画像形成装置
【課題】クリーニングブレードのクリーニング性能の局所的な低下を発生しないように転写ローラのクリーニングモードを実行することにより、記録材の裏汚れを阻止しつつクリーニングブレードの交換寿命を引き延ばす。
【解決手段】クリーニングブレード１０ｂは、二次転写部Ｔ２と画像形成部Ｙの間で中間転写ベルト５に付着したトナーを回収する。制御部１１０は、二次転写ローラ２４に付着したトナーを中間転写ベルト５へ電気的に移転させてクリーニングブレード１０ｂにより回収するクリーニングモードを実行する。クリーニングモードは、二次転写ローラ２４にトナー像の転写時と同一方向の電流を流した後に、トナー像の転写時と逆方向の電流を流す。クリーニングモードで二次転写部Ｔ２に流されるトナー像の転写時とは逆方向の電流を、前回のクリーニングモードからの記録材の通算の給送枚数が多いほど小さく設定する。
【解決手段】クリーニングブレード１０ｂは、二次転写部Ｔ２と画像形成部Ｙの間で中間転写ベルト５に付着したトナーを回収する。制御部１１０は、二次転写ローラ２４に付着したトナーを中間転写ベルト５へ電気的に移転させてクリーニングブレード１０ｂにより回収するクリーニングモードを実行する。クリーニングモードは、二次転写ローラ２４にトナー像の転写時と同一方向の電流を流した後に、トナー像の転写時と逆方向の電流を流す。クリーニングモードで二次転写部Ｔ２に流されるトナー像の転写時とは逆方向の電流を、前回のクリーニングモードからの記録材の通算の給送枚数が多いほど小さく設定する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、二次転写ローラから中間転写ベルトへ電気的にトナーを移転させてクリーニングブレードにより回収するクリーニングモードを実行可能な画像形成装置、詳しくはクリーニングブレードの耐久寿命を損なわないで済む印加電圧の制御に関する。
【背景技術】
【０００２】
中間転写体に転写ローラを当接させて転写部を構成し、画像形成部で形成したトナー像を中間転写体に転写して転写部へ搬送し、転写部に電圧を印加して中間転写体から記録材へトナー像を転写する画像形成装置が広く用いられている。中間転写体に転写ローラを当接させて転写部を構成している場合、画像形成の累積に伴って、次第に転写ローラにトナーが付着して汚れてくる。転写ローラに付着したトナーを放置すると、記録材の裏面に付着して、定着を経ることで、記録材の裏汚れ不良を発生してしまう。
【０００３】
そのため、画像形成を所定枚数累積したタイミング、あるいは記録材に転写されない制御用トナー像やトナー帯を中間転写体に担持させた直後には、転写ローラのクリーニングモードが実行される（特許文献１）。特許文献１のクリーニングモードでは、画像形成時と同極性と逆極性の電圧を交互に転写ローラに印加して、転写ローラに付着したトナーを中間転写体に排出させ、転写部の下流に配置されたクリーニングブレードにより回収している。
【０００４】
また、特許文献２では、中間転写ベルトにクリーニングベルトを備えたタンデム型の画像形成装置において、記録材の連続通紙を１ジョブ実行するごとに、画像形成時とは逆極性の電圧を転写ローラに印加している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−１７３６３０号公報
【特許文献２】特開２００４−１４５２９７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
クリーニングモードを繰り返していると、中間転写ベルトの一定の位置でクリーニング不良が発生し易くなることが判明した。後述するように、クリーニングブレードを分解して調べてみたところ、クリーニングブレードの画像形成領域と外側領域の境界部分でクリーニングブレードに多数の紙粉が付着してクリーニング性能が局所的に低下していることが確認された。
【０００７】
そして、転写ローラのクリーニングモードにおいて転写ローラに画像形成時とは逆極性の電圧が印加されると、その直後に、トナーとともに多量の紙粉が二次転写ローラから中間転写ベルトに移転していることが判明した。
【０００８】
本発明は、クリーニングブレードのクリーニング性能の低下を招かないように転写ローラのクリーニングモードを実行して、記録材の裏汚れを確実に防止しつつ、クリーニングブレードの交換寿命を引き延ばすことを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の画像形成装置は、中間転写体と、トナー像を形成して前記中間転写体に担持させる画像形成部と、前記中間転写体に当接して記録材に対するトナー像の転写部を形成するローラ部材と、前記転写部に記録材を給送する給送部と、前記転写部と前記画像形成部の間で前記中間転写体に付着したトナーを回収するクリーニングブレードと、を備え、前記ローラ部材に付着したトナーを前記中間転写体へ電気的に移転させて前記クリーニングブレードにより回収するクリーニングモードを実行可能なものである。そして、前記クリーニングモードで前記転写部に流されるトナー像の転写時とは逆方向の電流を、前回のクリーニングモードからの記録材の通算の給送枚数が多いほど小さく設定する制御手段を備える。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の画像形成装置では、ローラ部材に付着した紙粉の絶対量に応じて逆方向の転写電流を調整することで、転写ローラのクリーニングモードの初期段階で、中間転写体へ一度の大量の紙粉が移転しないようにしている。転写ローラに付着した紙粉の時間当たり移転量は、トナーよりも転写電流に対する感度が大きく、紙粉の移転は、逆方向の転写電流を従来のレベルに設定すると転写ローラのクリーニングモードの初期段階に集中して発生していることが判明した。そして、トナーに対する紙粉の混合率が高い状態で中間転写ベルトに搬送されてクリーニングブレードに到達すると、クリーニングブレードの局所的なクリーニング性能の低下が一気に進行することが判明した。
【００１１】
そこで、本発明では、紙粉が過剰に中間転写体へ移転する可能性がある場合には、そうでない場合よりも逆方向の転写電流を小さくして、クリーニングブレードに損傷を与えることなく、紙粉を中間転写ベルトから分離回収できるようにした。
【００１２】
したがって、クリーニングブレードのクリーニング性能の局所的な低下を発生しないように転写ローラのクリーニングモードを実行することにより、記録材の裏汚れを阻止しつつクリーニングブレードの交換寿命を引き延ばすことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】画像形成装置の構成の説明図である。
【図２】二次転写部の拡大図である。
【図３】クリーニングブレードの中央部と端部の変形量の変化の説明図である。
【図４】クリーニングブレードのブレードエッジの局所的な変形の説明図である。
【図５】実施例１のクリーニングモードのタイムチャートである。
【図６】逆バイアス電流と紙粉の移転量の関係の説明図である。
【図７】二次転写ローラの抵抗値の変化の説明図である。
【図８】実施例２のクリーニングモードのタイムチャートである。
【図９】逆バイアス電流印加時の１周目と２周目に移転する紙粉量の説明図である。
【図１０】実施例４のクリーニングモードのフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、図面を参照して本発明の実施形態を詳細に説明する。本発明は、クリーニングモードの初期段階で流される逆方向の転写電流が可変に設定される限りにおいて、実施形態の構成の一部または全部を、その代替的な構成で置き換えた別の実施形態でも実施できる。
【００１５】
従って、転写ローラを用いて中間転写体から記録材へトナー像を転写し、中間転写体の転写残トナーをクリーニングブレードで回収する画像形成装置であれば、中間転写体の種類、画像形成部の形式は任意に設定可能である。画像形成装置は、モノクロ／フルカラー、１ドラム型／タンデム型、帯電方式、露光方式、転写方式の区別無く本発明を実施できる。本実施形態では、トナー像の形成／転写／定着に係る主要部のみを説明するが、本発明は、必要な機器、装備、筐体構造を加えて、プリンタ、各種印刷機、複写機、ＦＡＸ、複合機等、種々の用途の画像形成装置で実施できる。
【００１６】
＜画像形成装置＞
図１は画像形成装置の構成の説明図である。カラー画像形成装置の種類として１ドラム方式とタンデム方式とがある。近年、フルカラーの画像形成にもモノクロ画像形成並みのスピードが要求されることから、タンデム方式が主流となりつつある。
【００１７】
１ドラム方式は、１つの感光ドラムに複数色の現像装置を備え、それらの現像装置で感光ドラムに形成した単色トナー像を中間転写ベルト上で重ね合わせた後に、記録材に一括二次転写する。１ドラム方式は、感光ドラムが１つであるため、画像形成装置を比較的小型化できコストも低減できるが、１つの感光ドラム上に複数回画像形成を行うため、画像形成の生産性は低い。
【００１８】
タンデム方式は、個別に現像装置を備えた複数の感光ドラムを有し、それぞれの感光ドラムに形成した単色トナー像を形成して、中間転写ベルト上で重ね合わせた後に、記録材に一括二次転写する。タンデム方式は、逆に装置が大型化してコスト高となるが、画像形成の生産性が高い。
【００１９】
図１に示すように、画像形成部Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋは、それぞれのトナー像形成手段においてそれぞれの色のトナー像を形成して、中間転写体の一例である樹脂材料の中間転写ベルトに重ねて担持させる。画像形成装置１００は、中間転写ベルト５に沿って画像形成部Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋを配列したタンデム型中間転写方式のフルカラープリンタである。
【００２０】
画像形成部Ｙでは、感光ドラム１Ｙにイエロートナー像が形成されて中間転写ベルト５に転写される。画像形成部Ｍでは、感光ドラム１Ｍにマゼンタトナー像が形成されて中間転写ベルト５に転写される。画像形成部Ｃ、Ｋでは、それぞれ感光ドラム１Ｃ、１Ｋにシアントナー像、ブラックトナー像が形成されて中間転写ベルト５に転写される。
【００２１】
中間転写ベルト５に転写された四色のトナー像は、二次転写部Ｔ２へ搬送されて記録材Ｐへ一括二次転写される。トナー像を二次転写された記録材Ｐは、定着装置９で加熱加圧を受けて、表面にトナー像を定着された後に、機体外部へ排出される。
【００２２】
＜画像形成部＞
画像形成部Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋは、現像装置４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｋで用いるトナーの色がイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックと異なる以外は、ほぼ同一に構成される。以下では、画像形成部Ｙについて説明し、他の画像形成部Ｍ、Ｃ、Ｋについては、説明中の符号末尾のＹを、Ｍ、Ｃ、Ｋに読み替えて説明されるものとする。
【００２３】
画像形成部Ｙは、感光ドラム１Ｙの周囲に、帯電ローラ３Ｙ、露光装置２Ｙ、現像装置４Ｙ、転写ローラ６Ｙ、ドラムクリーニング装置７Ｙを配置している。感光ドラム１Ｙは、所定のプロセススピードで回転する。
【００２４】
帯電ローラ３Ｙは、感光ドラム１Ｙに当接して回転し、直流電圧に交流電圧を重畳した振動電圧を印可されて、感光ドラム１Ｙの表面を一様な負極性の電位に帯電される。露光装置２Ｙは、各色の分解色画像を展開した走査線画像データをＯＮ−ＯＦＦ変調したレーザービームを回転ミラーで走査して、帯電した感光ドラム１Ｙの表面に画像の静電像を書き込む。
【００２５】
現像装置４Ｙは、現像容器４１内を循環するトナーとキャリアを含む二成分現像剤を帯電させ、現像スリーブ４２に担持させて、感光ドラム１Ｙの静電像をトナー像に現像する。トナー補給容器８Ｙは、現像に伴って現像装置４Ｙで消費されたトナーを補給するため、トナーが収納される。
【００２６】
転写ローラ６Ｙは、中間転写ベルト５の内側面に当接して、感光ドラム１Ｙと中間転写ベルト５との間にトナー像の転写部Ｔ１を形成する。トナー像を電気的な作用及び押圧力によって中間転写ベルト５に転写するため、転写ローラ６Ｙは、押圧機構によって両端部を支持される。転写ローラ６Ｙに正極性の直流電圧が印加されることにより、感光ドラム１Ｙに担持された負極性のトナー像が、転写部Ｔ１を通過する中間転写ベルト５へ一次転写される。
【００２７】
ドラムクリーニング装置７Ｙは、中間転写ベルト５に転写されないで感光ドラム１Ｙに付着した転写残トナーを回収する。ドラムクリーニング装置７Ｙは、クリーニングブレードを感光ドラム１Ｙに当接させて転写残トナーを掻き落とし、すくいシートで捕集して、図示しないスクリューに受け渡す。回収した転写残トナーは、本体手前側に位置する廃トナー容器に蓄えられる。
【００２８】
クリーニングブレードは、厚さ１〜２ｍｍのウレタンゴム製である。すくいシートは、厚さ２０〜５０μｍのポリエチレンテレフタレート製のシート材料である。すくいシートは、クリーニングブレード先端に一旦蓄積して落下するトナーがボタ落ちしないよう回収するため、すくいシートは、先端を感光ドラム１Ｙと接触し、感光ドラム１Ｙ回転方向に対し順方向にならうよう配置する。
【００２９】
＜感光ドラム＞
感光ドラム１Ｙは、好ましくは、体積抵抗率が１０９〜１０１４［Ωｃｍ］の表面層を持つ有機感光体やアモルファスシリコン感光体などを用いると、電荷注入帯電を実現でき、オゾン発生の防止、および消費電力の低減に効果がある。また、帯電性についても向上させることが可能となる。
