JP6554937B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

この発明は画像形成装置に関するものである。

従来、感光体ドラム上に形成されたトナー像をドラムクリーナにより回収させる第１調整モードと、感光体ドラム上に形成されたトナー像をベルトクリーナに回収させる第２調整モードと、第１調整モード及び第２調整モードをそれぞれ実行させるかどうかを決定する決定手段と、現像器により感光体ドラム上に調整用現像剤像を形成させ、決定手段により決定された調整モードを実行することにより、感光体ドラム上に形成された調整用現像剤像を回収して現像器の調整動作を行う調整手段と、中間転写体が感光体ドラムとともに形成する第１転写部に電界を形成する第１転写部電界手段を備え、前記調整手段が、第１調整モードを実行する場合、前記第１転写部電界手段により、画像形成動作が行われる場合とは異なる逆極性の電界を第１転写部に形成させることにより、感光体ドラム上の調整用現像剤像をドラムクリーナまで搬送させるよう構成された画像形成装置が知られている（下記特許文献１）。

また、印刷ジョブの非実行時に現像装置にトナーを排出させるとともに感光体クリーナ及び転写ベルトクリーナが排出されたトナーをそれぞれ回収する比率を制御する制御部を備え、前記制御部が、トナー回収比率算出部の算出結果に基づいて感光体上のトナー像を転写ベルトに転写する転写部材に対して印加する転写バイアスのＯＮ／ＯＦＦを切り替えて回収の比率を制御する画像形成装置が知られている（下記特許文献２）。

特開２００９−６３６６９号公報 特開２０１３−１０９３４２号公報

この発明は、トナー及びキャリアを含む二成分現像剤を用いる作像装置において記録媒体に転写しない放出用トナー像を像保持体に形成するトナー放出動作を実行しても、放出用トナー像に存在するキャリアが像保持体を経て中間転写体に移行することを抑制できる画像形成装置を提供するものである。

この発明（Ａ１）の画像形成装置は、
中間転写体と、
静電潜像が形成される像保持体と、前記像保持体上の静電潜像をトナー及びキャリアを含む二成分現像剤により現像してトナー像にする現像装置と、前記像保持体上のトナー像を前記中間転写体に一次転写する一次転写装置と、前記像保持体の転写後の表面に接触して清掃する第１清掃装置とを有する作像装置と、
前記作像装置から前記中間転写体に転写されたトナー像を記録媒体に二次転写する二次転写装置と、
前記中間転写体の転写後の表面に接触して清掃する第２清掃装置と、
前記現像装置に現像バイアスを、前記一次転写装置に一次転写バイアスを、前記二次転写装置に二次転写バイアスをそれぞれ供給する給電装置と、
前記作像装置において記録媒体に転写しない放出用トナー像を前記像保持体に形成するトナー放出動作を実行するよう制御する制御手段と、
を備え、
前記制御手段は、前記トナー放出動作を実行する際、前記給電装置から供給する前記一次転写バイアスとして、前記放出用トナー像に存在する前記キャリアに電荷の注入が可能である電流値以上の値からなる直流の電流であって、前記放出用トナー像ではない通常のトナー像を前記中間転写体に一次転写させるときの電流値の３０％以上かつ７０％以下の範囲の値からなる直流の電流を供給するよう制御するものである。

この発明（Ａ２）の画像形成装置は、上記発明Ａ１の画像形成装置において、前記制御手段が、前記トナー放出動作を実行する際、前記給電装置から供給する前記一次転写バイアスとして、前記放出用トナー像ではない通常のトナー像を前記中間転写体に一次転写させるときの電流値の４０％以上かつ５０％以下の範囲の値からなる直流の電流を供給するよう制御するものである。

上記発明Ａ１の画像形成装置によれば、トナー及びキャリアを含む二成分現像剤を用いる作像装置において記録媒体に転写しない放出用トナー像を像保持体に形成するトナー放出動作を実行しても、放出用トナー像に存在するキャリアが中間転写体に移行することを抑制できる。
しかも、トナー放出動作を実行する際における一次転写バイアスを通常のトナー像を中間転写体に一次転写させるときの電流値の３０％以上の値の直流からなる電流にしない場合に比べて、放出用トナー像に存在するキャリアが中間転写体に移行することを確実に抑制でき、また、そのときの電流値の７０％以下の値からなる直流の電流にしない場合に比べて、放出用トナー像のトナーが第１清掃装置に供給されることを確保することが可能になる。

上記発明Ａ２の画像形成装置では、トナー放出動作を実行する際における一次転写バイアスを通常のトナー像を中間転写体に一次転写させるときの電流値の４０％以上かつ５０％以下の範囲の値からなる直流の電流にしない場合に比べて、放出用トナー像に存在するキャリアの中間転写体への移行を抑制することと放出用トナー像のトナーの第１清掃装置への供給を確保することを両立させることを、より確実に実現できる。

実施の形態１に係る画像形成装置の全体を概念的に示す説明図である。 図１の画像形成装置における一部（作像装置など）を概念的に示す説明図である。 図１の画像形成装置における給電装置に関する構成を概念的に示す説明図である。 トナー放出動作において形成するトナーバンドの構成を概念的に示す説明図である。 通常の画像形成動作時における各バイアス及びキャリアに関する条件及び推移状態と従前のトナー放出動作時における各バイアス及びキャリアに関する条件及び推移状態を示す図表である。 本発明のトナー放出動作時における各バイアス及びキャリアに関する条件及び推移状態を示す図表である。 試験１の結果を示す図表である。 試験２の結果を示す図表である。

