JP7143779B2

JP7143779B2 - 画像形成装置

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Publication number: JP7143779B2
Application number: JP2019025179A
Authority: JP
Inventors: 貴洋黒田
Original assignee: Konica Minolta Inc
Current assignee: Konica Minolta Inc
Priority date: 2019-02-15
Filing date: 2019-02-15
Publication date: 2022-09-29
Anticipated expiration: 2039-02-15
Also published as: JP2020134608A; CN111580366A; CN111580366B

Description

本発明は、画像形成装置に関し、特にクリーニングブレードを保護するために潤滑剤としてトナーを供給する技術に関する。

電子写真方式の画像形成装置は、感光体上に形成したトナー像を、転写部において像担持体に静電転写した後、次のトナー像の形成に先立って、感光体上に残留するトナーを、例えば、クリーニングブレードを用いて掻き取り、廃棄する。この際、感光体との摩擦によって、クリーニングブレードが捲れると、残留トナーを十分かき取ることができなくなる。このようなメクレ防止のために、感光体とクリーニングブレードとの間の潤滑剤としてトナーを供給し、ブレードエッジ部にトナーを貯留させる技術が知られている。

潤滑用のトナーは、例えば、先行する画像領域の後端から後続する画像領域の先端までの像間などの画像領域外にトナーパッチを形成することによって、供給される。このトナーパッチは、現像部で供給された後、クリーニングブレードまで搬送される途中で転写部を経由する。この転写部を通過する際に、トナーパッチからトナーが像担持体などへ移動するおそれがある。

このような問題に対して、例えば、トナーパッチを中間転写ベルトに担持したまま、像担持回転体へ転写することなく転写部を通過させるために、例えば、タンデム方式の画像形成装置において、中間転写ベルトから記録媒体へ転写するために印加する転写バイアスを用紙上と紙間とで異ならせる従来技術（例えば、特許文献１を参照）を応用することが考えられる。

しかしながら、当該従来技術に係る紙間に対応させて、像間において転写バイアスをオフするだけでは、感光体上にトナーパッチを保持する作用が働かないため、トナーパッチ自体の電位に起因して、トナーパッチの一部が感光体から像担持体側へ静電吸着されたり、力学的な作用によって像担持体に付着したりするおそれがある。

一方、像間と像間以外の画像部分とで転写バイアスの極性を逆にすれば、転写部においてトナーが感光体側へ付勢されるので、像担持体への移動によるトナーの損失を抑制し、クリーニングブレードへ潤滑剤を供給することができる。

特開２０１７－２０７５４７号公報特開２０１４－１２３００４号公報

しかしながら、上記の従来技術においては、転写バイアスを切り替える際に、転写バイアスを一時的に定電圧制御する他は、定電流制御する。像間で定電流制御を行うと、トナーパッチの帯電量が少ない場合に、転写バイアスが安定しないため、感光体から像担持回転体へのトナーの転写を十分に抑制することができなくなって、クリーニングブレードへ供給するトナー量が減少してしまう。

一方、像間で転写バイアスを定電圧制御すれば、トナーパッチに作用する転写バイアスを安定させることができるものの、トナーパッチの帯電量が多い場合には、転写バイアスを高くしなければならない。しかしながら、転写バイアスを高くすると、感光体表面において、トナーパッチが形成されていない領域の表面電位が転写バイアスの影響を直接受けることになり、感光体メモリが発生してしまう、という問題がある。

本発明は、上述のような問題に鑑みて為されたものであって、像間でのトナーの転写や感光体メモリの発生を抑制して、十分な量のトナーをクリーニングブレードに供給することができる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、本発明に係る画像形成装置は、転写体に第１の転写バイアスを印加することによって、第１の像担持回転体上から第２の像担持体上へトナー像を転写位置で静電転写する転写手段と、前記静電転写後に前記第１の像担持回転体上に残留するトナーを掻き取るクリーニングブレードと、２以上のトナー像を形成する場合に、先行するトナー像の後端から後続するトナー像の先端までのトナー像間において、前記第１の像担持回転体上にトナーパッチを形成するトナーパッチ形成手段と、前記トナー像間において、前記第１の転写バイアスとは逆極性の第２の転写バイアスを前記転写体に印加するバイアス制御手段と、前記トナー像間において、前記第１の像担持回転体を回転駆動して、前記クリーニングブレードにトナーを供給する潤滑剤供給手段と、を備え、前記バイアス制御手段は、前記トナーパッチの帯電量に応じて、前記第２の転写バイアスの制御方式を定電流制御と定電圧制御とのいずれかに切り替えることを特徴とする。

この場合において、前記バイアス制御手段は、前記トナーパッチの帯電量が所定の閾値よりも多い場合には、前記転写バイアスの制御方式を定電流制御とし、前記トナーパッチの帯電量が前記所定の閾値よりも少ない場合には、前記転写バイアスの制御方式を定電圧制御としてもよい。