【００３０】
感光ドラム１Ｙは、感光層として通常使用されるＯＰＣ（有機光半導体）を塗布して構成した負帯電性の有機感光体である。直径３０ｍｍのアルミニウム製のドラム基体上に、次の第１〜第５の５層を下から順に設けている。第１層は下引き層である。第２層は正電荷注入防止層である。第３層は電荷発生層である。第４層は電荷輸送層である。第５層は電荷注入層である。
【００３１】
第１層は、アルミニウム基体の欠陥等を均すために設けられた層で、厚さ２０μｍの導電層からなる。第２層は、基体から注入された正電荷が感光体表面に帯電された負電荷を打ち消すのを防止する役割を果たし、アラミン樹脂とメトキシメチル化ナイロンによって１０×１０６［Ωｃｍ］程度に体積抵抗率を調整した厚さ１μｍの中抵抗層からなる。
【００３２】
第３層は、ジアゾ系の顔料を樹脂に分散した厚さ約０．３μｍの層であり、露光を受けることによって正負の電荷対を発生する。第４層は、ポリカーボネート樹脂にヒドラゾンを分散したものであり、Ｐ型半導体である。したがって、感光体表面に帯電された負電荷はこの層を移動することができず、電荷発生層で発生した正電荷のみを感光体表面に輸送することができる。
【００３３】
第５層は、絶縁性樹脂のバインダーにＳｎＯ２超微粒子を分散した材料の塗工層である。具体的には、絶縁性樹脂に光透過性の絶縁フィラーであるアンチモンをドーピングして低抵抗化（導電化）し、この樹脂に対して粒径０．０３μｍのＳｎＯ２粒子を７０重量パーセント分散した材料の塗工層である。このように調合してと交易をディッピング法、スプレー塗工法、ロール塗工法、ビーム塗工法等の適当な塗工法で厚さ約３μｍに塗工して、電荷注入層を形成することができる。
【００３４】
＜中間転写ベルト＞
画像形成部Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋにて中間転写ベルト５上で重ね合せた４色のトナー像は、中間転写ベルト５の回転に伴って二次転写部Ｔ２に搬送される。中間転写ベルト５は、テンションローラ２２と駆動ローラ２１と対向ローラ２３とに掛け渡して支持され、駆動ローラ２１の時計回りの回転により、２００ｍｍ／ｓｅｃのプロセススピードにて矢印Ｒ２方向に回転する。駆動ローラ２１は、金属芯金上に１×１０３〜１×１０５［Ω］の導電ゴム層を有するローラ部材であって芯金は接地されている。
【００３５】
中間転写ベルト５は、厚さ８５μｍのポリイミド樹脂フィルムを基材としており、カーボンブラックを分散させて、表面抵抗率で１×１０１２［Ω／□］、体積抵抗率で１×１０９［Ω・ｃｍ］となるように抵抗調整した。
【００３６】
＜二次転写部＞
図２は二次転写部の拡大図である。図２に示すように、中間転写ベルト５の外側における対向ローラ２３に対応する位置に、二次転写ローラ２４が配設されている。二次転写ローラ２４は、対向ローラ２３に内側面を支持された中間転写ベルト５に当接して、中間転写ベルト５と二次転写ローラ２４の間に記録材に対するトナー像の二次転写部Ｔ２を形成する。
【００３７】
ローラ部材の一例である二次転写ローラ２４は、スポンジ組織のゴム弾性層を有し、中間転写ベルト５に当接して記録材に対するトナー像の転写部を形成する。二次転写ローラ２４は、導電性金属からなる直径８ｍｍの円柱芯金の周囲に、体積抵抗率５．０×１０６［Ω／ｃｍ］で１．０ｍｍの厚さを有する導電性発泡体で覆われている。二次転写ローラ２４の重量は３００ｇであり、中間転写ベルト５に接触させるために、二次転写ローラ２４の両端部は、不図示のバネ機構によって鉛直方向上方に総圧１５Ｎにて付勢されている。二次転写ローラ２４の位置は、対向ローラ２３の中心鉛直方向よりも記録材の搬送方向下流へ２．５ｍｍシフトさせてある。
【００３８】
＜ベルトクリーニング装置＞
クリーニングブレード１０ｂは、転写部の一例である二次転写部Ｔ２と画像形成部Ｙの間で中間転写ベルト５に付着したトナーを回収する。ベルトクリーニング装置１０は、記録材Ｐに転写されないで中間転写ベルト５に付着した転写残トナーを回収する。ベルトクリーニング装置１０は、テンションローラ２２に支持された中間転写ベルト５にクリーニングブレード１０ｂを当接させて、転写残トナーを掻き落とし、すくいシート１０ｃで捕集して、スクリュー１０ｄに受け渡す。回収した転写残トナーは、本体手前側に位置する廃トナー容器３３に蓄えられる。
【００３９】
クリーニングブレード１０ｂは、中間転写ベルト５の回転方向に対してカウンターに、かつ当接角が１７度になるようにバネ加圧されている。クリーニングブレード１０ｂは、厚さ１〜２ｍｍのウレタンゴム製である。
【００４０】
すくいシート１０ｃは、厚さ２０〜５０μｍのポリエチレンテレフタレート製のシート材料である。すくいシート１０ｃは、クリーニングブレード１０ｂ先端に一旦蓄積して落下するトナーがボタ落ちしないよう回収するため、先端を中間転写ベルト５に接触させて、中間転写ベルト５の回転方向に対して順方向に傾けて配置される。
【００４１】
＜給送部＞
記録材カセット１６、１２は、サイズ、紙種（紙、トップコート紙、透明フィルム）の異なる記録材Ｐを収納する。分離ローラ１３は、記録材カセット１６から引き出した記録材Ｐを１枚ずつに分離して、レジストローラ１５へ送り出す。レジストローラ１５は、停止状態で記録材Ｐを受け入れて待機させ、中間転写ベルト５のトナー像にタイミングを合わせて記録材Ｐを二次転写部Ｔ２へ送り込む。記録材カセット１６、１２に収納されていた記録材Ｐは、中間転写ベルト５上の４色トナー像にタイミングを合わせるよう二次転写部Ｔ２に供給されて４色トナー像を転写される。
【００４２】
＜クリーニングモード＞
図２に示すように、制御手段の一例である制御部１１０は、二次転写ローラ２４に付着したトナーを中間転写ベルト５へ電気的に移転させてクリーニングブレード１０ｂにより回収するクリーニングモードを実行可能である。クリーニングモードは、二次転写ローラ２４にトナー像の転写時と同一方向の電流を流した後に、トナー像の転写時と逆方向の電流を流す。
【００４３】
画像形成装置１００では、画像形成部Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋにてそれぞれ形成したトナー濃度制御用のパッチ画像を中間転写ベルト５に転写して、光学センサ３０によって検出する。光学センサ３０は、中間転写ベルト５上のパッチ画像に赤外光を照射して、トナー密度に応じた反射光を検出する。
【００４４】
制御部１１０は、光学センサ３０の出力に基づいて、トナー補給容器８Ｙから現像装置４Ｙへ補給されるトナー量を調整することにより、トナー帯電量Ｑ／Ｍを一定に保って画像濃度の再現性を確保している。
【００４５】
画像形成装置１００では、生産性を確保するために、二次転写ローラ２４が中間転写ベルト５に当接した状態で、連続通紙中の中間転写ベルト５の画像間隔（紙間）にパッチ画像を形成して、画像濃度調整を行っている。画像間隔（紙間）にパッチ画像を形成している。画像形成装置１００では、生産性を確保するために、二次転写ローラ２４が中間転写ベルト５に当接した状態で、画像間隔（紙間）にトナー帯を形成して、ベルトクリーニング装置１０のクリーニングブレード１０ｂの潤滑を確保している。
【００４６】
パッチ画像もトナー帯も、記録材が通紙されないため、二次転写ローラ２４に画像形成時と逆極性の電圧を印加して二次転写Ｔ２を素通りさせて、ベルトクリーニング装置１０のクリーニングブレード１０ｂによって回収する仕組みである。
【００４７】
しかし、画像形成時と逆極性の電圧を印加していても、パッチ画像に圧接した二次転写ローラ２４にはパッチ画像のトナーの一部が付着してしまう。そして、二次転写ローラ２４にトナーが付着した状態で、次の記録材が来ると、記録材の裏汚れが発生してしまう。
【００４８】
そのため、制御部１１０は、パッチ画像又はトナー帯が二次転写部Ｔ２を通過した直後に、クリーニングモードを実行して二次転写ローラ２４に付着したトナーをクリーニングする。クリーニングモードでは、二次転写ローラ２４に画像形成時と同極性の電圧と逆極性の電圧をそれぞれ１回転以上印加して、二次転写ローラ２４に付着したプラス／マイナスのトナーを中間転写ベルト５に移転させている。二次転写ローラ２４に付着したトナーが記録材の裏面に付着しないように、正逆の電圧を交互に印加する。
【００４９】
ここで、二次転写ローラ２４に正逆の電圧を交互に印加するクリーニングモードを実行して、二次転写ローラ２４のスポンジ組織に取り込まれたトナーを中間転写ベルト５へ移転させて、記録材の裏汚れを防止する制御は従来から行われている。
【００５０】
しかし、クリーニングモードにおいて、画像形成時とは逆極性の電圧を印加した際に、電圧値によっては、過去の連続通紙で二次転写ローラ２４に蓄積された大量の紙粉が中間転写ベルト５に移転することは知られていない。二次転写ローラ２４に付着したトナーに加えて、多量の記録材を通紙したことによって蓄積されていた紙粉が同時に中間転写ベルト５上に移転してベルトクリーニング装置１０へ搬送される。
【００５１】
そして、中間転写ベルト５に移転した紙粉が二次転写部Ｔ２の下流側に配置されたベルトクリーニング装置１０のクリーニングブレード１０ｂの交換寿命に影響を及ぼしていることは知られていない。そのような大量の紙粉であっても、正常なクリーニングブレード１０ｂの状態であれば、ブレードエッジで紙粉とトナーとを混合攪拌して効率的に掻き落として問題なく回収できると考えられていた。
【００５２】
しかし、画像比率の低い画像出力を連続で行い、クリーニングブレード１０ｂに転写残トナーが供給されない状況に於いては、クリーニングブレード１０ｂのブレードエッジが変形して紙粉の影響を受け易くなる。逆バイアス電流が印加された時に発生した紙粉がクリーニングブレード１０ｂに突き刺さって挟まってしまうということが判明した。
【００５３】
紙粉は、一般的に、紙のセルロース繊維が主体であって、太さ２０〜５０μｍ、長さ２００μｍ〜８００μｍである。この大きさは、平均粒径５〜７μｍのトナー粒子に比較すると巨大であるため、クリーニングブレード１０ｂに紙粉が挟まるとブレードエッジが浮き上がってトナーがすり抜けてしまう。
【００５４】
以下の実施例では、クリーニングモードにおける逆極性の電圧の印加条件を調整して、二次転写ローラ２４がトナーで汚れて記録材の裏面を汚すことなく、クリーニングブレードのトナーすり抜けを防止している。
【００５５】
＜実施例１＞
図３はクリーニングブレードの中央部と端部の変形量の変化の説明図である。図４はクリーニングブレードのブレードエッジの局所的な変形の説明図である。図５は実施例１のクリーニングモードのタイムチャートである。図６は逆バイアス電流と紙粉の移転量の関係の説明図である。図７は二次転写ローラの抵抗値の変化の説明図である。
【００５６】
図２に示すように、制御部１１０は、それまでに実行した記録材の給送条件が二次転写ローラ２４に付着する紙粉が多くなる給送条件であるほど、クリーニングモードで二次転写部Ｔ２に流されるトナー像の転写時とは逆方向の電流を小さく設定する。クリーニングモードで二次転写部Ｔ２に流されるトナー像の転写時とは逆方向の電流を、前回のクリーニングモードからの記録材の通算の給送枚数が多いほど小さく設定する。クリーニングモードで二次転写部Ｔ２に流されるトナー像の転写時とは逆方向の電流を、給送した記録材の種類が紙粉発生量の多い記録材の種類であるほど小さく設定する。
【００５７】
最初に、予備実験として、画像形成装置１００において連続画像形成させたときのクリーニングブレード１０ｂのブレードエッジの挙動を歪測定ゲージを用いて計測した。
【００５８】
図２に示すように、固定された物体の歪み量を検知する歪み測定ゲージ３２を、クリーニングブレード１０ｂのエッジ先端から１．５ｍｍ付近に、クリーニングブレード１０ｂの当接面側に取り付けた。歪み測定ゲージ３２は、クリーニングブレード１０ｂの長手位置に関して、両端部と中央部の３箇所に取り付けた。歪み測定ゲージ３２が出力するクリーニングブレード１０ｂの歪み量に応じた抵抗値を電圧変換してパソコンに取り込んで測定した。
【００５９】
図３に示すように、画像形成枚数が増えると、クリーニングブレード１０ｂの変形量が増大する。中央部では早期に変形量が一定に収束するが、両端部では、変形量が増え続けていた。図３に示す変形量は、クリーニングブレード１０ｂの歪み量に応じた信号を測定した値であって、中間転写ベルト５の停止時の値を０とし、そこからの摺擦下流方向への歪み量である。
【００６０】
クリーニングブレード１０ｂの端部は、中央部に比べて下流側へ引き込まれる量が大きく、連続画像形成枚数の増加に従い、端部と中央部との変形量の差分が大きくなる。これは、クリーニングブレード１０ｂの端部の方が中間転写ベルト５の移動方向に引っ張られた状態である。
【００６１】
次に、両端部の歪み測定ゲージ３２を少しずつ内側へ貼り付け直して同様の測定を行い、クリーニングブレード１０ｂの長手方向における変形量の分布を測定した。その結果、画像サイズに応じた中間転写ベルト５の幅方向の特定領域において、クリーニングブレード１０ｂが伸びた状態で、中間転写ベルト５の表面から浮いたようになっていることが判明した。
【００６２】
図４に示すように、記録材に画像形成した領域の内側と外側とで変形量に段差が現れている。図４は、横軸にクリーニングブレード１０ｂの長手方向の位置、縦軸にクリーニングブレード１０ｂの変形量を示しており、＋の値は、クリーニングブレード１０ｂが中間転写ベルト５の移動方向に引っ張られた状態で歪んでいることを意味する。
【００６３】
段差よりも中央側に比べて段差の外側では、画像形成中にクリーニングブレード１０ｂのエッジに中間転写ベルト５を介して供給されるトナーなどの潤滑剤が少ない。画像領域よりも外側に位置するクリーニングブレード１０ｂの部分は、潤滑剤であるトナーなどの供給がほとんど行われないため、クリーニングブレード１０ｂが中間転写ベルトの移動方向に強く引っ張られた状態になっている。