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）について添付の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。このうち図１はその画像形成装置全体の概要を示し、図２はその画像形成装置の一部（作像装置）を示している。

＜画像形成装置全体の構成＞
実施の形態１に係る画像形成装置１は、現像剤で構成される画像を記録媒体の一例である記録用紙９に形成するものであり、例えば、情報端末機等の外部機器から入力される画像情報を受けて画像の形成を行うプリンタとして構成されている。ちなみに、この画像形成装置１は、例えば原稿読取装置を併設した場合には、複写機、さらにはファクシミリ機能を備えた複写機として構成することもできる。

この画像形成装置１は、全体が箱状の外観からなる筐体１０を有しており、その筐体１０の内部空間には、現像剤としてのトナーで構成されるトナー像を形成する作像装置２と、作像装置２で形成されるトナー像を一次転写により保持した後に搬送して最終的に記録用紙９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３と、中間転写装置３の二次転写位置に供給する記録用紙９を収容するとともに送出する給紙装置４と、中間転写装置３で二次転写されたトナー像を記録用紙９に定着する定着装置５等が配置されている。ここで、筐体１０は、支持部材、外装カバー等で支持構造部や外装部が形成されている。また、筐体１０の上面部には、画像が形成された後の記録用紙９を排出して収容するための排出収容部１２が形成されている。図１中に示す一点鎖線は、筐体１０の内部における記録用紙９の主な搬送経路である。

作像装置２は、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）及びブラック（Ｋ）の４色の現像剤（トナー）像をそれぞれ個別に形成する４つの作像装置２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｋを用いて構成されている。
この４つの作像装置２（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）はいずれも、図１や図２に示されるように、回転駆動する感光ドラム２１と、感光ドラム２１の外周面における像保持面を所要の電位に帯電させる帯電装置２２と、感光ドラム２１の帯電後の像形成面に画像情報に基づいて各色成分（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）に分解された光（矢付き点線）を照射して各色成分の静電潜像を形成する露光装置２３と、その静電潜像を各色成分のトナーを供給して現像することにより上記各色（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）のトナー像として顕像化する現像装置２４（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）と、感光ドラム２１上のトナー像を中間転写装置３（の中間転写ベルト３１）に一次転写させる一次転写装置２５と、感光ドラム２１の外周面に残留するトナー等の不要物を除去して清掃するドラム清掃装置２６等で構成されている。

感光ドラム２１は、例えば、接地処理される円筒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ドラム形態の感光体が採用されている。この感光ドラム２１は、図示しない回転駆動装置から動力を受けて矢印Ａで示す方向に回転駆動するよう設けられている。
帯電装置２２は、例えば、感光ドラム２１の少なくとも像保持面に接触した状態で配置されて帯電バイアス（ＣＢ）が供給される帯電ロール等の接触部材を備えた接触型の帯電装置が採用されている。帯電装置２２としては、コロナ放電器等の非接触型の帯電装置を採用してもよい。帯電バイアス（ＣＢ）としては、現像装置２４が反転現像を行うものである場合、その現像装置２４から供給されるトナーの帯電極性と同じ極性からなる直流又は交流の電流又は電圧が後述する給電装置（６）から供給される。
露光装置２３は、例えば、発光ダイオードと光学部品等を用いて構成される非走査型の露光装置が採用されている。露光装置２３としては、例えば半導体レーザとポリゴンミラー等の光学部品を用いて構成される走査型のものを採用してもよい。露光装置２３には、外部から入力された画像情報が図示しない画像処理装置で所要の処理が施された後に画像信号として入力される。

現像装置２４（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）は、図２等に示すように、各色成分（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）からなる非磁性トナーＴと磁性キャリアを含む二成分現像剤８を収容する収容室や現像用開口が設けられた筐体２４ａを有している。また、現像装置２４（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）は、筐体２４ａに収容されている二成分現像剤８を回転しながら保持して、現像用開口において感光ドラム２１と近接して対向する現像領域を通過するよう搬送する現像ロール２４ｂや、筐体２４ａの収容室に収容されている現像剤８を回転して攪拌しながら現像ロール２４ｂに供給するよう搬送するスクリューオーガ等の搬送部材２４ｃや、現像ロール２４ｂに保持される現像剤の量（層厚）を規制する層厚規制部材２４ｄ等を備えている。

これらの現像装置２４（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）はいずれも、その現像ロール２４ｂ及び搬送部材２４ｃが図示しない回転駆動装置からの動力を受けて所要の方向に回転させられる。また、その現像ロール２４ｂに、後述する給電装置（６）から現像バイアス（ＤＢ）が供給される。現像バイアス（ＤＢ）としては、例えば、直流電圧に交流電圧を重畳したものが供給される。各現像装置２４における二成分現像剤８のトナーＴは、筐体２４ａ内において搬送部材２４ｃにより攪拌されながら搬送されることでキャリアと擦れ合い、これにより所要の極性（実施の形態１ではマイナス極性）に摩擦帯電される。
また、これらの現像装置２４（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）は、図１に示すように、補給用の現像剤（トナーのみ又はトナー及びキャリア）を個別に収容する着脱交換式の現像剤カートリッジ１４（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）から、図示しない補給装置を介して必要な量の補給用現像剤が補給されるよう構成されている。
二成分現像剤８のキャリアとしては、酸化鉄、ニッケル、コバルト等の磁性金属、フェライト、マグタイト等の磁性酸化物、磁性金属や磁性酸化物からなる芯材の表面に樹脂被覆層を形成してなる樹脂コートキャリア、磁性分散型キャリア等が適用される。

