JP2013200351A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】非画像領域の間隔が狭い場合であっても清掃用のトナー像を形成して供給することが可能な画像形成装置を提供する。
【解決手段】トナー像を保持する感光ドラム１１と、感光ドラム１１上に保持されたトナー像を直接又は中間転写体を介して記録用紙５に転写する転写手段と、転写手段を通過した感光ドラム１１の表面に付着した付着物を清掃するドラム清掃装置１７とを備え、感光ドラム１１の隣接する画像領域間に位置する非画像領域に、感光ドラム１１の移動方向に沿って線状に伸びた清掃用トナー像を、清掃用トナー像形成制御手段によって感光ドラム１１の移動方向と交差する方向に沿って複数本形成するように制御する。
【選択図】図１

Description

この発明は、画像形成装置に関するものである。

従来、上記画像形成装置としては、例えば、感光ドラムの表面に付着したＮＯ_X等の放電生成物の除去や、感光ドラムの表面をクリーニングするクリーニングブレードとの潤滑性等を考慮して、感光ドラムの隣接する画像領域間に位置する非画像領域に感光ドラムの軸方向に沿った帯状のトナーバンドを作成する技術が、特開２０００−１１２２９８号公報や特開２００１−３２４８９６号公報等に開示されているように既に開示されている。

上記特開２０００−１１２２９８号公報に係る画像形成装置は、無駄なトナーを消費することなく、且つ、確実に像担持体上に付着した潜像形成妨害物質を除去することを目的として、クリーニング用トナーバンドの作成の要否を決定する決定手段と、前記決定手段による決定結果に基づき、前記トナーバンドの作像プロセスを制御するトナーバンド作像制御手段とを備えるように構成したものである。

また、上記特開２００１−３２４８９６号公報に係る画像形成装置は、静電潜像担持体の摩耗に偏りが生じるのを回避するため、静電潜像担持体の静電潜像形成エリアを軸方向に複数のエリアに分け、エリア毎に画像上の印字密度を計測し、いずれかのエリアの印字密度が所定値以下となった場合に、記録媒体への非転写時に前記エリア毎の印字密度の値に応じた調整用印字パターンで静電潜像担持体上にトナー像を形成し、摺擦手段で摺擦するように制御する制御手段を設けるように構成したものである。

特開２０００−１１２２９８号公報 特開２００１−３２４８９６号公報

ところで、この発明が解決しようとする課題は、非画像領域の間隔が狭い場合であっても清掃用のトナー像を形成して供給することが可能な画像形成装置を提供することにある。

すなわち、請求項１に記載された発明は、トナー像を保持する像保持体と、
前記像保持体上に保持されたトナー像を直接又は中間転写体を介して記録媒体に転写する転写手段と、
前記転写手段を通過した前記像保持体の表面に付着した付着物を清掃する清掃手段と、
前記像保持体の隣接する画像領域間に位置する非画像領域に、前記像保持体の移動方向に沿って線状に伸びた清掃用トナー像を、前記像保持体の移動方向と交差する方向に沿って複数本形成するように制御する清掃用トナー像形成制御手段を備えたことを特徴とする画像形成装置である。

請求項２に記載された発明は、前記清掃用トナー像形成制御手段は、複数本の清掃用トナー像を１組として、複数組の清掃用トナー像を前記像保持体の移動方向と交差する方向に沿って予め定められた間隔をおいて形成することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置である。

請求項３に記載された発明は、前記複数本の清掃用トナー像は、互いに重ね合わせることなく各々が一層に形成された互いに色の異なるトナー像からなる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である。

請求項４に記載された発明は、前記清掃用トナー像形成制御手段は、前記像保持体の移動方向と交差する方向に沿って前記複数本の清掃用トナー像を形成する位置を、前記像保持体の隣接する画像領域間に位置する非画像領域に応じて異ならせることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の画像形成装置である。

請求項５に記載された発明は、前記清掃用トナー像形成制御手段は、前記像保持体上に形成された画像の履歴に応じて、前記複数本の清掃用トナー像を形成する位置及び幅の少なくとも一方を異ならせる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である。

請求項６に記載された発明は、前記複数本の清掃用トナー像の幅は、当該清掃用トナー像を形成する線状の静電潜像を現像する際に、前記静電潜像の幅方向のエッジ部に相対的に多くのトナーが現像されるエッジ効果が得られる値に設定されていることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の画像形成装置である。

請求項７に記載された発明は、前記清掃用トナー像形成制御手段は、前記像保持体の移動方向と交差する方向の位置に応じて、前記清掃用トナー像の幅を異ならせることを特徴とする請求項５に記載の画像形成装置である。