【００６４】
逆に、画像領域内に位置するクリーニングブレード１０ｂの部分は、潤滑剤であるトナーなどの供給が行われるため、クリーニングブレード１０ｂが中間転写ベルト５の移動方向へ引っ張られる量が小さくなっている。そして、これらの変形の異なる変化点である図４の破線で囲んだ部分で、紙粉が挟まり易い部分ができていた。連続画像形成の終了後にクリーニングブレード１０ｂを取り外してブレードエッジを実体顕微鏡で観察したところ、図４の破線で囲んだ部分に、紙粉が多く突き刺さっていることが確認された。
【００６５】
図５に示すように、中間転写ベルト５上でトナー濃度制御用のパッチ画像が形成されると、二次転写ローラ２４に画像形成時と逆極性の電圧Ｖ１１を印加して二次転写部Ｔ２を素通りさせる。このとき、パッチ画像のトナーの一部が二次転写ローラ２４に付着するため、クリーニングモードを実行して二次転写ローラ２４に付着したトナーを除去する。
【００６６】
実施例１のクリーニングモードでは、正逆の転写電圧Ｖ１２、Ｖ１３を二次転写ローラ２４の１周分ずつ印加して、二次転写ローラ２４に付着したトナーを中間転写ベルト５へ移転させる。中間転写ベルト５上に戻されたトナーは、中間転写ベルト５によってベルトクリーニング装置１０へ搬送されて、クリーニングブレード１０ｂによって回収される。
【００６７】
しかし、このとき、画像形成と逆極性の電圧Ｖ１３が印加された際に、連続画像形成の通紙時に記録材から発生して二次転写ローラ２４の表面に蓄積していた紙粉がトナーとともに中間転写ベルト５へ同時に吐き出される。紙粉が、クリーニングブレード１０ｂに到達したとき、中央の画像領域では、紙粉がトナーとともにブレードエッジで掻き落とされて正常に回収される。しかし、図４の破線で囲んだ部分では、伸びて浮き上がったブレードエッジに紙粉が挟まって、さらにブレードエッジを中間転写ベルト５の表面から浮き上がらせてしまう。ブレードエッジに紙粉が挟まると、挟まった紙粉近傍でトナーのクリーニングができなくなり、トナーがクリーニングブレード１０ｂをすり抜けてしまう。
【００６８】
そこで、クリーニングモードにおいて、二次転写ローラ２４に印加する逆極性の電圧Ｖ１３の電圧値を異ならせて、二次転写ローラ２４から中間転写ベルト５へ移転する紙粉量を比較する実験を行った。その結果、逆極性の電圧Ｖ１３の電圧値を下げることで、中間転写ベルト５へ移転する紙粉量を下げられることが判明した。
【００６９】
実験は、クリーニングモードが実行された中間転写ベルト５上の領域に透明粘着テープを貼付して、中間転写ベルト５上のトナー及び紙粉を採取した。中間転写ベルト５から剥がした粘着テープを黒紙に張り付けて、フラットベッドスキャナで読み取り、画像処理により紙粉の画像を選り分けて紙粉の数をカウントした。
【００７０】
実験結果を図６に示す。図６のＹ軸の紙粉量は、測定した紙粉の密度からＡ４サイズに換算した紙粉の数である。Ｘ軸の逆バイアス電流［μＡ］は、逆極性の電圧Ｖ１３を印加した際に二次転写部Ｔ２へ流れる電流値である。電流値を用いる理由は、Ｖ１３の電圧値は二次転写ローラ２４の抵抗値の変化によって大きく変動するからである。
【００７１】
図６に示すように、紙粉が中間転写ベルト５へ移転するのは、図５に示す正逆の電圧Ｖ１２、Ｖ１３のうち、逆極性の電圧Ｖ１３の方である。そして、実施例１の構成では、逆バイアス電流２０μＡ以下にすることで、従来の３０μＡ以上とする場合よりも中間転写ベルト５へ移転する紙粉量を少なくすることができる。
【００７２】
次に、逆バイアス電流を異ならせて、クリーニングブレード１０ｂに刺さった紙粉の数とトナーのすり抜けによる画像汚れの発生状態を調べた。連続通紙枚数を１００枚、２００枚、５００枚、１０００枚、１００００枚と振ったときのクリーニングブレード１０ｂの紙粉の挟まり状態とトナーすり抜け状態を調べた。その結果、逆バイアス電流を１０μＡから３０μＡまで順次増やしていくと、紙粉がブレードエッジに挟まったことによるトナーのすり抜けが発生することが確認された。
【００７３】
【表１】
【００７４】
表１に示すように、連続通紙枚数が増えると、クリーニングブレード１０ｂに刺さる紙粉の数が増えてトナーのすり抜けが発生する。これは、ブレードエッジに紙粉が挟まりやすい姿勢にクリーニングブレード１０ｂが変形する上に、二次転写ローラ２４の紙粉の蓄積量は、二次転写ローラ２４が記録材に接する時間に比例して増加していくためと考えられる。そして、トナーのすり抜けが発生するほど紙粉が堆積したクリーニングブレード１０ｂは交換寿命と判断される。
【００７５】
連続通紙枚数が５００枚以下の場合、逆バイアス電流１０〜５０μＡで紙粉の挟まりもトナーすり抜けも発生しなかった。１０００枚以上の場合、３０μＡ以上で紙粉の挟まりが発生してトナーすり抜けが発生した。
【００７６】
連続通紙枚数が１０００枚以上の場合、クリーニングブレード１０ｂの中央部と端部との変形量の差が拡大したところに、過剰に帯電された紙粉が中間転写ベルトに戻されたためと考えられる。逆バイアス電流を大きくすると、過剰な電荷供給のために紙粉の帯電量が大きくなって、中間転写ベルト５に対する静電吸着力が増加して、ブレードエッジにて掻き取られにくくなって挟まり易くなると考えている。
【００７７】
中間転写ベルト５への移転は、逆バイアス印加時が支配的であり、逆バイアス電流が大きすぎると、紙粉に過剰電荷を供給して中間転写ベルト５に対する吸着力が増して、クリーニングブレード１０ｂのブレードエッジでクリーニングしにくくなる。
【００７８】
そこで、実施例１のクリーニングモードでは、逆バイアス電流が２０μＡ以下となるようにクリーニングモードの逆極性の電圧Ｖ１３を設定するので、１００００枚の連続画像形成を行うことができる。連続通紙枚数に応じて逆バイアス電流を可変として、所定の連続通紙枚数を超えた場合に逆バイアス電流を下げて、ブレードエッジの引き込み量差が大きくなっても紙粉が挟まれないようにする。
【００７９】
また、前回のクリーニングモード実行後の連続通紙枚数、すなわち二次転写ローラ２４の紙粉蓄積量に応じてクリーニングモードの逆バイアス電流を調整するので、さらに、クリーニングブレード１０ｂの寿命延長を達成できる。
【００８０】
実施例１では、前回のクリーニングモード実行後の連続通紙枚数に応じてクリーニングモードの逆バイアス電流を１０μＡ〜２０μＡの範囲で設定する。このため、１０００枚以上の連続通紙枚数でも、二次転写ローラ２４のクリーニング性能を確保しつつ、ブレードエッジにおける紙粉の挟まりも見られず、トナーのすり抜けも見られない。
【００８１】
逆バイアス電流が１０μＡ〜２０μＡであれば、画像領域とその外側におけるブレードエッジの変形量差が大きくなっても、二次転写ローラ２４に付着したトナーをクリーニングするためには十分な逆バイアス電流を確保できる。このため、実施例１では、ブレードエッジに紙粉が挟まらず、クリーニング性能も良好である。
【００８２】
ところで、実施例１で、紙粉の移転量が最も少ない１０μＡに固定しない理由は以下である。特許文献２に示されるように、実施例１では、クリーニングモードの逆バイアス電流を用いて二次転写ローラ２４の寿命を回復させているからである。紙粉がブレードエッジに挟まることによるクリーニング不良を回避するために、クリーニングモードにおける逆バイアス電流を、いかなる場合も低い電流設定にしておけばいいというわけではない。
【００８３】
図７に示すように、クリーニングモードにおける逆バイアス電流を１５μＡと３０μＡとで各々設定した場合の二次転写ローラ２４の抵抗値の推移を調べた。クリーニングモードにおける逆バイアス電流が小さいと、二次転写ローラ２４の抵抗値の上昇の勾配が大きくなり、所定の順バイアス電流を流すために必要な印加電圧が上昇してしまう。印加電圧が上昇すると、電源コスト、消費電力が高まり、また、放電による二次転写ローラ２４の劣化も早くなるので、結果的に二次転写ローラ２４の寿命を短くしてしまう。
【００８４】
このため、前回のクリーニングモード実行後の連続通紙枚数が少なくて、クリーニングブレード１０ｂの中央部と端部との変形量差が大きくならない場合には、２０μＡまで逆バイアス電流を大きくする。しかし、前回のクリーニングモード実行後の連続通紙枚数が多くて、クリーニングブレード１０ｂの中央部と端部との変形量差が大きくなっている場合、二次転写ローラ２４のトナーのクリーニングに必要な１０μＡまで逆バイアス電流を小さくする。これにより、二次転写ローラ２４の寿命を短くしても、記録材に裏汚れを発生させない。
【００８５】
そして、連続通紙枚数が１００枚以下の場合は、逆バイアス電流を３０μＡに大きくして、二次転写ローラ２４の抵抗上昇を抑制する設定にする。
【００８６】
＜実施例２＞
図８は実施例２のクリーニングモードのタイムチャートである。図１に示すように、実施例２では、５００枚の画像形成ごとに、トナー消費量が最も少ない画像形成部（Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋのいずれか）で現像幅一杯のトナー帯を形成して中間転写ベルト５に転写する。ベルトクリーニング装置１０のクリーニングブレード１０ｂのブレードエッジの隅々まで潤滑用のトナーを供給するためである。
【００８７】
そして、図８に示すように、実施例１のパッチ画像の場合と同様に、トナー帯が二次転写部Ｔ２を通過する間、二次転写ローラ２４に画像形成時と逆極性の電圧Ｖ１１を印加する。そして、トナー帯の通過後、正逆の転写電圧Ｖ１２、Ｖ１３を印加して、二次転写ローラ２４に付着したトナーをクリーニングする。
【００８８】
しかし、実施例２では、画像形成時と同極性の転写電圧Ｖ１２を二次転写ローラ２４の１周分に印加した後、画像形成時と逆極性であって逆バイアス電流１０μＡ相当の転写電圧Ｖ１３を、二次転写ローラ２４の３周分印加する。これにより、逆バイアス電流３０μＡを二次転写ローラ２４の１周分印加した場合と同様の寿命回復効果を確保している。
【００８９】
逆バイアス電流１０μＡ相当の転写電圧Ｖ１３を用いることで、連続画像形成の通紙時に記録材から発生して二次転写ローラ２４の表面に蓄積していた紙粉が中間転写ベルト５へ吐き出される量を制限して、クリーニングブレード１０ｂに挟まりにくくしている。
【００９０】
最近では、さらなるメディア対応性の広範囲化に伴い、１１×１３インチなどのラージサイズ紙に対応した画像形成装置も増えている。画像形成装置のラージサイズ対応に伴い、画像形成装置内の感光ドラム、中間転写ベルト、転写部材、クリーニングブレードなどの長尺化が必要である。クリーニングブレードの長尺化に伴って、クリーニングブレードの端部の歪み量が中央部に比べて大きくなるため、ブレードエッジの姿勢を維持することが難しく、ブレードエッジが変形し易くなっている。このため、実施例２では、トナー帯を用いて、ブレードエッジの隅々まで潤滑剤としてのトナーを行き渡らせ、紙粉が挟まりにくくしている。
【００９１】
＜実施例３＞
画像比率とは、最大濃度の画像に換算した際の画像領域に占める画像の面積比率である。画像比率が低い画像は、白紙比率が高くて、１枚当たりのトナー消費量が少ない画像である。したがって、画像比率の低い画像形成のために連続通紙すると、二次転写部の転写残トナーも少なくなってベルトクリーニング装置のクリーニングブレードへの潤滑剤としてもトナー供給が途絶えがちとなる。
【００９２】
図２に示すように、画像形成装置１００では、画像比率の低い画像形成が続くと、クリーニングブレード１０ｂの両端部で潤滑剤としてのトナーが不足する結果、ブレードエッジの中央部と端部とで下流側への引き込まれ量に差が出てくる。クリーニングブレード１０ｂのトナーが届きにくい端部とトナーが供給され易い中央部とでブレードエッジの引き込まれ量に差が生じて、ブレードエッジが捩れた箇所が発生する。
【００９３】
図４に示すように、ブレードエッジの引き込まれ量の差が大きくなった状態で、クリーニングモードを実行すると、ブレードエッジの破線で示した箇所でブレードエッジに紙粉が挟まり易くなる。二次転写ローラ２４に逆バイアス電流が印加されると、中間転写ベルト５へ集中的に紙粉が移転してブレードエッジの全体に搬送されてくるが、ブレードエッジの破線で示した箇所に限ってブレードエッジに紙粉が挟まる。
【００９４】
クリーニングモードは、二次転写ローラ２４に正逆両極性のバイアス印加によって行われるが、逆バイアス印加時に、二次転写ローラ２４に蓄積した紙粉がトナーとともに中間転写ベルト５に移転する。中間転写ベルト５によってベルトクリーニング装置１０へ搬送された紙粉とトナーは、クリーニングブレード１０ｂにて回収されるが、ブレードエッジが捩れた箇所では紙粉が回収されずに挟まってしまう。
【００９５】
そして、ブレードエッジに紙粉が挟まると、ブレードエッジが浮いた状態になって紙粉が挟まり易くなり、トナーのクリーニング性能が失われて、トナーのすり抜けが発生する。
【００９６】
そこで、実施例３では、画像形成ジョブの終了時に、終了した画像形成ジョブの平均画像比率に応じた逆バイアス電流を設定してクリーニングモードを実行する。
【００９７】
【表２】
【００９８】
表２に示すように、画像比率が５％以下の連続画像形成が行われた場合には、逆バイアス電流１０μＡにする。画像比率が２０％以上の連続画像形成が行われた場合には、逆バイアス電流２０μＡにする。画像比率が５％〜２０％の範囲では、逆バイアス電流１５μＡにする。
【００９９】
また、クリーニングブレード１０ｂの中央部と端部とにおけるブレードエッジの引き込まれ量の差は、終了した画像形成ジョブの連続通紙枚数に依っているので、終了した画像形成ジョブの連続通紙枚数が１０００枚以上では、一律に逆バイアス電流１０μＡにする。
【０１００】
＜実施例４＞
