JP4250581B2

JP4250581B2 - 画像形成装置

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Description

本発明は、プリンタ，複写機，ファクシミリ等の画像形成装置、詳しくは感光ドラム，中間転写ベルト等のトナー像担持体に当接させた転写ローラにバイアスを印加することで、トナー像担持体上のトナー像を記録材に転写する画像形成装置に関する。

中間転写ベルトを使用した４色フルカラーの画像形成装置では、感光ドラム上にトナー像を形成し、このトナー像を中間転写ベルト（トナー像担持体）上に一次転写する工程を４回繰り返し、中間転写ベルト上で４色のトナー像を重ね合わせる。

これら中間転写ベルト上の４色のトナー像は、二次転写部で記録材に転写される。二次転写部では、二次転写ローラと中間転写ベルトとの間に記録材を挟み込み、二次転写ローラに二次転写バイアスを印加することにより、中間転写ベルト上の４色のトナー像を一括で記録材上に二次転写する。トナー像転写後の中間転写ベルトは、記録材に転写されないで表面に残ったトナー（転写残トナー）がクリーニングブレードによって掻き落とされて除去される。

上述の二次転写ローラが導電性スポンジローラによって構成されている場合、この二次転写ローラが中間転写ベルトに圧接された状態で放置されると、二次転写ローラから中間転写ベルトに添加剤、抵抗調整剤、充填剤等が染み出したり、劣化した表層のゴム材料が中間転写ベルトに転移したりすることが知られている。そして、長期間放置された場合には、染み出した添加剤が中間転写ベルトにおける二次転写ローラとの当接部分に帯状に付着し、当接部分の転写性が低下してしまう。この結果、中間転写ベルトにおける、当接部分とそれ以外の部分とにまたがってトナー像が形成された場合に、濃度ムラが発生する。

この対策として、画像形成装置の電源ＯＮ時に毎回、中間転写ベルトの上述の当接部分に帯状のトナー像（黒帯）を転写し、この黒帯をクリーニングブレードによって除去しながら、中間転写ベルトを数分間（３〜７分間）空回転させる。中間転写ベルト上に形成する上述の黒帯は、その長さが画像領域全幅の長さに対応していて、１００ｍｍ以上である。中間転写ベルト上に黒帯を形成し、二次転写ローラから染み出した物質を、黒帯とともにクリーニングブレードで掻き落とすことにより、濃度ムラの発生を抑制している。

また、特許文献１には、中間転写ベルト表面に付着したＯＨＴ（オーバーヘッドトランスペアレンシー）表面の抵抗調整剤を除去するために、中間転写ベルトにトナーを塗布してクリーニング部材で除去する方法が開示されている。

特開２００４−１２６５０６号公報

しかしながら、上述の従来例では、画像形成装置の電源をＯＮするごとに、黒帯を形成するトナーを大量に消費し、また、中間転写ベルトを数分間空回転させるために、立ち上げ時間が長いという問題があった。

また、通常の画像形成時には、中間転写ベルト上のトナーはほとんど記録材に転写されるため、二次転写ローラが汚れることはないが、パッチ制御やレジスト検知に使用するパターン、すなわちトナーで形成されたパターンは、記録材が存在しない状態で形成されるため、このパターンにより二次転写ローラは汚染される。従来、発泡スポンジローラの清掃には、クリーニングブレード等を使用した機械的なクリーニング方法は使うことができず、転写ローラに逆バイアスを印加して静電的にクリーニングするようにしている。

ところが、静電的にクリーニングを行った場合でも、二次転写ローラを十分にクリーニングすることはできない。図１２に示すように、パッチ検知用のパターンＴ２やレジスト検知用のパターンＴ１は、中間転写ベルト７の幅方向（図１２中の左右方向）に沿っての両端部近傍にのみ形成される。このため、図１３に示すように、芯金１４ｂとローラ本体１４ａとを有する二次転写ローラ１４には、そのローラ本体１４ａの長手方向の両端部近傍にのみトナーが付着されて汚染部Ｔが形成されることになる。つまり、二次転写ローラの外周面には、長手方向に沿って、汚染部Ｔとそれ以外の非汚染部Ａとができてしまう。そして、二次転写ローラ１４は、この汚染部Ｔと非汚染部Ａとでは、抵抗値が異なり、したがって転写効率が異なる。

近年、画像形成装置のカラー化が進み、ハーフトーンの一様性の要求レベルも高くなってきている。このような画像形成装置において、上述のように、二次転写ローラ１４の汚染部Ｔと非汚染部Ａとのトナー付着量の差が大きくなると、ハーフトーン画像等で、濃度段差が顕著化し、問題化する。

そこで、本発明は、転写ローラの表面の転写効率が異なることに起因する、また転写ローラから染み出した物質（例えば添加剤）がトナー像担持体に付着することに起因する濃度段差等の画像不良を防止することのできる画像形成装置を提供することを目的とするものである。