請求項１に記載された発明によれば、非画像領域の間隔が狭い場合であっても清掃用のトナー像を形成して供給することができる。

請求項２に記載された発明によれば、複数本の清掃用トナー像の拡散効果を得ることができる。

請求項３に記載された発明によれば、中間転写体等の清掃手段への負担を軽減することができる。

請求項４に記載された発明によれば、像保持体の清掃手段への負担を軽減することができる。

請求項５に記載された発明によれば、画像形成の履歴に応じて不必要な清掃用トナー像の形成を抑制することができる。

請求項６に記載された発明によれば、転写残トナー像を増加させることができる。

請求項７に記載された発明によれば、清掃手段へのダメージが大きい像保持体の端部へのトナー供給量を増加させることができる。

この発明の実施の形態１に係る画像形成装置を示す構成図である。 この発明の実施の形態１に係る画像形成装置の要部を示す構成図である。 従来のトナーナンドを示す説明図である。 トナーバンドを示す構成図である。 清掃用トナー像形成制御装置を示すブロック図である。 感光ドラムの非画像領域を示す構成図である。 清掃用のトナー像を示す模式図である。 清掃用のトナー像の現像状態を示す模式図である。 清掃用トナー像の変形例を示す模式図である。 この発明の実施の形態１に係る画像形成装置の清掃用トナー像形成制御装置を示すブロック図である。 清掃用トナー像の変形例を示す模式図である。

以下、この発明を実施するための形態（以下「実施の形態」という）について図面を参照しながら説明する。

［実施の形態１］
図１及び図２は、実施の形態１に係る画像形成装置を示すものである。図１はその画像形成装置の全体の概要を示し、図２はその画像形成装置における要部（作像装置など）を拡大して示している。

＜画像形成装置の全体の構成＞
実施の形態１に係る画像形成装置１は、例えばカラープリンタとして構成されたものである。この画像形成装置１は、現像剤４を構成するトナーで現像されるトナー像を形成する複数の作像装置１０と、各作像装置１０で形成されたトナー像をそれぞれ保持して最終的に被記録材の一例としての記録用紙５に二次転写する二次転写位置まで搬送する中間転写装置２０と、中間転写装置２０の二次転写位置に供給すべき所要の記録用紙５を収容して搬送する給紙装置５０と、中間転写装置２０で二次転写された記録用紙５上のトナー像を定着させる定着装置４０等を備えている。

この画像形成装置１は、例えば、記録用紙５に形成すべき原稿画像を入力する画像入力装置６０を追加して装備させた場合にはカラー複写機として構成することができる。図中の１ａは画像形成装置の筐体を示し、この筐体１ａは支持構造部材、外装カバー等で形成されている。また、図中の一点鎖線は、筐体１ａ内において記録用紙５が搬送される主な搬送経路を示す。

＜画像形成装置の要部の構成＞
作像装置１０は、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）及びブラック（Ｋ）の４色のトナー像と特別色Ｓ１，Ｓ２の２種類のトナー像とをそれぞれ専用に形成する６つの作像装置１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋ，１０Ｓ１，１０Ｓ２で構成されている。この６つの作像装置１０（Ｓ１，Ｓ２，Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）は、筐体１ａの内部空間において１列に並べた状態となるよう配置されている。上記特別色（Ｓ１，Ｓ２）の現像剤４（Ｓ１，Ｓ２）としては、例えば、上記４色では表現が困難又は不可能であった色材等で構成されるものが使用され、具体的には、上記４色以外の色のトナー、上記４色のトナーと同一の色であって彩度が異なるトナー、光沢を向上させる透明トナー、点字用の発泡性トナー、蛍光色トナー等である。また、各作像装置１０（Ｓ１，Ｓ２，Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）は、扱う現像剤の種類が異なる点を除けば、以下に示すようにほぼ共通した構成のものである。

各作像装置１０（Ｓ１，Ｓ２，Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）は、図１や図２に示されるように、回転する感光ドラム１１を備えており、この感光ドラム１１の周囲に、次のような各装置が主に配置されている。主な装置とは、感光ドラム１１の像形成が可能な周面（像保持面）を所要の電位に帯電させる帯電装置１２と、感光ドラム１１の帯電された周面に画像の情報（信号）に基づく光ＬＢを照射して電位差のある（各色用の）静電潜像を形成する露光装置１３と、その静電潜像を対応する色（Ｓ１，Ｓ２，Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）の現像剤４のトナーで現像してトナー像にする現像装置１４（Ｓ１，Ｓ２，Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）と、その各トナー像を中間転写装置２０に転写する一次転写装置１５と、一次転写後における感光ドラム１１の像保持面に残留して付着するトナー等の付着物を帯電させる清掃前帯電装置１６と、その再帯電された付着物を取り除いて清掃するドラム清掃装置１７、感光ドラム１１の清掃後における像保持面を除電する除電器１８等である。

感光ドラム１１は、接地処理される円筒状又は円柱状の基材の周面に感光材料からなる光導電性層（感光層）を有する像保持面を形成したものである。この感光ドラム１１は、図示しない回転駆動装置から動力が伝達されて矢印Ａで示す方向に回転するように支持されている。

帯電装置１２は、感光ドラム１１に接触しない状態で配置されるコロナ放電器等の非接触型の帯電装置で構成される。帯電装置１２は、その放電部材に対して帯電用電圧が供給される。帯電用電圧としては、現像装置１４が反転現像を行うものである場合、その現像装置１４から供給されるトナーの帯電極性と同じ極性の電圧又は電流が供給される。

露光装置１３は、画像形成装置１に入力される画像の情報に応じて構成される光（矢付き点線）ＬＢを、帯電された後の感光ドラム１１の周面に対して照射して静電潜像を形成するものである。露光装置１３には、潜像形成時になると画像形成装置１に任意の手段で入力される画像の情報（信号）が送信される。