また、前記バイアス制御手段は、トナー像を静電転写する転写位置におけるトナーパッチの帯電量に応じて、前記転写バイアスの制御方式を切り替えてもよい。

また、前記第１の像担持回転体を露光して静電潜像を形成する露光手段と、現像バイアスを印加することによって、前記静電潜像にトナーを供給し、前記トナーパッチを形成する現像手段と、を備え、前記バイアス制御手段は、前記トナーパッチを形成する際の露光量、露光時間、現像バイアス、現像バイアスの印加時間、前記トナーパッチのカバレッジおよび環境条件の何れか一以上に応じて前記トナーパッチの帯電量の多寡を判定してもよい。

また、前記第１の像担持回転体は、露光によって静電潜像が形成され、当該静電潜像を現像することによってトナー像が形成される感光体ドラムであってもよい。

また、前記第１の像担持回転体は、記録シートに転写すべきトナー像を担持することができる中間転写ベルトであってもよい。

このようにすれば、トナーパッチの状態によってトナーパッチからトナーが移動して第１の像担持回転体から離散するのを防止したり、第１の像担持回転体におけるメモリ現象の発生を防止したりすることができる。

本発明の第１の実施の形態に係る画像形成装置の主要な構成を示す図である。制御部１５０の主要な構成を示すブロック図である。転写バイアス制御部２００の主要な構成を示す図である。一次転写バイアスの制御動作を説明するフローチャートである。トナーパッチの帯電量が少ない場合における一次転写バイアスの制御動作を例示する図である。トナーパッチの帯電量が多い場合における一次転写バイアスの制御動作を例示する図である。トナーパッチの帯電量が変化する場合における一次転写バイアスの制御動作を例示する図である。本発明の変形例に係る制御テーブルであって、装置内絶対湿度が５ｇ／ｍ³以下である場合の制御テーブルを示す表である。本発明の変形例に係る制御テーブルであって、装置内絶対湿度が５～１８ｇ／ｍ³の範囲内である場合の制御テーブルを示す表である。本発明の変形例に係る制御テーブルであって、装置内絶対湿度が１８ｇ／ｍ³以上である場合の制御テーブルを示す表である。

以下、本発明に係る画像形成装置の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。

本実施の形態に係る画像形成装置は、感光体ドラムの外周面上の画像部分と像間とで一次転写バイアスの制御方式を切り替えることを特徴とする。
［１］画像形成装置の構成
まず、本実施の形態に係る画像形成装置の構成について説明する。

図１に示すように、画像形成装置１は、所謂タンデム方式のカラープリンターであって、画像形成部１２０、給紙部１３０、定着部１４０および制御部１５０を備えている。制御部１５０は、ＬＡＮ（Local Area Network）等の通信ネットワークを経由して、外部の装置から印刷ジョブを受け付けると、その指示に基づいて画像形成部１２０、給紙部１３０および定着部１４０を制御して、画像形成処理を実行させる。

画像形成部１２０は、作像部１２１Ｙ、１２１Ｍ、１２１Ｃおよび１２１Ｋ、露光部１２３および中間転写ベルト１２５を備え、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）およびブラック（Ｋ）色のトナーを収容したトナーカートリッジ１２８Ｙ、１２８Ｍ、１２８Ｃ、１２８Ｋが装着されている。作像部１２１Ｙ、１２１Ｍ、１２１Ｃおよび１２１ＫはＹＭＣＫ各色のトナー像を形成する。

作像部１２１Ｙ、１２１Ｍ、１２１Ｃおよび１２１Ｋは互いに同様の構成を備えているので、以下においては、作像部１２１Ｋを代表例にとって説明する。作像部１２１Ｋは、感光体ユニット１２４Ｋと現像ユニット１２６Ｋとを組み合わせたものである。感光体ユニット１２４Ｋは、感光体ドラム１２２Ｋ、クリーニングブレード１６０Ｋ、除電ランプ１６１Ｋ、帯電ローラー１６２Ｋ等を備えている。

感光体ドラム１２２Ｋは、画像形成時やトナーパッチの形成時には、矢印Ｂ方向に回転する。帯電ローラー１６２Ｋは、感光体ドラム１２２Ｋの外周面を一様に帯電させる。露光部１２３は、Ｋ色の画像データまたはトナーパッチデータに応じて変調したレーザー光ＬＢを感光体ドラム１２２Ｋの外周面上に照射して、露光走査することによって静電潜像を形成する。静電潜像は主走査線ごとに形成される。感光体ドラム１２２Ｋの外周面上では、主走査線は感光体ドラム１２２Ｋの周方向に直交し、軸方向に平行になっている。

レーザー光ＬＢの照射光量が多いほど静電潜像の露光量が多くなるので、後述のように、静電潜像に付着するトナー量が多くなる。また、感光体ドラム１２２Ｋの回転速度が遅いほど主走査線ごとの露光時間が長くなるので、露光量が多くなりトナー付着量も多くなる。