本発明は、トナー像を担持する像担持体と、前記像担持体上にトナー像を形成するトナー像形成手段と、前記像担持体を圧し、前記像担持体上のトナー像を記録材に転写する転写部を形成する転写ローラと、を有し、前記転写ローラにトナーの正規の極性と逆極性のバイアスが印加されることで前記像担持体上のトナー像は記録材に転写される画像形成装置において、前記転写ローラの回転軸線方向において画像形成領域の全幅であって、前記転写ローラの周長以上のトナー帯を像担持体上に形成し、トナーの正規の極性と逆極性のバイアスが前記転写ローラに印加されることにより前記トナー帯を前記転写ローラに付着させ、その後、トナーの正規の極性と同極性のバイアスの前記転写ローラへの印加と逆極性のバイアスの前記転写ローラへの印加を行うことで転写された転写ローラ上のトナーを前記像担持体に転写させるトナー塗布モードを有することを特徴とする。

本発明によると、トナー塗布モードを実行して転写ローラにトナーを塗布することにより、転写ローラ表面における転写効率の差を少なくするとともに、転写ローラから染み出した物質（例えば、添加剤）がトナー像担持体に付着することを防止して、濃度段差等の画像不良を低減させることができる。また、従来の、添加物を除去するためにトナーを使用する場合と比較して、トナーの消費量を低減し、画像形成装置の立ち上げ時間を短縮することができる。

以下、図面に沿って、本発明の実施の形態について説明する。なお、各図面において同じ符号を付したものは、同様の構成あるいは同様の作用をなすものであり、これらについての重複説明は適宜省略した。

＜実施の形態１＞
図１に、本発明を適用することができる画像形成装置の画像形成部Ｐを示す。同図は画像形成部Ｐの縦断面を示す模式図である。詳しくは、中間転写体（トナー像担持体）としての中間転写ベルト７の移動方向（矢印Ｒ７方向）に沿った方向の縦断面を示す模式図である。

同図に示す画像形成部Ｐには、像担持体としてドラム形の電子写真感光体（以下「感光ドラム」という。）１が配設されている。

感光ドラム１は、本実施の形態では、駆動手段（不図示）によって矢印Ｒ１方向に１００ｍｍ／ｓｅｃのプロセススピード（周速度）で回転駆動される。感光ドラム１の周囲には、その回転方向に沿ってほぼ順に、帯電ローラ（帯電手段）２、露光装置（静電潜像形成手段）３、現像装置（現像手段）４、転写手段５、クリーニング装置６が配設されている。

回転駆動された感光ドラム１は、その表面が帯電ローラ２によって帯電される。帯電ローラ２は、感光ドラム１表面に当接されていて、帯電バイアス印加電源（不図示）によって帯電バイアスが印加される。これにより、感光ドラム１表面は、所定の極性・電位に一様に帯電される。

帯電後の感光ドラム１表面は、露光装置３によって静電潜像が形成される。露光装置３は、画像情報に基づいてレーザ光Ｌを発振し、このレーザ光Ｌによって、感光ドラム１表面を露光する。帯電後の感光ドラム１表面は、これにより露光部分の電荷が除去され手静電潜像が形成される。

この静電潜像は、現像装置４によって現像される。現像装置４は、表面に現像剤を担持して矢印Ｒ４方向に回転する現像スリーブ４Ａを有している。この現像スリーブ４Ａには、現像バイアス印加電源（不図示）によって現像バイアスが印加される。現像スリーブ４Ａ表面に担持されている現像剤中のトナーは、この現像バイアスの印加により、静電潜像に付着されて、静電潜像をトナー像として現像する。なお、本実施の形態で使用したトナーの帯電極性はマイナスである。

こうして感光ドラム１表面に形成されたトナー像は、転写手段５により、他部材である中間転写体としての中間転写ベルト７表面に転写される。転写手段５は、感光ドラム１に当接された一次転写ローラ（接触帯電部材）５Ａと、これに転写バイアスを印加する転写バイアス印加手段８２と、転写バイアス印加手段８２を制御する制御装置（制御手段）８３とを有している。一次転写ローラ５Ａは、中間転写ベルト７をその裏面側から押圧して表面側を感光ドラム１表面に当接させている。これにより、感光ドラム１表面と中間転写ベルト７との間には、一次転写ニップ部Ｎ１が形成される。一次転写ローラ５Ａは、中間転写ベルト７が矢印Ｒ７方向に回転駆動されるのに伴って矢印Ｒ５方向に従動回転する。感光ドラム１表面に形成された上述のトナー像は、一次転写ローラ５Ａに対して転写バイアス印加電源８２から一次転写バイアスが印加されることにより、一次転写ニップ部Ｎ１において中間転写ベルト７表面に静電的に一次転写される。なお、本実施の形態における一次転写バイアスは、直流電圧（直流成分）からなるバイアスであり、トナーの帯電特性（正規の帯電極性）とは逆極性のバイアスである。以下では、トナーの帯電特性がマイナス極性であり、したがって、上述の一次転写バイアスの直流成分がプラス極性である場合を例に説明する。