一次転写装置２５は、例えば、感光ドラム２１の表面に接触して回転するとともに一次転写バイアス（ＴＢ）が供給される一次転写ロール等の接触部材を備えた接触型の転写装置が採用されている。一次転写バイアス（ＴＢ）としては、トナーの帯電極性と逆の極性を示す直流の電流又は電圧が後述する給電装置（６）から供給される。この一次転写装置２５は、中間転写装置３の一部を構成するものとして扱ってもよい。
ドラム清掃装置２６は、清掃作業用開口が設けられた筐体２６ａと、一次転写位置を通過した後の感光ドラム２１の少なくとも像保持面に清掃作業用開口から接触して残留トナー等の不要物を除去する板状部材２６ｂ及び回転ブラシ２６ｃと、除去したトナー等の除去物を回収して図示しない回収容器にむけて送り出すスクリューオーガ等の送出部材２６ｄ等で構成されている。

中間転写装置３は、各作像装置２（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）における感光ドラム２１と一次転写装置２５（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３１と、中間転写ベルト３１をその内周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３２ａ〜３２ｄと、支持ロール３２ｂに支持されている部分の中間転写ベルト３１の外周面に所定の圧力で接触して回転する二次転写ロール３５と、中間転写ベルト３１の二次転写ロール３５を通過した外周面部分に残留して付着するトナー、紙粉等の不要物を除去するベルト清掃装置３６とで主に構成されている。

中間転写ベルト３１は、例えばポリイミド樹脂、ポリアミド樹脂等の基材にカーボン等の抵抗調整剤を分散した材料を用いて所要の厚さ及び電気抵抗値からなる無端状のベルトに形成されたものが採用されている。複数の支持ロール３２ａ〜３２ｄについては、例えば、支持ロール３２ａが中間転写ベルト３１の回転動力及び張力を付与する駆動ロール兼張力付与ロールとして、支持ロール３２ｂが二次転写のバックアップロールとして、支持ロール３２ｃ、３２ｄが中間転写ベルト３１の一次転写面を形成する面出しロールとして、それぞれ構成されている。二次転写装置は、二次転写ロール３５と支持ロール３２ｂで構成される。二次転写装置の二次転写ロール３５又は支持ロール３２ｂには、二次転写バイアス（ＮＢ）が後述する給電装置（６）から供給される。二次転写バイアス（ＮＢ）としては、二次転写ロール３５に供給する場合にはトナーの帯電極性と逆極性の直流の電流又は電圧が供給され、支持ロール３２ｂに供給する場合にはトナーの帯電極性と同極性の直流の電流又は電圧が供給される。

ベルト清掃装置３６は、清掃作業用の開口が設けられた筐体３６ａと、二次転写位置を通過した後の中間転写ベルト３１の少なくとも像保持面に清掃作業用開口から接触して残留トナー等の不要物を除去する板状部材３６ｂ及び回転ブラシ３６ｃと、除去したトナー等の除去物を回収して図示しない回収容器にむけて送り出すスクリューオーガ等の送出部材３６ｄ等で構成されている。

給紙装置４は、筐体１０に対して引出し自在に取り付けられ、所望のサイズ、種類等の記録用紙９を積載板４２の上に積み重ねた状態で収容する収容体４１と、収容体４１から記録用紙９を１枚ずつ搬送路にむけて送り出す送出装置４３を備えている。収容体４１は、単数に限らず、複数採用してもよい。

定着装置５は、その装置の筐体の内部に、所要の方向に回転駆動するとともに加熱手段により加熱されて表面温度が所要の温度に保持されるロール形態、ベルト形態等の加熱回転体５１と、この加熱回転体５１の回転軸方向にほぼ沿うように所要の圧力で接触して従動回転するロール形態、ベルト形態等の加圧回転体５２等を設置して構成されている。この定着装置５では、加熱回転体５１と加圧回転体５２が接触する領域が、トナー像を保持する記録用紙９が導入されて定着処理（加圧及び加熱）される定着処理部として形成される。

筐体１０には、図１に示されるように、給紙装置４における送出装置４３から、中間転写装置３における二次転写位置と定着装置５における定着処理部を経由して、排出収容部１２の手前位置に設けられた排出口１３に至るまで、記録用紙９を搬送するメインの用紙搬送路が配置されている。この用紙搬送路は、複数の搬送ロール対４５，４６，４７，４８，４９と、図示しない搬送ガイド材等で構成されている。特に搬送ロール対４７は、記録用紙９の二次転写位置への搬送時期や搬送姿勢を調整する等の機能を有するレジストロール対として構成されている。また、搬送ロール対４９は、記録用紙９を排出収容部１２に送り出すよう排出する排出ロールとして構成されている。

また、画像形成装置１は、図３に示されるように、前述した帯電バイアス（ＣＢ）、現像バイアス（ＤＢ）、一次転写バイアス（ＴＢ）、二次転写バイアス（ＮＢ）等を少なくとも供給する給電装置６を備えている。