現像装置１４（Ｓ１，Ｓ２，Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）はいずれも、図２に示されるように、開口部と現像剤４の収容室が形成された筐体１４０の内部に、現像剤４を保持して感光ドラム１１と向き合う２箇所の現像領域までそれぞれ搬送する２つの現像ロール１４１，１４２と、現像剤４を攪拌しながら現像ロール１４２を通過させるよう搬送する２つのスクリューオーガー等の攪拌搬送部材１４３，１４４と、現像ロール１４２に保持される現像剤の量（層厚）を規制する層厚規制部材１４５などを配置して構成されたものである。この現像装置１４には、その現像ロール１４１，１４２と感光ドラム１１の間に現像用電圧が図示しない電源装置から供給される。また、現像ロール１４１，１４２や攪拌搬送部材１４３，１４４は、図示しない回転駆動装置からの動力が伝達されて所要の方向に回転する。さらに、上記４色の現像剤４（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）と前記２つの特別色の現像剤４（Ｓ１，Ｓ２）としては、非磁性トナーと磁性キャリアを含む二成分現像剤が使用される。

一次転写装置１５は、感光ドラム１１の周面に接触して回転するとともに一次転写用電圧が供給される一次転写ロールを備えた接触型の転写装置である。一次転写用電圧としては、トナーの帯電極性と逆の極性を示す直流の電圧が図示しない電源装置から供給される。

ドラム清掃装置１７は、図２に示されるように、一部が開口する容器状の本体１７０と、一次転写後の感光ドラム１１の周面に所要の圧力で接触するように配置されて残留トナー等の付着物を取り除いて清掃する清掃板１７１と、清掃板１７１よりも感光ドラム１１の回転方向上流側で感光ドラムの周面に接触して回転するよう配置される回転ブラシロール１７２と、清掃板１７１で取り除いたトナー等の付着物を回収して図示しない回収システムに送り出すよう搬送するスクリューオーガー等の送出部材１７３等で構成されている。清掃板１７１としては、ゴム等の材料からなる板状の部材（例えばブレード）が使用される。

中間転写装置２０は、図１に示されるように、各作像装置１０（Ｓ１，Ｓ２，Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）の下方の位置に存在するように配置される。この中間転写装置２０は、感光ドラム１１と一次転写装置１５（一次転写ロール）の間となる一次転写位置を通過しながら矢印Ｂで示す方向に回転する中間転写ベルト２１と、中間転写ベルト２１をその内面から所望の状態に保持して回転自在に支持する複数のベルト支持ロール２２〜２７と、ベルト支持ロール２６に支持されている中間転写ベルト２１の外周面（像保持面）側に配置されて中間転写ベルト２１上のトナー像を記録用紙５に二次転写させる二次転写装置３０と、二次転写装置３０を通過した後に中間転写ベルト２１の外周面に残留して付着するトナー、紙粉等の付着物を取り除いて清掃するベルト清掃装置２８とで主に構成されている。

中間転写ベルト２１としては、例えばポリイミド樹脂、ポリアミド樹脂等の合成樹脂にカーボンブラック等の抵抗調整剤などを分散させた材料で製作される無端状のベルトが使用される。また、ベルト支持ロール２２は駆動ロールとして構成され、ベルト支持ロール２３，２５，２７は中間転写ベルト２１の走行位置などを保持する従動ロールとして構成され、ベルト支持ロール２４は張力付与ロールとして構成され、ベルト支持ロール２６は二次転写のバックアップロールとして構成されている。

二次転写装置３０は、図１に示されるように、中間転写装置２０におけるベルト支持ロール２６に支持されている中間転写ベルト３１の外周面部分である二次転写位置を通過しながら矢印Ｃで示す方向に回転する二次転写ベルト３１と、二次転写ベルト３１をその内面から所望の状態に保持して回転自在に支持する複数の支持ロール３２〜３６とで構成されている。二次転写ベルト３１としては、例えば前述した中間転写ベルト２１とほぼ同じ構成で製作される無端状のベルトが使用される。ベルト支持ロール３２は、ベルト支持ロール２６に支持されている中間転写ベルト２１の外周面に対して二次転写ベルト３１を所要の圧力で押し当てるように配置される。ベルト支持ロール３２は駆動ロールとして構成され、ベルト支持ロール３６は張力付与ロールとして構成されている。また、二次転写装置３０のベルト支持ロール３２又は中間転写装置２０の支持ロール２６には、トナーの帯電極性と逆極性又は同極性を示す直流の電圧が二次転写用電圧として供給される。

定着装置４０は、記録用紙５の導入口及び排出口が形成された筐体４１の内部に、矢印で示す方向に回転するとともに表面温度が所定の温度に保持されるよう加熱手段によって加熱される定着ベルトを備えた加熱回転体４２と、この加熱回転体４２の軸方向にほぼ沿う状態で所定の圧力で接触して従動回転するドラム形態の加圧用回転体４３などを配置して構成されたものである。この定着装置４０では、加熱回転体４２と加圧用回転体４３が接触する接触部が所要の定着処理（加熱及び加圧）を行う定着処理部になる。

給紙装置５０は、中間転写装置２０及び二次転写装置３０の下方側の位置に存在するように配置される。この給紙装置５０は、所望のサイズ、種類等の記録用紙５を積載した状態で収容する単数（又は複数）の用紙収容体５１と、用紙収容体５１から記録用紙５を１枚ずつ送り出す送出装置５２とで主に構成されている。用紙収容体５１は、例えば、筐体１ａの正面（使用者が操作時に向き合う側面）側に引き出すことができるように取り付けられている。