一次転写時に中間転写ベルト７に転写されないで感光ドラム１表面に残ったトナー（残留トナー）は、クリーニング装置６のクリーニングブレード６Ａによって除去され、廃トナー搬送スクリュー６Ｂによって廃トナー容器（不図示）に回収される。こうして表面が清掃された感光ドラム１は、帯電から始まる次の画像形成に供される。

本実施の形態においては、上述の感光ドラム１、帯電ローラ２、現像装置４、クリーニング装置６は、カートリッジ容器８（図１中の点線で図示）に一体的に組み込まれて、全体でカートリッジ（プロセスカートリッジ）１０を構成している。このカートリッジ１０は、画像形成装置本体（不図示）に対して着脱自在に構成されていて、例えば感光ドラム１が寿命に達したときには、全体が画像形成装置本体から取り出されて新規なものと交換されるようになっている。

図２に示す画像形成装置は、上述の画像形成部Ｐとほぼ同様の４個の画像形成部Ｐａ，Ｐｂ，Ｐｃ，Ｐｄを備えている。これら画像形成部Ｐａ，Ｐｂ，Ｐｃ，Ｐｄは、この順にマゼンタ（Ｍ），シアン（Ｃ），イエロー（Ｙ），ブラック（Ｋ）の各色のトナー像を形成するものである。

それぞれの画像形成部Ｐａ，Ｐｂ，Ｐｃ，Ｐｄには、図１の画像形成部Ｐに示すものと同様に、感光ドラム１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ、帯電ローラ２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ、露光装置３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄ、現像装置４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ、一次転写ローラ５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄ、クリーニング装置６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄが配設されている。これら画像形成部Ｐａ，Ｐｂ，Ｐｃ，Ｐｄにおいては、上述の画像形成部Ｐと同様にして、それぞれマゼンタ，シアン，イエロー，ブラックのトナー像が感光ドラム１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ上に形成される。なお、図２においては、図１中の転写バイアス印加電源８２、制御装置８３に相当する部材は省略している。

これら４色のトナー像は、中間転写体としての中間転写ベルト７上に順次に一次転写される。中間転写ベルト７は、無端状に構成されていて、３個のローラ、すなわち駆動ローラ１１、従動ローラ１２、二次転写対向ローラ１３に掛け渡されており、駆動ローラ１１の矢印Ｒ１１方向（図２中の時計回り）の回転に伴って矢印Ｒ７方向に回転する。この中間転写ベルト７は誘電体樹脂、例えば、ポリイミド、ポリカーボネート、ポリエチレンテレフタレート、ポリフッ化ビニリデンなどによって無端状に形成されている。中間転写ベルト７の表面側における、二次転写対向ローラ１３に対応する位置には二次転写ローラ１４が当接されている。この二次転写ローラ１４と、中間転写ベルト７との間には、二次転写ニップ部Ｎ２が形成される。各画像形成部Ｐａ，Ｐｂ，Ｐｃ，Ｐｄにおいて感光ドラム１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ上に形成されたマゼンタ，シアン，イエロー，ブラックの各色のトナー像は、各一次転写ローラ５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄに一次転写バイアスが印加されることにより、各一次転写ニップ部Ｎ１において中間転写ベルト７に一次転写されて中間転写ベルト７上で重ね合わされる。

こうして中間転写ベルト７で重ね合わされた４色のトナー像は、二次転写ローラ１４によって記録材Ｓ上に転写される。二次転写ローラ１４は、上述の二次転写対向ローラ１３との間に中間転写ベルト７を挟持している。これにより、二次転写ローラ１４と中間転写ベルト７との間には、二次転写ニップ部Ｎ２が形成される。画像形成に供される記録材Ｓは、給紙カセット（不図示）に収納されていて、給紙ローラ、搬送ローラ、搬送ガイド等を有する給搬送装置（いずれも不図示）によって、レジストローラ１５に搬送され、ここで斜行が矯正された後、上述の二次転写ニップ部Ｎ２に供給される。二次転写ローラ１４には、この記録材Ｓが二次転写ニップ部Ｎ２を通過する際に、二次転写バイアス印加電源１６から二次転写バイアスが印加される。このときの二次転写バイアスは、トナーの帯電特性（マイナス）とは逆のプラス極性である。この転写バイアスにより、中間転写ベルト７上に４色のトナー像は、一括で、記録材Ｓに二次転写される。このとき記録材Ｓに転写されないで中間転写ベルト７上に残ったトナー（残留トナー）は、従動ローラ１２に対応する位置に配置されているベルトクリーナ１７によって除去される。

トナー像が二次転写された記録材Ｓは、除電針２４によって電荷が除去された後、矢印Ｒ１８方向に回転する搬送ベルト１８によって定着装置２２に搬送される。定着装置２２は、内側にヒータ１９が配設された定着ローラ２０と、これに押圧された定着ローラ２０との間に定着ニップ部を形成する加圧ローラ２１とを有している。記録材Ｓは、定着ニップ部を通過する際に、これら定着ローラ２０、加圧ローラ２１によって加熱、加圧されて表面にトナー像が定着される。トナー像定着後の記録材Ｓは、画像形成装置本体（不図示）外部に排出される。これにより１枚に記録材Ｓに対する４色フルカラーの画像形成が終了する。