現像ユニット１２６Ｋは、中間転写ベルト１２５の上方に着脱可能に装着されたトナーボトル１２８ＫからＫ色のトナーの供給を受けて、当該トナーを現像ローラー１７１Ｋに担持させる。現像ローラー１７１Ｋには現像バイアスが印加されており、現像ローラー１７１Ｋが担持するトナーが、感光体ドラム１２２Ｋの外周面上の静電潜像に供給される。これによって、静電潜像が現像され、Ｋ色のトナー像が形成される。現像バイアスが大きいほどトナーの供給量が多くなる。

現像ローラー１７１Ｋと感光体ドラム１２２Ｋとが対向して、トナーの供給が行われる領域を現像ニップという。主走査線ごとの現像バイアスの印加時間は、感光体ドラム１２２Ｋが回転することによって、当該主走査線が現像ニップを通過するのに必要となる時間である。感光体ドラム１２２Ｋが速く回転すれば現像バイアスの印加時間が短くなるので、トナーの付着量が少なくなる。逆に、遅く回転すれば長くなるので、トナーの付着量が多くなる。

一次転写ローラー１２７Ｋは、一次転写バイアスが印加されており、Ｋ色のトナー像を感光体ドラム１２２Ｋの外周面上から中間転写ベルト１２５上へ静電転写する（一次転写）。なお、帯電バイアス条件並びに現像バイアス条件は画像形成時と像間時とで共通である。

カラートナー像を形成する場合には、作像部１２１Ｙ、１２１Ｍおよび１２１Ｃもまた同様にＹＭＣ各色のトナー像を形成して、ＹＭＣＫ各色のトナー像が中間転写ベルト１２５上で互いに重なり合うように一次転写する。このため、作像部１２１Ｙ、１２１Ｍ、１２１Ｃおよび１２１Ｋは、互いにタイミングをずらしてトナー像を形成する。

中間転写ベルト１２５は、無端状のベルトであり、駆動ローラー１２５ａと従動ローラー１２５ｂに張架されて矢印Ａ方向に回転駆動される。これによって、トナー像が二次転写位置Ｔまで搬送される。

一次転写後、感光体ドラム１２２Ｙ、１２２Ｍ、１２２Ｃおよび１２２Ｋの外周面上に残留するトナーはクリーニングブレード１６０によって掻き取られ、廃棄される。また、感光体ドラム１２２Ｙ、１２２Ｍ、１２２Ｃおよび１２２Ｋの外周面上を除電ランプにて照明することによって、当該外周面上に残留する電荷が除去される。

給紙部１３０は、記録シートＳを収容しており、トナー像の形成、搬送と並行して、給紙ローラー１３２を用いて記録シートＳを繰り出す。繰り出された記録シートＳはタイミングローラー対１３４によってスキュー補正されるとともに、搬送タイミングを調整された後、二次転写位置Ｔへ搬送される。二次転写位置Ｔにおいては、二次転写ローラー１２９に印加されている二次転写バイアスによって、中間転写ベルト１２５から記録シートＳへトナー像が静電転写される（二次転写）。

二次転写後に中間転写ベルト１２５上に残留するトナーは、中間転写ベルト１２５の回転走行によって搬送された後、クリーニングブレード１９０によって掻き取られ、廃トナーボックス１９１に廃棄される。

定着部１４０は、定着ローラー１４１、加圧ローラー１４２および温度センサー１４３を備えており、温度センサーにて定着ローラー１４１の温度を監視することによって定着ローラー１４１の温度が所定の目標温度になるように制御する。定着ローラー１４１には加圧ローラー１４２が圧接されており、この圧接によって形成される定着ニップに記録シートＳを通紙することによって、トナー像が記録シートＳに熱定着される。

トナー像を熱定着された記録シートＳは、排紙ローラー対１３６によって、排出トレイ１３８上に排出される。なお、両面印刷を行う場合には、排紙ローラー対１３６に記録シートＳを噛み込んだ状態で排紙ローラー対１３６を逆回転させ（スイッチバック）、両面反転経路を経由して二次転写位置Ｔへ記録シートＳを搬送する。このようにして、記録シートＳの裏面にトナー像を二次転写し、熱定着する。

なお、画像形成装置１の前面上部には、操作パネル（図示省略）が設けられている。操作パネルは、液晶ディスプレイ（LCD: Liquid Crystal Display）並びにタッチパッドを有するタッチパネルとハードキーとを備えており、ユーザーに対して液晶ディスプレイにて情報提示を行ったり、ユーザーからタッチパッドやハードキーにて指示入力を受け付けたりする。

