JP6737115B2

JP6737115B2 - 画像形成装置

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Publication number: JP6737115B2
Application number: JP2016196833A
Authority: JP
Inventors: 順治神田; 浩一衛藤
Original assignee: Konica Minolta Inc
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Priority date: 2016-10-05
Filing date: 2016-10-05
Publication date: 2020-08-05
Anticipated expiration: 2036-10-05
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Description

本発明は、画像形成装置に関する。

従来、電子写真方式の画像形成装置では、感光体ドラムを帯電部により帯電させ、帯電された感光体ドラムを露光部により露光して、静電潜像を形成する。そして、現像部によりトナーを供給して、静電潜像を現像した後、感光体ドラム上に形成されたトナー像を転写部により中間転写ベルト又は用紙に転写する。中間転写ベルトを用いた画像形成装置では、中間転写ベルト上に転写されたトナー像を２次転写部により用紙に転写する。

感光体ドラム上に残留したトナーは、ゴム材料等からなる感光体クリーニングブレードにより除去される。感光体クリーニングブレードのエッジは、感光体ドラムの回転方向において、転写部より下流、かつ帯電部や現像部より上流で、感光体ドラムと接触している。
また、中間転写ベルト上に残留したトナーを除去するベルトクリーニングブレードのエッジは、中間転写ベルトの回転方向において、２次転写部より下流、かつ感光体ドラム（１次転写部）より上流で、中間転写ベルトと接触している。

感光体クリーニングブレードは、感光体ドラム上に残留したトナーを回収するため、通常、感光体ドラムの幅方向（長手方向）において、現像部によってトナー像を形成可能な範囲（トナー像形成可能範囲・現像可能範囲）より、感光体クリーニングブレードの長手方向の幅（クリーニング範囲）の方が広い構成となっている。

しかし、クリーニング範囲をトナー像形成可能範囲よりも広くすると、トナー像形成可能範囲外の感光体クリーニングブレードの長手方向の端部までトナーが十分供給されにくいため、感光体クリーニングブレードの端部と感光体ドラムとの間の摩擦力が大きくなり、感光体クリーニングブレードの捲れが発生しやすくなる。

これに対し、反転現像方式の場合は感光体ドラムの長手方向外側を露光し、正規現像方式の場合は感光体ドラムの長手方向中央側を露光して、感光体ドラム上の露光箇所を除電することで、感光体ドラム上に電位差区域（電界）を形成する画像形成装置が提案されている（特許文献１参照）。その結果、非画像形成期間の補助画像の形成によって供給されたクリーニングブレード上のトナーに、感光体ドラム上の電界による静電気力が作用し、トナーが感光体ドラムの長手方向外側へ搬送されることで、クリーニングブレードの捲れを防いでいる。

特開２０１１−２１５５４９号公報

しかしながら、上記従来技術では、現在電子写真プロセスの主流である反転現像方式の場合、感光体ドラム上に形成される電位勾配はトナーと同極性であるため、トナーの帯電量が不安定だと、トナーの十分な移動距離を確保できないという問題があった。トナーの移動距離を補うために補助画像を多く形成させるとトナーの消費量が増大し、生産性が悪化する。

また、上記従来技術では、露光によって感光体ドラム表面に電位勾配を形成しているが、中間転写ベルトは、光によって電位が減衰する性質を持たないため、従来技術を中間転写ベルトに適用することはできない。したがって、中間転写ベルトに接触するベルトクリーニングブレードの捲れを防止することはできなかった。

本発明は、上記の従来技術における問題に鑑みてなされたものであって、電子写真方式の画像形成装置において、複雑な構成を用いることなく、像担持体に接触するクリーニングブレードの捲れを防止することを課題とする。

上記課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、回転する像担持体と、当該像担持体上に形成されたトナー像を被転写体に転写する転写部と、前記転写部にトナーと逆極性の電圧を印加する電圧印加部と、前記像担持体の幅方向におけるトナー像形成可能範囲より広い幅を有し、前記像担持体の回転方向において前記転写部より下流で前記像担持体に当接され、前記像担持体上に残留しているトナーを除去するクリーニングブレードと、を備える画像形成装置であって、非画像形成期間の所定のタイミングで、前記像担持体の前記トナー像形成可能範囲の両端部に、前記像担持体の幅方向の外側に向かって濃度が薄くなる濃度勾配画像を形成させ、前記像担持体の回転により前記像担持体上に形成された濃度勾配画像が前記転写部を通過する際に、前記転写部に電圧を印加するよう前記電圧印加部を制御する制御部を備えることを特徴とする。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の画像形成装置において、前記濃度勾配画像は、前記像担持体の幅方向の外側ほどトナーの付着量が少ないことを特徴とする。

