなわちイメージカウント数が２００になるまで、イメージカウント数と画像比率累計値の算出が続く。その結果、前回トナー帯を形成した後、出力画像の数が２００枚に達するまでの、画像比率の累計が算出される。

Ｓ３でイメージカウント数が２００に達したら、Ｓ４で各色感光ドラム１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋ上に形成するトナー帯の濃度が決定される。ここで制御回路５０は、ＲＡＭ５３に記録された画像比率の累計値と、図４に示される関係とを参照してトナー帯の濃度を決定する。図４に示される関係は、ＲＯＭ５４に記録されており、画像比率の累計に対するトナー帯の濃度の関係である。

図４の横軸は、ＲＡＭ５３に書き込まれた画像比率の累計値（％）を示す。図４の縦軸は感光ドラム１上に形成可能なトナー像の濃度階調を２５５階調で表したときの濃度を示す。トナー像の濃度は単位面積当たりの載り量を変更することで調整される。

例えば、前回トナー帯を形成した後、画像比率が０％の画像が２００枚連続した場合、画像比率の累計値は０×２００＝０％と算出される。この場合、ＲＡＭ５３には、前回のトナー帯を形成した後、出力画像の累計値として、０％が書き込まれている。この場合図４を参照して、画像比率の累計値０％に対応するトナー帯の濃度は９６である。すなわち制御回路５０は、トナー帯の濃度として９６を算出する。

例えば、前回トナー帯を形成した後、画像比率が５０％の画像が２００枚連続した場合、画像比率の累計は、５０％×２００＝１００００％と算出される。この場合、ＲＡＭ５３には、前回のトナー帯を形成した後、出力画像の画像比率の累計値として、１００００％が書き込まれている。この場合図４を参照して、画像比率の累計値１００００％に対応するトナー帯の濃度は４８になる。すなわち制御回路５０は、トナー帯の濃度として４８を算出する。

なお本実施形態では、画像比率の累計値が０％以上１００００％以下の範囲では、画像比率の累計値が高くなる程、トナー帯の濃度が低くなるように、制御回路５０はトナー帯の単位面積当たりのトナー載り量を決定する。また画像比率の累計値が所定値以上、すなわち１００００％以上の範囲では、画像比率の累計値の値によらず、トナー帯の濃度が４８で一定値になるように、制御回路５０はトナー帯の濃度、すなわち単位面積当たりのトナー載り量を決定する。

その後、所望の濃度のトナー帯を感光体ドラム１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋ上に形成することができるように、Ｓ４で決められたトナー帯の濃度に対応するトナー載り量の情報が露光措置４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｋへ送られる（Ｓ５）。

Ｓ６で、トナー帯が二次転写ニップＮを通過するときに二次転写高圧電源１１が二次転写ローラ１０に印加する電圧が、図５に示される関係に基づいて算出される。図５は、ＲＯＭ５４に記録された、画像比率の累計値に対する、二次転写高圧電源１１が印加する電圧の関係を示す。図５の横軸は、ＲＡＭ５３に書き込まれた画像比率の累計値であり、前回のトナー帯が形成された後、出力画像の数が２００枚に達するまでの画像比率の累計を示す。図５の縦軸は、トナー帯が二次転写ニップＮを通過するときに二次転写高圧電源１１が二次転写ローラに印加する電圧（紙間バイアス）を示す。例えば、画像比率の累計値が０％の場合には、５〜１０ｕＡの電流が流れるように、制御回路５０は正極性の電圧（紙間バイアス）を設定する。例えば、画像比率の累計値が１００００％の場合には、二次転写ニップＮを流れる電流が１０〜２０ｕＡになるように、制御回路５０は正極性の電圧（紙間バイアス）を設定する。このように本実施形態では、画像比率が高くなる程、二次転写ニップＮを流れる電流が大きくなる。言い換えると画像比率の累計値が大きくなるほど、紙間バイアスが大きくなる。すなわち画像比率の累計値が小さい場合には、正極性で絶対値の小さい電圧が印加されて、画像比率の累計値が大きい場合には、正極性で絶対値の大きい電圧が印加される。その後、制御回路５０は、算出された紙間のバイアスの出力値を二次転写高圧電源１１へ送る（Ｓ７）。このように二次転写ローラ１０に印加する電圧を設定する理由について説明する。