給電装置６は、例えば、図示しない主電源から配分された電力が供給され、その供給される電力を更に配分して利用する４つの作像装置２（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）ごとに対応して分けられた給電部６１（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）と二次転写ロール３５に対応した給電部６３とで構成されている。給電部６１（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）はいずれも、その各作像装置２（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）における各帯電装置２２（帯電ロール）、現像装置２４（現像ロール２４ｂ）及び一次転写装置２５（一次転写ロール）に対して電気的に接続され、その各給電対象に必要な各バイアス（ＣＢ，ＤＢ，ＴＢ）を構成する電流又は電圧をそれぞれ生成して供給する。また、給電部６３は、二次転写ロール３５に電気的に接続され、その二次転写ロール３５に必要なバイアス（ＮＢ）を生成して供給する。

この給電装置６は、例えば、その給電動作（給電のＯＮ／ＯＦＦ動作をはじめ、電流値や電圧値などの条件を含む）が後述する制御装置（７）により制御される。また、この給電装置６においては、後述する制御装置（７）により、画像形成装置１の筐体１０内に配置されて筐体１０内の温度及び湿度を測定する測定器１５の測定結果（温度及び湿度の情報）を利用して、必要なバイアスの値を微調整するようになっている。この微調整が行われるバイアスは、例えば、一次転写バイアス及び二次転写バイアスである。また、微調整は、例えば、温度及び湿度をその範囲に応じて複数に区分するとともに、その各区分に適したバイアスの値を予め設定しておき、測定した温度及び湿度が含まれる区分に応じてバイアスの値を必要に応じて変更することで行われる。

また、画像形成装置１は、画像形成装置１における各動作を制御する制御装置７を備えている。
制御装置７は、演算処理装置、記憶素子、入出力装置、外部記憶装置などで構成されており、その入出力装置を介して、画像形成等の動作に必要な状況を検出する各種検出手段や入力装置と接続されて検出情報、入力情報などが入力され、また、制御対象となる機器（その制御部）と接続されて必要な制御情報を送信するようになっている。この制御装置７は、制御動作の開始のきっかけとなる情報などが入力されると、記憶素子等に格納される各種の制御プロブラム及びデータに基づいて必要な制御情報等を発信して各種機器の動作を制御している。また、この制御装置７は、例えば、上述した給電装置６におけるバイアスの供給動作及び調整動作の制御や、後述するトナー放出動作などの特殊な動作を実行するための制御も行うことがある。

さらに、画像形成装置１においては、作像装置２（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）の全部又は一部（少なくとも複数色のトナー）を選択して作動させることにより、４色（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）のトナーの全色又は一部の複数色を組み合わせて構成される多色画像を形成することができる。また、作像装置２（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）の１つを作動させることにより、例えばブラック等の１色のトナーで構成される単色画像を形成することもできる。

＜基本的な画像形成動作＞
この画像形成装置１によれば、以下のようにして基本的な画像形成動作が行われる。ここでは、４色（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）のトナー像を組み合わせて構成される多色画像、いわゆるフルカラー画像を形成する場合を例にして説明する。

画像形成動作（プリント）の要求指示を受けると、４つの作像装置２（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）において、ほぼ同様にしてトナー像の形成が行われる。
すなわち、各作像装置２（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）では、その各感光ドラム２１が矢印Ａの方向に回転し、各帯電装置２２がその帯電ロールに供給される帯電バイアス（ＣＢ）に基づいて発生する放電により各感光ドラム２１の像保持面を所要の極性（実施の形態１では例えばマイナス極性）及び電位にそれぞれ帯電させる。この帯電後、露光装置２３が、その各感光ドラム２１の帯電された像保持面に対して４つの色成分（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）に分解されて送信される画像信号に基づく露光（光の照射）をそれぞれ行う。これにより、各感光ドラム２１の像保持面に、所定の電位差で構成される各色成分の静電潜像を個別に形成する。

続いて、各作像装置２（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）では、各現像装置２４（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）が、感光ドラム２１の像保持面に形成された各色成分の静電潜像に対し、二成分現像剤８における所定の極性（マイナス極性）に帯電された各色（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）のトナーを現像ロール２４ｂにより磁性キャリア及びトナーからなる穂立ち状の磁気ブラシの状態にして供給するとともに、そのトナーを現像ロール２４ｂと感光ドラム２１の間に供給される現像バイアス（ＤＢ）に基づいて形成される現像電界により静電的に付着させることで現像する。これにより、各感光ドラム２１における各色成分の静電潜像が、その色成分に対応する４色（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）のトナー像ＴＩ（図２）としてそれぞれ顕像化される。

次に、各作像装置２（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）の感光ドラム２１上に形成された各色のトナー像が、中間転写装置３を中継して記録用紙９に転写される。
すなわち、各感光ドラム２１上に形成された各色のトナー像は、その各感光ドラム２１と回転する中間転写ベルト３１を挟んで一次転写装置２５とが接触する各一次転写位置まで搬送された後、その各一次転写位置において、一次転写装置２５の転写ロールに供給される一次転写バイアス（ＴＢ）に基づいて（中間転写ベルト３１を挟んで）感光ドラム２１との間に形成される一次転写電界により、その中間転写ベルト３１に対してそれぞれ静電的に一次転写される。

続いて、中間転写ベルト３１に一次転写されたトナー像は、中間転写ベルト３１の回転により二次転写位置まで搬送された後、その二次転写位置において、二次転写ロール３５に供給される二次転写バイアス（ＮＢ）に基づいて形成される二次転写電界により、給紙装置４から送り出された後に用紙搬送路を経由して所要のタイミングで搬送される記録用紙９に対して一括して静電的に二次転写される。