また、画像形成装置１は環境センサー１８０を備えており、制御部１５０は環境センサー１８０の出力信号を参照することによって、画像形成装置１内の温度や絶対湿度を取得する。
［２］制御部１５０の構成
次に、制御部１５０の構成について説明する。

図２に示すように、制御部１５０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）２０１、ＲＯＭ（Read Only Memory）２０２およびＲＡＭ（Random Access Memory）２０３等を備えており、画像形成装置１の電源投入などによってＣＰＵ２０１がリセットされると、ＣＰＵ２０１はＲＯＭ２０２からブートプログラムを読み出して起動し、ＲＡＭ２０３を作業用記憶領域として、ＨＤＤ（Hard Disk Drive ）２０４から読み出したＯＳ（Operating System）や制御プログラムを実行する。

ＣＰＵ２０１は、制御プログラムを実行することによって、転写バイアス制御部２０６、画像形成部１２０、給紙部１３０および定着部１４０を制御する。これによって、作像部１２１Ｙ、１２１Ｍ、１２１Ｃおよび１２１Ｋが感光体ドラム１２２Ｙ、１２２Ｍ、１２２Ｃおよび１２２Ｋの外周面上にトナー像を形成する際の露光量、露光時間、現像バイアスおよび現像バイアスの印加時間を制御することができる。

また、画像形成部１２０は後述するような転写バイアス制御部２００Ｙ、２００Ｍ、２００Ｃおよび２００Ｋを備えており、ＣＰＵ２０１からの制御信号によって、一次転写ローラー１２７Ｙ、１２７Ｍ、１２７Ｃおよび１２７Ｋに印加する一次転写バイアスを定電流制御するか定電圧制御するかを切り替えたり、定電流制御する場合の目標電流値や、定電圧制御する場合の目標電圧値を設定したりすることができる。

ＮＩＣ（Network Interface Card）２０５は、制御部１５０がＬＡＮ（Local Area Network）等の通信ネットワークを経由して他の装置と通信し、例えば、印刷ジョブを受け付けるための処理を実行する。
［３］転写バイアス制御部２００
転写バイアス制御部２００は、図３に示すように、一次転写ローラー１２７Ｙ、１２７Ｍ、１２７Ｃおよび１２７Ｋ毎に設けられており、互いに同様の構成を備えている。このため、一次転写ローラー１２７Ｋに印加する一次転写バイアスを制御する転写バイアス制御部２００Ｋを例にとって説明する。

転写バイアス制御部２００Ｋは、定電流（CC: Constant Current）制御部３０１Ｋ、定電圧（CV: Constant Voltage）制御部３０２Ｋおよび切り替えスイッチ３０３Ｋを備えている。ＣＰＵ２０１は、転写バイアス制御部２００Ｋに制御信号を入力することによって、定電流制御部３０１Ｋの目標電流値を設定したり、定電圧制御部３０２Ｋの目標電圧値を設定したり、或いは切り替えスイッチ３０３Ｋを切り替えたりする。

このような構成を備えることによって、画像形成時にはトナーと逆極性の定電流制御によって一次転写を行い、像間時にはトナーと同極性の定電圧制御または定電流制御によってトナーパッチが中間転写ベルト１２５上へ転写されないように付勢する。画像形成時および像間時に定電流制御を行う場合の目標電流値、並びに像間時に定電圧制御を行う場合の目標電圧値は予め設定されており、例えば、テーブルに記憶されている。

本実施の形態においては、トナーがマイナス帯電している場合を例にとって説明する。従って、画像形成時にはプラス定電流制御を行い、像間時にはマイナス定電圧制御またはマイナス定電流制御を行う。プラス定電流制御の目標電流値は２０μＡ、マイナス定電流制御の目標電流値は－５μＡ、また、マイナス定電圧制御の目標電圧値は－５００Ｖである。
［４］一次転写バイアスの制御
次に、印刷ジョブを実行する際に画像形成装置１が実行する一次転写バイアスの制御について説明する。なお、以下の説明は、ＹＭＣＫ各色に共通する動作であるので、符号からＹＭＣＫの文字を省略する。

図４に示すように、画像形成装置１は、印刷ジョブを受け付けると、上述のように、帯電ローラー１６２、露光部１２３および現像ユニット１２６を用いて感光体ドラム１２２の外周面上に１ページ目のトナー像を形成する（Ｓ４０１）。そして、転写バイアス制御部２００にてプラス定電流制御を実行する（Ｓ４０２）。このようにして、プラス定電流制御を実行している状態で、トナー像を感光体ドラム１２２の外周面上から中間転写ベルト１２５上へ一次転写する。

１ページ目のトナー像を一次転写した後、２ページ目以降のトナー像を形成する場合には（Ｓ４０４：ＹＥＳ）、１ページ目のトナー像と２ページ目のトナー像との間の像間、または１ページ目と２ページ目との紙間に当たるタイミングでトナーパッチを形成する（Ｓ４０５）。このトナーパッチは、クリーニングブレード１６０に潤滑剤としてトナーを供給するためのものである。クリーニングブレード１６０の長手方向全域に亘ってトナーを供給することができるので、トナーパッチの長手方向（主走査方向）の分布範囲は、現像可能幅全体になっている。