画像比率が高いほど、出力画像のトナー像が二次転写ニップＮを通過した時に中間転写ベルト４０上に残る転写残トナーの量が増える。その結果転写残トナーの量が過剰に多くなれば、転写残トナーが中間転写ベルトクリーニング装置４４をすり抜けてクリーニング不良を引き起こす恐れがある。そこで中間転写ベルト装置４４のクリーニング不良を抑制するために、中間転写ベルト４０上に残るトナー帯の量を減らす必要がある。

一方で画像比率が低いほど、中間転写ベルト４０上の転写残トナーは減る。その結果転写残トナーの量が過剰に少なくなれば、中間転写ベルト装置４４のブレードに来る転写残トナーがなくなり、ブレードがめくれるおそれが強まる。

ところで二次転写ベルト１２にトナーが付着するのは基本的に紙間のみであるので、二次転写ベルトクリーニング装置２６のブレードにくるトナー量は中間転写ベルトクリーニング装置４４より少ない。すなわち二次転写ベルトクリーニング装置２６のブレードがめくれるおそれが強いので、画像比率に関わらず常時、十分な量のトナー帯を供給する必要がある。

以上を踏まえて本実施形態では、トナー帯を十分な量で二次転写ベルト１２上に供給するために、トナー帯が二次転写部Ｎをトナー帯が通過するとき、二次転写ローラ１０に印加される電圧の極性は、トナーと逆極性に設定される。

さらに画像比率が小さい場合に、中間転写ベルトクリーニング装置４４のブレードがめくれるのを抑制するために、画像比率の累計値が小さくなればトナー量の濃度を増やす。すなわち必要に応じてトナーの濃度を変更するので、トナーの消費量が余分に増えるのが抑制される。

その後カウンタの枚数、および画像比率の累計値を一旦リセットして０にする（Ｓ８）。Ｓ９で画像形成が完了したかどうかが判断される。画像形成が完了する場合には終了する。画像形成が続くのであればＳ１へ戻る。

すなわち本実施形態では、画像比率に応じて紙間中に形成するトナー帯の濃度と、二次転写ローラ１０に印加される電圧とを切り替える。すなわち中間転写ベルト４０上に残すトナー帯の量と、二次転写ベルト１２上へ転写させるトナー帯の量とを切り替える。

その結果、中間転写ベルトと搬送ベルトそれぞれをブレードでクリーニングする構成において、搬送ベルトへトナー帯を供給しつつも、高画像比率の場合に中間転写ベルトにいくトナーが過多になったり、低画像比率の場合に中間転写ベルトのブレードでトナーが不足したりするのを抑制することができる。

なお本実施形態ではトナー帯が記録材と記録材との間のスペースに形成される頻度は、２００枚に１回の頻度である。もちろんこの構成に限定する意図ではない。トナー帯を形成する頻度は、トナー消費量の抑制や制御時間の短縮を考慮して、適宜設定することができる。紙間に形成するトナー帯は毎紙間に形成することも可能である。

なお本実施形態では、中間転写ベルト４０の移動方向におけるトナー帯の長さは１０ｍｍ程度、移動方向に垂直な幅方向における幅は３２３〜３３０ｍｍとなるように、トナー帯は形成される。一方でベルトクリーニング装置２６、中間転写ベルトクリーニング装置４４のブレードの幅方向の幅３４０ｍｍである。すなわち幅方向において、トナー帯の幅は、５〜７ｍｍ程度ブレード幅より短い。しかし幅方向において、トナーはブレードの端部方向へ流れるので、ブレードのめくれを端部でも抑制することができる。

なお本実施形態では、供給するトナー帯の量を調整するために、トナー帯の形状は固定で、トナー帯の濃度を変更する構成である。もちろんこの構成に限定する意図ではない。供給するトナー帯の量を調整するために、中間転写ベルトの移動方向において、トナー帯の長さを変更する構成にすることもできる。すなわちトナー帯を中間転写ベルトに供給する量と、トナー帯を二次転写ベルトに供給する量との比率を調整する構成にすることができる。

なお本実施形態では、トナーの使用量を判断するために、画像比率を算出する構成である。しかしこの構成に限定する意図ではない。ビデオカウントの累積値を用いて判断する構成にすることもできる。

本実施形態では、出力画像を形成するために使用したトナーの使用量を、画像比率値から判断する構成である。もちろんこの構成に限定する意図ではない。画像比率が同じであっても、記録材のサイズが変われば、出力画像を形成するためのトナーの使用量は変わる。そこでトナーの使用量を判断するために、さらに記録材のサイズを考慮することもできる。この場合には、画像比率と記録材のサイズとを乗じた値に基づいて、トナーの使用量を判断する構成になる。すなわち画像比率と記録材のサイズとを乗じた値が大きければ、二次転写ベルトへのトナー帯の供給量を増やし、画像比率と記録材のサイズとを乗じた値が小さければ、中間転写ベルトへのトナー帯の供給量を増やす構成になる。