請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の画像形成装置において、前記濃度勾配画像は、前記像担持体の幅方向の外側ほどトナーが付着している面積の割合が低いことを特徴とする。

請求項４に記載の発明は、請求項１から３のいずれか一項に記載の画像形成装置において、前記濃度勾配画像の前記像担持体の幅方向における長さは、調整可能であることを特徴とする。

請求項５に記載の発明は、請求項１から４のいずれか一項に記載の画像形成装置において、前記濃度勾配画像の前記像担持体の周方向における長さは、調整可能であることを特徴とする。

本発明によれば、電子写真方式の画像形成装置において、複雑な構成を用いることなく、像担持体に接触するクリーニングブレードの捲れを防止することができる。

本発明の実施の形態に係る画像形成装置の機能的構成を示すブロック図である。画像形成部における電子写真プロセスを示す概略構成図である。感光体ドラム、現像部及び感光体クリーニングブレードを示す模式図である。濃度勾配画像の一例である。濃度勾配画像の他の例である。（ａ）は、電位勾配形成時の感光体ドラム、１次転写ローラー、中間転写ベルト及び感光体クリーニングブレードを示す模式図である。（ｂ）は、感光体ドラムの幅方向に沿った表面電位を示す図である。実施例１〜１６及び比較例１における感光体クリーニングブレードの捲れ発生の評価結果を示す図である。実施例１７〜３２及び比較例２におけるベルトクリーニングブレードの捲れ発生の評価結果を示す図である。

以下、図面を参照して本発明に係る画像形成装置の実施の形態について説明する。なお、本発明は、図示例に限定されるものではない。

図１は、本実施の形態に係る画像形成装置１００の機能的構成を示すブロック図である。
画像形成装置１００は、制御部６１、操作部６２、表示部６３、通信部６４、記憶部６５、画像形成部４０等を備え、各部はバスにより接続されている。

制御部６１は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）等により構成される。ＣＰＵは、操作部６２から入力される操作信号又は通信部６４により受信される指示信号に応じて、ＲＯＭに記憶されているシステムプログラムや各種処理プログラムを読み出してＲＡＭに展開し、展開されたプログラムに従って、画像形成装置１００の各部の動作を集中制御する。

操作部６２は、表示部６３の表示画面上を覆うように形成されたタッチパネルや、各種操作ボタンを備え、ユーザーの操作に基づく操作信号を制御部６１に出力する。
表示部６３は、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）により構成され、制御部６１から入力される表示信号の指示に従って表示画面上に各種操作ボタンや装置の状態表示、各機能の動作状況等の表示を行う。
通信部６４は、ＬＡＮ（Local Area Network）等の通信ネットワークに接続された外部装置との間でデータの送受信を行う。

記憶部６５は、ハードディスクやフラッシュメモリー等により構成され、各種データを記憶する。例えば、記憶部６５には、後述する濃度勾配画像のサイズが記憶される。

画像形成部４０は、外部装置から受信された画像データに基づいて、用紙上に画像を形成する。

図２は、画像形成部４０における電子写真プロセスを示す概略構成図である。
画像形成部４０は、感光体ドラム４１、帯電部４２、露光部４３、現像部４４、１次転写ローラー４５、中間転写ベルト４６、感光体クリーニングブレード４７、２次転写ローラー４８、ベルトクリーニングブレード４９、定着部５０、帯電電圧印加部５１、現像電圧印加部５２、１次転写電圧印加部５３、２次転写電圧印加部５４を備える。

感光体ドラム４１は、負帯電性のＯＰＣ（Organic Photo Conductor）感光体であり、図２に示すＡ方向に回転駆動される。
帯電部４２は、帯電ローラーによる接触帯電により、感光体ドラム４１を一様に帯電させる。帯電部４２は、回転する感光体ドラム４１と接触し、感光体ドラム４１に伴って従動回転をしながら、帯電電圧印加部５１によりマイナス電圧が印加され、感光体ドラム４１の表面を帯電処理する。帯電部４２は、帯電ローラーではない接触帯電方式のものでもよい。