最後に、記録用紙９に転写されたトナー像は、定着装置５により定着される。
すなわち、中間転写装置３において二次転写が終了した記録用紙９は、その中間転写ベルト３１から剥離された後に定着装置５に搬送される。定着装置５では、トナー像が転写された記録用紙９が加熱用回転体５１と加圧用回転体５２の間の定着処理部に導入されて加熱及び加圧させる。これにより、トナー像を構成するトナーが溶融されて用紙９に定着される。この定着が終了した後の記録用紙９は、その片面への画像形成を行うだけの場合には、用紙搬送路を経由して筐体１０の排出口１３まで搬送された後、排出収容部１２に排出されて収容される。

以上の画像形成動作により、１枚の記録用紙９の片面に対して、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る。

＜トナー放出動作＞
また、画像形成装置１は、各作像装置２（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）において感光ドラム２１の表面に記録用紙９に転写しない放出用トナー像としてのトナーバンドＴｘを形成する動作（トナー放出動作）が実行されるよう構成されている。

このトナー放出動作は、例えば、像密度が相対的に低い画像を形成する動作が連続して行われた場合、現像装置２４内において二成分現像剤８のトナーが現像に使用されずに現像ロールから再び筐体２４ａ内に戻されるという現象が繰り返されることによりトナーが劣化することがあるため、その劣化したトナーを含むトナーの一部を現像装置２４から排出させて現像装置２４の筐体２４ａ内に存在する劣化したトナーの量を低減させる目的で行われるものである。ここで、トナーの劣化とは、例えば、帯電特性が低下して静電的な転写性能が低下する現象、トナーの粒子表面に付着させられている外添剤が粒子の内部に埋まり込むことにより付着力が増加して物理的な転写性能が低下する現象などである。また、このトナー放出動作は、例えば、制御装置７による制御動作の１つとして実行されるようになっている。

トナーバンドＴｘは、図４に例示されるように、感光ドラム２１の像保持面の全域（像形成可能領域Ｅ）において感光ドラム２１の軸方向（矢印Ｃで示す方向）に沿って一定の幅ｗで延びるような帯形状（細長い長方形）からなるトナー像である。トナーバンドＴｘの幅ｗは、感光ドラム２１の回転（周）方向Ａに沿う長さに相当する。また、トナーバンドＴｘは、予め定める一定の濃度（画像面積率など）で形成される。さらに、トナーバンドＴｘは、原則として、感光ドラム２１の回転方向Ａにおいて画像形成時に記録用紙９片面分の画像が形成される領域（画像形成割当領域）と次の記録用紙９の画像形成割当領域との間になる部分や、最終の画像形成動作が終了してから作像装置２、中間転写装置３等の動作が停止するまでの間における感光ドラム２１の領域に形成される。このトナーバンドＴｘの画像情報は、図示しない画像処理装置の記憶部等に格納されている。また、トナー放出動作の実行時期は、例えば、画像形成される枚数（プリント枚数）が予め設定する規定枚数（例えば４０枚）に達した時期などである。なお、トナーバンドＴｘの幅ｗ及び濃度については、通常、一定の値（幅及び濃度）を適用するが、その少なくとも一方について予め設定又は計測する条件に応じて変更した値を適用するよう構成しても構わない。

このトナー放出動作は、通常、一次転写装置２５に一次転写バイアス（ＴＢ）を供給しないことと、二次転写ロール３５に供給する二次転写バイアス（ＮＢ）の極性を通常の画像形成動作（放出用トナー像でない通常のトナー像を形成するときの動作）時における極性とは逆の極性にすること、記録用紙９を供給しないことが異なる点を除けば、通常の画像形成動作とほぼ同じ動作内容で行われる。

実際、トナー放出動作は、はじめに、感光ドラム２１の像保持面が帯電装置２２により帯電され、その帯電された像担持面に露光装置２３からトナーバンドＴｘの画像情報に応じた露光がなされてトナーバンドＴｘ用の静電潜像が形成された後、その静電潜像が現像装置２４により現像されることで、感光ドラム２１上にトナーバンドＴｘが形成される。
続いて、そのトナーバンドＴｘは、感光ドラム２１の回転に伴って搬送されるが、その多くが一次転写位置を通過してドラム清掃装置２６まで送られ、そのドラム清掃装置２６により除去されて回収される。また、そのトナーバンドＴｘを構成するトナーの一部が一次転写位置で中間転写ベルト３１に移行したとしても、その一部のトナーは二次転写位置を通過してベルト清掃装置３６まで送られ、そのベルト清掃装置３６により除去されて回収される。

したがって、トナー放出動作を行った場合は、現像装置２４からトナーが先ず感光ドラム２１に放出されるが、その放出されたトナーはドラム清掃装置２６及びベルト清掃装置３６によって回収される。そして、このトナー放出動作を行うことにより、現像装置２４に存在する劣化したトナーの放出を可能にしている。

ちなみに、このトナー放出動作においては、原則として、トナーバンドＴｘを構成するトナーは、感光ドラム２１が中間転写ベルト３１と接触する一次転写位置を通過したときに中間転写ベルト３１に一次転写されにくい。つまり、トナー放出動作の実行時には、前述したように一次転写装置２５に一次転写バイアス（ＴＢ）が供給されていないので、一次転写位置に通常の画像形成動作時における一次転写電界が形成されることがない。このため、そのトナーバンドＴｘを構成するトナーが、一次転写電界の作用を受けて中間転写ベルト３１に静電的に転写されることはない。なお実際には、トナーバンドＴｘを構成するトナーの一部は、一次転写バイアス（ＴＢ）が供給されていないときでも、そのトナー自身が有する物理的な付着力等により中間転写ベルト３１に移行する（例えば図８のNo.8におけるトナー残留率を参照）。