また本実施形態は、画像比率の累計値に対して、トナー帯が二次転写ニップＮを通過するときに印加される電圧の絶対値が比例する構成である。しかしこの構成に限定する意図ではない。画像比率の累計値が所定値より小さい範囲では、印加される電圧が第２の絶対値を持ち、画像比率が所定値以上の範囲では、印加される電圧が第２の絶対値よりも大きな第１の絶対値を持つ構成にすることもできる。この構成にすれば、制御を簡単にするというメリットがある。

なお本実施形態は中間転写ベルト４０として樹脂ベルトを用いて、二次転写ベルト１２を用いる構成である。もちろんこの構成に限定する意図ではない。中間転写ベルト４０として弾性ベルトを用いて、二次転写ベルト１２を用いる構成に用いることもできる。弾性ベルトとブレードとの間の摩擦係数は大きくなりやすいので、中間転写ベルト４０として弾性ベルトを用いて二次転写ベルト１２を用いる構成に本発明を適用するのは好ましい。

＜実施形態２＞
実施形態２が実施形態１と重複する点については説明を省略して、実施形態２が実施形態１と異なる点についてのみ説明する。実施形態２が実施形態１と異なるのは、トナー帯のトナーの載り量の設定である。

実施形態１では、トナー帯のトナーの載り量を画像比率に基づいて変更する。これは、ブレードめくれを抑制するために必要なトナーをブレードに供給するとともに、余分なトナー消費を抑えることを優先する考え方である。

しかしトナー帯のトナーの載り量を変更するために、制御時間や、センサー等の制御機器が追加で必要になる。

そこで実施例２では、トナー帯のトナーの載り量を変更せず、トナー帯の載り量を余裕のある量に固定する。トナーの使用量は実施形態１に比べて増えるけれども、実施形態１より制御時間を短縮することができる。また初期コストを抑制することができる。

すなわち本実施形態では、画像比率によらず、紙間のトナー帯の濃度は２５５階調で表したときに９６となる濃度に設定される。

図６、図７を用いて、制御回路５０による制御の詳細を説明する。図６は制御回路５０の入力と出力の関係を示す。すなわち制御回路５０には原稿を読みとるスキャナ５１を用いて出力画像情報が入力される。制御回路５０は、電圧の出力値を二次転写高圧電源へ送る。図７は、制御回路５０による設定のフローチャートを示す。

Ｓ１からＳ３までのフローは実施例１と同じである。Ｓ３でイメージカウント数が２００に達したら、トナー帯が二次転写ニップＮを通過するときに二次転写高圧電源１１が二次転写ローラ１０に印加する電圧が算出される（Ｓ４）。画像比率の累計値が大きい程、二次転写ローラ１０に印加される電圧値が大きくなるように設定される。そして設定された電圧値を二次転写高圧電源１１へ送る（Ｓ５）。

電圧の設定について詳細を説明する。例えば、画像比率の累計値が２００００％の場合には、二次転写ニップＮで出力画像が転写する時に、多量のトナーが転写残トナーとして中間転写ベルト４０上に供給される。中間転写ベルトクリーニング装置４４のブレードにくるトナーが過剰になれば、トナーがブレードをすりぬけるおそれがある。トナーが中間転写ベルトクリーニング装置４４のブレードをすりぬけるのを抑制するために、トナー帯の全てを中間転写ベルト４０から二次転写ベルト１２へ転写するのが望ましい。そこで本実施形態では、画像比率の累計値が２００００％の時は＋２０〜２５ｕＡ程度の電流が流れるバイアスを印加する。この電圧値の導出について説明する。本実施形態では、濃度が２５５の２色分のべた画像を転写する時の電流値が＋４０〜６０ｕＡである。転写する時に必要な電流値は、濃度に比例する。濃度が９６で４色分のトナー帯を転写するのに必要な電流は、べた画像の電流値×９６×４／（２５５×２）で表わされる。よって４色分のトナー帯全てを転写するのに必要な電流は１５〜２３ｕＡである。そこで本実施形態では余裕を持ってトナー帯の全てを転写するために、＋２０〜２５ｕＡの電流が流れるように、制御回路５０は電圧を設定する。