露光部４３は、外部装置から受信された画像データに基づいてレーザー光を射出し、一様に帯電された感光体ドラム４１の表面を走査露光し、静電潜像を形成する。
現像部４４は、マイナスに帯電されたトナーＴを現像ローラーにより感光体ドラム４１に供給して静電潜像を顕像化し、トナー像を形成する。現像部４４による感光体ドラム４１に対する現像方式は、接触方式でも非接触方式でもよい。現像ローラーには、現像電圧印加部５２によりマイナス電圧が印加される。すなわち、画像形成装置１００では、感光体ドラム４１の帯電電荷とトナーＴの帯電電荷が同極性の反転現像方式を用いている。

１次転写ローラー４５は、中間転写ベルト４６を挟んで、感光体ドラム４１と対向する位置に設けられている。１次転写ローラー４５は、像担持体としての感光体ドラム４１上に形成されたトナー像を、被転写体としての中間転写ベルト４６に転写する転写部である。具体的には、感光体ドラム４１上のトナー像が、感光体ドラム４１と中間転写ベルト４６との間のニップ部を通過する際に、中間転写ベルト４６の裏面から、１次転写ローラー４５にトナーＴの極性とは逆極性のバイアス電圧が１次転写電圧印加部５３によって印加され、トナー像が中間転写ベルト４６に転写される。

中間転写ベルト４６は、図示しない複数のローラーに巻き回された無端ベルトであり、各ローラーの回転に従って、図２に示すＢ方向に回転する。

感光体クリーニングブレード４７は、感光体ドラム４１の回転方向において、１次転写ローラー４５の下流、かつ帯電部４２の上流に配置されている。感光体クリーニングブレード４７は、感光体ドラム４１の表面に当接され、感光体ドラム４１上に残留しているトナーＴを除去する。すなわち、感光体クリーニングブレード４７は、感光体ドラム４１から中間転写ベルト４６に転写されなかったトナーＴを回収する。

２次転写ローラー４８は、中間転写ベルト４６と対向する位置に設けられている。２次転写ローラー４８は、像担持体としての中間転写ベルト４６上に形成されたトナー像を、被転写体としての用紙に転写する転写部である。具体的には、中間転写ベルト４６上のトナー像が、中間転写ベルト４６と２次転写ローラー４８との間のニップ部を通過する際に、用紙の裏面から、２次転写ローラー４８にトナーＴの極性とは逆極性のバイアス電圧が２次転写電圧印加部５４によって印加され、トナー像が用紙に転写される。

ベルトクリーニングブレード４９は、中間転写ベルト４６の回転方向において、２次転写ローラー４８の下流、かつ感光体ドラム４１（１次転写ローラー４５）の上流に配置されている。ベルトクリーニングブレード４９は、中間転写ベルト４６の表面に当接され、中間転写ベルト４６上に残留しているトナーＴを除去する。すなわち、ベルトクリーニングブレード４９は、中間転写ベルト４６から用紙に転写されなかったトナーＴを回収する。

定着部５０は、トナー像が転写された用紙を加熱・加圧することによって、トナー像を用紙に永久固着像として定着させる。その後、用紙は、画像形成装置１００の外部に排出される。

〔感光体クリーニングブレードについて〕
ここで、感光体ドラム４１上に残留しているトナーＴを除去する感光体クリーニングブレード４７に対する捲れ防止のための制御について説明する。
制御部６１は、非画像形成期間の所定のタイミングで、感光体ドラム４１の幅方向におけるトナー像形成可能範囲の両端部に、感光体ドラム４１の幅方向の外側に向かって濃度が薄くなる濃度勾配画像７０（図３参照）を形成させる。非画像形成期間は、画像形成装置１００において、通常の画像形成が行われる期間以外の期間である。所定のタイミングとしては、所定枚数の画像形成を行う毎でもよいし、前回の濃度勾配画像７０の形成から所定時間が経過した場合等でもよい。感光体ドラム４１の幅方向は、図２の紙面に直交する方向（感光体ドラム４１の回転軸方向。奥行き方向）である。
制御部６１は、感光体ドラム４１の回転により感光体ドラム４１上に形成された濃度勾配画像７０が１次転写ローラー４５（１次転写ニップ部）を通過する際に、１次転写ローラー４５にトナーと逆極性の電圧を印加するよう１次転写電圧印加部５３を制御する。

