画像形成装置
【課題】 転写ベルトとベルト用クリーニングブレードの当接部の潤滑性を付与するために制御用トナー像を供給する場合に、当接部に制御用トナー像を供給する必要が無い時に供給しまい、トナー消費量が多くなってしまっていた。
【解決手段】 環境検知手段が低温低湿環境を検知した場合のみ、トナー供給制御を実行し制御用トナー像を転写ベルトとベルト用クリーニングブレードの当接部に供給する。
【解決手段】 環境検知手段が低温低湿環境を検知した場合のみ、トナー供給制御を実行し制御用トナー像を転写ベルトとベルト用クリーニングブレードの当接部に供給する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レーザプリンタ、複写機、ファクシミリ等の電子写真方式を利用する画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
画像形成のための感光ドラムが複数配置されたカラー画像形成装置では、複数の感光ドラムに対向して配置された中間転写ベルト、又は、搬送ベルトに搬送される転写材に、感光ドラム上に形成されたトナー像を順次転写して画像形成を行う。このような画像形成装置に使用される中間転写ベルト、又は、搬送ベルトには転写材に転写されないトナーや紙粉等の付着物が付着する場合があり、この付着物をベルトから除去するためのクリーニングユニットが設けられている。クリーニングユニットとして、弾性体のクリーニングブレードをベルトに接触させて、ブレードによってトナーを除去する方法が従来から知られている。
【０００３】
しかしながらクリーニングブレードを使用する画像形成装置では、クリーニングブレードとベルトの当接部で摩擦力が高くなり、クリーニングブレードによってベルトから付着物を除去できない場合が発生する。このような問題を解決するために、特許文献１には、画像形成以外のタイミングでベルトにトナー像を形成し、そのトナー像をクリーニングブレードとベルトの当接部に供給するトナー供給制御が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−１２５９００号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１のトナー供給制御によって、クリーニングブレードのエッジ部にトナーを定期的に供給することで、クリーニングブレードと中間転写体との間に生じる摩擦力を低減させることが可能になる。しかしながら、特許文献１のトナー供給制御を実行するタイミングは印字率によって決定されるタイミングであり、不必要にトナー供給制御を行い、過剰にトナーを消費させてしまう場合があった。
【０００６】
例えば、高温高湿環境では、ベルトとクリーニングブレードの間の摩擦力が上昇し難い。しかしながら、特許文献１のトナー供給制御では、所定のタイミングになると高温高湿環境であってもトナー供給制御を実行するため、トナーを消費させてしまうという課題がある。
【０００７】
本出願に係る発明は、以上のような状況を鑑みてなされたものであり、クリーニング不良が発生し易い環境のみでトナー供給制御を行い、トナー供給制御によるトナー消費量を低減することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために、静電潜像が形成される感光体と、前記静電潜像を現像する現像手段と、前記現像手段によって現像されたトナー像を記録材に転写するための転写ベルトと、前記転写ベルトに当接し前記転写ベルトの表面を清掃するベルト用クリーニングブレードと、環境を検知する環境検知手段と、を有し、画像形成以外のタイミングで前記現像手段によって制御用トナー像を前記感光体に現像するトナー供給制御を実行可能な画像形成装置において、前記環境検知手段が低温低湿環境を検知した場合のみ、前記トナー供給制御を実行し前記制御用トナー像を前記転写ベルトに移動させた後に前記転写ベルトと前記ベルト用クリーニングブレー接部に供給することを特徴とする。
【０００９】
上記目的を達成するために、静電潜像が形成される感光体と、前記静電潜像を現像する現像手段と、前記現像手段によって現像されたトナー像を記録材に転写するための転写ベルトと、前記転写ベルトに当接し前記転写ベルトの表面を清掃するベルト用クリーニングブレードと、前記感光体に当接し前記感光体の表面を清掃する感光体用クリーニングブレード３と、前記環境を検知する環境検知手段と、を有し、画像形成以外のタイミングで前記現像手段によって制御用トナー像を前記感光体に現像するトナー供給制御を実行可能な画像形成装置において、前記トナー供給制御を実行することで、前記転写ベルトと前記ベルト用クリーニングブレードの当接部と前記感光体と前記感光体用クリーニングブレード３の当接部に前記制御用トナー像を供給することが可能であり、前記環境検知手段が低温低湿環境を検知した場合、前記環境検知手段が高温高湿環境を検知した場合よりも、前記制御用トナー像のうち前記転写ベルトと前記ベルト用クリーニングブレードの当接部に供給するトナー量が多いことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の構成によれば、クリーニング不良が発生し易い環境のみでトナー供給制御を行うことが可能になり、ナー供給制御によるトナー消費量を低減することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】実施形態１の画像形成装置全体の概略図
【図２】実施形態１のベルト用クリーニングブレードを説明する図
【図３】実施形態１のトナー供給制御を説明する図
【図４】実施形態１のトナー供給制御を説明するフロー図
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、図面を用いて本発明の実施形態について説明する。なお、以下の実施形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものでなく、また実施形態で説明されている特徴の組合せの全てが発明の解決手段に必須のものとは限らない。
【００１３】
（第１の実施形態）
図１に本実施形態における、転写ベルトである中間転写ベルトを用いたカラー画像形成装置の概略構成図を示す。尚、以下の説明では、第１ステーションをイエロー（Ｙ）、第２ステーションをマゼンタ（Ｍ）、第３ステーションをシアン（Ｃ）、第４ステーションをブラック（Ｋ）としている。各ステーションは、同一構造であるので、第１ステーションを代表として説明する。
【００１４】
第１ステーションでは、感光体としての感光ドラムの周囲に、帯電部材としての帯電ローラ２ａ、感光ドラム１ａ上の転写残トナーを除去するするクリーニングユニット、及び現像手段である現像ユニット８ａを配置している。クリーニングユニットは、感光体用クリーニングブレード３ａと廃トナーボックスを備える第１のクリーニングユニットである。感光体用クリーニングブレード３ａは、弾性を備え、感光ドラム１ａに当接し感光ドラム１ａの表面を清掃する部材である。現像ユニット８ａは、現像スリーブ４ａ、現像剤であるトナーを収容するトナー容器５ａ、現像剤塗布ブレード７ａからなる。上述の１ａ〜８ａは、一体型のプロセスカートリッジ９ａとして、画像形成装置本体に対して着脱可能な構成である。露光ユニット１１ａは、感光ドラムに静電潜像を形成する。露光ユニット１１ａは、具体的には、レーザー光を多面鏡によって走査させるスキャナユニットから構成され、画像信号に基づいて変調された走査ビーム１２ａを感光ドラム１ａ上に照射する。
【００１５】
感光ドラム１ａは帯電ローラ２ａに電源２０ａから供給される電圧によって一様に負極性に帯電され、続いて露光ユニット１１ａからの走査ビーム１２ａによって画像情報に従った静電潜像が形成される。トナー容器５ａ内のトナーは、現像剤塗布ブレード７ａによって負極性に帯電されて現像スリーブ４ａに塗布される。そして、現像スリーブ４ａには、現像電圧電源２１ａより、電圧が供給され、感光ドラム１ａが回転して感光ドラム１ａ上に形成された静電潜像が現像スリーブ４ａに到達すると、静電潜像は負極性のトナーによって可視化される。感光ドラム１ａ上には、イエローのトナー像が形成される。尚、第２〜第４ステーションも第１ステーションと同様の構成であるので、説明を省略する。