本実施の形態では、上述の中間転写ベルト７における、駆動ローラ１１に掛け渡された部分の表面に対向するように、濃度センサ（濃度検出手段）２３が配設されている。濃度センサ２３は、発光素子（ＬＥＤ）と受光素子とを有する反射型のセンサによって構成されている。中間転写ベルト７上には、それぞれの画像形成部Ｐａ，Ｐｂ，Ｐｃ，Ｐｄにおいてそれぞれの色の濃度の基準となるトナー像（以下「パッチ」という。）が形成される。濃度センサ２３は、このパッチの反射光量を検出する。この検出結果は制御手段２５に送られる。制御手段２５は、濃度センサ２３が検出した反射光量に基づいて、中間転写ベルト上のトナー載り量を演算し、その演算結果から画像制御条件（帯電電位、Ｔ／Ｃ比制御等）を制御している。

また、本実施の形態においては、図１に示すカートリッジ１０と同様に、感光ドラム１ａ、帯電ローラ２ａ，現像装置４ａ，クリーニング装置６ａがカートリッジ容器（不図示）に一定的に組み込まれて、画像形成装置本体に対して着脱自在なマゼンタ用のカートリッジを構成している。他の色、すなわちシアン，イエロー，ブラックについても、それぞれシアン，イエロー，ブラック用のカートリッジを同様に構成している。

本実施の形態においては、二次転写ローラ１４の外周面に、トナーを均等に付着させることで、外添剤等の染み出しに起因する画像不良を低減するようにしている。以下、詳述する。

本実施の形態では、二次転写ローラ１４は、イオン導電性の発泡スポンジ、具体的には、例えばイオン導電性のＮＢＲ（ニトリルゴム）＋ヒドリンゴムの発泡スポンジ単層のローラによって構成されている。二次転写ローラ１４は、長さが３２０ｍｍ、外径が２４ｍｍ、硬度が３４°（アスカＣ）、抵抗値が１×１０^８Ω、中間転写ベルト７に対する当接圧が５．０ｋｇである。ただし、この当接圧とは、図２に示す二次転写ローラ１４と二次転写対向ローラ１３との間に中間転写ベルト７を挟持した状態での、二次転写ローラ１４の当接圧である。

この二次転写ローラ１４を中間転写ベルト７に圧接させた状態で長期間放置しておくと、二次転写ローラ１４を構成しているＮＢＲやヒドリンゴムから添加剤が染み出して、中間転写ベルト７に付着する。添加剤が中間転写ベルト７に付着すると、その付着部分の二次転写効率が低下する。このため、ハーフトーン画像を出力すると、ハーフトーン画像は、付着部分に対応する部分が白く抜ける、いわゆる白抜けが発生する。

この白抜けは、特に二次転写ローラ１４の使用初期で発生しやすい。このような場合、二次転写ローラ１４の表面（外周面）にトナーを塗布すると、白抜けのレベルが改善されることがわかった。

図３に、二次転写ローラ１４の表面に形成するトナー像（黒帯）の濃度と染み出し濃度段差との関係を示す。同図中の横軸は黒帯濃度を、また縦軸は染み出し濃度段差を示している。同図は、二次転写ローラ１４を中間転写ベルト７に５ｋｇの力で圧接し、温度３０℃、湿度８０％の環境に１０日放置したときの、濃度０．６のハーフトーンでの白抜け部分と他の部分との濃度段差を示している。このように、二次転写ローラ１４に塗布するトナー像（画像バターン）の濃度を変更すると、白抜け部分と他の部分との濃度段差が改善されることがわかった。すなわち、同図から、黒帯濃度が０．６以上であれば、染み出し濃度段差が０．０３以下となることが分かる。一般に、染み出し濃度段差が０．０３以下では、一見しただけでは濃度段差が分かりにくいレベルである。

本実施の形態では、黒帯として、濃度が０．６以上のトナー像を感光ドラム１ｄ（図２参照）上に形成し、この黒帯を中間転写ベルト７上に転写し、さらにこの中間転写ベルト７上の黒帯を二次転写ローラ１４に塗布するようにしている。すなわち、二次転写ローラ１４に対してトナーを塗布するモード、つまりトナー塗布モードを有し、所定のタイミングでこのトナー塗布モードを実行するようにしている。なお、本実施の形態では、所定のタイミングとして、画像形成装置の出荷時及び二次転写ローラ１４の交換時を採用している。

図４は、トナー塗布モードの流れを示すフローチャートである。トナー塗布モードが開始されると（Ｓ１）、図２に示すブラック（Ｋ）の画像形成部Ｐｄにおいて、感光ドラム１ｄ上に黒帯（塗布用のトナー像）が形成される（Ｓ２）。この黒帯は、帯電ローラ２ｄによる帯電、露光装置３ｄによる露光、現像装置４ｄによる現像によって、感光ドラム１ｄ上に形成される。黒帯の大きさについては、感光ドラム１ｄの軸方向の長さが、画像形成領域の全幅にわたって、また、感光ドラム１ｄの周方向の長さが、二次転写ローラ１４の周長（１周分）と同じかそれ以上の長さとなるように形成する。すなわち、中間転写ベルト７表面のうちの、二次転写ローラ１４が当接される部分（添加剤が付着される付着部分）が、二次転写ローラ１４の周方向のどの位置に形成されていても、付着部分が黒帯に含まれるようにする。