図３に、感光体ドラム４１、現像部４４及び感光体クリーニングブレード４７を模式的に示す。
感光体クリーニングブレード４７は、感光体ドラム４１の幅方向におけるトナー像形成可能範囲（現像可能範囲）Ｌｄより広い幅（クリーニング範囲）Ｌｃを有する。トナー像形成可能範囲Ｌｄの端部から感光体クリーニングブレード４７の端部までの距離をＷとすると、Ｌｃ＝Ｌｄ＋２Ｗとなる。
感光体ドラム４１のトナー像形成可能範囲Ｌｄの両端部に、濃度勾配画像７０が形成される。感光体ドラム４１の幅方向において、濃度勾配画像７０の外側の端部は、トナー像形成可能範囲Ｌｄの端部と略同じ位置とする。

濃度勾配画像７０の感光体ドラム４１の幅方向における長さＬｅ、濃度勾配画像７０の感光体ドラム４１の周方向における長さＬｆは、それぞれ調整可能となっている。例えば、ユーザーにより操作部６２から入力された値がＬｅ，Ｌｆとして設定され、記憶部６５に記憶される。制御部６１は、記憶部６５に記憶されたＬｅ，Ｌｆに基づいて、濃度勾配画像７０の感光体ドラム４１の幅方向における長さ、及び、濃度勾配画像７０の感光体ドラム４１の周方向における長さを決定する。

図４に、感光体ドラム４１の幅方向の外側ほどトナーの付着量を少なくすることで、外側に向かって濃度が薄くなるようにした濃度勾配画像７０Ａの例を示す。濃度勾配画像７０Ａは、感光体ドラム４１の幅方向に沿って、画像の濃淡が徐々に変化している例であるが、画像の濃淡が段階的に変化する（濃度が一様のパッチが複数並べられる）こととしてもよい。また、トナー付着量が変化していれば、全ドットについて書き込まれている必要はない。すなわち、濃度勾配画像７０Ａにおいて、トナーＴが付着していないドットがあってもよい。

図５に、感光体ドラム４１の幅方向の外側ほどトナーが付着している面積の割合（以下、トナー付着面積率という。）を低くすることで、外側に向かって濃度が薄くなるようにした濃度勾配画像７０Ｂの例を示す。濃度勾配画像７０Ｂは、ドットパターンにより画像の濃淡が徐々に変化している例であるが、画像の濃淡が段階的に変化する（トナー付着面積率が異なるドットパターンのパッチが複数並べられる）こととしてもよい。

図６（ａ）に、電位勾配形成時の感光体ドラム４１、１次転写ローラー４５、中間転写ベルト４６及び感光体クリーニングブレード４７を模式的に示す。
感光体ドラム４１上に形成された濃度勾配画像７０が１次転写ローラー４５を通過する際に、１次転写電圧印加部５３によって１次転写ローラー４５にプラスの電圧が印加されると、濃度勾配画像７０を介して感光体ドラム４１に電流が流れる。濃度勾配画像７０が感光体ドラム４１から中間転写ベルト４６に転写されるとともに、濃度勾配画像７０の濃度分布に応じて、１次転写ローラー４５から感光体ドラム４１にプラスの電荷が流れ込む。具体的には、濃度勾配画像７０の濃度が薄い部分ほど、感光体ドラム４１上のプラスの電荷が多くなる。このようにして、感光体ドラム４１上の濃度勾配画像７０の跡には、濃度勾配画像７０の濃度分布に応じたプラスの電位勾配が形成される。感光体ドラム４１の回転により、感光体ドラム４１上の電位勾配が形成された領域が感光体クリーニングブレード４７を通過する際に、トナーＴは、よりプラスの電位の高い方に移動する。

図６（ｂ）に、感光体ドラム４１の幅方向に沿った表面電位を示す。横軸は、感光体ドラム４１の幅方向の位置を示しており、右側が感光体ドラム４１の外側に相当する。また、縦軸は、感光体ドラム４１の表面電位を示している。
感光体ドラム４１上にプラスの電位勾配が形成された状態で、感光体ドラム４１の回転により、感光体ドラム４１上の電位勾配形成領域が感光体クリーニングブレード４７の位置まで来ると、感光体クリーニングブレード４７上のトナーＴが静電気的に感光体クリーニングブレード４７の端部側（外側）へと移動する。