なお、１ページ目のトナー像の後端が一次転写ニップを通過するタイミングにはバラツキがある。このためトナー像の後端が一次転写ニップを通過したと推定されるタイミングから所定のマージン分だけ時間が経過するまで、プラス定電流制御を継続する。このようにすれば、トナー像を確実に一次転写することができる。

また、帯電ローラー１６２に印加する高電圧の極性を切り替えるには一定の時間が必要である。このため、トナー像の後端からトナーパッチの先端までの距離が、当該一定の時間に感光体ドラム１２２の回転速度（接線速度）を乗算した距離よりも長くなるタイミングでトナーパッチを形成するのが望ましい。

その後、マージン領域が一次転写ニップを通過したら（Ｓ４０６：ＹＥＳ）、トナーパッチの帯電量に応じて転写バイアス制御部２００が一次転写バイアスの制御方式を切り替える。すなわち、一次転写ニップにおけるトナーパッチ（トナーパッチのうち、主走査線が一次転写ニップ内にある部分）の帯電量が所定の閾値よりも多い場合には（Ｓ４０７：ＹＥＳ）、転写バイアス制御部２００にてマイナス定電流制御を実行する（Ｓ４０８）。

ここで、一次転写ニップとは、中間転写ベルト１２５を挟んで一次転写ローラー１２７が感光体ドラム１２２に圧接することによって形成されるニップ領域であって、当該一次転写ニップ内にあるトナーが一次転写バイアスの影響を受けて、一次転写バイアスの極性に応じた方向へ付勢される。

また、トナーパッチが一次転写ニップに到達するまでの間は、転写バイアス制御部２００は、トナーパッチの先端部分の帯電量に応じて一次転写バイアスの制御方式を切り替える。

トナーパッチの帯電量は、トナーパッチを形成する際の照射光量、露光時間、現像バイアス、現像バイアスの印加時間、カバレッジ情報および環境情報を参照して決定する。ここで、カバレッジ情報とは、主走査線ごとのカバレッジ率（Ｂ／Ｗ比）であって、当該主走査線を構成するすべての画素に対応して感光体ドラムにトナーを付着させる場合には１００％になる。

また、環境情報とは、画像形成装置１内の絶対湿度であって、上述のように、制御部１５０が環境センサー１８０の出力信号を参照することによって取得する。トナーパッチは絶対湿度が低いほど帯電し易いので、帯電量が多くなる。照射光量、露光時間、現像バイアス、現像バイアスの印加時間および走査線ごとのカバレッジ情報は、トナーパッチを形成する際の設定情報から取得される。照射光量、露光時間、現像バイアスおよび現像バイアスの印加時間は、トナーパッチを形成する場合と、トナー像を形成する場合とで同じであってもよい。

制御部１５０は、トナーパッチの帯電量を決定する際に、照射光量、露光時間、現像バイアス、現像バイアスの印加時間、カバレッジ情報および環境情報の各範囲の組み合わせ毎に帯電量を設定した帯電量表を予め記憶しておき、当該帯電量表を参照することによって、主走査線ごとの帯電量を決定してもよい。また、照射光量、露光時間、現像バイアス、現像バイアスの印加時間、カバレッジ情報および環境情報を独立変数とし、帯電量を従属変数とする関数を用いて主走査線ごとの帯電量を算出してもよい。

主走査線ごとの帯電量を算出したら、一次転写ニップ内を通過する主走査線の帯電量の総和を逐次算出して、当該総和が所定の閾値よりも多いか否かによってステップＳ４０７の条件分岐を行う。

一次転写ニップにおけるトナーパッチの帯電量が所定の閾値よりも小さい場合には（Ｓ４０７：ＮＯ）、転写バイアス制御部２００にてマイナス定電圧制御を実行する（Ｓ４０９）。その後、トナーパッチが終了したら（Ｓ４１０：ＹＥＳ）、ステップＳ４０２に進んで次のページのトナー像を形成する。この場合において、トナーパッチを横断する主走査線が一次転写ニップ内からなくなった場合にはトナーパッチが終了したと判定する。

このようにすれば、トナーパッチの後端が一次転写ニップを通過した後、速やかに、ステップＳ４０２にてプラス定電流制御が開始される。上述のように、帯電ローラー１６２に印加する高電圧の極性を切り替えるには一定の時間が必要であるので、ステップＳ４０２にてプラス定電流制御を開始すれば、２ページ目のトナー像の一次転写が開始される前に、帯電ローラー１６２に印加する高電圧の極性を確実に切り替えることができる。