図９は逆バイアス電流印加時の１周目と２周目に移転する紙粉量の説明図である。図１０は実施例４のクリーニングモードのフローチャートである。実施例４では、逆バイアス電流を二次転写ローラ２４の２回転以上にわたって印加することで、クリーニングモードにおける集中的な紙粉の移転を抑制しつつ、トナーに対するクリーニング性能を高めている。
【０１０１】
記録材の裏汚れの発生は、記録材の平滑度によって異なる。ここで、平滑度は、ベック平滑度計を用いて、ＪＩＳ規格Ｐ８１１９紙パルプ試験法に基づいて測定した値で表している。記録材の平滑度が２００以上の場合、２００未満の場合よりも、二次転写ローラ２４に残留したトナーが記録材の裏面を汚してしまう確率が高くなる。
【０１０２】
連続通紙枚数が増えてくると、図４に示すように、クリーニングブレード１０ｂの中央部と端部の境界領域でブレードエッジの変形量が大きくなって、クリーニングモードで紙粉が挟まり易くなるので、逆バイアス電流を大きくすることができない。
【０１０３】
しかし、平滑度が高い記録材においては、評価レベルが高くなる一方で、記録材のトナーによる裏汚れが目立つことが多いため、クリーニングモードでは、二次転写ローラ２４のトナーをより高レベルにクリーニングする必要がある。
【０１０４】
そこで、実施例４のクリーニングモードでは、クリーニングモードで二次転写部Ｔ２に流されるトナー像の転写時とは逆方向の電流を、給送する記録材の平滑度が高いほど小さく設定する。また、クリーニングモードにおいてトナー像の転写時とは逆方向の電流が二次転写部Ｔ２に流れている二次転写ローラ２４の１回転目では、その２回転目よりも小さく、トナー像の転写時とは逆方向の電流を設定する。
【０１０５】
実施例４のクリーニングモードでは、正バイアス電流を二次転写ローラ２４の２回転に渡って印加した後に、逆バイアス電流を二次転写ローラ２４の２回転に渡って印加して、計４周分のクリーニングモードを実行する。画像形成ジョブの終了後、連続通紙によってブレードエッジが捩れた状態でクリーニングモードを実行する。逆バイアス電流を大きくするとブレードエッジが捩れた位置に紙粉が挟まり易いため、正逆両極性の転写電圧を二次転写ローラ２４に印加する。
【０１０６】
トナーのクリーニング量は、正逆両極性の電圧印加がもたらす総電流によって決まるため、クリーニングモードの時間を延ばすことで、逆バイアス電流の振幅増加を回避している。
【０１０７】
図９に示すように、二次転写ローラ２４の１周目と２周目とで同一の逆バイアス電流を印加した場合、二次転写ローラ２４から中間転写ベルト５への紙粉の移転は、１回転目に集中する傾向がある。１周目に吐き出される紙粉量と２周目に吐き出される紙粉量とを比較すると、１周目の電流が大きいと１周目に吐き出される量が多い。
【０１０８】
このため、実施例４では、１回転目の逆バイアス電流を下げて、２回転目以降へも移転を分散させている。１周目の逆バイアス電流が小さい場合は、１周目と２周目とで中間転写ベルト５への紙粉の吐出し量が分散し、一気にクリーニングブレード１０ｂに紙粉が押し寄せないため、ブレードエッジに紙粉が挟まりにくくなる。
【０１０９】
また、１周目の逆バイアス電流を紙粉に過剰電荷を付与しない程度に設定し、２周目以降の逆バイアス電流でトナーを吐き出すことで、平滑度の高い記録材のトナーによる裏汚れが防止され、紙粉がブレードエッジに挟まることもない。上述したように、ある程度のトナーと混入した状態であれば、ブレードエッジが捩れたクリーニングブレード１０ｂでも十分に掻き落とされて挟まらないからである。
【０１１０】
実施例４のクリーニングモードの実験を行った。平滑度３５０度のＯＫトップコート（坪量１２８ｇ）を１０００枚、連続通紙した後、トナー帯を形成して中間転写ベルト５に転写した。
【０１１１】
図２に示すように、トナー帯が二次転写ローラ２４を通過後、正バイアス電流は、２周とも２０μＡに固定して、二次転写ローラ２４のクリーニングモードを、各種の逆バイアス電流印加パターンで実行して比較した。クリーニングモード終了直後の画像形成における記録材の裏汚れの発生状態と、中間転写ベルト５上のトナーのすり抜けを確認した。
【０１１２】
【表３】
【０１１３】
表３に示すように、記録材の裏汚れを発生させないためには総電流が３０μＡ以上必要である。しかし、二次転写ローラ２４の１周目に３０μＡ以上の逆バイアス電流を印加すると、クリーニングブレード１０ｂに紙粉が挟まってトナーすり抜けが発生する。連続画像形成をし続けると、すり抜けトナーによる画像汚れが発生する。
【０１１４】
一方、１周目に１０μＡとして、総電流が３０μＡ以上となった設定においては、紙粉の挟まりが見られないし、記録材の裏汚れも発生しない。
【０１１５】
図２を参照して図１０に示すように、制御部１１０は、画像形成ジョブが入力されると（Ｓ１１）、画像形成装置の起動制御を実行する（Ｓ１２）。制御部１１０は、ジョブの画像形成枚数がＮ枚未満の場合（Ｓ１３のＮ枚未満）、紙粉が二次転写ローラ２４に付着する量が限られるため、逆バイアス電流を１周目も２周目もＸμＡに設定する（Ｓ１４）。
【０１１６】
制御部１１０は、ジョブの画像形成枚数がＮ枚以上の場合は、紙種の選択を評価する（Ｓ１５）。コート紙などの平滑度の高い（平滑度が２００以上）記録材で連続画像形成を行う場合（Ｓ１５の２００以上）、クリーニングモードを二次転写ローラ２４の２回転以上行う場合の１周目の逆バイアス電流をＸ−β（μＡ）に設定する（Ｓ１７）。
【０１１７】
そして、以下のように設定することで、クリーニングブレード１０ｂに紙粉が挟まることに起因するブレードエッジのトナーすり抜けを回避し、かつ、記録材の裏面のトナーによる汚れを防止することができる。
（１周目の逆バイアス電流）＜（２周目の逆バイアス電流）
（逆バイアス総電流）＝（１周目の電流）＋（２周目の電流）
【０１１８】
制御部１１０は、平滑度が２００未満の場合（Ｓ１５の２００未満）、クリーニングモードを二次転写ローラ２４の２回転以上行う場合の１周目の逆バイアス電流をＸ−α（μＡ）に設定する（Ｓ１６）。αはβより小さいため、逆バイアス電流は平滑度が高い場合（Ｓ１５の２００以上）よりも大きく設定される。
【０１１９】
制御部１１０は、クリーニングモードの設定を行って（Ｓ１８）、連続画像形成を開始し（Ｓ１９）、所定枚数の画像形成を実行した後に（Ｓ２０）、クリーニングモードを実行して（Ｓ２１）、ジョブを終了する（Ｓ２２）。
【０１２０】
なお、クリーニングモードにおいて、正バイアス電流と逆バイアス電流とは、それぞれ複数回に分けて印加してもよく、合計回転数で３回転ずつ以上としてもよい。連続通紙によってブレードエッジが捩れた状態で、クリーニングモードを実行する場合、逆バイアス電流を大きくすると紙粉が挟まり易くなるため、正逆両極性の電圧の印加を二次転写ローラ２４にそれぞれ複数回に分けて印加する。
【０１２１】
実施例４では、トナーのクリーニング量は、全バイアス印加の総電流によって決まるため、１回目の逆バイアス電流を紙粉に過剰電荷を付与しない程度に設定し、２回目以降の逆バイアス電流でトナーを吐き出させる。これにより、平滑度の高い記録材のトナーによる裏汚れを阻止しつつ、紙粉がブレードエッジに挟まらないようにする。
【０１２２】
実施例４では、二次転写ローラ２４の抵抗上昇による寿命の短縮も抑制しつつ、記録材のトナーによる裏汚れ回避と紙粉が転写クリーニングブレードに挟まることに起因するトナーすり抜けを防止する。
【０１２３】
＜実施例５＞
なお、実施例１〜４のクリーニングモードは、感光ドラムから記録材へ直接トナー像を転写する画像形成装置でも応用できる。感光体に当接して記録材に対するトナー像の転写部を形成するローラ部材と、転写部を通過した前記感光体に付着したトナーを回収するクリーニングブレードとを備える画像形成装置でも応用できる。
【０１２４】
画像形成装置において、ローラ部材に付着したトナーを感光体へ電気的に移転させて前記クリーニングブレードにより回収するクリーニングモードを実行可能にすることができる。そして、実行した記録材の給送条件がローラ部材に付着する紙粉が多くなる給送条件であるほど、クリーニングモードで転写部に流されるトナー像の転写時とは逆方向の電流を小さく設定することができる。また、クリーニングモードにおいてトナー像の転写時とは逆方向の電流が転写部に流れているローラ部材の１回転目では、その２回転目よりも小さく、トナー像の転写時とは逆方向の電流を設定することができる。
【符号の説明】
【０１２５】
５ 中間転写ベルト
１０ ベルトクリーニング装置、１０ｂ クリーニングブレード
１０ｃ すくいシート、１０ｄ スクリュー
１２、１６ 記録材カセット、１５ レジストローラ
２１ 駆動ローラ、２２ テンションローラ、２３ 対向ローラ
２４ 二次転写ローラ、３０ 光学式センサ
１００ 画像形成装置、１１０ 制御部
Ｄ２ 電源、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ 画像形成部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、二次転写ローラから中間転写ベルトへ電気的にトナーを移転させてクリーニングブレードにより回収するクリーニングモードを実行可能な画像形成装置、詳しくはクリーニングブレードの耐久寿命を損なわないで済む印加電圧の制御に関する。
【背景技術】
【０００２】
中間転写体に転写ローラを当接させて転写部を構成し、画像形成部で形成したトナー像を中間転写体に転写して転写部へ搬送し、転写部に電圧を印加して中間転写体から記録材へトナー像を転写する画像形成装置が広く用いられている。中間転写体に転写ローラを当接させて転写部を構成している場合、画像形成の累積に伴って、次第に転写ローラにトナーが付着して汚れてくる。転写ローラに付着したトナーを放置すると、記録材の裏面に付着して、定着を経ることで、記録材の裏汚れ不良を発生してしまう。
【０００３】
そのため、画像形成を所定枚数累積したタイミング、あるいは記録材に転写されない制御用トナー像やトナー帯を中間転写体に担持させた直後には、転写ローラのクリーニングモードが実行される（特許文献１）。特許文献１のクリーニングモードでは、画像形成時と同極性と逆極性の電圧を交互に転写ローラに印加して、転写ローラに付着したトナーを中間転写体に排出させ、転写部の下流に配置されたクリーニングブレードにより回収している。
【０００４】
また、特許文献２では、中間転写ベルトにクリーニングベルトを備えたタンデム型の画像形成装置において、記録材の連続通紙を１ジョブ実行するごとに、画像形成時とは逆極性の電圧を転写ローラに印加している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−１７３６３０号公報
【特許文献２】特開２００４−１４５２９７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
クリーニングモードを繰り返していると、中間転写ベルトの一定の位置でクリーニング不良が発生し易くなることが判明した。後述するように、クリーニングブレードを分解して調べてみたところ、クリーニングブレードの画像形成領域と外側領域の境界部分でクリーニングブレードに多数の紙粉が付着してクリーニング性能が局所的に低下していることが確認された。
【０００７】
そして、転写ローラのクリーニングモードにおいて転写ローラに画像形成時とは逆極性の電圧が印加されると、その直後に、トナーとともに多量の紙粉が二次転写ローラから中間転写ベルトに移転していることが判明した。
【０００８】
本発明は、クリーニングブレードのクリーニング性能の低下を招かないように転写ローラのクリーニングモードを実行して、記録材の裏汚れを確実に防止しつつ、クリーニングブレードの交換寿命を引き延ばすことを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の画像形成装置は、中間転写体と、トナー像を形成して前記中間転写体に担持させる画像形成部と、前記中間転写体に当接して記録材に対するトナー像の転写部を形成するローラ部材と、前記転写部に記録材を給送する給送部と、前記転写部と前記画像形成部の間で前記中間転写体に付着したトナーを回収するクリーニングブレードと、を備え、前記ローラ部材に付着したトナーを前記中間転写体へ電気的に移転させて前記クリーニングブレードにより回収するクリーニングモードを実行可能なものである。そして、前記クリーニングモードで前記転写部に流されるトナー像の転写時とは逆方向の電流を、前回のクリーニングモードからの記録材の通算の給送枚数が多いほど小さく設定する制御手段を備える。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の画像形成装置では、ローラ部材に付着した紙粉の絶対量に応じて逆方向の転写電流を調整することで、転写ローラのクリーニングモードの初期段階で、中間転写体へ一度の大量の紙粉が移転しないようにしている。転写ローラに付着した紙粉の時間当たり移転量は、トナーよりも転写電流に対する感度が大きく、紙粉の移転は、逆方向の転写電流を従来のレベルに設定すると転写ローラのクリーニングモードの初期段階に集中して発生していることが判明した。そして、トナーに対する紙粉の混合率が高い状態で中間転写ベルトに搬送されてクリーニングブレードに到達すると、クリーニングブレードの局所的なクリーニング性能の低下が一気に進行することが判明した。
【００１１】
そこで、本発明では、紙粉が過剰に中間転写体へ移転する可能性がある場合には、そうでない場合よりも逆方向の転写電流を小さくして、クリーニングブレードに損傷を与えることなく、紙粉を中間転写ベルトから分離回収できるようにした。
【００１２】