〔ベルトクリーニングブレードについて〕
次に、中間転写ベルト４６上に残留しているトナーＴを除去するベルトクリーニングブレード４９に対する捲れ防止のための制御について説明する。
制御部６１は、非画像形成期間の所定のタイミングで、中間転写ベルト４６の幅方向におけるトナー像形成可能範囲の両端部に、中間転写ベルト４６の幅方向の外側に向かって濃度が薄くなる濃度勾配画像を形成させる。具体的には、制御部６１は、濃度勾配画像を感光体ドラム４１上に形成させ、１次転写ローラー４５により濃度勾配画像を感光体ドラム４１から中間転写ベルト４６に転写させる。中間転写ベルト４６の幅方向は、図２の紙面に直交する方向（奥行き方向）である。
制御部６１は、中間転写ベルト４６の回転により中間転写ベルト４６上に形成された濃度勾配画像が２次転写ローラー４８（２次転写ニップ部）を通過する際に、２次転写ローラー４８にトナーと逆極性の電圧を印加するよう２次転写電圧印加部５４を制御する。この時、通常の画像形成時とは異なり、用紙の搬送は伴わない。

ベルトクリーニングブレード４９は、中間転写ベルト４６の幅方向におけるトナー像形成可能範囲より広い幅を有する。
中間転写ベルト４６のトナー像形成可能範囲の両端部に、濃度勾配画像が形成される。中間転写ベルト４６の幅方向において、濃度勾配画像の外側の端部は、トナー像形成可能範囲の端部と略同じ位置とする。

中間転写ベルト４６上に形成される濃度勾配画像は、中間転写ベルト４６の幅方向の外側ほどトナーの付着量を少なくしてもよいし、中間転写ベルト４６の幅方向の外側ほどトナー付着面積率を低くしてもよい。
また、濃度勾配画像の中間転写ベルト４６の幅方向における長さ、及び、濃度勾配画像の中間転写ベルト４６の周方向における長さについても、調整可能となっている。

中間転写ベルト４６上に形成された濃度勾配画像が２次転写ローラー４８を通過する際に、２次転写電圧印加部５４によって２次転写ローラー４８にプラスの電圧が印加されると、濃度勾配画像を介して中間転写ベルト４６に電流が流れる。この時、用紙は供給されず、濃度勾配画像の濃度分布に応じて、２次転写ローラー４８から中間転写ベルト４６にプラスの電荷が流れ込む。具体的には、濃度勾配画像の濃度が薄い部分ほど、中間転写ベルト４６上のプラスの電荷が多くなる。このようにして、中間転写ベルト４６上の濃度勾配画像の跡には、濃度勾配画像の濃度分布に応じたプラスの電位勾配が形成される。

中間転写ベルト４６上にプラスの電位勾配が形成された状態で、中間転写ベルト４６の回転により、中間転写ベルト４６上の電位勾配形成領域がベルトクリーニングブレード４９の位置まで来ると、ベルトクリーニングブレード４９上のトナーＴが静電気的にベルトクリーニングブレード４９の端部側（プラスの電位の高い方）へと移動する。

以上説明したように、本実施の形態の画像形成装置１００によれば、感光体ドラム４１の幅方向におけるトナー像形成可能範囲の両端部に、感光体ドラム４１の幅方向の外側に向かって濃度が薄くなる濃度勾配画像７０を形成させ、感光体ドラム４１上に形成された濃度勾配画像７０が１次転写ローラー４５を通過する際に、１次転写ローラー４５に電圧を印加するので、感光体ドラム４１上にトナーＴと逆極性の電位勾配が形成され、この電位勾配が形成された領域が感光体クリーニングブレード４７を通過する際に、感光体クリーニングブレード４７のエッジに堆積しているトナーＴが外側へ移動する。したがって、電子写真方式の画像形成装置１００において、複雑な構成を用いることなく、感光体ドラム４１に接触する感光体クリーニングブレード４７の外側までトナーＴを行き渡らせ、感光体クリーニングブレード４７の捲れを防止することができる。

また、中間転写ベルト４６の幅方向におけるトナー像形成可能範囲の両端部に、中間転写ベルト４６の幅方向の外側に向かって濃度が薄くなる濃度勾配画像を形成させ、中間転写ベルト４６上に形成された濃度勾配画像が２次転写ローラー４８を通過する際に、２次転写ローラー４８に電圧を印加するので、中間転写ベルト４６上にトナーＴと逆極性の電位勾配が形成され、この電位勾配が形成された領域がベルトクリーニングブレード４９を通過する際に、ベルトクリーニングブレード４９のエッジに堆積しているトナーＴが外側へ移動する。したがって、電子写真方式の画像形成装置１００において、複雑な構成を用いることなく、中間転写ベルト４６に接触するベルトクリーニングブレード４９の外側までトナーＴを行き渡らせ、ベルトクリーニングブレード４９の捲れを防止することができる。