給紙装置５０と二次転写装置３０との間には、給紙装置５０から送り出される記録用紙５を二次転写位置まで搬送する複数の用紙搬送ロール対５３〜５７や図示しない搬送ガイド材で構成される給紙搬送路が設けられている。給紙搬送路において二次転写位置の直前の位置に配置される用紙搬送ロール対５７は、例えば記録用紙５の搬送時期を調整するロール（レジストロール）として構成されている。また、二次転写装置３０と定着装置４０との間には、二次転写装置３０の二次転写ベルト３１から送り出される二次転写後の記録用紙５を定着装置４０まで搬送するためのベルト形態等の用紙搬送装置５８が設けられている。さらに、筐体１ａに形成される用紙の排出口に近い部分には、定着装置４０から送り出される定着後の記録用紙５を筐体１ａの外部に排出するための用紙排出ロール対５９が設けられている。

なお、前述したカラー複写機として構成する場合において装備される画像入力装置６０は、プリント対象の画像情報を有する原稿の画像を読み取る画像読取装置であり、例えば、図１に示されるように筐体１ａの上部に配置される。この画像入力装置６０は、読み込むべき画像の情報を有する原稿６を載せる透明ガラス板等からなる原稿載せ板（プラテンガラス）６１と、原稿載せ板６１上に置かれた原稿６を移動しながら照明する光源６２と、光源６２と共に移動しながら原稿６からの反射光を受光して所定の方向に反射させる反射ミラー６３と、反射ミラー６３に対して所定の速度でかつ所定の距離を移動する第１反射ミラー６４及び第２反射ミラー６５と、原稿６からの反射光を受光して読み取って電気信号に変換するＣＣＤ等からなる画像読取素子６６と、画像読取素子６６に反射光を結像させる結像レンズ６７等で主に構成されている。図１中の符号６８は、原稿載せ板６１を塞ぐ開閉カバーである。

また、画像入力装置６０で読み取られて入力される原稿の画像情報は、画像処理装置７０により必要な画像処理が施される。まず、画像入力装置６０では、読み取った原稿の画像情報を例えば赤（Ｒ）、緑（Ｇ）及び青（Ｂ）の３色の画像データ（例えば、各８ｂｉｔのデータ）として画像処理装置７０に送信する。一方、画像処理装置７０は、画像入力装置６０から送信された画像データについて、シェーディング補正、位置ずれ補正、明度／色空間変換、ガンマ補正、枠けし、色／移動編集等の予め定められた画像処理を施す。また、画像処理装置７０では、画像処理した画像信号を前記４色（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）の各画像信号にそれぞれ変更した後、露光装置１３に送信する。また、画像処理装置４０では、前記２つの特別色（Ｓ１，Ｓ２）のための画像信号も生成する。

＜画像形成装置の全体及び要部の動作＞
以下、画像形成装置１による基本的な画像形成動作について説明する。

ここでは、最初に、前記４つの作像装置１０（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）を使用して、４色（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）のトナー像を組み合わせて構成されるフルカラー画像を形成するときの画像形成動作を代表して説明する。

画像形成装置１は、画像形成動作（プリント）の要求の指令情報を受けると、４つの作像装置１０（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）、中間転写装置２０、二次転写装置３０、定着装置４０等が始動する。

そして、各作像装置１０（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）においては、まず各感光ドラム１１が矢印Ａで示す方向に回転し、各帯電装置１２が各感光ドラム１１の表面を所要の極性（実施の形態１ではマイナス極性）及び電位にそれぞれ帯電させる。続いて、露光装置１３が、帯電後の感光ドラム１１の表面に対し、画像形成装置１に入力される画像の情報を各色成分（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）に変換して得られる画像の信号に基づいて発光される光ＬＢを照射し、その表面に所要の電位差で構成される各色成分の静電潜像をそれぞれ形成する。

続いて、各現像装置１４（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）が、感光ドラム１１に形成された各色成分の静電潜像に対し、所要の極性（マイナス極性）に帯電された対応する色（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）のトナーを現像ロール１４１，１４２からそれぞれ供給して静電的に付着させて現像を行う。この現像により、各感光ドラム１１に形成された各色成分の静電潜像は、その対応する色のトナーでそれぞれ現像された４色（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）のトナー像として顕像化される。

続いて、各作像装置１０（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）の感光ドラム１１上に形成された各色のトナー像が一次転写位置まで搬送されると、一次転写装置１５が、その各色のトナー像を中間転写装置２０の矢印Ｂで示す方向に回転する中間転写ベルト２１に対して順番に重ね合わせるような状態で一次転写させる。

また、一次転写が終了した各作像装置１０では、清掃前帯電装置１６が一次転写後の感光ドラム１１の表面に残留するトナー等の付着物を再帯電した後、ドラム清掃装置１７が再帯電された付着物を掻き取るように除去して感光ドラム１１の表面を清掃し、最後に、除電器１８が清掃後の感光ドラム１１の表面を除電する。これにより、各作像装置１０は次の作像動作が可能な状態にされる。