したがって、クリーニングブレードのクリーニング性能の局所的な低下を発生しないように転写ローラのクリーニングモードを実行することにより、記録材の裏汚れを阻止しつつクリーニングブレードの交換寿命を引き延ばすことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】画像形成装置の構成の説明図である。
【図２】二次転写部の拡大図である。
【図３】クリーニングブレードの中央部と端部の変形量の変化の説明図である。
【図４】クリーニングブレードのブレードエッジの局所的な変形の説明図である。
【図５】実施例１のクリーニングモードのタイムチャートである。
【図６】逆バイアス電流と紙粉の移転量の関係の説明図である。
【図７】二次転写ローラの抵抗値の変化の説明図である。
【図８】実施例２のクリーニングモードのタイムチャートである。
【図９】逆バイアス電流印加時の１周目と２周目に移転する紙粉量の説明図である。
【図１０】実施例４のクリーニングモードのフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、図面を参照して本発明の実施形態を詳細に説明する。本発明は、クリーニングモードの初期段階で流される逆方向の転写電流が可変に設定される限りにおいて、実施形態の構成の一部または全部を、その代替的な構成で置き換えた別の実施形態でも実施できる。
【００１５】
従って、転写ローラを用いて中間転写体から記録材へトナー像を転写し、中間転写体の転写残トナーをクリーニングブレードで回収する画像形成装置であれば、中間転写体の種類、画像形成部の形式は任意に設定可能である。画像形成装置は、モノクロ／フルカラー、１ドラム型／タンデム型、帯電方式、露光方式、転写方式の区別無く本発明を実施できる。本実施形態では、トナー像の形成／転写／定着に係る主要部のみを説明するが、本発明は、必要な機器、装備、筐体構造を加えて、プリンタ、各種印刷機、複写機、ＦＡＸ、複合機等、種々の用途の画像形成装置で実施できる。
【００１６】
＜画像形成装置＞
図１は画像形成装置の構成の説明図である。カラー画像形成装置の種類として１ドラム方式とタンデム方式とがある。近年、フルカラーの画像形成にもモノクロ画像形成並みのスピードが要求されることから、タンデム方式が主流となりつつある。
【００１７】
１ドラム方式は、１つの感光ドラムに複数色の現像装置を備え、それらの現像装置で感光ドラムに形成した単色トナー像を中間転写ベルト上で重ね合わせた後に、記録材に一括二次転写する。１ドラム方式は、感光ドラムが１つであるため、画像形成装置を比較的小型化できコストも低減できるが、１つの感光ドラム上に複数回画像形成を行うため、画像形成の生産性は低い。
【００１８】
タンデム方式は、個別に現像装置を備えた複数の感光ドラムを有し、それぞれの感光ドラムに形成した単色トナー像を形成して、中間転写ベルト上で重ね合わせた後に、記録材に一括二次転写する。タンデム方式は、逆に装置が大型化してコスト高となるが、画像形成の生産性が高い。
【００１９】
図１に示すように、画像形成部Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋは、それぞれのトナー像形成手段においてそれぞれの色のトナー像を形成して、中間転写体の一例である樹脂材料の中間転写ベルトに重ねて担持させる。画像形成装置１００は、中間転写ベルト５に沿って画像形成部Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋを配列したタンデム型中間転写方式のフルカラープリンタである。
【００２０】
画像形成部Ｙでは、感光ドラム１Ｙにイエロートナー像が形成されて中間転写ベルト５に転写される。画像形成部Ｍでは、感光ドラム１Ｍにマゼンタトナー像が形成されて中間転写ベルト５に転写される。画像形成部Ｃ、Ｋでは、それぞれ感光ドラム１Ｃ、１Ｋにシアントナー像、ブラックトナー像が形成されて中間転写ベルト５に転写される。
【００２１】
中間転写ベルト５に転写された四色のトナー像は、二次転写部Ｔ２へ搬送されて記録材Ｐへ一括二次転写される。トナー像を二次転写された記録材Ｐは、定着装置９で加熱加圧を受けて、表面にトナー像を定着された後に、機体外部へ排出される。
【００２２】
＜画像形成部＞
画像形成部Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋは、現像装置４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｋで用いるトナーの色がイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックと異なる以外は、ほぼ同一に構成される。以下では、画像形成部Ｙについて説明し、他の画像形成部Ｍ、Ｃ、Ｋについては、説明中の符号末尾のＹを、Ｍ、Ｃ、Ｋに読み替えて説明されるものとする。
【００２３】
画像形成部Ｙは、感光ドラム１Ｙの周囲に、帯電ローラ３Ｙ、露光装置２Ｙ、現像装置４Ｙ、転写ローラ６Ｙ、ドラムクリーニング装置７Ｙを配置している。感光ドラム１Ｙは、所定のプロセススピードで回転する。
【００２４】
帯電ローラ３Ｙは、感光ドラム１Ｙに当接して回転し、直流電圧に交流電圧を重畳した振動電圧を印可されて、感光ドラム１Ｙの表面を一様な負極性の電位に帯電される。露光装置２Ｙは、各色の分解色画像を展開した走査線画像データをＯＮ−ＯＦＦ変調したレーザービームを回転ミラーで走査して、帯電した感光ドラム１Ｙの表面に画像の静電像を書き込む。
【００２５】
現像装置４Ｙは、現像容器４１内を循環するトナーとキャリアを含む二成分現像剤を帯電させ、現像スリーブ４２に担持させて、感光ドラム１Ｙの静電像をトナー像に現像する。トナー補給容器８Ｙは、現像に伴って現像装置４Ｙで消費されたトナーを補給するため、トナーが収納される。
【００２６】
転写ローラ６Ｙは、中間転写ベルト５の内側面に当接して、感光ドラム１Ｙと中間転写ベルト５との間にトナー像の転写部Ｔ１を形成する。トナー像を電気的な作用及び押圧力によって中間転写ベルト５に転写するため、転写ローラ６Ｙは、押圧機構によって両端部を支持される。転写ローラ６Ｙに正極性の直流電圧が印加されることにより、感光ドラム１Ｙに担持された負極性のトナー像が、転写部Ｔ１を通過する中間転写ベルト５へ一次転写される。
【００２７】
ドラムクリーニング装置７Ｙは、中間転写ベルト５に転写されないで感光ドラム１Ｙに付着した転写残トナーを回収する。ドラムクリーニング装置７Ｙは、クリーニングブレードを感光ドラム１Ｙに当接させて転写残トナーを掻き落とし、すくいシートで捕集して、図示しないスクリューに受け渡す。回収した転写残トナーは、本体手前側に位置する廃トナー容器に蓄えられる。
【００２８】
クリーニングブレードは、厚さ１〜２ｍｍのウレタンゴム製である。すくいシートは、厚さ２０〜５０μｍのポリエチレンテレフタレート製のシート材料である。すくいシートは、クリーニングブレード先端に一旦蓄積して落下するトナーがボタ落ちしないよう回収するため、すくいシートは、先端を感光ドラム１Ｙと接触し、感光ドラム１Ｙ回転方向に対し順方向にならうよう配置する。
【００２９】
＜感光ドラム＞
感光ドラム１Ｙは、好ましくは、体積抵抗率が１０９〜１０１４［Ωｃｍ］の表面層を持つ有機感光体やアモルファスシリコン感光体などを用いると、電荷注入帯電を実現でき、オゾン発生の防止、および消費電力の低減に効果がある。また、帯電性についても向上させることが可能となる。
【００３０】
感光ドラム１Ｙは、感光層として通常使用されるＯＰＣ（有機光半導体）を塗布して構成した負帯電性の有機感光体である。直径３０ｍｍのアルミニウム製のドラム基体上に、次の第１〜第５の５層を下から順に設けている。第１層は下引き層である。第２層は正電荷注入防止層である。第３層は電荷発生層である。第４層は電荷輸送層である。第５層は電荷注入層である。
【００３１】
第１層は、アルミニウム基体の欠陥等を均すために設けられた層で、厚さ２０μｍの導電層からなる。第２層は、基体から注入された正電荷が感光体表面に帯電された負電荷を打ち消すのを防止する役割を果たし、アラミン樹脂とメトキシメチル化ナイロンによって１０×１０６［Ωｃｍ］程度に体積抵抗率を調整した厚さ１μｍの中抵抗層からなる。
【００３２】
第３層は、ジアゾ系の顔料を樹脂に分散した厚さ約０．３μｍの層であり、露光を受けることによって正負の電荷対を発生する。第４層は、ポリカーボネート樹脂にヒドラゾンを分散したものであり、Ｐ型半導体である。したがって、感光体表面に帯電された負電荷はこの層を移動することができず、電荷発生層で発生した正電荷のみを感光体表面に輸送することができる。
【００３３】
第５層は、絶縁性樹脂のバインダーにＳｎＯ２超微粒子を分散した材料の塗工層である。具体的には、絶縁性樹脂に光透過性の絶縁フィラーであるアンチモンをドーピングして低抵抗化（導電化）し、この樹脂に対して粒径０．０３μｍのＳｎＯ２粒子を７０重量パーセント分散した材料の塗工層である。このように調合してと交易をディッピング法、スプレー塗工法、ロール塗工法、ビーム塗工法等の適当な塗工法で厚さ約３μｍに塗工して、電荷注入層を形成することができる。
【００３４】
＜中間転写ベルト＞
画像形成部Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋにて中間転写ベルト５上で重ね合せた４色のトナー像は、中間転写ベルト５の回転に伴って二次転写部Ｔ２に搬送される。中間転写ベルト５は、テンションローラ２２と駆動ローラ２１と対向ローラ２３とに掛け渡して支持され、駆動ローラ２１の時計回りの回転により、２００ｍｍ／ｓｅｃのプロセススピードにて矢印Ｒ２方向に回転する。駆動ローラ２１は、金属芯金上に１×１０３〜１×１０５［Ω］の導電ゴム層を有するローラ部材であって芯金は接地されている。
【００３５】
中間転写ベルト５は、厚さ８５μｍのポリイミド樹脂フィルムを基材としており、カーボンブラックを分散させて、表面抵抗率で１×１０１２［Ω／□］、体積抵抗率で１×１０９［Ω・ｃｍ］となるように抵抗調整した。
【００３６】
＜二次転写部＞
図２は二次転写部の拡大図である。図２に示すように、中間転写ベルト５の外側における対向ローラ２３に対応する位置に、二次転写ローラ２４が配設されている。二次転写ローラ２４は、対向ローラ２３に内側面を支持された中間転写ベルト５に当接して、中間転写ベルト５と二次転写ローラ２４の間に記録材に対するトナー像の二次転写部Ｔ２を形成する。
【００３７】
ローラ部材の一例である二次転写ローラ２４は、スポンジ組織のゴム弾性層を有し、中間転写ベルト５に当接して記録材に対するトナー像の転写部を形成する。二次転写ローラ２４は、導電性金属からなる直径８ｍｍの円柱芯金の周囲に、体積抵抗率５．０×１０６［Ω／ｃｍ］で１．０ｍｍの厚さを有する導電性発泡体で覆われている。二次転写ローラ２４の重量は３００ｇであり、中間転写ベルト５に接触させるために、二次転写ローラ２４の両端部は、不図示のバネ機構によって鉛直方向上方に総圧１５Ｎにて付勢されている。二次転写ローラ２４の位置は、対向ローラ２３の中心鉛直方向よりも記録材の搬送方向下流へ２．５ｍｍシフトさせてある。
【００３８】
＜ベルトクリーニング装置＞
クリーニングブレード１０ｂは、転写部の一例である二次転写部Ｔ２と画像形成部Ｙの間で中間転写ベルト５に付着したトナーを回収する。ベルトクリーニング装置１０は、記録材Ｐに転写されないで中間転写ベルト５に付着した転写残トナーを回収する。ベルトクリーニング装置１０は、テンションローラ２２に支持された中間転写ベルト５にクリーニングブレード１０ｂを当接させて、転写残トナーを掻き落とし、すくいシート１０ｃで捕集して、スクリュー１０ｄに受け渡す。回収した転写残トナーは、本体手前側に位置する廃トナー容器３３に蓄えられる。
【００３９】
クリーニングブレード１０ｂは、中間転写ベルト５の回転方向に対してカウンターに、かつ当接角が１７度になるようにバネ加圧されている。クリーニングブレード１０ｂは、厚さ１〜２ｍｍのウレタンゴム製である。
【００４０】
すくいシート１０ｃは、厚さ２０〜５０μｍのポリエチレンテレフタレート製のシート材料である。すくいシート１０ｃは、クリーニングブレード１０ｂ先端に一旦蓄積して落下するトナーがボタ落ちしないよう回収するため、先端を中間転写ベルト５に接触させて、中間転写ベルト５の回転方向に対して順方向に傾けて配置される。
【００４１】
＜給送部＞
記録材カセット１６、１２は、サイズ、紙種（紙、トップコート紙、透明フィルム）の異なる記録材Ｐを収納する。分離ローラ１３は、記録材カセット１６から引き出した記録材Ｐを１枚ずつに分離して、レジストローラ１５へ送り出す。レジストローラ１５は、停止状態で記録材Ｐを受け入れて待機させ、中間転写ベルト５のトナー像にタイミングを合わせて記録材Ｐを二次転写部Ｔ２へ送り込む。記録材カセット１６、１２に収納されていた記録材Ｐは、中間転写ベルト５上の４色トナー像にタイミングを合わせるよう二次転写部Ｔ２に供給されて４色トナー像を転写される。
【００４２】
＜クリーニングモード＞
図２に示すように、制御手段の一例である制御部１１０は、二次転写ローラ２４に付着したトナーを中間転写ベルト５へ電気的に移転させてクリーニングブレード１０ｂにより回収するクリーニングモードを実行可能である。クリーニングモードは、二次転写ローラ２４にトナー像の転写時と同一方向の電流を流した後に、トナー像の転写時と逆方向の電流を流す。
【００４３】
画像形成装置１００では、画像形成部Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋにてそれぞれ形成したトナー濃度制御用のパッチ画像を中間転写ベルト５に転写して、光学センサ３０によって検出する。光学センサ３０は、中間転写ベルト５上のパッチ画像に赤外光を照射して、トナー密度に応じた反射光を検出する。