【００１６】
各ステーションに対向する位置に、転写ベルトである無端状の中間転写ベルト１３が配置されている。中間転写ベルト１３は、複数の張架ローラである、対向ローラ２４、駆動ローラ１４、テンションローラ１５の３本のローラにより張架されており、適当なテンションが維持されるようになっている。駆動ローラ１４を駆動させることにより中間転写ベルト１３は周回転する。また、中間転写ベルト１３の内側に、１次転写部材である１次転写ローラ１０ａ〜１０ｄが、感光ドラム１ａ〜１ｄに対向して配置されている。対向ローラ２４は、中間転写ベルト１３を介して、２次転写部材である２次転写ローラ２５に対向している。中間転写ベルト１３は、各１次転写ローラを移動させることで各感光ドラム１に対して当接離間可能な構成である。１次転写ローラ１０ａ〜１０ｄには、電圧供給手段である１次転写電源２２ａ〜２２ｄ、２次転写ローラ２５には２次転写電源２６が接続されている。
【００１７】
感光ドラム１ａ〜１ｄ上に形成されたトナー像は、１次転写ローラ１０ａ〜１０ｄに１次転写電源２２ａ〜２２ｄからトナーの極性と逆極性の電圧が印加されることで、中間転写ベルト１３上に１次転写される。中間転写ベルト１３上に重畳された４色のトナー像は、二次転写ローラ２５と中間転写ベルト１３の間に形成される２次転写ニップ部（当接部）に搬送される。転写材カセット１６に積載されている転写材Ｐは、給紙ローラ１７によりピックアップされ、不図示の搬送ローラによりレジストローラ１８にまで搬送される。転写材Ｐは中間転写ベルト１３上のトナー像に同期してレジストローラ１８によって、中間転写ベルト１３と２次転写ローラ２５とで形成される当接部へ搬送される。
【００１８】
その後、２次転写ローラ２５には２次転写電源２６により、トナーと逆極性の電圧印加を行い、転写材Ｐ上に中間転写ベルト１３上に担持された４色の多重トナー像は一括して２次転写される。
【００１９】
２次転写終了後の転写材は定着手段１９へと搬送され、トナー像の定着を受けて画像形成物として画像形成装置外へと排出される。以上が、通常の画像形成時に実行される。
【００２０】
２次転写を終えた後、中間転写ベルト１３に付着した転写残トナーや紙粉は、ベルトクリーニングユニット２７（第２のクリーニングユニット）により、その表面から回収される。ベルトクリーニングユニット２７はウレタンゴムで形成された弾性を有するベルト用クリーニングブレード２７ａを有する。ベルト用クリーニングブレード２７ａは、中間転写ベルト１３に当接し、中間転写ベルト１３の表面を清掃するものである。
【００２１】
ベルトクリーニングユニット２７の中間転写ベルト１３と接触する部分を模式的に示したのが図２である。図２（ａ）に示すように、ウォーレス硬度６９度のポリウレタンゴム２７ａを金属板金２７ｂ先端に一定の食い込み量で保持したものを用いる。ウォーレス硬度は、ウォーレス社製のウォーレス硬度計（型式；Ｈ１２）を用いて測定した硬度であり、国際ゴム硬さ（ＩＲＨＤ： Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｒｕｂｂｅｒ Ｈａｒｄｎｅｓｓ Ｄｅｇｒｅｅ）の値である。ポリウレタンゴム２７ａは、６０〜８０度の範囲であることが望ましい。
【００２２】
ベルト用クリーニングブレード２７ａは、中間転写ベルト１３を介して対向するテンションローラ１５に対して所定の設定角α＝２２°、侵入量β＝１．２ｍｍを満たすように固定されている。設定角αは、ベルト用クリーニングブレード２７ａの先端部が変形せずにそのまま侵入したと仮定したときの、ポリウレタンゴム２７ａの先端面とテンションローラ１５との交点と接するテンションローラ１５の上の接線で定義される。この交点と接するテンションローラ１５の上の接線とベルト用クリーニングブレード２７ａの側面とのなす角度が設定角度αである。侵入量βは、ベルト用クリーニングブレード２７ａの先端面とテンションローラ１５との交点とベルト用クリーニングブレード２７ａのテンションローラ１５への侵入側の縁部との間の距離である。
【００２３】
ベルト用クリーニングブレード２７ａは、テンションローラ１５に対する一定の当接圧、及び、ベルト用クリーニングブレード２７ａの先端面と中間転写ベルト１３との当接部の接線方向との一定の角度を保って安定化している。
【００２４】
図２（ｂ）は、クリーニングブレードの先端が、テンションローラ１５に対して撓んで当接する様子を模式的に示したものである。ベルト用クリーニングブレード２７ａは、エッジ先端２７ｃの近傍で、テンションローラ１５と当接するようになっている。この当接する断面方向の部分でニップＮが形成されている。このニップＮで、中間転写ベルト１３に付着した付着物は、クリーニングブレードにより中間転写ベルト１３から清掃される。その後、不図示の搬送手段によって、クリーニングブレードの長手方向の一端側に付着物は送られ、クリーニングユニット２７の廃トナーボックスに回収される。
【００２５】
上述のように、ベルト用クリーニングブレード２７ａの中間転写ベルト１３に対する摩擦力は、ベルト用クリーニングブレード２７ａと中間転写ベルト１３が摺擦することで増加する。摩擦力が増大すると、スティック−スリップ運動が発生し、それを原因としたクリーニング不良が発生する可能性がある。
【００２６】
そこで、画像形成装置は、定期的にベルト用クリーニングブレード２７ａと中間転写ベルト１３の当接部に所定のトナーを供給するトナー供給制御を実行可能である。
【００２７】
現像剤として用いるトナーは、コアにエステル系ワックスを内包し、樹脂層にスチレン−ブチルアクリレート、表層にスチレンポリエステルを採用した構成のものであり、懸濁重合法によって作成される。さらに、潤滑作用を有する酸化チタンをトナーに外添剤として添加している。
【００２８】
ベルト用クリーニングブレード２７ａと中間転写ベルト１３の当接部分にトナーが供給されると、トナー粒子に外添された酸化チタンの微粉末の研磨作用と潤滑作用が当接部に働く。
【００２９】
図３は、トナー供給制御が実行された場合に、中間転写ベルト１３上に形成された制御用トナー像であり、ブラックトナーのオビ画像である。
【００３０】
このオビ画像を作成する方法を以下に説明する。制御部ＣＰＵ３６の制御により、上記に説明した通常の画像形成がなされてないタイミングで、制御用画像信号が画像コントローラ３４ｄに発信される。制御用画像信号が入力されると、画像コントローラ４３は、ＬＤドライバ３５ｄを駆動して、露光ユニット１１ｄが所定時間発光されることにより、感光ドラム１ｄを走査する。これによって、制御用静電潜像を感光ドラム１ｄ上に形成される。この制御用静電潜像は現像ユニットによって現像され、感光ドラム１ｄから中間転写ベルト１３に転写される。中間転写ベルト１３に転写された制御用トナー像は、主走査方向全域の幅（本実施例１では最大通紙幅と同じく２９７ｍｍ）を有し、副走査方向には、幅５０［ｍｍ］である。
【００３１】
この制御用トナー像が、２次転写ローラ２５と中間転写ベルト１３が形成するニップを通過する時には、２次転写ローラにトナーが付着しないように、トナーと逆極性の電圧を２次転写ローラに印加する。そして、中間転写ベルト８上の制御用トナー像は、中間転写ベルト１３とベルト用クリーニングブレード２７ａの当接部に到達する。
【００３２】
尚、本実施形態ではブラックトナーのオビ画像と同様に、イエロー、マゼンタ、シアンの各色トナーを用いてオビ画像を形成可能である。単色もしくは複数の混色したオビ画像を形成しても同様の効果が得られる。
【００３３】