続いて、中間転写装置２０では、中間転写ベルト２１の回転により一次転写されたトナー像を保持して二次転写位置まで搬送する。一方、給紙装置５０では、作像動作に合わせて所要の記録用紙５を給紙搬送路に送り出す。給紙搬送路では、レジストロールとしての用紙搬送ロール対５７が記録用紙５を転写時期に合わせて二次転写位置に送り出して供給する。

二次転写位置においては、二次転写装置３０が、中間転写ベルト２１上のトナー像を記録用紙５に一括して二次転写させる。また、二次転写が終了した中間転写装置２０では、ベルト清掃装置２８が、二次転写後の中間転写ベルト２１の表面に残留したトナー等の付着物を取り除いて清掃する。

続いて、トナー像が二次転写された記録用紙５は、中間転写ベルト２１と二次転写ベルト３１から剥離された後に搬送装置５８により定着装置４０まで搬送される。定着装置４０では、回転する加熱回転体４２と加圧回転体４３との間の接触部に二次転写後の記録用紙５を導入して通過させることにより、必要な定着処理（加熱及び加圧）をして未定着のトナー像を用紙５に定着させる。最後に、定着が終了した後の記録用紙５は、その片面への画像の形成を行うだけの画像形成動作のときは、用紙排出ロール対５９により、例えば筐体１００の外部に設置される図示しない排出収容部にむけて排出される。

以上の動作により、４色のトナー像を組み合わせて構成されるフルカラー画像が形成された記録用紙９が出力される。

次に、画像形成装置１において、例えば上記した通常の画像形成を行う際に、前記特別色Ｓ１，Ｓ２の現像剤で構成される特別色トナー像を併せて形成するときの動作について説明する。

この場合は、まず、作像装置１０Ｓ１，１０Ｓ２において前述した作像装置１０（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）の場合と同様の作像動作が行われ、これにより作像装置１０Ｓ１，１０Ｓ２における各感光ドラム１１に特別色トナー像（Ｓ１，Ｓ２）がそれぞれ形成される。続いて、作像装置１０Ｓ１，１０Ｓ２で形成された各特別色トナー像は、前述した４色のトナー像に関する画像形成動作の場合と同様に、中間転写装置２０の中間転写ベルト２１に一次転写された後に、二次転写装置３０により中間転写ベルト２１から記録用紙９に（他の色のトナー像と併せて）二次転写される。最後に、特別色トナー像と他の色のトナー像が二次転写された記録用紙５は、定着装置４０において定着処理がなされた後、筐体１ａの外部に排出される。

以上の動作により、前述した４色のトナー像を組み合わせて構成されるフルカラー画像の全面又は一部に対して２つの特別色トナー像が重なり合って存在するように形成された記録用紙５が出力される。

この他、画像形成装置１が画像入力装置６０を装備するカラー複写機である場合は、その基本的な画像形成動作が次のように行われる。

すなわち、この場合は、画像入力装置６０に原稿６がセットされ、その画像形成動作（コピー）の要求の指令情報を受けると、画像入力装置６０において原稿６の原稿画像が読み取られた後、その読み取られた原稿画像の情報が画像処理装置７０において前述したような画像処理を施されて画像の信号として生成され、しかる後、その画像の信号が各作像装置１０（Ｓ１，Ｓ２，Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）における露光装置１３に送信される。これにより、各作像装置１０では、その原稿６の画像情報に基づいた静電潜像の形成とトナー像の形成がそれぞれ行われる。それ以後は、前述した画像形成動作（プリント）の場合と同様の動作が行われ、最終的に、そのトナー像からなる画像が記録用紙５に形成されて出力される。

＜清掃用トナー像形成制御装置を採用する根拠＞
上記の如く構成される画像形成装置では、図１に示すように、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）及びブラック（Ｋ）の４色のトナー像と特別色Ｓ１、Ｓ２の２種類のトナー像とをそれぞれ専用に形成する６つの作像装置１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋ，１０Ｓ１，１０Ｓ２において、各作像装置１０（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ，Ｓ１，Ｓ２）の感光ドラム１１の表面に付着したＮＯ_X等の放電生成物を除去したり、感光ドラム１１の表面を清掃するドラム清掃装置１７の清掃板１７１と感光ドラム１１表面との潤滑性等を考慮して、各作像装置１０の感光ドラム１１の隣接する画像領域の間に位置する非画像領域に清掃用トナー像の形成を制御する清掃用トナー像形成制御装置を備えている。

従来、上記感光ドラム１１の隣接する画像領域の間に位置する非画像領域に形成される清掃用のトナー像としては、例えば、図３に示すように、各色のトナー像を感光ドラム１１の回転方向と交差する軸方向に沿って帯状に形成したトナーバンドが用いられている。

しかしながら、上記画像形成装置において単位時間当たりに形成される記録用紙の枚数で決定される生産性などを向上させるためには、感光ドラム１１の隣接する画像領域の間に位置する非画像領域の間隔が狭くなり、各色のトナーバンドの幅が狭くなって、ドラム清掃装置１７の清掃板１７１に十分な量のトナーを供給することが困難となるという技術的課題が生じる。

そこで、かかる技術的課題に対する第１の対策としては、感光ドラム１１の非画像領域が一次転写装置１５を通過する際に、一次転写装置１５に印加する一次転写バイアス電圧又は電流を減少させ、感光ドラム１１のドラム清掃装置１７の清掃板１７１に供給されるトナー量を増加させることが考えられる。