【００４４】
制御部１１０は、光学センサ３０の出力に基づいて、トナー補給容器８Ｙから現像装置４Ｙへ補給されるトナー量を調整することにより、トナー帯電量Ｑ／Ｍを一定に保って画像濃度の再現性を確保している。
【００４５】
画像形成装置１００では、生産性を確保するために、二次転写ローラ２４が中間転写ベルト５に当接した状態で、連続通紙中の中間転写ベルト５の画像間隔（紙間）にパッチ画像を形成して、画像濃度調整を行っている。画像間隔（紙間）にパッチ画像を形成している。画像形成装置１００では、生産性を確保するために、二次転写ローラ２４が中間転写ベルト５に当接した状態で、画像間隔（紙間）にトナー帯を形成して、ベルトクリーニング装置１０のクリーニングブレード１０ｂの潤滑を確保している。
【００４６】
パッチ画像もトナー帯も、記録材が通紙されないため、二次転写ローラ２４に画像形成時と逆極性の電圧を印加して二次転写Ｔ２を素通りさせて、ベルトクリーニング装置１０のクリーニングブレード１０ｂによって回収する仕組みである。
【００４７】
しかし、画像形成時と逆極性の電圧を印加していても、パッチ画像に圧接した二次転写ローラ２４にはパッチ画像のトナーの一部が付着してしまう。そして、二次転写ローラ２４にトナーが付着した状態で、次の記録材が来ると、記録材の裏汚れが発生してしまう。
【００４８】
そのため、制御部１１０は、パッチ画像又はトナー帯が二次転写部Ｔ２を通過した直後に、クリーニングモードを実行して二次転写ローラ２４に付着したトナーをクリーニングする。クリーニングモードでは、二次転写ローラ２４に画像形成時と同極性の電圧と逆極性の電圧をそれぞれ１回転以上印加して、二次転写ローラ２４に付着したプラス／マイナスのトナーを中間転写ベルト５に移転させている。二次転写ローラ２４に付着したトナーが記録材の裏面に付着しないように、正逆の電圧を交互に印加する。
【００４９】
ここで、二次転写ローラ２４に正逆の電圧を交互に印加するクリーニングモードを実行して、二次転写ローラ２４のスポンジ組織に取り込まれたトナーを中間転写ベルト５へ移転させて、記録材の裏汚れを防止する制御は従来から行われている。
【００５０】
しかし、クリーニングモードにおいて、画像形成時とは逆極性の電圧を印加した際に、電圧値によっては、過去の連続通紙で二次転写ローラ２４に蓄積された大量の紙粉が中間転写ベルト５に移転することは知られていない。二次転写ローラ２４に付着したトナーに加えて、多量の記録材を通紙したことによって蓄積されていた紙粉が同時に中間転写ベルト５上に移転してベルトクリーニング装置１０へ搬送される。
【００５１】
そして、中間転写ベルト５に移転した紙粉が二次転写部Ｔ２の下流側に配置されたベルトクリーニング装置１０のクリーニングブレード１０ｂの交換寿命に影響を及ぼしていることは知られていない。そのような大量の紙粉であっても、正常なクリーニングブレード１０ｂの状態であれば、ブレードエッジで紙粉とトナーとを混合攪拌して効率的に掻き落として問題なく回収できると考えられていた。
【００５２】
しかし、画像比率の低い画像出力を連続で行い、クリーニングブレード１０ｂに転写残トナーが供給されない状況に於いては、クリーニングブレード１０ｂのブレードエッジが変形して紙粉の影響を受け易くなる。逆バイアス電流が印加された時に発生した紙粉がクリーニングブレード１０ｂに突き刺さって挟まってしまうということが判明した。
【００５３】
紙粉は、一般的に、紙のセルロース繊維が主体であって、太さ２０〜５０μｍ、長さ２００μｍ〜８００μｍである。この大きさは、平均粒径５〜７μｍのトナー粒子に比較すると巨大であるため、クリーニングブレード１０ｂに紙粉が挟まるとブレードエッジが浮き上がってトナーがすり抜けてしまう。
【００５４】
以下の実施例では、クリーニングモードにおける逆極性の電圧の印加条件を調整して、二次転写ローラ２４がトナーで汚れて記録材の裏面を汚すことなく、クリーニングブレードのトナーすり抜けを防止している。
【００５５】
＜実施例１＞
図３はクリーニングブレードの中央部と端部の変形量の変化の説明図である。図４はクリーニングブレードのブレードエッジの局所的な変形の説明図である。図５は実施例１のクリーニングモードのタイムチャートである。図６は逆バイアス電流と紙粉の移転量の関係の説明図である。図７は二次転写ローラの抵抗値の変化の説明図である。
【００５６】
図２に示すように、制御部１１０は、それまでに実行した記録材の給送条件が二次転写ローラ２４に付着する紙粉が多くなる給送条件であるほど、クリーニングモードで二次転写部Ｔ２に流されるトナー像の転写時とは逆方向の電流を小さく設定する。クリーニングモードで二次転写部Ｔ２に流されるトナー像の転写時とは逆方向の電流を、前回のクリーニングモードからの記録材の通算の給送枚数が多いほど小さく設定する。クリーニングモードで二次転写部Ｔ２に流されるトナー像の転写時とは逆方向の電流を、給送した記録材の種類が紙粉発生量の多い記録材の種類であるほど小さく設定する。
【００５７】
最初に、予備実験として、画像形成装置１００において連続画像形成させたときのクリーニングブレード１０ｂのブレードエッジの挙動を歪測定ゲージを用いて計測した。
【００５８】
図２に示すように、固定された物体の歪み量を検知する歪み測定ゲージ３２を、クリーニングブレード１０ｂのエッジ先端から１．５ｍｍ付近に、クリーニングブレード１０ｂの当接面側に取り付けた。歪み測定ゲージ３２は、クリーニングブレード１０ｂの長手位置に関して、両端部と中央部の３箇所に取り付けた。歪み測定ゲージ３２が出力するクリーニングブレード１０ｂの歪み量に応じた抵抗値を電圧変換してパソコンに取り込んで測定した。
【００５９】
図３に示すように、画像形成枚数が増えると、クリーニングブレード１０ｂの変形量が増大する。中央部では早期に変形量が一定に収束するが、両端部では、変形量が増え続けていた。図３に示す変形量は、クリーニングブレード１０ｂの歪み量に応じた信号を測定した値であって、中間転写ベルト５の停止時の値を０とし、そこからの摺擦下流方向への歪み量である。
【００６０】
クリーニングブレード１０ｂの端部は、中央部に比べて下流側へ引き込まれる量が大きく、連続画像形成枚数の増加に従い、端部と中央部との変形量の差分が大きくなる。これは、クリーニングブレード１０ｂの端部の方が中間転写ベルト５の移動方向に引っ張られた状態である。
【００６１】
次に、両端部の歪み測定ゲージ３２を少しずつ内側へ貼り付け直して同様の測定を行い、クリーニングブレード１０ｂの長手方向における変形量の分布を測定した。その結果、画像サイズに応じた中間転写ベルト５の幅方向の特定領域において、クリーニングブレード１０ｂが伸びた状態で、中間転写ベルト５の表面から浮いたようになっていることが判明した。
【００６２】
図４に示すように、記録材に画像形成した領域の内側と外側とで変形量に段差が現れている。図４は、横軸にクリーニングブレード１０ｂの長手方向の位置、縦軸にクリーニングブレード１０ｂの変形量を示しており、＋の値は、クリーニングブレード１０ｂが中間転写ベルト５の移動方向に引っ張られた状態で歪んでいることを意味する。
【００６３】
段差よりも中央側に比べて段差の外側では、画像形成中にクリーニングブレード１０ｂのエッジに中間転写ベルト５を介して供給されるトナーなどの潤滑剤が少ない。画像領域よりも外側に位置するクリーニングブレード１０ｂの部分は、潤滑剤であるトナーなどの供給がほとんど行われないため、クリーニングブレード１０ｂが中間転写ベルトの移動方向に強く引っ張られた状態になっている。
【００６４】
逆に、画像領域内に位置するクリーニングブレード１０ｂの部分は、潤滑剤であるトナーなどの供給が行われるため、クリーニングブレード１０ｂが中間転写ベルト５の移動方向へ引っ張られる量が小さくなっている。そして、これらの変形の異なる変化点である図４の破線で囲んだ部分で、紙粉が挟まり易い部分ができていた。連続画像形成の終了後にクリーニングブレード１０ｂを取り外してブレードエッジを実体顕微鏡で観察したところ、図４の破線で囲んだ部分に、紙粉が多く突き刺さっていることが確認された。
【００６５】
図５に示すように、中間転写ベルト５上でトナー濃度制御用のパッチ画像が形成されると、二次転写ローラ２４に画像形成時と逆極性の電圧Ｖ１１を印加して二次転写部Ｔ２を素通りさせる。このとき、パッチ画像のトナーの一部が二次転写ローラ２４に付着するため、クリーニングモードを実行して二次転写ローラ２４に付着したトナーを除去する。
【００６６】
実施例１のクリーニングモードでは、正逆の転写電圧Ｖ１２、Ｖ１３を二次転写ローラ２４の１周分ずつ印加して、二次転写ローラ２４に付着したトナーを中間転写ベルト５へ移転させる。中間転写ベルト５上に戻されたトナーは、中間転写ベルト５によってベルトクリーニング装置１０へ搬送されて、クリーニングブレード１０ｂによって回収される。
【００６７】
しかし、このとき、画像形成と逆極性の電圧Ｖ１３が印加された際に、連続画像形成の通紙時に記録材から発生して二次転写ローラ２４の表面に蓄積していた紙粉がトナーとともに中間転写ベルト５へ同時に吐き出される。紙粉が、クリーニングブレード１０ｂに到達したとき、中央の画像領域では、紙粉がトナーとともにブレードエッジで掻き落とされて正常に回収される。しかし、図４の破線で囲んだ部分では、伸びて浮き上がったブレードエッジに紙粉が挟まって、さらにブレードエッジを中間転写ベルト５の表面から浮き上がらせてしまう。ブレードエッジに紙粉が挟まると、挟まった紙粉近傍でトナーのクリーニングができなくなり、トナーがクリーニングブレード１０ｂをすり抜けてしまう。
【００６８】
そこで、クリーニングモードにおいて、二次転写ローラ２４に印加する逆極性の電圧Ｖ１３の電圧値を異ならせて、二次転写ローラ２４から中間転写ベルト５へ移転する紙粉量を比較する実験を行った。その結果、逆極性の電圧Ｖ１３の電圧値を下げることで、中間転写ベルト５へ移転する紙粉量を下げられることが判明した。
【００６９】
実験は、クリーニングモードが実行された中間転写ベルト５上の領域に透明粘着テープを貼付して、中間転写ベルト５上のトナー及び紙粉を採取した。中間転写ベルト５から剥がした粘着テープを黒紙に張り付けて、フラットベッドスキャナで読み取り、画像処理により紙粉の画像を選り分けて紙粉の数をカウントした。
【００７０】
実験結果を図６に示す。図６のＹ軸の紙粉量は、測定した紙粉の密度からＡ４サイズに換算した紙粉の数である。Ｘ軸の逆バイアス電流［μＡ］は、逆極性の電圧Ｖ１３を印加した際に二次転写部Ｔ２へ流れる電流値である。電流値を用いる理由は、Ｖ１３の電圧値は二次転写ローラ２４の抵抗値の変化によって大きく変動するからである。
【００７１】
図６に示すように、紙粉が中間転写ベルト５へ移転するのは、図５に示す正逆の電圧Ｖ１２、Ｖ１３のうち、逆極性の電圧Ｖ１３の方である。そして、実施例１の構成では、逆バイアス電流２０μＡ以下にすることで、従来の３０μＡ以上とする場合よりも中間転写ベルト５へ移転する紙粉量を少なくすることができる。
【００７２】
次に、逆バイアス電流を異ならせて、クリーニングブレード１０ｂに刺さった紙粉の数とトナーのすり抜けによる画像汚れの発生状態を調べた。連続通紙枚数を１００枚、２００枚、５００枚、１０００枚、１００００枚と振ったときのクリーニングブレード１０ｂの紙粉の挟まり状態とトナーすり抜け状態を調べた。その結果、逆バイアス電流を１０μＡから３０μＡまで順次増やしていくと、紙粉がブレードエッジに挟まったことによるトナーのすり抜けが発生することが確認された。
【００７３】
【表１】
【００７４】
表１に示すように、連続通紙枚数が増えると、クリーニングブレード１０ｂに刺さる紙粉の数が増えてトナーのすり抜けが発生する。これは、ブレードエッジに紙粉が挟まりやすい姿勢にクリーニングブレード１０ｂが変形する上に、二次転写ローラ２４の紙粉の蓄積量は、二次転写ローラ２４が記録材に接する時間に比例して増加していくためと考えられる。そして、トナーのすり抜けが発生するほど紙粉が堆積したクリーニングブレード１０ｂは交換寿命と判断される。
【００７５】
連続通紙枚数が５００枚以下の場合、逆バイアス電流１０〜５０μＡで紙粉の挟まりもトナーすり抜けも発生しなかった。１０００枚以上の場合、３０μＡ以上で紙粉の挟まりが発生してトナーすり抜けが発生した。
【００７６】
連続通紙枚数が１０００枚以上の場合、クリーニングブレード１０ｂの中央部と端部との変形量の差が拡大したところに、過剰に帯電された紙粉が中間転写ベルトに戻されたためと考えられる。逆バイアス電流を大きくすると、過剰な電荷供給のために紙粉の帯電量が大きくなって、中間転写ベルト５に対する静電吸着力が増加して、ブレードエッジにて掻き取られにくくなって挟まり易くなると考えている。
【００７７】
中間転写ベルト５への移転は、逆バイアス印加時が支配的であり、逆バイアス電流が大きすぎると、紙粉に過剰電荷を供給して中間転写ベルト５に対する吸着力が増して、クリーニングブレード１０ｂのブレードエッジでクリーニングしにくくなる。
【００７８】
そこで、実施例１のクリーニングモードでは、逆バイアス電流が２０μＡ以下となるようにクリーニングモードの逆極性の電圧Ｖ１３を設定するので、１００００枚の連続画像形成を行うことができる。連続通紙枚数に応じて逆バイアス電流を可変として、所定の連続通紙枚数を超えた場合に逆バイアス電流を下げて、ブレードエッジの引き込み量差が大きくなっても紙粉が挟まれないようにする。
【００７９】
また、前回のクリーニングモード実行後の連続通紙枚数、すなわち二次転写ローラ２４の紙粉蓄積量に応じてクリーニングモードの逆バイアス電流を調整するので、さらに、クリーニングブレード１０ｂの寿命延長を達成できる。
【００８０】