次に、本実施形態の特徴である、トナー供給制御を実行するタイミングを説明する。トナー供給制御は、画像形成以外のタイミングで実行する。ここで、画像形成以外のタイミングとは、例えば、画像形成を開始する前のタイミング、全ての転写材に対する画像形成が終了した後のタイミングである。さらに、連続して搬送される複数の転写材に画像形成を行う場合は、画像形成と画像形成の間のタイミングも画像形成以外のタイミングである。本実施形態の画像形成装置に設置された環境検知手段を用いて環境検知を行っている。環境検知手段は、環境検知手段材である環境センサ３０で温度又は湿度を検知し、その検知結果を、ＣＰＵを介して印字積算回路３８によって、装置が設置された環境の重量絶対湿度を算出する。その算出結果から、環境検知手段が低温低湿環境と判断した場合のみ、トナー供給制御を実行する。
【００３４】
本実施形態のトナー供給制御を実行するタイミングを、図４のフローチャートを用いて説明する。Ｓ１は、画像形成装置は装置が電源ＯＮされた状態であって、いわゆるプリント待機状態である。Ｓ２で、画像形成装置本体が、不図示のホストコンピュータからプリント信号を受けて、Ｓ３で画像形成動作が行われる。
【００３５】
Ｓ４で画像形成動作後に、プリントの印字枚数を印字積算回路３８に積算する。印字積算回路３８は、１枚プリント毎にカウンタを積算していくものである。そしてＣＰＵ３６を介して、記憶部であるメモリ３７に積算枚数の値Ｋとして格納する。Ｓ５で、ＣＰＵ３６が、積算枚数Ｋが閾値を超えたかを判断する。本実施形態では、閾値を１００としている。本実施形態では、積算枚数Ｋが閾値を超えたタイミングで、トナー供給制御を実行可能なタイミングとしている。積算枚数Ｋが閾値を超える前は、トナー供給制御を実行していなくとも、当接部に十分な潤滑剤が供給されている状態である。
【００３６】
Ｓ５の結果、ＹＥＳと判断した場合には、Ｓ６で環境検知手段が算出した値Ｅが閾値より小さい値であるかを判断する。
【００３７】
本実施形態では、閾値の値を、１０．００（ｇ／ｋｇ［ＤＡ］）とし、この値より小さい場合は、トナー供給制御を実行する。Ｓ６で、ＹＥＳと判断した場合には、Ｓ７で、トナー供給制御を行う。そしてＳ８で印字積算枚数の値Ｋを０にリセットし、Ｓ９でプリント動作を終了する。
【００３８】
Ｓ５の結果、Ｎｏと判断した場合には、トナー供給制御を実行せずに、Ｓ９でプリント動作を終了する。Ｓ６で、Ｎｏと判断した場合には、Ｓ８で印字積算枚数の値Ｋを０にリセットし、Ｓ９でプリント動作を終了する。
【００３９】
以上のように、本実施形態では、印字枚数の積算が１００枚に到達した時にトナー供給制御を実行可能なタイミングとし、環境検知手段の検知結果が閾値より小さい場合のみトナー供給制御を行う。重量絶対湿度が、本実施例の閾値である１０．００（ｇ／ｋｇ［ＤＡ］）以下は、１５℃１０％ＲＨの低温低湿度の環境に相当する。そのような環境では、ベルト用クリーニングブレード２７ａの硬度が固くなり、クリーニングブレードが中間転写ベルト１３に追従し難くなっている。さらに、低温低湿環境では、転写材である記録材から紙粉が発生しやすくなっていて、中間転写ベルト１３に付着する紙粉も多くなってしまう。
【００４０】
中間転写ベルト１３に付着した紙粉は、ベルト用クリーニングブレード２７ａによって掻きとられるものの、ブレードエッジ先端に滞留し易い。低温低湿環境の場合、ベルト用クリーニングブレード２７ａの硬度が高く、ブレードエッジ先端に紙粉が滞留し易いため、クリーニング不良を発生し易い。
【００４１】
本実施形態は、トナー供給制御を、図４のフローチャートのＳ５、Ｓ６を満たした場合にのみ実施する。これにより、最小限のトナー供給量で、クリーニング不良を防止することが出来る。
【００４２】
本実施形態の効果を、表１で説明する。
【００４３】
【表１】
【００４４】
表１は、本実施形態のタイミングでトナー供給制御を実行した場合と、比較例１のタイミングでトナー供給制御を実行した場合の結果を示す。比較例１のタイミングは、フローチャートのＳ５を満たした場合に実行する、即ち、印字枚数の積算が１００枚に到達した時である。
【００４５】
転写材としては、紙粉の発生しやすい炭酸カルシウムを添料としたＡ４サイズのメディアを用いた。具体的には、Ｎｅｕｓｉｅｄｌｅｒ社製のＴｏｐ Ｃｏｐｉｅで坪量８０ｇ／ｍ２のものを用いた。
【００４６】
プリントした時の装置の環境は、１５℃１０％ＲＨで、重量絶対湿度１．０６の低温低湿環境、２３℃６０％ＲＨで、重量絶対湿度１０．６４の常温常湿度環境、３０℃８０％ＲＨで、重量絶対湿度２１．７４の高温高湿環境で評価した。
【００４７】
転写材を、各環境で、印字率が５％のプリントパターンを１０００枚プリントした。ここでいう印字率は、転写材の全面積あたりにプリントした面積の比率で定義したものである。
【００４８】
比較例１は、環境によらず、１００枚に１回のトナー供給制御を行う。比較例１の１回あたりのトナー供給量は、９６ｍｇであり、１０００枚プリントすると、トナー供給制御の為に、９６０ｍｇのトナーを全ての環境で消費することになる。
【００４９】
一方、本実施形態では、クリーニング不良が発生し易い環境においてのみ、トナー供給制御を行うため、トナー供給制御を行う回数を減らすことが可能である。常温常湿度環境や、高温高湿環境では１０００枚あたり９６０ｍｇの供給制御トナーを削減することができた。Ａ４サイズで印字率５％のプリントを１枚プリントするに必要なトナー量は、約６３ｍｇである。従って、約１５枚プリント分のトナーを削減可能である。
【００５０】
このように、本実施形態によれば、トナー供給制御を実行する回数を制御し、トナーの消費量を抑制することが可能である。
【００５１】
また、転写ベルトとして、中間転写ベルトではなく転写材を搬送する搬送ベルトを有する画像形成装置にも、本構成は適用可能である。
【００５２】
また、環境検知センサ３０の検知結果から重量絶対湿度を算出して低温低湿度環境を検知する方法以外を適用しても良い。温度を検知して、所定温度以下の場合に低温低湿度環境であると判断しても良く、温度の代わりに、相対湿度、絶対水分量を検知する構成であっても良い。
【００５３】
（第２の実施形態）
本実施形態は、トナー供給制御を実行した際に制御用トナーを感光体と感光体用クリーニングブレード３の当接部にも供給することが可能である。そして、本実施形態は、トナー供給制御を行って感光ドラム１に現像した制御用トナー像を、二つのクリーニングブレードの当接部に供給する量を、環境に応じて変更することを特徴とする。具体的には、環境検知手段の検知結果が低温低湿環境である場合は、環境検知手段の検知結果が高温高湿環境である場合よりも制御用トナー像のうち中間転写ベルト１３とベルト用クリーニングブレード２７ａの当接部に供給されるトナー量は多い。なお、画像形成装置の構成等、先の第１の実施形態で説明したものと同様のものは説明を省略する。
【００５４】
ベルト用クリーニングブレードと、感光体用クリーニングブレード３では、環境によって当接部に必要なトナー量が異なる。感光ドラム１に当接する感光体用クリーニングブレード３では、高温高湿環境では、低温低湿環境より多くのトナーが必要になる。高温度や多湿度でゴムが柔らかくなって変形し易くなった板状のクリーナブレードが、剛体の感光ドラム１によってめくれるのを防ぐ為である。高温度の環境では、クリーニングブレードのゴムが柔らかくなって、ゴムが変形しやすくなる。また多湿度の環境では、クリーニングブレードと感光ドラムが接触する部分に多くの水分が介在するので、滑り性が悪くなってしまう。
【００５５】
しかしながら、低温低湿環境では、中間転写ベルト１３に付着する紙粉の量が多くなり、ベルト用クリーニングブレードと中間転写ベルト１３との当接部は、感光体用クリーニングブレード３と感光体の当接部よりもクリーニング不良が発生し易い。よって、低温低湿環境の場合は、ベルト用クリーニングブレードと中間転写ベルト１３との当接部のクリーニング不良対策を優先して、制御用トナーをベルト用クリーニングブレードと中間転写ベルト１３との当接部に供給することが可能である。
【００５６】