また、このトナー放出動作においては、トナーバンドＴｘを構成するトナーの一部が中間転写ベルト３１に移行したとしても、その移行したトナーが二次転写ロール３５に転移しにくい。つまり、トナー放出動作の実行時には、二次転写ロール３５に二次転写バイアス（ＮＢ）として通常の画像形成動作時とは逆極性のバイアスが供給されるので、二次転写位置には通常の二次転写電界とは逆方向に作用する二次転写電界が形成されることになる。このため、その中間転写ベルト３１に移行したトナーは、二次転写位置を通過する際、中間転写ベルト３１に静電的に付着するように維持されることで、二次転写ロール３５側に静電的に移行することはない。但しこの場合も、その移行したトナーの一部が上記物理的な付着力等により二次転写ロール３５に移行することもある。

また、このトナー放出動作を行った場合、特にドラム清掃装置２６に搬送されたトナーバンドＴｘを構成するトナーは、その多くが板状部材２６ｂによりかき取られて除去されるが、その一部が板状部材２６ｂの接触端部と感光ドラム２１の間に滞留する。
この滞留するトナー（トナー粒子とその外添剤など）は、板状部材２６ｂと感光ドラム２１の像保持面との間で潤滑剤のように作用する。これにより、板状部材２６ｂと感光ドラム２１の像保持面との間における摩擦力が低下するので、板状部材２６ｂの先端部が感光ドラム２１と摺擦することによる異音が発生しにくくなり、また板状部材２６ｂの接触端部のめくれや磨耗が発生しにくくなる。また、滞留するトナーは、感光ドラム２１の像保持面に付着する放電生成物を除去するように作用する。この結果、放電生成物の除去が良好に行われるようになり、また放電生成物の蓄積による感光ドラム２１の性能低下が抑制される。

ところで、本発明者らは、上述したような（従前の）トナー放出動作を行っている場合、以下の問題視すべき現象が発生することを究明した。

すなわち、トナー放出動作によりトナーバンドＴｘを感光ドラム２１に形成すると、現像装置２４からキャリアの一部も放出されてトナーバンドＴｘ中に存在することがあり、そのトナーバンドＴｘ中に存在するキャリアが中間転写ベルト３１に移行してから二次転写ロール３５にまで移行して次第に蓄積するようになる。この結果、その二次転写ロール３５に蓄積したキャリアが、通常の画像形成動作時に二次転写位置を通過する記録用紙９の裏面（二次転写ロール３５と接触する側の面）に付着してしまうという現象が発生することがある。
この記録用紙９裏面へのキャリア付着は、例えば、その裏面に画像を形成する場合（両面画像形成時に）、その記録用紙９の裏面のうちキャリアが存在する部分に対応する箇所において像抜け等の画質不良を誘発することになる。

また、本発明者らは、上述の現象（特に、トナーバンドＴｘ中に存在するキャリアが二次転写ロールにまで移行して蓄積すること）が以下のメカニズムで発生しているものと推定している。

すなわち、トナー像の形成時には、現像装置２４内に収容されてマイナス極性に帯電しているトナーの一部が現像に供されて感光ドラム２１に移行するが、現像装置２４内に収容されて摩擦帯電により通常はプラス極性に帯電しているキャリアの一部が、現像バイアス（ＤＢ）の供給により電荷が注入されて極性が逆転することで感光ドラム２１に静電的に移行してしまう場合があると考えられる。この点、トナーバンドＴｘの放出用トナー像を形成する場合も同様であるといえる。

そして、キャリアの挙動状況についてみると、まず、通常の画像形成動作においては、現像位置で感光ドラム２１に移行したキャリアの極性や移行先が、一次転写位置及び二次転写位置を通過する際に、図５の上段に示されるような状態で推移するものと考えられる。

具体的には、現像装置２４内にあるキャリアの一部は、現像バイアス（ＤＢ）のマイナス（−）極性による電荷の注入を受けてマイナス極性になって感光ドラム２１に静電的に移行した後、一次転写位置で一次転写ロールに供給される一次転写バイアス（ＴＢ）のプラス（＋）極性による電荷の注入を受けてプラス極性に戻される。これにより、感光ドラム２１に移行して一次転写位置を通過するときのキャリアは、マイナス極性に帯電されている感光ドラム２１に静電的に付着した状態になり、中間転写ベルト３１に静電的に移行することがない。

なおこの場合、一次転写位置で電荷の注入によりプラス極性になったキャリアの一部が仮に中間転写ベルト３１に移行したときには、その移行したキャリアは、二次転写位置で支持ロール（二次転写バックアップロール）３２ｂに供給される二次転写バイアス（ＮＢ）のマイナス極性による電荷の注入を受けてマイナス極性になることで静電的な反発力の作用を受けるようになり、中間転写ベルト３１から二次転写位置に供給される記録用紙９にまで移行することがある。
しかし、通常の画像形成動作では、キャリアが記録用紙９まで移行して付着することは極まれであって、１つの作像装置２から記録用紙９まで移行する量も極微量になる。その極微量とは、例えば、１枚のＡ３判用紙の片面に１０個以下となる程度の量である。このため、図５の上段の表では、二次転写位置でのキャリアの移行先について括弧書きで記録用紙と示しているが、これは記録用紙９が移行先となることが極まれであることを暗に示している。