濃度勾配画像としては、例えば、像担持体（感光体ドラム４１、中間転写ベルト４６）の幅方向の外側ほどトナーの付着量を少なくすることで、外側に向かって濃度を薄くすることができる。
また、像担持体の幅方向の外側ほどトナー付着面積率を低くすることで、外側に向かって濃度を薄くすることができる。

また、濃度勾配画像の像担持体の幅方向における長さ、及び、濃度勾配画像の像担持体の周方向における長さを調整可能とすることで、画像形成装置１００が設置された環境やユーザーの使用状況に応じて、適した濃度勾配画像のサイズを選択することができる。

以下、本発明の実施例及び比較例について説明する。

〔感光体クリーニングブレードの評価〕
まず、上述した画像形成装置において、感光体ドラム上に形成される濃度勾配画像の条件を変えて、感光体クリーニングブレードの捲れ発生を評価した。

＜実験条件＞
感光体クリーニングブレードの捲れが発生しやすい高温高湿環境（温度３０℃、相対湿度８５％ＲＨ）において、印字率１％の画像パターンについて、線速２５０ｍｍ／ｓでモノクロ連続印字を行い、感光体クリーニングブレードの捲れの発生の有無を確認した。
感光体クリーニングブレードのクリーニング範囲は、その両端部において、感光体ドラムのトナー像形成可能範囲より長手方向外側に５ｍｍずつ広い構成となっている（図３に示すＷ＝５ｍｍ）。

感光体ドラムの幅方向における濃度勾配画像の長さ（図３に示すＬｅ）は、３ｍｍ（実施例１〜４，９〜１２）と５ｍｍ（実施例５〜８，１３〜１６）とした。感光体ドラムの幅方向において、濃度勾配画像の外側端部は、トナー像形成可能範囲の端部に対応する位置である。
濃度勾配画像のトナー付着量は、感光体ドラムの幅方向における濃度勾配画像の外側端部を０ｇ／ｍ^２とし、内側に向かって１ｍｍあたり１ｇ／ｍ^２ずつ変化するパターン（実施例１，２，５，６，９，１０，１３，１４）と、１ｍｍあたり２ｇ／ｍ^２ずつ変化するパターン（実施例３，４，７，８，１１，１２，１５，１６）を用いた。例えば、感光体ドラムの幅方向における濃度勾配画像の長さが３ｍｍで、１ｍｍあたり１ｇ／ｍ^２ずつ変化するパターンを用いると、感光体ドラムの幅方向における濃度勾配画像の最も内側のトナー付着量は３ｇ／ｍ^２となる。
また、濃度勾配画像のトナー付着面積率（印字率）は、感光体ドラムの幅方向における濃度勾配画像の外側端部を０％とし、内側に向かって１ｍｍあたり５％ずつ変化するパターン（実施例１，３，５，７，９，１１，１３，１５）と、１ｍｍあたり１０％ずつ変化するパターン（実施例２，４，６，８，１０，１２，１４，１６）を用いた。

また、濃度勾配画像を介して感光体ドラムをトナーと逆極性に帯電させるため、１次転写ローラー（中間転写ベルト）に印加される１次転写電圧の値を１５００Ｖ（実施例１〜８）と２０００Ｖ（実施例９〜１６）とした。

＜実験結果＞
図７に、実施例１〜１６及び比較例１における各条件（１次転写電圧、濃度勾配画像の幅方向の長さ、トナー付着量変化、トナー付着面積率変化）と、感光体クリーニングブレードにおける捲れ発生時の画像形成枚数を示す。実施例１〜１６では、画像形成枚数３００枚毎に、感光体ドラムに濃度勾配画像を形成させた。一方、比較例１では、従来と同様、感光体ドラムに濃度勾配画像を形成させなかった。

比較例１では、２０００枚の画像形成で感光体クリーニングブレードに捲れが発生したのに対し、実施例１〜８では、感光体ドラムの幅方向における濃度勾配画像の長さが長いほど、つまり、３ｍｍよりも５ｍｍの方が、感光体クリーニングブレードに捲れが発生する際の画像形成枚数が多くなった。
これは、感光体ドラムの幅方向における濃度勾配画像の長さが長い方が、感光体クリーニングブレード上を移動するトナーの絶対量が増えるためであると考えられる。