感光ドラム１ｄ上に形成した黒帯を、一次転写ローラ５ｄ（図２参照）によって中間転写ベルト７上に静電的に転写する（図４のＳ３）。このときに、一次転写ローラ５ｄに印加するバイアスは、図６の上半部に示すように、通常の画像形成時の一次転写バイアスと同じプラス極性である。つづいて、図６の下半部に示すように、中間転写ベルト７上の黒帯を二次転写ローラ１４に静電的に転写する（図４のＳ４）。このとき二次転写ローラ１４に印加するバイアスは、通常の画像形成時の二次転写バイアスの直流成分と同じとする。すなわち、極性、大きさとも同じとする。

黒帯を二次転写ローラ１４に転写した後、二次転写ローラ１４上の余分なトナーを除去するクリーニング（クリーニング工程）を行う（図４のＳ５、図６の下半部）。すなわち、二次転写ローラ１４に、まず通常の転写バイアスとは逆極性のバイアス（マイナス）を、二次転写ローラ１４の１周分印加し、つづいて、通常の転写バイアスと同極性のバイアス（プラス）を、二次転写ローラ１４の１周分印加する。このように、逆極性及び正極性のバイアスを二次転写ローラ１４の１周分交互に各１回づつ印加することで、二次転写ローラ１４に付着した余分なトナーを二次転写ローラ１４上から除去する。このようにして二次転写ローラ１４表面の余分なトナーを除去することにより、次回の画像形成時の二次転写時に、余分なトナーが記録材Ｓの裏面を汚す、いわゆる裏汚れを発生を防止するようにしている。その後、トナー塗布モードを終了する（Ｓ６）。

以上のトナー塗布モードを実行した後の二次転写ローラ１４は、図５に示すように、ローラ部１４ａの外周面（表面）に黒帯が形成された状態、すなわちトナーが均一に塗布された状態となる。

このように、トナー塗布モードを実行して、二次転写ローラ１４にトナーを均等に付着させることにより、二次転写ローラ表面の転写効率の差を小さくして、画像の濃度段差を低減するとともに、添加剤の染み出しを防止して染み出しに起因する画像不良の発生を低減することが可能となる。また、従来例とは異なり、染み出した添加剤を除去するために、トナーを不要に浪費することが無く、また、画像形成装置の立ち上げ時間の短縮を図ることができる。

なお、以上の説明では、一次転写バイアス及び二次転写バイアスとして直流成分のみを印加する場合を例に説明したが、これに限定されるものではなく、直流成分と交流成分とを重畳した、いわゆる重畳バイアスを印加するようにしてもよい。

＜実施の形態２＞
上述の実施の形態１では、本発明を４色フルカラーの画像形成装置に適用した場合を例に説明した。本実施の形態では、本発明を白黒の画像形成装置に適用した例を説明する。なお、本実施の形態では、感光ドラムがトナー像担持体となる。

図７は、本実施の形態に係る画像形成装置の概略構成を模式的に示す図である。感光ドラム４１は、円筒状の導電性基体上に光導電層を設けて構成されている。感光ドラム４１は、同図中の矢印Ｒ４１方向に回転自在に軸支されている。感光ドラム４１の周囲には、その回転方向に沿って順に、感光ドラム４１の表面を帯電するスコロトロン方式の一次帯電器４２、画像信号に基づいて帯電後の感光ドラム４１を露光して静電潜像を形成する露光装置４３、静電潜像にトナーを付着させてトナー像を形成する現像装置４４、現像位置近傍での感光ドラム表面電位を検知する表面電位センサ５１、感光ドラム４１上に形成されたトナー像を記録材Ｓ上に転写する転写ローラ４５、トナー像転写後に感光ドラム４１上に残ったトナー（残留トナー）を除去するクリーニング装置４６、感光ドラム４１の残留電荷を除去する前露光ランプ４７などが配置されている。これらのうち、感光ドラム４１、一次帯電器４２、現像装置４４、クリーニング装置４６は、カートリッジ容器４８（点線で図示）に一体的に組み込まれてカートリッジ（プロセスカートリッジ）を構成している。このカートリッジ５０は、画像形成装置本体（不図示）に対して着脱自在に構成されていて、例えば感光ドラム４１が寿命に達したときには、全体が画像形成装置本体から取り出されて新規なものと交換されるようになっている。

また、トナー像が転写された他部材としての記録材Ｓは、感光ドラム４１から分離された後に定着装置５３に搬送され、ここにおいて表面のトナー像が定着され、所望のプリント画像が形成されて画像形成装置本体の外部に排出される。本実施の形態では、上述の現像装置４４に一成分ジャンピング現像方式を採用している。