次に、従前のトナー放出動作においては、現像位置で感光ドラム２１に移行したキャリアの極性や移行先が、一次転写位置及び二次転写位置を通過する際に、図５の下段に示されるような状態で推移するものと考えられる。

具体的には、現像装置２４内にあるキャリアの一部は、現像バイアス（ＤＢ）のマイナス（−）極性による電荷の注入を受けてマイナス極性になって感光ドラム２１に静電的に移行するが、その移行したキャリアは、一次転写位置で一次転写バイアス（ＴＢ）が供給されない（電位が略０Ｖになる）ことにより電荷の注入を受けることなくマイナス極性のままに維持される。これにより、感光ドラム２１に移行して一次転写位置を通過するときのキャリアは、マイナス極性に帯電されている感光ドラム２１（更には、その感光ドラム２１上に形成されてマイナス極性の表面電位になっているトナーバンドＴｘのトナー層）から静電的な反発力を受けるので、感光ドラム２１から中間転写ベルト３１に移行する。
続いて、中間転写ベルト３１に移行したキャリアは、二次転写位置で支持ロール３２ｂに供給される（逆極性の）二次転写バイアス（ＮＢ）のプラス極性による電荷の注入を受けてプラス極性になって静電的な反発力の作用を受けるようになり、中間転写ベルト３１から二次転写ロール３５に移行する。

以上により、従前のトナー放出動作を行った場合には、キャリアが二次転写ロール３５まで移行して蓄積しているものと考えられる。

＜トナー放出動作の改良＞
そこで、この画像形成装置１においては、制御装置７が、トナー放出動作を実行する際に、給電装置６から供給する一次転写バイアス（ＴＢ）として、放出用トナー像としてのトナーバンドＴｘに存在するキャリアに電荷の注入が可能である電流値又は電圧値以上の値からなる直流の電流又は電圧を供給するよう制御するように構成している。
要するに、従前のトナー放出動作の実行時においては一次転写バイアス（ＴＢ）を供給しないこと（電位を略０Ｖにすること）を制御条件の１つにしていたが、画像形成装置１のトナー放出動作の実行時には、一次転写バイアス（ＴＢ）として少なくとも上記電流値又は電圧値以上の直流の電流又は電圧を供給するよう変更している。

ここで、上記トナーバンドＴｘに存在するキャリアとは、感光ドラム２１上に形成したトナーバンドＴｘに含まれるキャリアである。また、上記キャリアに電荷の注入が可能である電流値又は電圧とは、トナーバンドＴｘに存在するキャリアの電荷の極性が一次転写バイアス（ＴＢ）の影響を受けて逆転するような電流値又は電圧値である。
この電荷の注入が可能である電流値又は電圧値は、例えば、温度２２℃、湿度５５％ＲＨの環境下において一定のトナーバンドＴｘを形成した後に一次転写バイアス（ＴＢ）の直流の電流又は電圧の値を種々変更したときの一次転写位置を通過させ、その一次転写位置を通過した直後の中間転写ベルト３１部分に転写されているトナー層（群）を粘着テープ等により採取した場合、そのトナー層中にキャリアが存在することが確認できなくなったときの電流又は電圧の値を確認することで測定することができる。上記確認対象であるトナー層中のキャリアの存在とは、例えばＡ４判用紙１枚片面当たり２０個以上存在することである。また、このときのキャリアは、フェライトの芯材の表面に樹脂を被覆した磁性キャリアであって、その電気抵抗値が１×１０⁸ Ωｃｍ以上１×１０¹⁴ Ωｃｍ以下、平均粒径が２０μｍ以上１００μｍ以下のものが適用される。
ちなみに、例えば富士ゼロックス株式会社製のプリンタ（DocuCentre-IV C2260）を用いて測定した場合、上記電荷の注入が可能な電流値は約２．７μＡになる。

上記電流値又は電圧値以上の値の電流又は電圧としては、予めトナーバンドＴｘに存在するキャリアに電荷の注入が可能である電流値又は電圧値を上記測定方法により測定して調べ、その測定値に基づいて設定した値の電流又は電圧が適用される。また、上記電流値又は電圧値以上の値の電流又は電圧については、最大でも、通常の画像形成動作時に供給する一次転写バイアスの電流値又は電圧値にする。その通常の画像形成動作時に供給する一次転写バイアスの電流値又は電圧値としては、例えば、各トナー放出動作を実行する直前の通常の画像形成動作に適用されていた一次転写バイアスの電流値又は電圧値を採用することができる。
また、トナー放出動作を実行する際に給電装置６における４つの作像装置２（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）にそれぞれ対応する給電部６１（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）から供給する一次転写バイアス（ＴＢ）は、給電部６１（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）毎に異なる値の電流又は電圧になるよう設定しても、あるいはすべて同じ値の電流又は電圧にするよう設定してもよい。