以下に具体的な制御用トナー像の振り分け方法を説明する。本実施形態では、前述した実施形態１の構成において、重量絶対湿度の値Ｅを求め、その値が閾値１０．００（ｇ／ｋｇ［ＤＡ］）より小さい時に、低温低湿環境と判断する。低温低湿環境の時には、感光ドラム上に現像された制御用トナー像の一部を中間転写ベルト１３に転写するようにしている。その為に、中間転写ベルト１３に制御用トナーを転写させる際に、１次転写部材に印加する電圧を０Ｖにする。このようにすることで、感光ドラムに形成した制御用トナーのうち半分のトナーを中間転写ベルト１３に移動させて、半分の制御用トナーを感光ドラム１に残すようにしている。一方、低湿度環境でないときは、中間転写ベルト１３を感光ドラムから離間するようにして、感光ドラムに形成した制御トナー像の全てを感光ドラムに残すようにする。
【００５７】
本実施形態の効果を表２で説明する。
【００５８】
【表２】
【００５９】
表２は、環境によって、感光ドラム側と中間転写体に供給するトナー量の比率を変える本実施例２の構成と、感光ドラム側と中間転写体に供給するトナー量の比率を変えない比較例２の構成で、プリントを行った結果を示している。
【００６０】
転写材は、紙粉の発生しやすい炭酸カルシウムを添料としたＡ４サイズのメディアを用いた。具体的には、Ｎｅｕｓｉｅｄｌｅｒ社製の名称“Ｔｏｐ Ｃｏｐｉｅ”で坪量８０ｇ／ｍ２のものを用いた。
【００６１】
プリントした時の装置の環境は、１５℃１０％ＲＨで、重量絶対湿度１．０６の低温低湿環境、２３℃６０％ＲＨで、重量絶対湿度１０．６４の常湿常湿度環境、３０℃８０％ＲＨで、重量絶対湿度２１．７４の高温高湿環境で評価した。
【００６２】
転写材を、各環境で、各色の印字率が５％のプリントパターンを１０００枚プリントした。印字率は、プリントメディアの全面積あたり、プリントした面積の比率で定義したものである。
【００６３】
比較例２は、制御用トナー像のうち感光ドラムから中間転写ベルト１３に移動させるトナー量と、中間転写ベルト１３に転写せず感光ドラムに残すトナー量は同量（比率が０．５）であって、この比率は環境で変えていない。
【００６４】
従って、低温低湿環境の中間転写体のクリーニング性と、高温多湿環境の感光ドラムのクリーニングブレードがめくれないように、トナー供給制御をプリント５０枚毎に行う必要がある。比較例２の１回あたりのトナー供給制御で使ったトナー量は、９６ｍｇであり、１０００枚プリントすると、供給制御の為に、１９２０ｍｇのトナーを全ての環境で消費することになる。
【００６５】
本実施形態では、低温低湿環境は、制御用トナー像のうち感光ドラムから中間転写ベルト１３に移動させるトナー量と中間転写ベルト１３に移動させず感光ドラムに残すトナー量は、ほぼ同量とした。常温常湿環境と、高温多湿環境では、感光ドラムにすべての制御用トナーを残すようにする。その結果、トナー供給制御の頻度を比較例２の半分である１００枚毎にすることが可能である。
【００６６】
本実施形態の１回あたりのトナー供給制御で使ったトナー量は、９６ｍｇであり、１０００枚プリントすると、供給制御の為に、９６０ｍｇのトナーを全ての環境で消費することになる。その為、比較例２の半分の頻度で、トナー供給制御を行っても、高温多湿環境の感光ドラムのクリーニングブレードがめくれないようすることができつつ、低温低湿環境のクリーニングが問題にならないようにすることができている。
【００６７】
このようにすることで、低温低湿環境、常温常湿環境、高温高湿環境、全ての環境で、１０００枚あたり９６０ｍｇの供給制御トナーを削減することができた。
【００６８】
上記説明では、低温低湿環境以外の環境では、制御用トナー像を全て感光体用クリーニングブレード３の当接部に到達させているが、一部をベルト用クリーニングブレードの当接部に供給するようにしてもよい。その場合は、感光ドラム１と中間転写ベルト１３を当接した状態で、１次転写部材に印加する電圧を適宜設定すればよい。
【００６９】
また、制御用トナー像を、従来から知られている現像調整モードによって感光体ドラム２に移動されるトナーにしてもよい。現像調整モードとは、現像手段の中のトナーを定期的に感光ドラム１に現像して強制的に移動させることで、現像手段内のトナーの状態を均一に保つ制御である。定期的に実行される現像調整モードをトナー供給制御として、感光ドラム１に強制的に移動されたトナーを、環境に応じて振り分けることで、よりトナーの消費量を低減させることが可能である。
【００７０】
このように、本実施形態によれば、トナー供給制御を実行した際にトナーを供給する当接部を変更することで、トナーの消費量を抑制することが可能である。
【００７１】
また、転写ベルトとして、中間転写ベルトではなく転写材を搬送する搬送ベルトを有する画像形成装置にも、本構成は適用可能である。
【符号の説明】
【００７２】
１ 感光ドラム
３ 感光体用クリーニングブレード
１３ 中間転写ベルト
２７ ベルト用クリーニングブレード
Ｐ 転写材
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レーザプリンタ、複写機、ファクシミリ等の電子写真方式を利用する画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
画像形成のための感光ドラムが複数配置されたカラー画像形成装置では、複数の感光ドラムに対向して配置された中間転写ベルト、又は、搬送ベルトに搬送される転写材に、感光ドラム上に形成されたトナー像を順次転写して画像形成を行う。このような画像形成装置に使用される中間転写ベルト、又は、搬送ベルトには転写材に転写されないトナーや紙粉等の付着物が付着する場合があり、この付着物をベルトから除去するためのクリーニングユニットが設けられている。クリーニングユニットとして、弾性体のクリーニングブレードをベルトに接触させて、ブレードによってトナーを除去する方法が従来から知られている。
【０００３】
しかしながらクリーニングブレードを使用する画像形成装置では、クリーニングブレードとベルトの当接部で摩擦力が高くなり、クリーニングブレードによってベルトから付着物を除去できない場合が発生する。このような問題を解決するために、特許文献１には、画像形成以外のタイミングでベルトにトナー像を形成し、そのトナー像をクリーニングブレードとベルトの当接部に供給するトナー供給制御が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−１２５９００号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１のトナー供給制御によって、クリーニングブレードのエッジ部にトナーを定期的に供給することで、クリーニングブレードと中間転写体との間に生じる摩擦力を低減させることが可能になる。しかしながら、特許文献１のトナー供給制御を実行するタイミングは印字率によって決定されるタイミングであり、不必要にトナー供給制御を行い、過剰にトナーを消費させてしまう場合があった。
【０００６】
例えば、高温高湿環境では、ベルトとクリーニングブレードの間の摩擦力が上昇し難い。しかしながら、特許文献１のトナー供給制御では、所定のタイミングになると高温高湿環境であってもトナー供給制御を実行するため、トナーを消費させてしまうという課題がある。
【０００７】
本出願に係る発明は、以上のような状況を鑑みてなされたものであり、クリーニング不良が発生し易い環境のみでトナー供給制御を行い、トナー供給制御によるトナー消費量を低減することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために、静電潜像が形成される感光体と、前記静電潜像を現像する現像手段と、前記現像手段によって現像されたトナー像を記録材に転写するための転写ベルトと、前記転写ベルトに当接し前記転写ベルトの表面を清掃するベルト用クリーニングブレードと、環境を検知する環境検知手段と、を有し、画像形成以外のタイミングで前記現像手段によって制御用トナー像を前記感光体に現像するトナー供給制御を実行可能な画像形成装置において、前記環境検知手段が低温低湿環境を検知した場合のみ、前記トナー供給制御を実行し前記制御用トナー像を前記転写ベルトに移動させた後に前記転写ベルトと前記ベルト用クリーニングブレー接部に供給することを特徴とする。