本実施の形態の画像形成装置は、イメージスキャナ部７０で読み込まれた原稿の画像に基づいて画像が形成される。イメージスキャナ部７０には、原稿７２が載置される原稿台ガラス７１、照明ランプ７３、ミラー７４ａ，７４ｂ，７４ｃ、レンズ７５、ＣＣＤ７６、Ａ／Ｄコンバータ７７を有している。イメージスキャナ部７０は、原稿台ガラス７１上に載置された原稿７２を照明ランプ７３により走査して読み取り、ＣＣＤ７７によって画像情報を電気信号に変換するものである。照明ランプ７３によって走査した原稿７２からの反射光は、ミラー７３ａ，７３ｂ，７３ｃに導かれてレンズ７５により、ＣＣＤ７６上に結像される。このＣＣＤ１９からの電気信号は、Ａ／Ｄコンバータ７７によりデジタル化された後、画像処理部６１において、画像濃度に比例した０（００ｈｅｘ）から２５５（ＦＦｈｅｘ）の２５６階調の画像信号に変換される。画像信号は、信号発生部としてのレーザドライバ６２に送られ、画像信号に応じてレーザ発振器６３の発光を変調する。画像信号に応じて変調されたレーザ光は、画像情報としてポリゴンミラー６４、ミラー５２を介して、帯電後の感光ドラム４１表面を露光し、感光ドラム４１上に静電潜像を書き込む。

感光ドラム４１には製造上のばらつきにより帯電能の良いもの、悪いものが存在する。さらに耐久や画像形成装置を使用する環境変化による、一次帯電器４２の放電特性の変化、感光体の帯電特性の変化等によっても帯電能は変化する。

これらのばらつきを吸収するために、画像形成装置本体内に感光ドラム４１の表面電位を検出する表面電位センサ５１を設け、感光ドラム４１の表面電位を所望の電位に保つよう一次帯電器４２のグリッド４２ａに印加する電圧を変化させる技術が知られている。

表面電位センサ５１は、発光素子（例えばＬＥＤ）と受光素子（いずれも不図示）から構成されている。感光ドラム４１上に濃度の基準となるトナー像（パッチ）を形成し、そのパッチの反射光量を表面電位センサ５１によって読み取っている。読み取った、感光ドラム４１上の反射光量により、感光ドラム４１上のトナー載り量を演算し、その結果から画像制御条件（帯電電位、レーザパワー等）を制御している。

上述の転写ローラ４５は、芯金４５ａとその外周面をローラ状に覆う弾性部材４５ｂとによって形成されている。弾性部材４５ｂは、過塩素酸ナトリウム等のイオン導電性物質を混入したゴム、ウレタンなどの高分子エラストマー材料や高分子フォーム材料などによって形成されている。転写ローラ４５の抵抗値は１×１０^８Ωである。この転写ローラ４５に印加する転写バイアスは、定電流制御によって制御した。

本実施の形態では、画像形成装置の出荷時及び転写ローラ４５の交換時に、転写ローラ４５の外周面にトナーを塗布するトナー塗布モードを実行するようにしている。

図８は、トナー塗布モードの流れを示すフローチャートである。トナー塗布モードが開始されると（Ｓ１１）、図７に示す感光ドラム４１上に黒帯が形成される。この黒帯は、一次帯電器４２による帯電、露光装置４３による露光、現像装置４４による現像によって、感光ドラム４１上に形成される。黒帯の大きさについては、感光ドラム４１の軸方向の長さが、画像形成領域の全域にわたって、また、感光ドラム４１の周方向の長さが、転写ローラ４５の周長（１周分）以上の長さとなるように形成する。

感光ドラム４１上に形成した黒帯を、転写ローラ４５上に静電的に転写する（図８のＳ１３）。このときに、転写ローラ４５に印加するバイアスは、図９に示すように、通常の画像形成時の一次転写バイアスと同じプラス極性である。このとき転写ローラ４５に印加するバイアスは、通常の画像形成時の二次転写バイアスの直流成分と同極性（プラス極性）で、絶対値の小さいものとする。これは、転写ローラ４５に対する黒帯の転写時には、通常の画像形成時とは異なり、感光ドラム４１と転写ローラ４５との間の転写ニップ部Ｎに、記録材Ｓが介在されないため、通常の転写時と比較して、絶対値の小さいバイアスで、十分に黒帯の転写を行うことができるからである。言い換えると、通常の転写バイアスは、転写ニップ部Ｎに記録材Ｓを挟んだ状態で適正な転写電流が流れるように設定してあるため、本モードのように、記録材Ｓを挟まない場合には、転写バイアスを下げた方が適切だからである。

黒帯を転写ローラ４５に転写した後、転写ローラ４５上の余分なトナーを除去するクリーニングを行う（図４のＳ１４、図６参照）。すなわち、転写ローラ４５に、まず通常の転写バイアスとは逆極性のバイアス（マイナス）を、転写ローラ４５の１周分印加し、つづいて、通常の転写バイアスと同極性のバイアス（プラス）を、二転写ローラ４５の１周分印加する。このように、逆極性及び正極性のバイアスを転写ローラ４５の１周分交互に各１回づつ印加することで、４５に付着した余分なトナーを転写ローラ４５上から除去する。このようにして転写ローラ４５表面の余分なトナーを除去することにより、次回の画像形成時の二次転写時に、余分なトナーが記録材Ｓの裏面を汚す、いわゆる裏汚れの発生を防止するようにしている。その後、トナー塗布モードを終了する（図８のＳ１５）。