しかしながら、この場合、一次転写装置１５には比較的高い一次転写バイアス電圧又は電流が印加されているため、感光ドラム１１の非画像領域において一次転写バイアス電圧又は電流を変化させると、感光ドラム１１の表面に転写電界の変化に伴う転写ゴーストが発生するという新たな技術的課題が生じる。

そこで、かかる技術的課題に対する第２の対策としては、感光ドラム１１の非画像領域において、中間転写ベルト２１を感光ドラム１１表面から離間させることにより、感光ドラム１１のドラム清掃装置１７の清掃板１７１に十分な量のトナーを供給することが考えられる。

しかしながら、この場合には、中間転写ベルト２１を感光ドラム１１表面から離間させるための動作時間が必要となるという制約があり、又、中間転写ベルト２１と感光ドラム１１とを接離させる際に両者の相対的な位置がずれ、画像の位置ずれが発生する虞れがあるという新たな技術的課題が生じる。

そこで、かかる技術的課題に対する第３の対策としては、図４（ａ）に示すように、感光ドラム１１の非画像領域の同一領域に色の異なる複数のトナーバンドを多重に形成することにより、感光ドラム１１の非画像領域にトナーバンドの形成領域を確保することが考えられる。

しかしながら、この場合には、中間転写ベルト２１の同一領域に多重に転写されるトナーバンドの量が増加し、中間転写ベルト２１上の残留トナーを清掃するベルト清掃装置２８に過剰な負荷を掛けことになるばかりか、図４（ｂ）に示すように、総合的に積層されるトナーバンドの量を考慮して、各色のトナーバンドの濃度を１０％程度に設定すると、各作像装置におけるトナーバンドの現像工程が不安定となり、結果的に感光ドラム１１のドラム清掃装置１７の清掃板１７１に供給されるトナーの量が減少し、感光ドラム１１と清掃板１７１の潤滑効果が不十分となるという新たな技術的課題が生じる。

＜清掃用トナー像形成制御装置の構成＞
そこで、この実施の形態１では、像保持体の隣接する画像領域間に位置する非画像領域に、像保持体の移動方向に沿って線状に伸びた清掃用トナー像を、像保持体の移動方向と交差する方向に沿って複数本形成するように制御する清掃用トナー像形成制御手段を備えるように構成されている。

図５は清掃用トナー像形成制御装置を含む画像形成装置の制御回路を示すブロック図である。

図において、１００はＣＰＵを示すものであり、このＣＰＵ１００は、画像形成装置の画像形成動作の全体を制御するとともに、清掃用トナー像の形成動作をも制御するものである。ＣＰＵ１００は、ＲＯＭ１０１に予め記憶されたプログラムに基づいて、ＲＡＭ１０２に記憶されたパラメータ等を適宜参照しつつ、画像形成動作及び清掃用トナー像の形成動作を制御する。

符号７０は図示しないパーソナルコンピュータや画像入力装置６０から入力される画像信号に対して画像処理を施す画像処理装置を示している。

また、符号１０３は、清掃用トナー像を形成するための画像信号を生成する清掃用トナー像形成用の画像信号生成回路を示しており、この清掃用トナー像形成用の画像信号生成回路１０３は、通常、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）及びブラック（Ｋ）の４色のトナー像と特別色Ｓ１、Ｓ２の２種類のトナー像の線幅や濃度、あるいは配列する順序等の各種データを記憶したＲＡＭ等の記憶素子から構成されている。

さらに、１０４は一次転写装置１５に印加する一次転写バイアス電圧又は電流の少なくとも一方を切り替えるように制御する一次転写バイアス制御回路、１０５は二次転写装置３２に印加する二次転写バイアス電圧又は電流の少なくとも一方を切り替えるように制御する二次転写バイアス制御回路をそれぞれ示している。

また、符号１０Ｓ１、１０Ｓ２、１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋは、特別色Ｓ１、Ｓ２の２種類のトナー像と、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）及びブラック（Ｋ）の４色のトナー像とをそれぞれ専用に形成する６つの作像装置をそれぞれ示している。

＜清掃用トナー像形成制御装置の動作＞
次に、清掃用トナー像形成制御装置の基本的な動作について説明する。

ここでは、前記６つの作像装置１０（Ｓ１，Ｓ２，Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）のうち、１つの例えばイエロー作像装置１０Ｙを例にして説明するが、他の作像装置１０においてもまったく同様である。

ＣＰＵ１００は、各作像装置１０の感光ドラム１１やドラム清掃装置１７の清掃板１７１（クリーニングブレード）の種類、感光ドラム１１の連続した停止時間、感光ドラム１１の連続した空回し時間、温度や湿度等の環境条件、予め定められた枚数（例えば、６４枚程度）だけ以前に形成した複数の画像のエリアカバレッジなど、種々のパラメータに基づいて、感光ドラム１１の隣接する画像領域の間に位置する非画像領域に、予め定められたタイミングで清掃用のトナー像を形成する。