実施例１では、前回のクリーニングモード実行後の連続通紙枚数に応じてクリーニングモードの逆バイアス電流を１０μＡ〜２０μＡの範囲で設定する。このため、１０００枚以上の連続通紙枚数でも、二次転写ローラ２４のクリーニング性能を確保しつつ、ブレードエッジにおける紙粉の挟まりも見られず、トナーのすり抜けも見られない。
【００８１】
逆バイアス電流が１０μＡ〜２０μＡであれば、画像領域とその外側におけるブレードエッジの変形量差が大きくなっても、二次転写ローラ２４に付着したトナーをクリーニングするためには十分な逆バイアス電流を確保できる。このため、実施例１では、ブレードエッジに紙粉が挟まらず、クリーニング性能も良好である。
【００８２】
ところで、実施例１で、紙粉の移転量が最も少ない１０μＡに固定しない理由は以下である。特許文献２に示されるように、実施例１では、クリーニングモードの逆バイアス電流を用いて二次転写ローラ２４の寿命を回復させているからである。紙粉がブレードエッジに挟まることによるクリーニング不良を回避するために、クリーニングモードにおける逆バイアス電流を、いかなる場合も低い電流設定にしておけばいいというわけではない。
【００８３】
図７に示すように、クリーニングモードにおける逆バイアス電流を１５μＡと３０μＡとで各々設定した場合の二次転写ローラ２４の抵抗値の推移を調べた。クリーニングモードにおける逆バイアス電流が小さいと、二次転写ローラ２４の抵抗値の上昇の勾配が大きくなり、所定の順バイアス電流を流すために必要な印加電圧が上昇してしまう。印加電圧が上昇すると、電源コスト、消費電力が高まり、また、放電による二次転写ローラ２４の劣化も早くなるので、結果的に二次転写ローラ２４の寿命を短くしてしまう。
【００８４】
このため、前回のクリーニングモード実行後の連続通紙枚数が少なくて、クリーニングブレード１０ｂの中央部と端部との変形量差が大きくならない場合には、２０μＡまで逆バイアス電流を大きくする。しかし、前回のクリーニングモード実行後の連続通紙枚数が多くて、クリーニングブレード１０ｂの中央部と端部との変形量差が大きくなっている場合、二次転写ローラ２４のトナーのクリーニングに必要な１０μＡまで逆バイアス電流を小さくする。これにより、二次転写ローラ２４の寿命を短くしても、記録材に裏汚れを発生させない。
【００８５】
そして、連続通紙枚数が１００枚以下の場合は、逆バイアス電流を３０μＡに大きくして、二次転写ローラ２４の抵抗上昇を抑制する設定にする。
【００８６】
＜実施例２＞
図８は実施例２のクリーニングモードのタイムチャートである。図１に示すように、実施例２では、５００枚の画像形成ごとに、トナー消費量が最も少ない画像形成部（Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋのいずれか）で現像幅一杯のトナー帯を形成して中間転写ベルト５に転写する。ベルトクリーニング装置１０のクリーニングブレード１０ｂのブレードエッジの隅々まで潤滑用のトナーを供給するためである。
【００８７】
そして、図８に示すように、実施例１のパッチ画像の場合と同様に、トナー帯が二次転写部Ｔ２を通過する間、二次転写ローラ２４に画像形成時と逆極性の電圧Ｖ１１を印加する。そして、トナー帯の通過後、正逆の転写電圧Ｖ１２、Ｖ１３を印加して、二次転写ローラ２４に付着したトナーをクリーニングする。
【００８８】
しかし、実施例２では、画像形成時と同極性の転写電圧Ｖ１２を二次転写ローラ２４の１周分に印加した後、画像形成時と逆極性であって逆バイアス電流１０μＡ相当の転写電圧Ｖ１３を、二次転写ローラ２４の３周分印加する。これにより、逆バイアス電流３０μＡを二次転写ローラ２４の１周分印加した場合と同様の寿命回復効果を確保している。
【００８９】
逆バイアス電流１０μＡ相当の転写電圧Ｖ１３を用いることで、連続画像形成の通紙時に記録材から発生して二次転写ローラ２４の表面に蓄積していた紙粉が中間転写ベルト５へ吐き出される量を制限して、クリーニングブレード１０ｂに挟まりにくくしている。
【００９０】
最近では、さらなるメディア対応性の広範囲化に伴い、１１×１３インチなどのラージサイズ紙に対応した画像形成装置も増えている。画像形成装置のラージサイズ対応に伴い、画像形成装置内の感光ドラム、中間転写ベルト、転写部材、クリーニングブレードなどの長尺化が必要である。クリーニングブレードの長尺化に伴って、クリーニングブレードの端部の歪み量が中央部に比べて大きくなるため、ブレードエッジの姿勢を維持することが難しく、ブレードエッジが変形し易くなっている。このため、実施例２では、トナー帯を用いて、ブレードエッジの隅々まで潤滑剤としてのトナーを行き渡らせ、紙粉が挟まりにくくしている。
【００９１】
＜実施例３＞
画像比率とは、最大濃度の画像に換算した際の画像領域に占める画像の面積比率である。画像比率が低い画像は、白紙比率が高くて、１枚当たりのトナー消費量が少ない画像である。したがって、画像比率の低い画像形成のために連続通紙すると、二次転写部の転写残トナーも少なくなってベルトクリーニング装置のクリーニングブレードへの潤滑剤としてもトナー供給が途絶えがちとなる。
【００９２】
図２に示すように、画像形成装置１００では、画像比率の低い画像形成が続くと、クリーニングブレード１０ｂの両端部で潤滑剤としてのトナーが不足する結果、ブレードエッジの中央部と端部とで下流側への引き込まれ量に差が出てくる。クリーニングブレード１０ｂのトナーが届きにくい端部とトナーが供給され易い中央部とでブレードエッジの引き込まれ量に差が生じて、ブレードエッジが捩れた箇所が発生する。
【００９３】
図４に示すように、ブレードエッジの引き込まれ量の差が大きくなった状態で、クリーニングモードを実行すると、ブレードエッジの破線で示した箇所でブレードエッジに紙粉が挟まり易くなる。二次転写ローラ２４に逆バイアス電流が印加されると、中間転写ベルト５へ集中的に紙粉が移転してブレードエッジの全体に搬送されてくるが、ブレードエッジの破線で示した箇所に限ってブレードエッジに紙粉が挟まる。
【００９４】
クリーニングモードは、二次転写ローラ２４に正逆両極性のバイアス印加によって行われるが、逆バイアス印加時に、二次転写ローラ２４に蓄積した紙粉がトナーとともに中間転写ベルト５に移転する。中間転写ベルト５によってベルトクリーニング装置１０へ搬送された紙粉とトナーは、クリーニングブレード１０ｂにて回収されるが、ブレードエッジが捩れた箇所では紙粉が回収されずに挟まってしまう。
【００９５】
そして、ブレードエッジに紙粉が挟まると、ブレードエッジが浮いた状態になって紙粉が挟まり易くなり、トナーのクリーニング性能が失われて、トナーのすり抜けが発生する。
【００９６】
そこで、実施例３では、画像形成ジョブの終了時に、終了した画像形成ジョブの平均画像比率に応じた逆バイアス電流を設定してクリーニングモードを実行する。
【００９７】
【表２】
【００９８】
表２に示すように、画像比率が５％以下の連続画像形成が行われた場合には、逆バイアス電流１０μＡにする。画像比率が２０％以上の連続画像形成が行われた場合には、逆バイアス電流２０μＡにする。画像比率が５％〜２０％の範囲では、逆バイアス電流１５μＡにする。
【００９９】
また、クリーニングブレード１０ｂの中央部と端部とにおけるブレードエッジの引き込まれ量の差は、終了した画像形成ジョブの連続通紙枚数に依っているので、終了した画像形成ジョブの連続通紙枚数が１０００枚以上では、一律に逆バイアス電流１０μＡにする。
【０１００】
＜実施例４＞
図９は逆バイアス電流印加時の１周目と２周目に移転する紙粉量の説明図である。図１０は実施例４のクリーニングモードのフローチャートである。実施例４では、逆バイアス電流を二次転写ローラ２４の２回転以上にわたって印加することで、クリーニングモードにおける集中的な紙粉の移転を抑制しつつ、トナーに対するクリーニング性能を高めている。
【０１０１】
記録材の裏汚れの発生は、記録材の平滑度によって異なる。ここで、平滑度は、ベック平滑度計を用いて、ＪＩＳ規格Ｐ８１１９紙パルプ試験法に基づいて測定した値で表している。記録材の平滑度が２００以上の場合、２００未満の場合よりも、二次転写ローラ２４に残留したトナーが記録材の裏面を汚してしまう確率が高くなる。
【０１０２】
連続通紙枚数が増えてくると、図４に示すように、クリーニングブレード１０ｂの中央部と端部の境界領域でブレードエッジの変形量が大きくなって、クリーニングモードで紙粉が挟まり易くなるので、逆バイアス電流を大きくすることができない。
【０１０３】
しかし、平滑度が高い記録材においては、評価レベルが高くなる一方で、記録材のトナーによる裏汚れが目立つことが多いため、クリーニングモードでは、二次転写ローラ２４のトナーをより高レベルにクリーニングする必要がある。
【０１０４】
そこで、実施例４のクリーニングモードでは、クリーニングモードで二次転写部Ｔ２に流されるトナー像の転写時とは逆方向の電流を、給送する記録材の平滑度が高いほど小さく設定する。また、クリーニングモードにおいてトナー像の転写時とは逆方向の電流が二次転写部Ｔ２に流れている二次転写ローラ２４の１回転目では、その２回転目よりも小さく、トナー像の転写時とは逆方向の電流を設定する。
【０１０５】
実施例４のクリーニングモードでは、正バイアス電流を二次転写ローラ２４の２回転に渡って印加した後に、逆バイアス電流を二次転写ローラ２４の２回転に渡って印加して、計４周分のクリーニングモードを実行する。画像形成ジョブの終了後、連続通紙によってブレードエッジが捩れた状態でクリーニングモードを実行する。逆バイアス電流を大きくするとブレードエッジが捩れた位置に紙粉が挟まり易いため、正逆両極性の転写電圧を二次転写ローラ２４に印加する。
【０１０６】
トナーのクリーニング量は、正逆両極性の電圧印加がもたらす総電流によって決まるため、クリーニングモードの時間を延ばすことで、逆バイアス電流の振幅増加を回避している。
【０１０７】
図９に示すように、二次転写ローラ２４の１周目と２周目とで同一の逆バイアス電流を印加した場合、二次転写ローラ２４から中間転写ベルト５への紙粉の移転は、１回転目に集中する傾向がある。１周目に吐き出される紙粉量と２周目に吐き出される紙粉量とを比較すると、１周目の電流が大きいと１周目に吐き出される量が多い。
【０１０８】
このため、実施例４では、１回転目の逆バイアス電流を下げて、２回転目以降へも移転を分散させている。１周目の逆バイアス電流が小さい場合は、１周目と２周目とで中間転写ベルト５への紙粉の吐出し量が分散し、一気にクリーニングブレード１０ｂに紙粉が押し寄せないため、ブレードエッジに紙粉が挟まりにくくなる。
【０１０９】
また、１周目の逆バイアス電流を紙粉に過剰電荷を付与しない程度に設定し、２周目以降の逆バイアス電流でトナーを吐き出すことで、平滑度の高い記録材のトナーによる裏汚れが防止され、紙粉がブレードエッジに挟まることもない。上述したように、ある程度のトナーと混入した状態であれば、ブレードエッジが捩れたクリーニングブレード１０ｂでも十分に掻き落とされて挟まらないからである。
【０１１０】
実施例４のクリーニングモードの実験を行った。平滑度３５０度のＯＫトップコート（坪量１２８ｇ）を１０００枚、連続通紙した後、トナー帯を形成して中間転写ベルト５に転写した。
【０１１１】
図２に示すように、トナー帯が二次転写ローラ２４を通過後、正バイアス電流は、２周とも２０μＡに固定して、二次転写ローラ２４のクリーニングモードを、各種の逆バイアス電流印加パターンで実行して比較した。クリーニングモード終了直後の画像形成における記録材の裏汚れの発生状態と、中間転写ベルト５上のトナーのすり抜けを確認した。
【０１１２】
【表３】
【０１１３】
表３に示すように、記録材の裏汚れを発生させないためには総電流が３０μＡ以上必要である。しかし、二次転写ローラ２４の１周目に３０μＡ以上の逆バイアス電流を印加すると、クリーニングブレード１０ｂに紙粉が挟まってトナーすり抜けが発生する。連続画像形成をし続けると、すり抜けトナーによる画像汚れが発生する。
【０１１４】
一方、１周目に１０μＡとして、総電流が３０μＡ以上となった設定においては、紙粉の挟まりが見られないし、記録材の裏汚れも発生しない。
【０１１５】
図２を参照して図１０に示すように、制御部１１０は、画像形成ジョブが入力されると（Ｓ１１）、画像形成装置の起動制御を実行する（Ｓ１２）。制御部１１０は、ジョブの画像形成枚数がＮ枚未満の場合（Ｓ１３のＮ枚未満）、紙粉が二次転写ローラ２４に付着する量が限られるため、逆バイアス電流を１周目も２周目もＸμＡに設定する（Ｓ１４）。
【０１１６】
制御部１１０は、ジョブの画像形成枚数がＮ枚以上の場合は、紙種の選択を評価する（Ｓ１５）。コート紙などの平滑度の高い（平滑度が２００以上）記録材で連続画像形成を行う場合（Ｓ１５の２００以上）、クリーニングモードを二次転写ローラ２４の２回転以上行う場合の１周目の逆バイアス電流をＸ−β（μＡ）に設定する（Ｓ１７）。
【０１１７】
そして、以下のように設定することで、クリーニングブレード１０ｂに紙粉が挟まることに起因するブレードエッジのトナーすり抜けを回避し、かつ、記録材の裏面のトナーによる汚れを防止することができる。
（１周目の逆バイアス電流）＜（２周目の逆バイアス電流）
（逆バイアス総電流）＝（１周目の電流）＋（２周目の電流）
【０１１８】
制御部１１０は、平滑度が２００未満の場合（Ｓ１５の２００未満）、クリーニングモードを二次転写ローラ２４の２回転以上行う場合の１周目の逆バイアス電流をＸ−α（μＡ）に設定する（Ｓ１６）。αはβより小さいため、逆バイアス電流は平滑度が高い場合（Ｓ１５の２００以上）よりも大きく設定される。
【０１１９】
制御部１１０は、クリーニングモードの設定を行って（Ｓ１８）、連続画像形成を開始し（Ｓ１９）、所定枚数の画像形成を実行した後に（Ｓ２０）、クリーニングモードを実行して（Ｓ２１）、ジョブを終了する（Ｓ２２）。
【０１２０】