また、実施例１〜８では、感光体ドラムの幅方向におけるトナー付着量変化が大きいほど、つまり、１ｍｍあたり１ｇ／ｍ^２ずつ変化するパターンよりも２ｇ／ｍ^２ずつ変化するパターンの方が、感光体クリーニングブレードに捲れが発生する際の画像形成枚数が多くなった。
また、実施例１〜８では、感光体ドラムの幅方向におけるトナー付着面積率の変化が大きいほど、つまり、１ｍｍあたり５％ずつ変化するパターンよりも１０％ずつ変化するパターンの方が、感光体クリーニングブレードに捲れが発生する際の画像形成枚数が多くなった。
感光体ドラムの幅方向において、濃度勾配画像の単位長さあたりのトナー付着量やトナー付着面積率の変化を大きくすることで、感光体ドラムに流れ込む転写電流に傾きが生じ、トナーとは逆極性の電位勾配が大きくなることで、感光体クリーニングブレードの端部側にトナーを移動させる力が強くなると考えられる。

また、実施例１〜８よりも１次転写電圧を高くした実施例９〜１６では、いずれも、１００００枚まで感光体クリーニングブレードに捲れが発生しなかった。１次転写電圧を高くすることで、感光体ドラム上に十分な大きさの電位勾配が形成されたと考えられる。

また、感光体ドラムの周方向における濃度勾配画像の長さ（図３に示すＬｆ）を長くすることによって、より長い時間（広い範囲で）、感光体ドラムがトナーと逆極性に帯電される。これにより、トナーに作用する静電気力が大きくなり、トナーを端部側に移動させやすくなるため、感光体クリーニングブレードの捲れが改善されることがわかっている。

〔ベルトクリーニングブレードの評価〕
次に、上述した画像形成装置において、中間転写ベルト上に形成される濃度勾配画像の条件を変えて、ベルトクリーニングブレードの捲れ発生を評価した。

＜実験条件＞
ベルトクリーニングブレードの捲れが発生しやすい高温高湿環境（温度３０℃、相対湿度８５％ＲＨ）において、印字率１％の画像パターンについて、線速２５０ｍｍ／ｓでモノクロ連続印字を行い、ベルトクリーニングブレードの捲れの発生の有無を確認した。
ベルトクリーニングブレードのクリーニング範囲は、その両端部において、中間転写ベルトのトナー像形成可能範囲より長手方向外側に５ｍｍずつ広い構成となっている。

中間転写ベルトの幅方向における濃度勾配画像の長さは、３ｍｍ（実施例１７〜２０，２５〜２８）と５ｍｍ（実施例２１〜２４，２９〜３２）とした。中間転写ベルトの幅方向において、濃度勾配画像の外側端部は、トナー像形成可能範囲の端部に対応する位置である。
濃度勾配画像のトナー付着量は、中間転写ベルトの幅方向における濃度勾配画像の外側端部を０ｇ／ｍ^２とし、内側に向かって１ｍｍあたり１ｇ／ｍ^２ずつ変化するパターン（実施例１７，１８，２１，２２，２５，２６，２９，３０）と、１ｍｍあたり２ｇ／ｍ^２ずつ変化するパターン（実施例１９，２０，２３，２４，２７，２８，３１，３２）を用いた。
また、濃度勾配画像のトナー付着面積率（印字率）は、中間転写ベルトの幅方向における濃度勾配画像の外側端部を０％とし、内側に向かって１ｍｍあたり５％ずつ変化するパターン（実施例１７，１９，２１，２３，２５，２７，２９，３１）と、１ｍｍあたり１０％ずつ変化するパターン（実施例１８，２０，２２，２４，２６，２８，３０，３２）を用いた。

また、濃度勾配画像を介して中間転写ベルトをトナーと逆極性に帯電させるため、２次転写ローラーに印加される２次転写電圧の値を２０００Ｖ（実施例１７〜２４）と２５００Ｖ（実施例２５〜３２）とした。

＜実験結果＞
図８に、実施例１７〜３２及び比較例２における各条件（２次転写電圧、濃度勾配画像の幅方向の長さ、トナー付着量変化、トナー付着面積率変化）と、ベルトクリーニングブレードにおける捲れ発生時の画像形成枚数を示す。実施例１７〜３２では、画像形成枚数３００枚毎に、中間転写ベルトに濃度勾配画像を形成させた。一方、比較例２では、従来と同様、中間転写ベルトに濃度勾配画像を形成させなかった。