トナーパッチが終了していなければ（Ｓ４１０：ＮＯ）、ステップＳ４０７へ進んでトナーパッチの帯電量を再度判定する。その後、次に形成すべきトナー像がなくなった場合には（Ｓ４０４：ＮＯ）、処理を終了する。従って、次ページのトナー像を形成するために感光体ドラム１２２を回転駆動するので、この感光体ドラム１２２の回転によって、トナーパッチがクリーニングブレード１６０に確実に到達する。従って、クリーニングブレード１６０に潤滑剤としてのトナーが確実に供給される。
［５］動作例
次に、画像形成装置１の動作について動作例を挙げて説明する。
（５－１）トナーパッチの帯電量が少ない場合
トナーパッチの帯電量は、トナーパッチを形成する際の照射光量が少ない場合、露光時間が短い場合、現像バイアスが低い場合、現像バイアスの印加時間が短い場合、カバレッジ情報におけるカバレッジ率が低い場合にはトナー量が少なくなることから、少なくなる。また、環境情報に係る絶対湿度が高い場合にはトナーが帯電し難くなることから、トナーパッチの帯電量が少なくなる。

図５においては、トナーパッチを形成する際の照射光量が少ないために帯電量が少ない場合が例示されており、感光体ドラム１２２の外周面上の周方向における位置に応じて、トナーの付着状態、露光部１２３の動作状態および一次転写電流量が示されている。

図５に示すように、感光体ドラム１２２の外周面上の画像領域５０１のうち画像部分５１１にはトナーが付着する一方、余白部分５１２にはトナーは付着しない。画像領域５０１に続くマージン領域５０２は、上述のように、画像形成位置の誤差を許容するための部分である。このため、画像領域５０１とマージン領域５０２が一次転写ニップにある場合には、画像を一次転写するために、転写バイアス制御部２００はプラス定電流制御を選択する。

切り替え領域５０３は、一次転写バイアスを切り替えるための領域である。露光部１２３は、感光体ドラム１２２が回転することによって、露光位置が切り替え領域５０３に入ると、準備５２１において、トナーパッチを形成するための露光条件を設定する。本動作例では、露光部１２３の発光量５２２が少なくなるように露光条件が設定されるため、トナーパッチ５１３の帯電量が少なくなる。

このため、転写バイアス制御部２００は、一次転写バイアスの制御方式をマイナス定電圧制御に切り替える。これによって、切り替え領域５０３内で一次転写電流が２０μＡから、一次転写電流の流れる向きが反転するまで変化する。なお、トナーパッチの帯電量が少ない場合には、マイナス定電圧制御の目標電圧値を高くしなくても、トナーが中間転写ベルト１２５へ移動するのを防止することができるので、目標電圧値が低く抑えられている。このため、感光体ドラム１２２の外周面のうちトナーパッチが存在しない部分に印加される一次転写バイアスが低く抑えられているので、画像メモリの発生が防止される。

ニップ分領域５０４は、一次転写電流の変化が完了してから、トナーパッチに一次転写ニップを通過させるための予備領域である。

パッチ領域５０５には、露光部１２３は準備５２１において設定した露光条件で発光５２２を行うことによってトナーパッチ５１３を形成がされる。トナーパッチ５１３が一次転写ニップを通過する際には、一次転写電流の変化が完了している。また、マイナス定電圧制御を行うので、トナーパッチ５１３に印加される電圧が安定するので、トナーパッチ５１３からトナーが中間転写ベルト１２５へ移動するのを効果的に防止することができる。

切り替え領域５０６では、転写バイアス制御部２００が、一次転写バイアスの制御方式をプラス定電流制御に切り替える。これによって、一次転写電流が２０μＡまで変化して、画像を一次転写できるようになる。

マージン領域５０７は、画像を一次転写する前に、一次転写電流を２０μＡまで確実に変化させるための予備領域である。

その後、次の画像領域５０８では、まず、余白部分５１４が一次転写ニップに進入し、引き続いて画像部分５１５が一次転写ニップに進入する。これによって、画像部分５１５が一次転写される。
（５－２）トナーパッチの帯電量が多い場合
図６には、トナーパッチ６０１を形成する際の照射光量６０２が多いために、トナーパッチ６０１の帯電量が多い場合の動作が例示されている。

図６に示すように、トナーパッチ６０１の帯電量が多い場合には、切り替え領域５０３において、転写バイアス制御部２００が一次転写バイアスの制御方式をマイナス定電流制御に切り替える。このようにすれば、感光体ドラム１２２の外周面のうちトナーパッチが存在しない部分は、トナーパッチ６０１が存在する部分よりも電気抵抗が低く、マイナス定電流制御によって一次転写電流を目標電流値に維持している場合には、電圧降下（一次転写バイアス）を抑制することができるので、画像メモリの発生を防止することができる。