【０００９】
上記目的を達成するために、静電潜像が形成される感光体と、前記静電潜像を現像する現像手段と、前記現像手段によって現像されたトナー像を記録材に転写するための転写ベルトと、前記転写ベルトに当接し前記転写ベルトの表面を清掃するベルト用クリーニングブレードと、前記感光体に当接し前記感光体の表面を清掃する感光体用クリーニングブレード３と、前記環境を検知する環境検知手段と、を有し、画像形成以外のタイミングで前記現像手段によって制御用トナー像を前記感光体に現像するトナー供給制御を実行可能な画像形成装置において、前記トナー供給制御を実行することで、前記転写ベルトと前記ベルト用クリーニングブレードの当接部と前記感光体と前記感光体用クリーニングブレード３の当接部に前記制御用トナー像を供給することが可能であり、前記環境検知手段が低温低湿環境を検知した場合、前記環境検知手段が高温高湿環境を検知した場合よりも、前記制御用トナー像のうち前記転写ベルトと前記ベルト用クリーニングブレードの当接部に供給するトナー量が多いことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の構成によれば、クリーニング不良が発生し易い環境のみでトナー供給制御を行うことが可能になり、ナー供給制御によるトナー消費量を低減することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】実施形態１の画像形成装置全体の概略図
【図２】実施形態１のベルト用クリーニングブレードを説明する図
【図３】実施形態１のトナー供給制御を説明する図
【図４】実施形態１のトナー供給制御を説明するフロー図
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、図面を用いて本発明の実施形態について説明する。なお、以下の実施形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものでなく、また実施形態で説明されている特徴の組合せの全てが発明の解決手段に必須のものとは限らない。
【００１３】
（第１の実施形態）
図１に本実施形態における、転写ベルトである中間転写ベルトを用いたカラー画像形成装置の概略構成図を示す。尚、以下の説明では、第１ステーションをイエロー（Ｙ）、第２ステーションをマゼンタ（Ｍ）、第３ステーションをシアン（Ｃ）、第４ステーションをブラック（Ｋ）としている。各ステーションは、同一構造であるので、第１ステーションを代表として説明する。
【００１４】
第１ステーションでは、感光体としての感光ドラムの周囲に、帯電部材としての帯電ローラ２ａ、感光ドラム１ａ上の転写残トナーを除去するするクリーニングユニット、及び現像手段である現像ユニット８ａを配置している。クリーニングユニットは、感光体用クリーニングブレード３ａと廃トナーボックスを備える第１のクリーニングユニットである。感光体用クリーニングブレード３ａは、弾性を備え、感光ドラム１ａに当接し感光ドラム１ａの表面を清掃する部材である。現像ユニット８ａは、現像スリーブ４ａ、現像剤であるトナーを収容するトナー容器５ａ、現像剤塗布ブレード７ａからなる。上述の１ａ〜８ａは、一体型のプロセスカートリッジ９ａとして、画像形成装置本体に対して着脱可能な構成である。露光ユニット１１ａは、感光ドラムに静電潜像を形成する。露光ユニット１１ａは、具体的には、レーザー光を多面鏡によって走査させるスキャナユニットから構成され、画像信号に基づいて変調された走査ビーム１２ａを感光ドラム１ａ上に照射する。
【００１５】
感光ドラム１ａは帯電ローラ２ａに電源２０ａから供給される電圧によって一様に負極性に帯電され、続いて露光ユニット１１ａからの走査ビーム１２ａによって画像情報に従った静電潜像が形成される。トナー容器５ａ内のトナーは、現像剤塗布ブレード７ａによって負極性に帯電されて現像スリーブ４ａに塗布される。そして、現像スリーブ４ａには、現像電圧電源２１ａより、電圧が供給され、感光ドラム１ａが回転して感光ドラム１ａ上に形成された静電潜像が現像スリーブ４ａに到達すると、静電潜像は負極性のトナーによって可視化される。感光ドラム１ａ上には、イエローのトナー像が形成される。尚、第２〜第４ステーションも第１ステーションと同様の構成であるので、説明を省略する。
【００１６】
各ステーションに対向する位置に、転写ベルトである無端状の中間転写ベルト１３が配置されている。中間転写ベルト１３は、複数の張架ローラである、対向ローラ２４、駆動ローラ１４、テンションローラ１５の３本のローラにより張架されており、適当なテンションが維持されるようになっている。駆動ローラ１４を駆動させることにより中間転写ベルト１３は周回転する。また、中間転写ベルト１３の内側に、１次転写部材である１次転写ローラ１０ａ〜１０ｄが、感光ドラム１ａ〜１ｄに対向して配置されている。対向ローラ２４は、中間転写ベルト１３を介して、２次転写部材である２次転写ローラ２５に対向している。中間転写ベルト１３は、各１次転写ローラを移動させることで各感光ドラム１に対して当接離間可能な構成である。１次転写ローラ１０ａ〜１０ｄには、電圧供給手段である１次転写電源２２ａ〜２２ｄ、２次転写ローラ２５には２次転写電源２６が接続されている。
【００１７】
感光ドラム１ａ〜１ｄ上に形成されたトナー像は、１次転写ローラ１０ａ〜１０ｄに１次転写電源２２ａ〜２２ｄからトナーの極性と逆極性の電圧が印加されることで、中間転写ベルト１３上に１次転写される。中間転写ベルト１３上に重畳された４色のトナー像は、二次転写ローラ２５と中間転写ベルト１３の間に形成される２次転写ニップ部（当接部）に搬送される。転写材カセット１６に積載されている転写材Ｐは、給紙ローラ１７によりピックアップされ、不図示の搬送ローラによりレジストローラ１８にまで搬送される。転写材Ｐは中間転写ベルト１３上のトナー像に同期してレジストローラ１８によって、中間転写ベルト１３と２次転写ローラ２５とで形成される当接部へ搬送される。
【００１８】
その後、２次転写ローラ２５には２次転写電源２６により、トナーと逆極性の電圧印加を行い、転写材Ｐ上に中間転写ベルト１３上に担持された４色の多重トナー像は一括して２次転写される。
【００１９】
２次転写終了後の転写材は定着手段１９へと搬送され、トナー像の定着を受けて画像形成物として画像形成装置外へと排出される。以上が、通常の画像形成時に実行される。
【００２０】
２次転写を終えた後、中間転写ベルト１３に付着した転写残トナーや紙粉は、ベルトクリーニングユニット２７（第２のクリーニングユニット）により、その表面から回収される。ベルトクリーニングユニット２７はウレタンゴムで形成された弾性を有するベルト用クリーニングブレード２７ａを有する。ベルト用クリーニングブレード２７ａは、中間転写ベルト１３に当接し、中間転写ベルト１３の表面を清掃するものである。
【００２１】
ベルトクリーニングユニット２７の中間転写ベルト１３と接触する部分を模式的に示したのが図２である。図２（ａ）に示すように、ウォーレス硬度６９度のポリウレタンゴム２７ａを金属板金２７ｂ先端に一定の食い込み量で保持したものを用いる。ウォーレス硬度は、ウォーレス社製のウォーレス硬度計（型式；Ｈ１２）を用いて測定した硬度であり、国際ゴム硬さ（ＩＲＨＤ： Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｒｕｂｂｅｒ Ｈａｒｄｎｅｓｓ Ｄｅｇｒｅｅ）の値である。ポリウレタンゴム２７ａは、６０〜８０度の範囲であることが望ましい。
【００２２】