感光ドラム１１の周面は、図６に示すように、感光ドラム１１の回転方向Ａ方向に沿って、複数の領域（パネル）２００に分割されている。領域（パネル）２００の大きさは、記録用紙５のサイズに応じて種々設定されている。１つの領域（パネル）２００は、画像を形成するための画像領域２０１と、隣接する領域（パネル）との間に設定される非画像領域（インターイメージ）２０２とから構成されている。例えば、レターサイズ（２１５．９ｍｍ×２７９．４ｍｍ）の記録用紙５に対しては、当該レターサイズ（２１５．９ｍｍ×２７９．４ｍｍ）の領域より若干大きい画像領域２０１と、互いに隣接する画像領域２０２との間に位置する非画像領域（インターイメージ）２０２とからなる。

上記非画像領域（インターイメージ）２０２の隣接する画像領域２０１側に予め定められた間隙Ｌ１，Ｌ２を設定した感光ドラム１１の回転方向と交差する方向（軸方向）に沿って、細長い矩形状の清掃用のトナー像を形成するための清掃用トナー像形成領域２０３が設定されている。この清掃用トナー像形成領域２０３の幅は、Ｌ３に設定されている。

上記清掃用トナー像形成領域２０３に形成される清掃用トナー像２０４は、図７に示すように、例えば、幅１ｍｍ、長さ１０〜２０ｍｍのシアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）及びブラック（Ｋ）の４色の直線状のトナー像２０４Ｃ、２０４Ｍ、２０４Ｙ、２０４Ｋを、約２ｍｍの間隙２０５を開けて感光体ドラム１１の軸方向に沿って複数配列したものである。

ＣＰＵ１００は、清掃用トナー像２０４の形成条件を満たしていると判別した場合には、図６（ｂ）に示すように、前の画像領域２０１が通過した後、帯電装置１２に印加する印加電圧を一旦オフにするか又はオンにしたままの状態で、感光ドラム１１の前の画像領域２０１と次の画像領域２０１との間に位置する非画像領域２０２の清掃用のトナー像形成領域２０３に到達すると、感光ドラム１１の表面を予め定められた電位に一様に帯電する。

次に、ＣＰＵ１００は、露光装置１３を制御することにより、予め定められた電位に一様に帯電された感光ドラム１１の表面に対応する色の清掃用のトナー像２０４を露光する。この清掃用のトナー像２０４は、感光ドラム１１の回転方向に伸びた直線状の画像からなる。清掃用のトナー像２０４は、露光装置１３の解像度を６００ｄｐｉとした場合、１〜５ｍｍ程度の幅で形成される。ただし、清掃用のトナー像２０４の幅は、これより太くても細くても良い。

感光ドラム１１の表面に形成された清掃用トナー像２０４の静電潜像は、二成分の現像剤４を備えた第１及び第２の現像ロール１４１、１４２を有する現像装置１４によって現像され、図７に示すようなトナー像２０４となる。

その際、現像装置１４では、高抵抗キャリアによるエッジ強調効果により、各清掃用トナー像１０４は、図８に示すように、線状のトナー像２０４の幅方向の両端部に位置するエッジ部に多くのトナーが付着し、エッジ部が強調されたトナー像となる。

ＣＰＵ１００は、感光ドラム１１の周面（像形成面）に形成された複数の清掃用トナー像２０４を、感光ドラム１１のドラム清掃装置１７へ効果的に供給するため、一次転写バイアス制御回路１０４に信号を送り、複数の清掃用トナー像２０４が一次転写装置１５を通過する間、一次転写バイアスをオフにするか、通常の値よりも低い値に切り替えるように制御しても良いが、一次転写バイアス電流又は電圧を切り替えると、感光ドラム１１の表面に転写ゴーストが生じる虞れがある。

そこで、この実施の形態では、ＣＰＵ１００は、一次転写バイアス制御回路１０４に信号を送り、一次転写装置１５に通常の一次転写バイアス電流が通電される。その際、一次転写装置１５は、一次転写バイアス制御回路１０４によって定電流制御されており、従来のトナーバンドに比較して、感光ドラム１１の回転方向に沿った複数の清掃用トナー像２０４が存在する方が、図８（ｂ）に示すように転写残りトナー２０４’が原理的に多くなる。

感光ドラム１１の表面に残留した複数の清掃用トナー像２０４は、図２に示すように、ドラム清掃装置１７へと送られ、回転ブラシロール１７２によって撹乱された後、感光ドラム１１と清掃板１７１との圧接部へ供給されるため、感光ドラム１１と清掃板１７１との潤滑性が確保される。

複数の清掃用トナー像２０４は、図７に示すように、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）及びブラック（Ｋ）の４色の直線状のトナー像２０４Ｃ、２０４Ｍ、２０４Ｙ、２０Ｋを１組として、これらシアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）及びブラック（Ｋ）の４色の直線状のトナー像２０４Ｃ、２０４Ｍ、２０４Ｙ、２０Ｋが、予め定められた間隙を介して順次配列されている。そのため、各組のトナー像２０４Ｃ、２０４Ｍ、２０４Ｙ、２０４Ｋ間には、間隙が形成されているが、回転ブラシロール１７２による撹乱効果、及び清掃板１７１の拡散効果によって、清掃板１７１の長手方向に沿った全域にトナー像２０４Ｃ、２０４Ｍ、２０４Ｙ、２０４Ｋが略均一に供給される。