パッチ領域５０５においては、トナーパッチ６０１の帯電量が多いので、マイナス定電流制御によって一次転写電流を目標電流値に維持すると、トナーパッチ６０１自体の電気抵抗によって生じる電圧降下（一次転写バイアス）によって、トナーが中間転写ベルト１２５へ移動するのが抑制される。
（５－３）トナーパッチの帯電量が変化する場合
図７には、トナーパッチの帯電量が変化する場合、特に、トナーパッチの帯電量が先端部分７０１では多く、後続部分７０２で少なくなる場合の動作が例示されている。

例えば、トナーパッチは、トナー量が多いほど、クリーニングブレード１６０に突入する際にクリーニングブレード１６０を押す力が大きくなるため、クリーニングブレード１６０のエッジがトナーパッチの突入力に負けて捲れてしまう恐れがある。このような突入力を弱めて、クリーニングブレード１６０のメクレを防止するためには、トナーパッチの先頭部分のトナー量のみを多くし、後続部分のトナー量を少なくした断面Ｌ字型にするのが有効である。

トナーパッチの形状を断面Ｌ字型にするには、トナーパッチを形成する際に、先頭部分においては、照射光量、露光時間、現像バイアス、現像バイアスの印加時間およびカバレッジ率の何れか一以上を増加させるとともに、後続部分においてはこれらの何れか一以上を減少させればよい。Ｌ字型に限らず、露光条件、現像条件およびカバレッジ率を適宜、調製することによって、トナーパッチの断面形状を、凹型や凸型など所望の形状にすることができる。

図７に示すように、切り替え領域５０３においては、トナーパッチの先端部分７０１の帯電量が多いことから、転写バイアス制御部２００はマイナス定電流制御を選択する。このようにすれば、切り替え領域５０３において、感光体メモリの発生を防止することができる。また、トナーパッチの先端部分７０１についてはトナーが中間転写ベルト１２５へ移動するのを防止することができる。

その後、トナーパッチの後続部分７０２が一次転写ニップに到達して、トナーパッチの帯電量が所定の閾値よりも少なくなったら、転写バイアス制御部２００は、転写バイアスの制御方式をマイナス定電圧制御に切り替える。このようにすれば、一次転写バイアスを安定化することができるので、トナーパッチの後続部分７０２についてもトナーが中間転写ベルト１２５へ移動するのを防止することができる。
［６］変形例
以上、本発明を実施の形態に基づいて説明してきたが、本発明が上述の実施の形態に限定されないのは勿論であり、以下のような変形例を実施することができる。
（６－１）上記実施の形態においては、画像領域においてはプラス定電流制御を行う場合を例にとって説明したが、本発明がこれに限定されないのは言うまでもなく、これに代えてプラス定電圧制御を行ってもよい。
（６－２）上記実施の形態においては、感光体ドラム１２２の外周面を清掃するクリーニングブレード１６０にトナーを供給する場合を例にとって説明したが、本発明がこれに限定されないのは言うまでもなく、これに代えて、中間転写ベルト１２５の外周面を清掃するクリーニングブレード１９０にトナーを供給する場合にも本発明を適用することによって、同様の効果を得ることができる。

この場合においては、トナーパッチの帯電量が少なければ、２次転写バイアスを定電圧制御し、トナーパッチの帯電量が多ければ、２次転写バイアスを定電流制御すればよい。このようにすれば、トナーパッチの帯電量が少ない場合には、トナーが２次転写ローラー１２９に移動するのを防止することができる。また、トナーパッチの帯電量が多い場合には、中間転写ベルト１２５におけるメモリ現象を防止することによって、高い画像品質を達成することができる。
（６－３）上記実施の形態においては、Ｓ４０７でトナー帯電量が閾値以上であるか否かを判定して、一次転写バイアスの制御方式を切り替える場合を例にとって説明したが、本発明がこれに限定されないのは言うまでもなく、これに代えて次のようにしてもよい。

例えば、環境センサー１８０の検出値を参照して、画像形成装置１の機内絶対湿度が５ｇ／ｍ³以下である場合には、図８の制御テーブルを参照して、一次転写バイアスの制御方式と、その目標電圧値および目標電流値を決定してもよい。図８の制御テーブルにおいては、現像バイアス値と露光量との組み合わせが太線８０１で囲った欄内にある場合には、該当する欄に記載された電圧値を目標電圧値とする定電圧制御を行う。例えば、現像バイアス値が－２００Ｖで、かつ露光量が０．３ｍＪ／ｍ²である場合には、目標電圧値－４５０Ｖで定電圧制御を行う。

一方、現像バイアス値と露光量との組み合わせが太線８０２で囲った欄内にある場合には、該当する欄に記載された電圧値を目標電流値とする定電流制御を行う。例えば、現像バイアス値が－５００Ｖで、かつ露光量が２．００ｍＪ／ｍ²である場合には、目標電流値－２０μＡで定電流制御を行う。