ベルト用クリーニングブレード２７ａは、中間転写ベルト１３を介して対向するテンションローラ１５に対して所定の設定角α＝２２°、侵入量β＝１．２ｍｍを満たすように固定されている。設定角αは、ベルト用クリーニングブレード２７ａの先端部が変形せずにそのまま侵入したと仮定したときの、ポリウレタンゴム２７ａの先端面とテンションローラ１５との交点と接するテンションローラ１５の上の接線で定義される。この交点と接するテンションローラ１５の上の接線とベルト用クリーニングブレード２７ａの側面とのなす角度が設定角度αである。侵入量βは、ベルト用クリーニングブレード２７ａの先端面とテンションローラ１５との交点とベルト用クリーニングブレード２７ａのテンションローラ１５への侵入側の縁部との間の距離である。
【００２３】
ベルト用クリーニングブレード２７ａは、テンションローラ１５に対する一定の当接圧、及び、ベルト用クリーニングブレード２７ａの先端面と中間転写ベルト１３との当接部の接線方向との一定の角度を保って安定化している。
【００２４】
図２（ｂ）は、クリーニングブレードの先端が、テンションローラ１５に対して撓んで当接する様子を模式的に示したものである。ベルト用クリーニングブレード２７ａは、エッジ先端２７ｃの近傍で、テンションローラ１５と当接するようになっている。この当接する断面方向の部分でニップＮが形成されている。このニップＮで、中間転写ベルト１３に付着した付着物は、クリーニングブレードにより中間転写ベルト１３から清掃される。その後、不図示の搬送手段によって、クリーニングブレードの長手方向の一端側に付着物は送られ、クリーニングユニット２７の廃トナーボックスに回収される。
【００２５】
上述のように、ベルト用クリーニングブレード２７ａの中間転写ベルト１３に対する摩擦力は、ベルト用クリーニングブレード２７ａと中間転写ベルト１３が摺擦することで増加する。摩擦力が増大すると、スティック−スリップ運動が発生し、それを原因としたクリーニング不良が発生する可能性がある。
【００２６】
そこで、画像形成装置は、定期的にベルト用クリーニングブレード２７ａと中間転写ベルト１３の当接部に所定のトナーを供給するトナー供給制御を実行可能である。
【００２７】
現像剤として用いるトナーは、コアにエステル系ワックスを内包し、樹脂層にスチレン−ブチルアクリレート、表層にスチレンポリエステルを採用した構成のものであり、懸濁重合法によって作成される。さらに、潤滑作用を有する酸化チタンをトナーに外添剤として添加している。
【００２８】
ベルト用クリーニングブレード２７ａと中間転写ベルト１３の当接部分にトナーが供給されると、トナー粒子に外添された酸化チタンの微粉末の研磨作用と潤滑作用が当接部に働く。
【００２９】
図３は、トナー供給制御が実行された場合に、中間転写ベルト１３上に形成された制御用トナー像であり、ブラックトナーのオビ画像である。
【００３０】
このオビ画像を作成する方法を以下に説明する。制御部ＣＰＵ３６の制御により、上記に説明した通常の画像形成がなされてないタイミングで、制御用画像信号が画像コントローラ３４ｄに発信される。制御用画像信号が入力されると、画像コントローラ４３は、ＬＤドライバ３５ｄを駆動して、露光ユニット１１ｄが所定時間発光されることにより、感光ドラム１ｄを走査する。これによって、制御用静電潜像を感光ドラム１ｄ上に形成される。この制御用静電潜像は現像ユニットによって現像され、感光ドラム１ｄから中間転写ベルト１３に転写される。中間転写ベルト１３に転写された制御用トナー像は、主走査方向全域の幅（本実施例１では最大通紙幅と同じく２９７ｍｍ）を有し、副走査方向には、幅５０［ｍｍ］である。
【００３１】
この制御用トナー像が、２次転写ローラ２５と中間転写ベルト１３が形成するニップを通過する時には、２次転写ローラにトナーが付着しないように、トナーと逆極性の電圧を２次転写ローラに印加する。そして、中間転写ベルト８上の制御用トナー像は、中間転写ベルト１３とベルト用クリーニングブレード２７ａの当接部に到達する。
【００３２】
尚、本実施形態ではブラックトナーのオビ画像と同様に、イエロー、マゼンタ、シアンの各色トナーを用いてオビ画像を形成可能である。単色もしくは複数の混色したオビ画像を形成しても同様の効果が得られる。
【００３３】
次に、本実施形態の特徴である、トナー供給制御を実行するタイミングを説明する。トナー供給制御は、画像形成以外のタイミングで実行する。ここで、画像形成以外のタイミングとは、例えば、画像形成を開始する前のタイミング、全ての転写材に対する画像形成が終了した後のタイミングである。さらに、連続して搬送される複数の転写材に画像形成を行う場合は、画像形成と画像形成の間のタイミングも画像形成以外のタイミングである。本実施形態の画像形成装置に設置された環境検知手段を用いて環境検知を行っている。環境検知手段は、環境検知手段材である環境センサ３０で温度又は湿度を検知し、その検知結果を、ＣＰＵを介して印字積算回路３８によって、装置が設置された環境の重量絶対湿度を算出する。その算出結果から、環境検知手段が低温低湿環境と判断した場合のみ、トナー供給制御を実行する。
【００３４】
本実施形態のトナー供給制御を実行するタイミングを、図４のフローチャートを用いて説明する。Ｓ１は、画像形成装置は装置が電源ＯＮされた状態であって、いわゆるプリント待機状態である。Ｓ２で、画像形成装置本体が、不図示のホストコンピュータからプリント信号を受けて、Ｓ３で画像形成動作が行われる。
【００３５】
Ｓ４で画像形成動作後に、プリントの印字枚数を印字積算回路３８に積算する。印字積算回路３８は、１枚プリント毎にカウンタを積算していくものである。そしてＣＰＵ３６を介して、記憶部であるメモリ３７に積算枚数の値Ｋとして格納する。Ｓ５で、ＣＰＵ３６が、積算枚数Ｋが閾値を超えたかを判断する。本実施形態では、閾値を１００としている。本実施形態では、積算枚数Ｋが閾値を超えたタイミングで、トナー供給制御を実行可能なタイミングとしている。積算枚数Ｋが閾値を超える前は、トナー供給制御を実行していなくとも、当接部に十分な潤滑剤が供給されている状態である。
【００３６】
Ｓ５の結果、ＹＥＳと判断した場合には、Ｓ６で環境検知手段が算出した値Ｅが閾値より小さい値であるかを判断する。
【００３７】
本実施形態では、閾値の値を、１０．００（ｇ／ｋｇ［ＤＡ］）とし、この値より小さい場合は、トナー供給制御を実行する。Ｓ６で、ＹＥＳと判断した場合には、Ｓ７で、トナー供給制御を行う。そしてＳ８で印字積算枚数の値Ｋを０にリセットし、Ｓ９でプリント動作を終了する。
【００３８】
Ｓ５の結果、Ｎｏと判断した場合には、トナー供給制御を実行せずに、Ｓ９でプリント動作を終了する。Ｓ６で、Ｎｏと判断した場合には、Ｓ８で印字積算枚数の値Ｋを０にリセットし、Ｓ９でプリント動作を終了する。
【００３９】
以上のように、本実施形態では、印字枚数の積算が１００枚に到達した時にトナー供給制御を実行可能なタイミングとし、環境検知手段の検知結果が閾値より小さい場合のみトナー供給制御を行う。重量絶対湿度が、本実施例の閾値である１０．００（ｇ／ｋｇ［ＤＡ］）以下は、１５℃１０％ＲＨの低温低湿度の環境に相当する。そのような環境では、ベルト用クリーニングブレード２７ａの硬度が固くなり、クリーニングブレードが中間転写ベルト１３に追従し難くなっている。さらに、低温低湿環境では、転写材である記録材から紙粉が発生しやすくなっていて、中間転写ベルト１３に付着する紙粉も多くなってしまう。
【００４０】
中間転写ベルト１３に付着した紙粉は、ベルト用クリーニングブレード２７ａによって掻きとられるものの、ブレードエッジ先端に滞留し易い。低温低湿環境の場合、ベルト用クリーニングブレード２７ａの硬度が高く、ブレードエッジ先端に紙粉が滞留し易いため、クリーニング不良を発生し易い。
【００４１】
本実施形態は、トナー供給制御を、図４のフローチャートのＳ５、Ｓ６を満たした場合にのみ実施する。これにより、最小限のトナー供給量で、クリーニング不良を防止することが出来る。
【００４２】
本実施形態の効果を、表１で説明する。
【００４３】
【表１】
【００４４】
表１は、本実施形態のタイミングでトナー供給制御を実行した場合と、比較例１のタイミングでトナー供給制御を実行した場合の結果を示す。比較例１のタイミングは、フローチャートのＳ５を満たした場合に実行する、即ち、印字枚数の積算が１００枚に到達した時である。