以上のトナー塗布モードを実行した後の転写ローラ４５は、ローラ部の外周面（表面）に黒帯が形成された状態、すなわちトナーが均一に塗布された状態となる。

このように、トナー塗布モードを実行して、転写ローラ４５にトナーを均等に付着させることにより、転写ローラ４５表面の転写効率の差を小さくして、画像の濃度段差を低減するとともに、染み出した添加剤による画像不良の発生を低減することが可能となる。また、従来例とは異なり、染み出した添加剤を除去するために、トナーを不要に浪費することが無く、また、画像形成装置の立ち上げ時間の短縮を図ることができる。

＜実施の形態３＞
前述の実施の形態１では、黒帯を感光ドラムから中間転写ベルトに転写する際のバイアスを、通常の画像形成時の一次転写バイアスと同じに設定し、また、黒帯を中間転写ベルトから二次転写ローラに転写する際のバイアスを、通常の画像形成時の二次転写バイアスと同じに設定した。

これに対して、本実施の形態では、黒帯を、感光ドラムから中間転写ベルトに転写する際のバイアスは、通常の画像形成時と同じとしたが、中間転写ベルトから二次転写ローラに転写する際のバイアスは、通常の画像形成時の二次転写バイアスとは異なるものとした。さらに、本実施の形態では、二次転写ローラのクリーニングについても、実施の形態１とは異なるシーケンスを採用している。

以下詳述する。なお、本実施の形態では、画像形成部及び画像形成装置は、前述の実施の形態１と同様のもの、つまり図１，図２に示すものを使用した。

図１０は、トナー塗布モードの流れを示すフローチャートである。トナー塗布モードが開始されると（Ｓ２１）、図２に示すブラック（Ｋ）の画像形成部Ｐｄにおいて、感光ドラム１ｄ上に黒帯が形成される（Ｓ２２）。この黒帯は、帯電ローラ２ｄによる帯電、露光装置３ｄによる露光、現像装置４ｄによる現像によって、感光ドラム１ｄ上に形成される。黒帯の大きさについては、感光ドラム１ｄの軸方向の長さが、画像形成領域の全域にわたって、また、感光ドラム１ｄの周方向の長さが、二次転写ローラ１４の周長（１周分）以上の長さとなるように形成する。すなわち、中間転写ベルト７表面のうちの、二次転写ローラ１４が当接される部分（添加剤が付着される付着部分）が、二次転写ローラ１４の周方向のどの位置に形成されていても、付着部分が黒帯に含まれるようにする。

感光ドラム１ｄ上に形成した黒帯を、一次転写ローラ５ｄ（図２参照）によって中間転写ベルト７上に静電的に転写する（図１０のＳ２３）。このときに、一次転写ローラ５ｄに印加するバイアスは、図１１の上半部に示すように、通常の画像形成時の一次転写バイアスと同じプラス極性である。つづいて、図１１の下半部に示すように、中間転写ベルト７上の黒帯を二次転写ローラ１４に静電的に転写する（図１０のＳ２４）。このとき、二次転写ローラ１４に印加するバイアスは、通常の画像形成時（図１１の点線で図示）の二次転写バイアスの直流成分と同極性（プラス極性）で、絶対値の小さいものとする。これは、二次転写ローラ１４に対する黒帯の転写時には、通常の画像形成時とは異なり、中間転写ベルト７と二次転写ローラ１４との間の二次転写ニップ部Ｎ２に、記録材Ｓが介在されないため、通常の転写時と比較して、絶対値の小さいバイアスで、十分に黒帯の転写を行うことができるからである。言い換えると、通常の転写バイアスは、二次転写ニップ部Ｎ２に記録材Ｓを挟んだ状態で適正な転写電流が流れるように設定してあるため、本モードのように、記録材Ｓを挟まない場合には、転写バイアスを下げた方が適切だからである。また、イオン導電性の転写ローラの抵抗値は雰囲気の温度・湿度に影響されやすいため、温湿度によって設定電圧を変えたほうが適切である。さらに、本実施の形態では黒帯を強力に二次転写ローラ１４に付着させるために、黒帯を二次転写ローラ１４に転写した後、バイアスを一次転写ローラ１４の２周分印加しつづける（図１０のＳ２５、図１１中の「二次転写ローラに付着力ＵＰ」に対応する区間）。

ここで、二次転写ローラ１４のクリーニングは、逆極性（マイナス）と正極性（プラス）とを二次転写ローラ１４のそれぞれ１回転ずつ、合計２回転印加することで行うだけでは、十分に行われない。