一方、感光ドラム１１の表面に転写された複数の清掃用トナー像２０４は、二次転写位置において、二次転写バイアス制御回路１０５によって二次転写装置１５への二次転写バイアスの印加がオフされ、中間転写ベルト２１上に残留したまま、ベルト清掃装置２８によって清掃される。

なお、二次転写ベルト３１の表面に付着した複数の清掃用トナー像２０４の一部は、図示しない二次転写ベルト３１用のベルト清掃装置によって清掃されるため、記録用紙５に裏面汚れが発生することが防止される。

上記実施の形態１では、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）及びブラック（Ｋ）の４色の直線状のトナー像２０４Ｃ、２０４Ｍ、２０４Ｙ、２０４Ｋを順次繰り返して形成した場合について説明したが、これに限定されるものではなく、図９（ａ）に示すように、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）及びブラック（Ｋ）の４色の清掃用トナー像２０４Ｙ、２０４Ｍ、２０４Ｃ、２０４Ｋと特別色Ｓ１、Ｓ２の２種類の清掃用トナー像２０４Ｓ１、２０４Ｓ２とを配列する順序を１つ又は複数毎に、感光ドラム１１の隣接する画像領域間に位置する非画像領域に応じて異ならせるように構成しても良い。

また、上記直線状のトナー像２０４を現像する際のエッジ効果を考慮した場合には、図９（ｂ）に示すように、６００ｄｐｉの解像度において２ドット〜１０ドット程度の線幅に設定するのが望ましい。

さらに、感光ドラム１１のドラム清掃装置１７では、感光ドラム１１の軸方向の両端部の方が中央部よりも感光ドラム１１と清掃板１７１（クリーニングブレード）との接触状態が不安定となり易く、端部の方がブレード捲れが発生し易い傾向にある。

そこで、各感光ドラム１１の軸方向の両端部に対する清掃用トナー像２０４Ｙ、２０４Ｍ、２０４Ｃ、２０４Ｋ、２０４Ｓ１、２０４Ｓ２の設定幅を、図９（ｃ）に示すように、中央部よりも両端部の設定幅を相対的に狭く設定することにより、清掃板１７１（クリーニングブレード）の感光ドラム１１の軸方向に沿った両端部へのトナーの供給量を相対的に増加させるのが望ましい。

[実施の形態２]
図１０は、実施の形態２に係る画像形成装置を示すものである。

＜清掃用トナー像形成制御装置の構成＞
この実施の形態２では、清掃用トナー像形成制御装置が過去、例えば６４枚分の記録用紙５に記憶した画像のエリアカバレッジを記憶するエリアカバレッジ記憶装置１０６を備えている。

そして、ＣＰＵ１００は、図１０に示すように、エリアカバレッジ記憶装置１０６に記憶された過去の記録用紙に記録したイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）及びブラック（Ｋ）の４色のトナー像と特別色Ｓ１、Ｓ２の２種類のトナー像のエリアカバレッジのデータを参照して、図１１に示すように、例えば、黒色の画像を多く形成した非画像領域やマゼンタ色の画像を多く形成した非画像領域には、黒色の清掃用トナー像２０４Ｋやマゼンタ色の清掃用トナー像２０４Ｍを形成しないか本数を少なくし、トナーを無駄に消費するのを避けるように構成されている。

５：記録媒体、１１：感光ドラム、１７：ドラム清掃装置、１００：ＣＰＵ、２０４：清掃用トナー像。

Claims (7)

1. トナー像を保持する像保持体と、
   前記像保持体上に保持されたトナー像を直接又は中間転写体を介して記録媒体に転写する転写手段と、
   前記転写手段を通過した前記像保持体の表面に付着した付着物を清掃する清掃手段と、
   前記像保持体の隣接する画像領域間に位置する非画像領域に、前記像保持体の移動方向に沿って線状に伸びた清掃用トナー像を、前記像保持体の移動方向と交差する方向に沿って複数本形成するように制御する清掃用トナー像形成制御手段を備えたことを特徴とする画像形成装置。
2. 前記清掃用トナー像形成制御手段は、複数本の清掃用トナー像を１組として、複数組の清掃用トナー像を前記像保持体の移動方向と交差する方向に沿って予め定められた間隔をおいて形成することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記複数本の清掃用トナー像は、互いに重ね合わせることなく各々が一層に形成された互いに色の異なるトナー像からなる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。
4. 前記清掃用トナー像形成制御手段は、前記像保持体の移動方向と交差する方向に沿って前記複数本の清掃用トナー像を形成する位置を、前記像保持体の隣接する画像領域間に位置する非画像領域に応じて異ならせることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の画像形成装置。
5. 前記清掃用トナー像形成制御手段は、前記像保持体上に形成された画像の履歴に応じて、前記複数本の清掃用トナー像を形成する位置及び幅の少なくとも一方を異ならせる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。
6. 前記複数本の清掃用トナー像の幅は、当該清掃用トナー像を形成する線状の静電潜像を現像する際に、前記静電潜像の幅方向のエッジ部に相対的に多くのトナーが現像されるエッジ効果が得られる値に設定されていることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の画像形成装置。
7. 前記清掃用トナー像形成制御手段は、前記像保持体の移動方向と交差する方向の位置に応じて、前記清掃用トナー像の幅を異ならせることを特徴とする請求項５に記載の画像形成装置。

Images