【００４５】
転写材としては、紙粉の発生しやすい炭酸カルシウムを添料としたＡ４サイズのメディアを用いた。具体的には、Ｎｅｕｓｉｅｄｌｅｒ社製のＴｏｐ Ｃｏｐｉｅで坪量８０ｇ／ｍ２のものを用いた。
【００４６】
プリントした時の装置の環境は、１５℃１０％ＲＨで、重量絶対湿度１．０６の低温低湿環境、２３℃６０％ＲＨで、重量絶対湿度１０．６４の常温常湿度環境、３０℃８０％ＲＨで、重量絶対湿度２１．７４の高温高湿環境で評価した。
【００４７】
転写材を、各環境で、印字率が５％のプリントパターンを１０００枚プリントした。ここでいう印字率は、転写材の全面積あたりにプリントした面積の比率で定義したものである。
【００４８】
比較例１は、環境によらず、１００枚に１回のトナー供給制御を行う。比較例１の１回あたりのトナー供給量は、９６ｍｇであり、１０００枚プリントすると、トナー供給制御の為に、９６０ｍｇのトナーを全ての環境で消費することになる。
【００４９】
一方、本実施形態では、クリーニング不良が発生し易い環境においてのみ、トナー供給制御を行うため、トナー供給制御を行う回数を減らすことが可能である。常温常湿度環境や、高温高湿環境では１０００枚あたり９６０ｍｇの供給制御トナーを削減することができた。Ａ４サイズで印字率５％のプリントを１枚プリントするに必要なトナー量は、約６３ｍｇである。従って、約１５枚プリント分のトナーを削減可能である。
【００５０】
このように、本実施形態によれば、トナー供給制御を実行する回数を制御し、トナーの消費量を抑制することが可能である。
【００５１】
また、転写ベルトとして、中間転写ベルトではなく転写材を搬送する搬送ベルトを有する画像形成装置にも、本構成は適用可能である。
【００５２】
また、環境検知センサ３０の検知結果から重量絶対湿度を算出して低温低湿度環境を検知する方法以外を適用しても良い。温度を検知して、所定温度以下の場合に低温低湿度環境であると判断しても良く、温度の代わりに、相対湿度、絶対水分量を検知する構成であっても良い。
【００５３】
（第２の実施形態）
本実施形態は、トナー供給制御を実行した際に制御用トナーを感光体と感光体用クリーニングブレード３の当接部にも供給することが可能である。そして、本実施形態は、トナー供給制御を行って感光ドラム１に現像した制御用トナー像を、二つのクリーニングブレードの当接部に供給する量を、環境に応じて変更することを特徴とする。具体的には、環境検知手段の検知結果が低温低湿環境である場合は、環境検知手段の検知結果が高温高湿環境である場合よりも制御用トナー像のうち中間転写ベルト１３とベルト用クリーニングブレード２７ａの当接部に供給されるトナー量は多い。なお、画像形成装置の構成等、先の第１の実施形態で説明したものと同様のものは説明を省略する。
【００５４】
ベルト用クリーニングブレードと、感光体用クリーニングブレード３では、環境によって当接部に必要なトナー量が異なる。感光ドラム１に当接する感光体用クリーニングブレード３では、高温高湿環境では、低温低湿環境より多くのトナーが必要になる。高温度や多湿度でゴムが柔らかくなって変形し易くなった板状のクリーナブレードが、剛体の感光ドラム１によってめくれるのを防ぐ為である。高温度の環境では、クリーニングブレードのゴムが柔らかくなって、ゴムが変形しやすくなる。また多湿度の環境では、クリーニングブレードと感光ドラムが接触する部分に多くの水分が介在するので、滑り性が悪くなってしまう。
【００５５】
しかしながら、低温低湿環境では、中間転写ベルト１３に付着する紙粉の量が多くなり、ベルト用クリーニングブレードと中間転写ベルト１３との当接部は、感光体用クリーニングブレード３と感光体の当接部よりもクリーニング不良が発生し易い。よって、低温低湿環境の場合は、ベルト用クリーニングブレードと中間転写ベルト１３との当接部のクリーニング不良対策を優先して、制御用トナーをベルト用クリーニングブレードと中間転写ベルト１３との当接部に供給することが可能である。
【００５６】
以下に具体的な制御用トナー像の振り分け方法を説明する。本実施形態では、前述した実施形態１の構成において、重量絶対湿度の値Ｅを求め、その値が閾値１０．００（ｇ／ｋｇ［ＤＡ］）より小さい時に、低温低湿環境と判断する。低温低湿環境の時には、感光ドラム上に現像された制御用トナー像の一部を中間転写ベルト１３に転写するようにしている。その為に、中間転写ベルト１３に制御用トナーを転写させる際に、１次転写部材に印加する電圧を０Ｖにする。このようにすることで、感光ドラムに形成した制御用トナーのうち半分のトナーを中間転写ベルト１３に移動させて、半分の制御用トナーを感光ドラム１に残すようにしている。一方、低湿度環境でないときは、中間転写ベルト１３を感光ドラムから離間するようにして、感光ドラムに形成した制御トナー像の全てを感光ドラムに残すようにする。
【００５７】
本実施形態の効果を表２で説明する。
【００５８】
【表２】
【００５９】
表２は、環境によって、感光ドラム側と中間転写体に供給するトナー量の比率を変える本実施例２の構成と、感光ドラム側と中間転写体に供給するトナー量の比率を変えない比較例２の構成で、プリントを行った結果を示している。
【００６０】
転写材は、紙粉の発生しやすい炭酸カルシウムを添料としたＡ４サイズのメディアを用いた。具体的には、Ｎｅｕｓｉｅｄｌｅｒ社製の名称“Ｔｏｐ Ｃｏｐｉｅ”で坪量８０ｇ／ｍ２のものを用いた。
【００６１】
プリントした時の装置の環境は、１５℃１０％ＲＨで、重量絶対湿度１．０６の低温低湿環境、２３℃６０％ＲＨで、重量絶対湿度１０．６４の常湿常湿度環境、３０℃８０％ＲＨで、重量絶対湿度２１．７４の高温高湿環境で評価した。
【００６２】
転写材を、各環境で、各色の印字率が５％のプリントパターンを１０００枚プリントした。印字率は、プリントメディアの全面積あたり、プリントした面積の比率で定義したものである。
【００６３】
比較例２は、制御用トナー像のうち感光ドラムから中間転写ベルト１３に移動させるトナー量と、中間転写ベルト１３に転写せず感光ドラムに残すトナー量は同量（比率が０．５）であって、この比率は環境で変えていない。
【００６４】
従って、低温低湿環境の中間転写体のクリーニング性と、高温多湿環境の感光ドラムのクリーニングブレードがめくれないように、トナー供給制御をプリント５０枚毎に行う必要がある。比較例２の１回あたりのトナー供給制御で使ったトナー量は、９６ｍｇであり、１０００枚プリントすると、供給制御の為に、１９２０ｍｇのトナーを全ての環境で消費することになる。
【００６５】
本実施形態では、低温低湿環境は、制御用トナー像のうち感光ドラムから中間転写ベルト１３に移動させるトナー量と中間転写ベルト１３に移動させず感光ドラムに残すトナー量は、ほぼ同量とした。常温常湿環境と、高温多湿環境では、感光ドラムにすべての制御用トナーを残すようにする。その結果、トナー供給制御の頻度を比較例２の半分である１００枚毎にすることが可能である。
【００６６】
本実施形態の１回あたりのトナー供給制御で使ったトナー量は、９６ｍｇであり、１０００枚プリントすると、供給制御の為に、９６０ｍｇのトナーを全ての環境で消費することになる。その為、比較例２の半分の頻度で、トナー供給制御を行っても、高温多湿環境の感光ドラムのクリーニングブレードがめくれないようすることができつつ、低温低湿環境のクリーニングが問題にならないようにすることができている。
【００６７】
このようにすることで、低温低湿環境、常温常湿環境、高温高湿環境、全ての環境で、１０００枚あたり９６０ｍｇの供給制御トナーを削減することができた。
【００６８】
上記説明では、低温低湿環境以外の環境では、制御用トナー像を全て感光体用クリーニングブレード３の当接部に到達させているが、一部をベルト用クリーニングブレードの当接部に供給するようにしてもよい。その場合は、感光ドラム１と中間転写ベルト１３を当接した状態で、１次転写部材に印加する電圧を適宜設定すればよい。
【００６９】