このように、現像バイアス値と露光量との組み合わせに対応するトナー帯電量が多いほど目標電圧値や目標電流値の絶対値を大きくすれば、トナーの移動を効果的に抑制することができる。特に、機内絶対湿度が低い場合には、機内絶対湿度が高い場合と比較して、トナー量が同じであっても、トナー帯電量が多くなる。このため、図９、図１０の制御テーブルに示すような機内絶対湿度が高い場合よりも、定電流制御を行う場合を多くして、トナーの移動を抑制する。

画像形成装置１の機内絶対湿度が５～１８ｇ／ｍ³である場合には、図９の制御テーブルを参照して、一次転写バイアスの制御方式と、その目標電圧値および目標電流値を決定してもよい。この場合においても、トナー帯電量が多いほど目標電圧値や目標電流値の絶対値を大きくするのが望ましい。

画像形成装置１の機内絶対湿度が１８ｇ／ｍ³以上である場合には、図１０の制御テーブルを参照して、一次転写バイアスの制御方式と、その目標電圧値および目標電流値を決定してもよい。特に、機内絶対湿度が高い場合には、機内絶対湿度が低い場合と比較して、トナー量が同じであっても、トナー帯電量が少なくなる。このため、図８、図９の制御テーブルに示すように機内絶対湿度が低い場合よりも、定電圧制御を行う場合を多くすれば、感光体メモリの発生を抑制することができる。
（６－４）上記実施の形態においては、画像形成装置１がタンデム方式のカラープリンターである場合を例にとって説明したが、本発明がこれに限定されないのは言うまでもなく、画像形成装置１はタンデム方式以外のカラープリンターであってもよいし、モノクロプリンターであってもよい。また、スキャナーを備えた複写装置や、ファクシミリ通信機能を備えたファクシミリ装置といった単機能機、或いはこれらの機能を兼ね備えた複合機（MFP: Multi-Function Peripheral)に本発明を適用しても、同様の効果を得ることができる。

本発明に係る画像形成装置は、像間でのトナーの転写や感光体メモリの発生を抑制して、十分な量のトナーをクリーニングブレードに供給することができる画像形成装置として有用である。

１………画像形成装置
１２１…作像部
１２２…感光体ドラム
１２３…露光部
１２４…感光体ユニット
１２５…中間転写ベルト
１２６…現像ユニット
１２７…一次転写ローラー
１２９…二次転写ローラー
１５０…制御部
１６０、１９０…クリーニングブレード
１６２…帯電ローラー
１８０…環境センサー

Claims

転写体に第１の転写バイアスを印加することによって、第１の像担持回転体上から第２の像担持体上へトナー像を転写位置で静電転写する転写手段と、
前記静電転写後に前記第１の像担持回転体上に残留するトナーを掻き取るクリーニングブレードと、
２以上のトナー像を形成する場合に、先行するトナー像の後端から後続するトナー像の先端までのトナー像間において、前記第１の像担持回転体上にトナーパッチを形成するトナーパッチ形成手段と、
前記トナー像間において、前記第１の転写バイアスとは逆極性の第２の転写バイアスを前記転写体に印加するバイアス制御手段と、
前記トナー像間において、前記第１の像担持回転体を回転駆動して、前記クリーニングブレードにトナーを供給する潤滑剤供給手段と、を備え、
前記バイアス制御手段は、前記トナーパッチの帯電量に応じて、前記第２の転写バイアスの制御方式を定電流制御と定電圧制御とのいずれかに切り替える
ことを特徴とする画像形成装置。
前記バイアス制御手段は、前記トナーパッチの帯電量が所定の閾値よりも多い場合には、前記転写バイアスの制御方式を定電流制御とし、前記トナーパッチの帯電量が前記所定の閾値よりも少ない場合には、前記転写バイアスの制御方式を定電圧制御とする
ことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
前記バイアス制御手段は、トナー像を静電転写する転写位置におけるトナーパッチの帯電量に応じて、前記転写バイアスの制御方式を切り替える
ことを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
前記第１の像担持回転体を露光して静電潜像を形成する露光手段と、
現像バイアスを印加することによって、前記静電潜像にトナーを供給し、前記トナーパッチを形成する現像手段と、を備え、
前記バイアス制御手段は、前記トナーパッチを形成する際の露光量、露光時間、現像バイアス、現像バイアスの印加時間、前記トナーパッチのカバレッジおよび環境条件の何れか一以上に応じて前記トナーパッチの帯電量の多寡を判定する
ことを特徴とする請求項２または３に記載の画像形成装置。
前記第１の像担持回転体は、露光によって静電潜像が形成され、当該静電潜像を現像することによってトナー像が形成される感光体ドラムである
ことを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の画像形成装置。
前記第１の像担持回転体は、記録シートに転写すべきトナー像を担持することができる中間転写ベルトである
ことを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の画像形成装置。