一方、画像比率の累計値が０％の場合には、出力画像が転写する時に中間転写ベルト４０上に転写残トナーが発生しない。二次転写ベルト１２と中間転写ベルト４０それぞれにトナーを供給できるように、二次転写ローラ１０に電圧を印加する必要がある。本実施形態ではトナー帯の濃度９６の半分となる値４８超が二次転写ベルト１２へ転写するように、二次転写ローラ１０に電圧を印加する。二次転写ベルト１２は、トナー帯以外にトナーを供給される機会がほとんどない。そのため中間転写４０と二次転写ベルト１２それぞれへトナー帯像を分割してトナーを供給する必要がある場合でも、二次転写ベルト１２へ供給するトナー量が多いのが望ましい。そこで本実施形態では、画像比率の累計値が０％の場合には、＋９〜１４ｕＡ程度の電流が流れるように、制御回路５０は電圧を設定する。

本実施形態では、濃度が２５５の二次色（２色分）のべた画像を転写する電流値が＋４０〜６０ｕＡである。よって各色２５５階調の４８の濃度で４色分のトナー帯像を転写するのに必要な転写電流は、出力画像の電流値×４８×４／（２５５×２）の式であらわされる。すなわちトナー帯の半分の濃度を二次転写ベルトに転写するのに必要な電流は７．５〜１１．５ｕＡである。よって本実施形態では、トナー帯の半分超を二次転写ベルトに供給しつつも、中間転写ベルトへ十分なトナーを供給するために、＋９〜１４ｕＡ程度の電流が流れるように、制御回路５０は電圧を設定する。

１ 感光ドラム
２ 露光ランプ
３ １次帯電装置
４ 露光装置
５ 現像装置
６ １次転写ローラ
７ クリーニング装置
１０ 二次転写ローラ
１１ 二次転写高圧電源
１２ 二次転写ベルト
１３ レジストローラ
１９ 分離爪
２０ 分離ローラ
２２、２３、２４ 張架ローラ
２６ ベルトクリーニング装置
４０ 中間転写ベルト
４１ 中間転写ベルト張架ローラ（テンションローラ）
４２ 中間転写ベルト張架ローラ（二次転写ローラの対向ローラ）
４３ 中間転写ベルト張架ローラ（駆動ローラ）
４４ 中間転写ベルトクリーニング装置
５０ 制御回路
５１ スキャナ
５２ ＣＰＵ
５３ ＲＡＭ
５４ ＲＯＭ
６０ 定着装置
６１ 定着前ガイド
Ｐ 転写材・用紙・紙
Ａ 感光ドラムの回転方向
Ｂ 二次転写ベルトの回転方向
Ｇ 中間転写ベルト回転方向
Ｎ 二次転写部ニップ

Claims (3)

1. トナー像を形成する画像形成手段と、
   移動可能であって、前記画像形成手段によって形成されたトナー像を担持する中間転写ベルトと、
   移動可能であって、記録材を搬送する搬送ベルトと、
   前記搬送ベルトに搬送される記録材に前記中間転写ベルトからトナー像を転写する転写部を形成する転写部材と、
   前記転写部材に転写電圧を印加する電圧印加手段と、
   前記中間転写ベルトが移動する方向において前記転写部よりも下流側で前記中間転写ベルトに接触する第１のブレード部材と、
   前記搬送ベルトが移動する方向において前記転写部よりも下流側で前記搬送ベルトに接触する第２のブレード部材と、
   所定の画像形成数における画像情報から記録材に形成するための画像に使用されたトナー使用量を判断する判断部と、を備える画像形成装置において、
   前記中間転写ベルト上における画像領域と次の画像領域との間の非画像形成領域に単位面積当たりの載り量が所定値のトナー帯を形成し、前記トナー帯が前記転写部を通過するときに前記転写部材に前記転写電圧と同じ極性であって、前記転写部を通過後の前記トナー帯が前記第１のブレード部材と前記第２のブレード部材とのいずれにも供給される電圧値を印加するトナー供給動作を実行する実行部を備え、
   前記実行部は、前記判断部で判断した前記トナー使用量が第１の使用量の場合、前記トナー帯の載り量を第１の値に設定して第１の電圧値で前記トナー供給動作を実行し、前記判断部で判断した前記トナー使用量が前記第１の使用量より大きい第２の使用量の場合、前記トナー帯の載り量を前記第１の値より少ない第２の値に設定して前記第１の電圧値より絶対値の高い第２の電圧値で前記トナー供給動作を実行することを特徴とする画像形成装置。
2. 前記トナー使用量は、記録材に対するトナー像の画像比率であることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記トナー使用量は、前回のトナー供給動作の実行から所定の画像形成数における累積のトナー使用量であることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。

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