そこで、本実施の形態では、二次転写ローラ１４に対して、逆極性と正極性のバイアスを、二次転写ローラの１周分ずつ交互に各２回転ずつ印加した。すなわち、図１１に示すように、逆極性（マイナス）で１回転し、正極性（プラス）で１回転し、さらに逆極性（マイナス）で１回転し、正極性（プラス）で１回転した（図１０のＳ２６）。これにより、二次転写ローラ１４上の余分はトナーを十分に取り除くことができるので、次回の画像形成時の記録材Ｓの裏汚れの発生をさらに高いレベル防止することができた。その後、トナー塗布モードを終了する（Ｓ２７）。なお、以上の説明では、クリーニング時に、二次転写ローラをそれぞれ２回転ずつさせたが、これに代えて、３回転以上させるようにしてもよい。なお、図１４に、通常の画像形成時のクリーニングシーケンスを示す。通常の二次転写ローラクリーニングでは二次転写ローラから除去すべきトナーはカブリトナーのみであるため、クリーニングバイアスは逆正のそれぞれ１回ずつのみとなっている。

本実施の形態によると、実施の形態１と同様の効果を奏することができ、さらに実施の形態１と比較して、黒帯を中間転写ベルト７から二次転写ローラ１４に転写する際の転写バイアスの大きさを小さくし、また、二次転写ローラ１４に対する黒帯の付着力を増大させ、さらに、二次転写ローラ１４上の余分なトナーを十分に除去することができる、という効果を奏することができる。

以上の説明では、中間転写体が中間転写ベルトである場合を例に説明したが、中間転写体としては中間転写ベルトに代えて中間転写ドラムを使用することもできる。この場合もほぼ同様の効果をあげることができる。

実施の形態１における感光ドラム周辺の概略構成を示す縦断面図である。実施の形態１の画像形成装置の概略構成を示す縦断面である。黒帯濃度と染み出し濃度段差との関係を説明する図である。実施の形態１におけるトナー塗布モードの流れを示すフローチャートである。実施の形態１の二次転写ローラの正面図である。実施の形態１のトナー塗布モードにおいて、一次転写ローラ及び二次転写ローラに印加するバイアスを説明するタイムチャートである。実施の形態２の画像形成装置の概略構成を示す縦断面図である。実施の形態２におけるトナー塗布モードの流れを示すフローチャートである。実施の形態２のトナー塗布モードにおいて、転写ローラに印加するバイアスを説明するタイムチャートである。実施の形態３におけるトナー塗布モードの流れを示すフローチャートである。実施の形態３のトナー塗布モードにおいて、一次転写ローラ及び二次転写ローラに印加するバイアスを説明するタイムチャートである。中間転写ベルトの幅方向の両端部近傍に形成されるパッチ検知用のパターンやレジスト検知用のパターンを説明する図である。二次転写ローラの長手方向の両端部近傍にトナーが多く付着したようすを説明する図である。通常の画像形成時のクリーニングシーケンスを示す図である。

符号の説明

１，１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ
感光ドラム（像担持体）
５Ａ，５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄ
一次転写ローラ（転写ローラ）
７中間転写ベルト（中間転写体，トナー像担持体）
１４二次転写ローラ（転写ローラ）
４５転写ローラ
Ｎ転写ニップ部
Ｎ１一次転写ニップ部（転写ニップ部）
Ｎ２二次転写ニップ部（転写ニップ部）
Ｓ記録材

Claims

トナー像を担持する像担持体と、前記像担持体上にトナー像を形成するトナー像形成手段と、前記像担持体を圧し、前記像担持体上のトナー像を記録材に転写する転写部を形成する転写ローラと、を有し、前記転写ローラにトナーの正規の極性と逆極性のバイアスが印加されることで前記像担持体上のトナー像は記録材に転写される画像形成装置において、
前記転写ローラの回転軸線方向において画像形成領域の全幅であって、前記転写ローラの周長以上のトナー帯を像担持体上に形成し、トナーの正規の極性と逆極性のバイアスが前記転写ローラに印加されることにより前記トナー帯を前記転写ローラに付着させ、その後、トナーの正規の極性と同極性のバイアスの前記転写ローラへの印加と逆極性のバイアスの前記転写ローラへの印加を行うことで転写された転写ローラ上のトナーを前記像担持体に転写させるトナー塗布モードを有することを特徴とする画像形成装置。
像担持体上に形成されたトナー帯を前記転写ローラに転写させる際に前記転写ローラに印加するバイアスの絶対値は、画像形成時に像担持体上のトナー像を記録材に転写する際に前記転写ローラに印加するバイアスの絶対値よりも小さいことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
画像形成後にトナーの正規の極性と同極性のバイアスの前記転写ローラへの印加と逆極性のバイアスの前記転写ローラへの印加を行って前記転写ローラのクリーニングを行い、
トナー塗布モード時にトナーの正規の極性と同極性のバイアスの前記転写ローラへの印加と逆極性のバイアスの前記転写ローラへの印加を行う時間は、前記転写ローラのクリーニング時にトナーの正規の極性と同極性のバイアスの前記転写ローラへの印加と逆極性のバイアスの前記転写ローラへの印加を行う時間よりも多いことを特徴とする請求項１又は２に記載の画像形成装置。