なお、クリーニングモードにおいて、正バイアス電流と逆バイアス電流とは、それぞれ複数回に分けて印加してもよく、合計回転数で３回転ずつ以上としてもよい。連続通紙によってブレードエッジが捩れた状態で、クリーニングモードを実行する場合、逆バイアス電流を大きくすると紙粉が挟まり易くなるため、正逆両極性の電圧の印加を二次転写ローラ２４にそれぞれ複数回に分けて印加する。
【０１２１】
実施例４では、トナーのクリーニング量は、全バイアス印加の総電流によって決まるため、１回目の逆バイアス電流を紙粉に過剰電荷を付与しない程度に設定し、２回目以降の逆バイアス電流でトナーを吐き出させる。これにより、平滑度の高い記録材のトナーによる裏汚れを阻止しつつ、紙粉がブレードエッジに挟まらないようにする。
【０１２２】
実施例４では、二次転写ローラ２４の抵抗上昇による寿命の短縮も抑制しつつ、記録材のトナーによる裏汚れ回避と紙粉が転写クリーニングブレードに挟まることに起因するトナーすり抜けを防止する。
【０１２３】
＜実施例５＞
なお、実施例１〜４のクリーニングモードは、感光ドラムから記録材へ直接トナー像を転写する画像形成装置でも応用できる。感光体に当接して記録材に対するトナー像の転写部を形成するローラ部材と、転写部を通過した前記感光体に付着したトナーを回収するクリーニングブレードとを備える画像形成装置でも応用できる。
【０１２４】
画像形成装置において、ローラ部材に付着したトナーを感光体へ電気的に移転させて前記クリーニングブレードにより回収するクリーニングモードを実行可能にすることができる。そして、実行した記録材の給送条件がローラ部材に付着する紙粉が多くなる給送条件であるほど、クリーニングモードで転写部に流されるトナー像の転写時とは逆方向の電流を小さく設定することができる。また、クリーニングモードにおいてトナー像の転写時とは逆方向の電流が転写部に流れているローラ部材の１回転目では、その２回転目よりも小さく、トナー像の転写時とは逆方向の電流を設定することができる。
【符号の説明】
【０１２５】
５ 中間転写ベルト
１０ ベルトクリーニング装置、１０ｂ クリーニングブレード
１０ｃ すくいシート、１０ｄ スクリュー
１２、１６ 記録材カセット、１５ レジストローラ
２１ 駆動ローラ、２２ テンションローラ、２３ 対向ローラ
２４ 二次転写ローラ、３０ 光学式センサ
１００ 画像形成装置、１１０ 制御部
Ｄ２ 電源、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ 画像形成部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
中間転写体と、トナー像を形成して前記中間転写体に担持させる画像形成部と、前記中間転写体に当接して記録材に対するトナー像の転写部を形成するローラ部材と、前記転写部に記録材を給送する給送部と、前記転写部と前記画像形成部の間で前記中間転写体に付着したトナーを回収するクリーニングブレードと、を備え、前記ローラ部材に付着したトナーを前記中間転写体へ電気的に移転させて前記クリーニングブレードにより回収するクリーニングモードを実行可能な画像形成装置において、
前記クリーニングモードで前記転写部に流されるトナー像の転写時とは逆方向の電流を、前回のクリーニングモードからの記録材の通算の給送枚数が多いほど小さく設定する制御手段を備えることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
中間転写体と、トナー像を形成して前記中間転写体に担持させる画像形成部と、前記中間転写体に当接して記録材に対するトナー像の転写部を形成するローラ部材と、前記転写部に記録材を給送する給送部と、前記転写部と前記画像形成部の間で前記中間転写体に付着したトナーを回収するクリーニングブレードと、を備え、前記ローラ部材に付着したトナーを前記中間転写体へ電気的に移転させて前記クリーニングブレードにより回収するクリーニングモードを実行可能な画像形成装置において、
前記クリーニングモードで前記転写部に流されるトナー像の転写時とは逆方向の電流を、給送した記録材の種類が紙粉発生量の多い記録材の種類であるほど小さく設定する制御手段を備えることを特徴とする画像形成装置。
【請求項３】
中間転写体と、トナー像を形成して前記中間転写体に担持させる画像形成部と、前記中間転写体に当接して記録材に対するトナー像の転写部を形成するローラ部材と、前記転写部に記録材を給送する給送部と、前記転写部と前記画像形成部の間で前記中間転写体に付着したトナーを回収するクリーニングブレードと、を備え、前記ローラ部材に付着したトナーを前記中間転写体へ電気的に移転させて前記クリーニングブレードにより回収するクリーニングモードを実行可能な画像形成装置において、
前記クリーニングモードで前記転写部に流されるトナー像の転写時とは逆方向の電流を、給送する記録材の平滑度が高いほど小さく設定する制御手段を備えることを特徴とする画像形成装置。
【請求項４】
中間転写体と、トナー像を形成して前記中間転写体に担持させる画像形成部と、前記中間転写体に当接して記録材に対するトナー像の転写部を形成するローラ部材と、前記転写部に記録材を給送する給送部と、前記転写部と前記画像形成部の間で前記中間転写体に付着したトナーを回収するクリーニングブレードと、を備え、前記ローラ部材に付着したトナーを前記中間転写体へ電気的に移転させて前記クリーニングブレードにより回収するクリーニングモードを実行可能な画像形成装置において、
前記クリーニングモードにおいてトナー像の転写時とは逆方向の電流が前記転写部に流れている前記ローラ部材の１回転目では、その２回転目よりも小さく、前記トナー像の転写時とは逆方向の電流を設定する制御手段を備えることを特徴とする画像形成装置。
【請求項５】
前記中間転写体は、樹脂材料の中間転写ベルトであって、
前記ローラ部材は、スポンジ組織のゴム弾性層を有し、
前記クリーニングモードは、前記ローラ部材にトナー像の転写時と同一方向の電流を流した後に、トナー像の転写時と逆方向の電流を流すことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項６】
感光体と、前記感光体にトナー像を形成するトナー像形成手段と、前記感光体に当接して記録材に対するトナー像の転写部を形成するローラ部材と、前記転写部に記録材を給送する給送部と、前記転写部を通過した前記感光体に付着したトナーを回収するクリーニングブレードと、を備え、前記ローラ部材に付着したトナーを前記感光体へ電気的に移転させて前記クリーニングブレードにより回収するクリーニングモードを実行可能な画像形成装置において、
前記クリーニングモードで前記転写部に流されるトナー像の転写時とは逆方向の電流を、それまでに実行された記録材の給送条件が前記ローラ部材に付着する紙粉が多くなる給送条件であるほど小さく設定する制御手段を備えることを特徴とする画像形成装置。
【請求項７】
感光体と、前記感光体にトナー像を形成するトナー像形成手段と、前記感光体に当接して記録材に対するトナー像の転写部を形成するローラ部材と、前記転写部に記録材を給送する給送部と、前記転写部を通過した前記感光体に付着したトナーを回収するクリーニングブレードと、を備え、前記ローラ部材に付着したトナーを前記感光体へ電気的に移転させて前記クリーニングブレードにより回収するクリーニングモードを実行可能な画像形成装置において、
前記クリーニングモードにおいてトナー像の転写時とは逆方向の電流が前記転写部に流れている前記ローラ部材の１回転目では、その２回転目よりも小さく、前記トナー像の転写時とは逆方向の電流を設定する制御手段を備えることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１】
中間転写体と、トナー像を形成して前記中間転写体に担持させる画像形成部と、前記中間転写体に当接して記録材に対するトナー像の転写部を形成するローラ部材と、前記転写部に記録材を給送する給送部と、前記転写部と前記画像形成部の間で前記中間転写体に付着したトナーを回収するクリーニングブレードと、を備え、前記ローラ部材に付着したトナーを前記中間転写体へ電気的に移転させて前記クリーニングブレードにより回収するクリーニングモードを実行可能な画像形成装置において、
前記クリーニングモードで前記転写部に流されるトナー像の転写時とは逆方向の電流を、前回のクリーニングモードからの記録材の通算の給送枚数が多いほど小さく設定する制御手段を備えることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
中間転写体と、トナー像を形成して前記中間転写体に担持させる画像形成部と、前記中間転写体に当接して記録材に対するトナー像の転写部を形成するローラ部材と、前記転写部に記録材を給送する給送部と、前記転写部と前記画像形成部の間で前記中間転写体に付着したトナーを回収するクリーニングブレードと、を備え、前記ローラ部材に付着したトナーを前記中間転写体へ電気的に移転させて前記クリーニングブレードにより回収するクリーニングモードを実行可能な画像形成装置において、
前記クリーニングモードで前記転写部に流されるトナー像の転写時とは逆方向の電流を、給送した記録材の種類が紙粉発生量の多い記録材の種類であるほど小さく設定する制御手段を備えることを特徴とする画像形成装置。
【請求項３】
中間転写体と、トナー像を形成して前記中間転写体に担持させる画像形成部と、前記中間転写体に当接して記録材に対するトナー像の転写部を形成するローラ部材と、前記転写部に記録材を給送する給送部と、前記転写部と前記画像形成部の間で前記中間転写体に付着したトナーを回収するクリーニングブレードと、を備え、前記ローラ部材に付着したトナーを前記中間転写体へ電気的に移転させて前記クリーニングブレードにより回収するクリーニングモードを実行可能な画像形成装置において、
前記クリーニングモードで前記転写部に流されるトナー像の転写時とは逆方向の電流を、給送する記録材の平滑度が高いほど小さく設定する制御手段を備えることを特徴とする画像形成装置。
【請求項４】
中間転写体と、トナー像を形成して前記中間転写体に担持させる画像形成部と、前記中間転写体に当接して記録材に対するトナー像の転写部を形成するローラ部材と、前記転写部に記録材を給送する給送部と、前記転写部と前記画像形成部の間で前記中間転写体に付着したトナーを回収するクリーニングブレードと、を備え、前記ローラ部材に付着したトナーを前記中間転写体へ電気的に移転させて前記クリーニングブレードにより回収するクリーニングモードを実行可能な画像形成装置において、
前記クリーニングモードにおいてトナー像の転写時とは逆方向の電流が前記転写部に流れている前記ローラ部材の１回転目では、その２回転目よりも小さく、前記トナー像の転写時とは逆方向の電流を設定する制御手段を備えることを特徴とする画像形成装置。
【請求項５】
前記中間転写体は、樹脂材料の中間転写ベルトであって、
前記ローラ部材は、スポンジ組織のゴム弾性層を有し、
前記クリーニングモードは、前記ローラ部材にトナー像の転写時と同一方向の電流を流した後に、トナー像の転写時と逆方向の電流を流すことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項６】
感光体と、前記感光体にトナー像を形成するトナー像形成手段と、前記感光体に当接して記録材に対するトナー像の転写部を形成するローラ部材と、前記転写部に記録材を給送する給送部と、前記転写部を通過した前記感光体に付着したトナーを回収するクリーニングブレードと、を備え、前記ローラ部材に付着したトナーを前記感光体へ電気的に移転させて前記クリーニングブレードにより回収するクリーニングモードを実行可能な画像形成装置において、
前記クリーニングモードで前記転写部に流されるトナー像の転写時とは逆方向の電流を、それまでに実行された記録材の給送条件が前記ローラ部材に付着する紙粉が多くなる給送条件であるほど小さく設定する制御手段を備えることを特徴とする画像形成装置。
【請求項７】
感光体と、前記感光体にトナー像を形成するトナー像形成手段と、前記感光体に当接して記録材に対するトナー像の転写部を形成するローラ部材と、前記転写部に記録材を給送する給送部と、前記転写部を通過した前記感光体に付着したトナーを回収するクリーニングブレードと、を備え、前記ローラ部材に付着したトナーを前記感光体へ電気的に移転させて前記クリーニングブレードにより回収するクリーニングモードを実行可能な画像形成装置において、
前記クリーニングモードにおいてトナー像の転写時とは逆方向の電流が前記転写部に流れている前記ローラ部材の１回転目では、その２回転目よりも小さく、前記トナー像の転写時とは逆方向の電流を設定する制御手段を備えることを特徴とする画像形成装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２０１３−４５０５７（Ｐ２０１３−４５０５７Ａ）
【公開日】平成２５年３月４日（２０１３．３．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１８４７０２（Ｐ２０１１−１８４７０２）
【出願日】平成２３年８月２６日（２０１１．８．２６）
【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２５年３月４日（２０１３．３．４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年８月２６日（２０１１．８．２６）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
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