比較例２では、１０００枚の画像形成でベルトクリーニングブレードに捲れが発生したのに対し、実施例１７〜２４では、中間転写ベルトの幅方向における濃度勾配画像の長さが長いほど、つまり、３ｍｍよりも５ｍｍの方が、ベルトクリーニングブレードに捲れが発生する際の画像形成枚数が多くなった。
また、実施例１７〜２４では、中間転写ベルトの幅方向におけるトナー付着量変化が大きいほど、つまり、１ｍｍあたり１ｇ／ｍ^２ずつ変化するパターンよりも２ｇ／ｍ^２ずつ変化するパターンの方が、ベルトクリーニングブレードに捲れが発生する際の画像形成枚数が多くなった。
また、実施例１７〜２４では、中間転写ベルトの幅方向におけるトナー付着面積率の変化が大きいほど、つまり、１ｍｍあたり５％ずつ変化するパターンよりも１０％ずつ変化するパターンの方が、ベルトクリーニングブレードに捲れが発生する際の画像形成枚数が多くなった。
この理由は、感光体クリーニングブレードの場合と同様である。

また、実施例１７〜２４よりも２次転写電圧を高くした実施例２５〜３２では、いずれも、１００００枚までベルトクリーニングブレードに捲れが発生しなかった。２次転写電圧を高くすることで、中間転写ベルト上に十分な大きさの電位勾配が形成されたと考えられる。

また、中間転写ベルトの周方向における濃度勾配画像の長さを長くすることによって、より長い時間（広い範囲で）、中間転写ベルトがトナーと逆極性に帯電される。これにより、トナーに作用する静電気力が大きくなり、トナーを端部側に移動させやすくなるため、ベルトクリーニングブレードの捲れが改善されることがわかっている。

なお、上記実施の形態における記述は、本発明に係る画像形成装置の例であり、これに限定されるものではない。装置を構成する各部の細部構成及び細部動作に関しても本発明の趣旨を逸脱することのない範囲で適宜変更可能である。

例えば、上記実施の形態における画像形成装置１００は、感光体ドラム４１上に形成されたトナー像を中間転写ベルト４６に転写し、中間転写ベルト４６上に形成されたトナー像を用紙に転写するものであるが、中間転写ベルトを介さず、感光体ドラムから直接用紙にトナー像を転写する画像形成装置であってもよい。
また、上記実施の形態では、反転現像方式の画像形成装置１００について説明したが、正規現像方式の場合にも本発明を適用可能である。

また、濃度勾配画像内でトナー付着量を変化させる際に、像担持体（感光体ドラム４１、中間転写ベルト４６）の幅方向において外側ほどトナーの厚さを薄くすることとしてもよい。
また、複数の色のトナーによってカラー画像を形成する画像形成装置の場合には、重ねるトナーの色を組み合わせて、トナーの付着量を変えることとしてもよい。

４０画像形成部
４１感光体ドラム
４２帯電部
４３露光部
４４現像部
４５１次転写ローラー
４６中間転写ベルト
４７感光体クリーニングブレード
４８２次転写ローラー
４９ベルトクリーニングブレード
５３１次転写電圧印加部
５４２次転写電圧印加部
６１制御部
６５記憶部
７０濃度勾配画像
１００画像形成装置

Claims

回転する像担持体と、
当該像担持体上に形成されたトナー像を被転写体に転写する転写部と、
前記転写部にトナーと逆極性の電圧を印加する電圧印加部と、
前記像担持体の幅方向におけるトナー像形成可能範囲より広い幅を有し、前記像担持体の回転方向において前記転写部より下流で前記像担持体に当接され、前記像担持体上に残留しているトナーを除去するクリーニングブレードと、
を備える画像形成装置であって、
非画像形成期間の所定のタイミングで、前記像担持体の前記トナー像形成可能範囲の両端部に、前記像担持体の幅方向の外側に向かって濃度が薄くなる濃度勾配画像を形成させ、前記像担持体の回転により前記像担持体上に形成された濃度勾配画像が前記転写部を通過する際に、前記転写部に電圧を印加するよう前記電圧印加部を制御する制御部を備えることを特徴とする画像形成装置。
前記濃度勾配画像は、前記像担持体の幅方向の外側ほどトナーの付着量が少ないことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
前記濃度勾配画像は、前記像担持体の幅方向の外側ほどトナーが付着している面積の割合が低いことを特徴とする請求項１又は２に記載の画像形成装置。
前記濃度勾配画像の前記像担持体の幅方向における長さは、調整可能であることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の画像形成装置。
前記濃度勾配画像の前記像担持体の周方向における長さは、調整可能であることを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の画像形成装置。