また、制御用トナー像を、従来から知られている現像調整モードによって感光体ドラム２に移動されるトナーにしてもよい。現像調整モードとは、現像手段の中のトナーを定期的に感光ドラム１に現像して強制的に移動させることで、現像手段内のトナーの状態を均一に保つ制御である。定期的に実行される現像調整モードをトナー供給制御として、感光ドラム１に強制的に移動されたトナーを、環境に応じて振り分けることで、よりトナーの消費量を低減させることが可能である。
【００７０】
このように、本実施形態によれば、トナー供給制御を実行した際にトナーを供給する当接部を変更することで、トナーの消費量を抑制することが可能である。
【００７１】
また、転写ベルトとして、中間転写ベルトではなく転写材を搬送する搬送ベルトを有する画像形成装置にも、本構成は適用可能である。
【符号の説明】
【００７２】
１ 感光ドラム
３ 感光体用クリーニングブレード
１３ 中間転写ベルト
２７ ベルト用クリーニングブレード
Ｐ 転写材
【特許請求の範囲】
【請求項１】
静電潜像が形成される感光体と、前記静電潜像を現像する現像手段と、前記現像手段によって現像されたトナー像を記録材に転写するための転写ベルトと、前記転写ベルトに当接し前記転写ベルトの表面を清掃するベルト用クリーニングブレードと、環境を検知する環境検知手段と、を有し、画像形成以外のタイミングで前記現像手段によって制御用トナー像を前記感光体に現像するトナー供給制御を実行可能な画像形成装置において、
前記環境検知手段が低温低湿環境を検知した場合のみ、前記トナー供給制御を実行し前記制御用トナー像を前記転写ベルトに移動させた後に前記転写ベルトと前記ベルト用クリーニングブレードの当接部に供給することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
静電潜像が形成される感光体と、前記静電潜像を現像する現像手段と、前記現像手段によって現像されたトナー像を記録材に転写するための転写ベルトと、前記転写ベルトに当接し前記転写ベルトの表面を清掃するベルト用クリーニングブレードと、前記感光体に当接し前記感光体の表面を清掃する感光体用クリーニングブレード３と、前記環境を検知する環境検知手段と、を有し、画像形成以外のタイミングで前記現像手段によって制御用トナー像を前記感光体に現像するトナー供給制御を実行可能な画像形成装置において、
前記トナー供給制御を実行することで、前記転写ベルトと前記ベルト用クリーニングブレードの当接部と前記感光体と前記感光体用クリーニングブレード３の当接部に前記制御用トナー像を供給することが可能であり、
前記環境検知手段が低温低湿環境を検知した場合、前記環境検知手段が高温高湿環境を検知した場合よりも、前記制御用トナー像のうち前記転写ベルトと前記ベルト用クリーニングブレードの当接部に供給するトナー量が多いことを特徴とする画像形成装置。
【請求項３】
前記環境検知手段が高温高湿環境を検知した場合、前記制御用トナー像は、前記転写ベルトと前記ベルト用クリーニングブレードの当接部に供給せず、前記感光体と前記感光体用クリーニングブレード３の当接部に全て供給することを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記環境検知手段が低温低湿環境を検知した場合、前記制御用トナー像のうち前記転写ベルトと前記ベルト用クリーニングブレードの当接部に供給するトナー量と前記感光体と前記感光体用クリーニングブレード３の当接部に供給するトナー量は同じであることを特徴とする請求項２又は請求項３に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記転写ベルトは、前記感光体からトナー像が転写される中間転写ベルトであることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記転写ベルトは、前記感光体からトナー像が転写される転写材を搬送する搬送ベルトであることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項１】
静電潜像が形成される感光体と、前記静電潜像を現像する現像手段と、前記現像手段によって現像されたトナー像を記録材に転写するための転写ベルトと、前記転写ベルトに当接し前記転写ベルトの表面を清掃するベルト用クリーニングブレードと、環境を検知する環境検知手段と、を有し、画像形成以外のタイミングで前記現像手段によって制御用トナー像を前記感光体に現像するトナー供給制御を実行可能な画像形成装置において、
前記環境検知手段が低温低湿環境を検知した場合のみ、前記トナー供給制御を実行し前記制御用トナー像を前記転写ベルトに移動させた後に前記転写ベルトと前記ベルト用クリーニングブレードの当接部に供給することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
静電潜像が形成される感光体と、前記静電潜像を現像する現像手段と、前記現像手段によって現像されたトナー像を記録材に転写するための転写ベルトと、前記転写ベルトに当接し前記転写ベルトの表面を清掃するベルト用クリーニングブレードと、前記感光体に当接し前記感光体の表面を清掃する感光体用クリーニングブレード３と、前記環境を検知する環境検知手段と、を有し、画像形成以外のタイミングで前記現像手段によって制御用トナー像を前記感光体に現像するトナー供給制御を実行可能な画像形成装置において、
前記トナー供給制御を実行することで、前記転写ベルトと前記ベルト用クリーニングブレードの当接部と前記感光体と前記感光体用クリーニングブレード３の当接部に前記制御用トナー像を供給することが可能であり、
前記環境検知手段が低温低湿環境を検知した場合、前記環境検知手段が高温高湿環境を検知した場合よりも、前記制御用トナー像のうち前記転写ベルトと前記ベルト用クリーニングブレードの当接部に供給するトナー量が多いことを特徴とする画像形成装置。
【請求項３】
前記環境検知手段が高温高湿環境を検知した場合、前記制御用トナー像は、前記転写ベルトと前記ベルト用クリーニングブレードの当接部に供給せず、前記感光体と前記感光体用クリーニングブレード３の当接部に全て供給することを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記環境検知手段が低温低湿環境を検知した場合、前記制御用トナー像のうち前記転写ベルトと前記ベルト用クリーニングブレードの当接部に供給するトナー量と前記感光体と前記感光体用クリーニングブレード３の当接部に供給するトナー量は同じであることを特徴とする請求項２又は請求項３に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記転写ベルトは、前記感光体からトナー像が転写される中間転写ベルトであることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記転写ベルトは、前記感光体からトナー像が転写される転写材を搬送する搬送ベルトであることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２０１２−２３３９９４（Ｐ２０１２−２３３９９４Ａ）
【公開日】平成２４年１１月２９日（２０１２．１１．２９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１０１４２９（Ｐ２０１１−１０１４２９）
【出願日】平成２３年４月２８日（２０１１．４．２８）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１１月２９日（２０１２．１１．２９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年４月２８日（２０１１．４．２８）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
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