この画像形成装置１におけるトナー放出動作では、以下のメカニズムで、トナーバンドＴｘに存在するキャリアが中間転写ベルト３１ひいては二次転写ロール３５にまで移行することが抑制されるものと考えられる。
すなわち、図６に示されるように、現像バイアス（ＤＢ）のマイナス極性による電荷の注入によりマイナス極性になって感光ドラム２１に静電的に移行することによりトナーバンドＴｘ中に存在するキャリアは、一次転写位置で一次転写ロールに対してキャリアに電荷の注入が可能である電流値又は電圧値以上の値からなるプラス極性の電流又は電圧の一次転写バイアス（ＴＢ）が供給されるので、その一次転写バイアス（ＴＢ）のプラス極性による電荷の注入を受けてプラス極性に戻される。これにより、感光ドラム２１に移行して一次転写位置を通過するときのキャリアは、マイナス極性に帯電されている感光ドラム２１に静電的に付着した状態になり、中間転写ベルト３１に静電的に移行することがない。

なおこの場合、一次転写位置で電荷の注入によりプラス極性になったキャリアの一部が仮に中間転写ベルト３１に移行したときには、その移行したキャリアは、二次転写位置で支持ロール３２ｂに供給される二次転写バイアス（ＮＢ）のプラス極性による電荷の注入を受けてプラス極性になることで、静電的な反発力の作用により中間転写ベルト３１から二次転写ロール３５に移行することがあり得る。
しかし、この画像形成装置１におけるトナー放出動作では、キャリアが中間転写ベルト３１に転写することが殆どないので、二次転写ロール３５まで移行して付着することも殆どない。図６の表においても、二次転写位置でのキャリアの移行先について括弧書きで二次転写ロールと示しているが、これは二次転写ロールが移行先となることが極まれであることを暗に示している。

そして特に、上記電流値以上の値の電流としては、後述する試験の結果に基づいてトナーバンドｘに存在するキャリアが中間転写ベルト３１に移行することを確実に抑制する観点からすると、通常の画像形成動作時（トナー像を中間転写体に一次転写させるとき）に供給する一次転写バイアスの電流値の３０％以上の値からなる直流電流を供給するよう制御することが望ましい。

また、画像形成装置１においては、後述する試験の結果に基づいてトナーバンドＴｘのトナーがドラム清掃装置２６に供給されることを確保することも可能にする観点からすると、トナー放出動作を実行する際に給電装置６から供給する一次転写バイアス（ＴＢ）として、通常の画像形成動作時に供給する一次転写バイアスの電流値の７０％以下の値からなる直流電流を供給するよう制御することが望ましい。

＜試験１＞
はじめに、本発明者らは、従前のトナー放出動作を行った場合、キャリアの中間転写ベルトへの付着状況等について確認するための試験１を行った。

試験１は、画像形成装置１（の作像装置２Ｋのみ）を用いて、図７に示す条件（幅及び濃度）のトナーバンドＴｘを感光ドラム２１上に形成し、そのトナーバンドＴｘが仮に中間転写ベルト３１に一次転写されて二次転写位置を通過してベルト清掃装置３６の手前位置に達することを想定した場合のタイミングでトナー放出動作を強制的に中断させる。続いて、このときの中間転写ベルト３１においてトナーバンドＴｘが仮に一次転写されていると想定した場合に該当する領域に一定の幅の粘着テープを押し当ててテープ転写採取を行い、これによりキャリアの中間転写ベルト３１への付着状況とその付着量について調べた。
また、試験１では、このキャリアの付着状態等を調べることが終了した後、その中間転写ベルト３１をそのまま使用して通常の画像形成動作を行い、そのときの二次転写位置を通過させた記録用紙９の裏面にキャリアが付着しているか否かについても調べた。

そして試験１では、二成分現像剤８として、乳化重合法で作製したスチレンアクリルを主成分とした母粒子に外添剤を付着させた平均粒径５．２μｍのトナーと、Ｍｎ−Ｍｇ系のフェライト粒子（真比重４．６ｇ／ｃｍ³、体積平均粒径３５μｍ、飽和磁化６５ｅｍｕ／ｇ）にジエチルアミノエチルメタクリレート−スチレン−メチルメタクリレート共重合体とカーボンブラックからなる樹脂材料を被覆した平均粒径３５μｍ、電気抵抗値４×１０¹⁰Ωｃｍ（１０^3.8Ｖ／ｃｍの電界下でのキャリア抵抗）のキャリアを含むものを適用した。
トナー放出動作では、給電装置６から、現像バイアス（ＤＢ）として−３００Ｖの直流電圧に交流電圧を重畳した電圧を現像ロール２４ｂに供給し、二次転写バイアス（ＮＢ）として＋２ｋＶの直流電圧を供給する一方で、一次転写バイアス（ＴＢ）を供給せずに一次転写位置の電位差が略０Ｖになるようにした。二次転写バイアス（ＮＢ）は、トナーバンドＴｘが仮に中間転写ベルト３１に一次転写されて二次転写位置を通過すると想定される時期に、極性の切り替えが行われる。トナーバンドＴｘの濃度は、画像面積率である。二次転写ロール３５として、金属製の芯材に、カーボンを含有させたウレタンからなる弾性体層を形成した構造のもの（外径が約２０ｍｍφ）を適用した。

試験１の結果について以下の基準で評価した。このときの評価結果を図７に示す。
○：中間転写ベルト上にキャリアの付着なし。
△：中間転写ベルト上に微量のキャリア付着があるが、トナー放出動作後の通常の画像 形成動作時において記録用紙の裏面にキャリアの付着なし。使用許容の限界範囲内 である。
×：中間転写ベルト上にキャリアの付着があり、しかもトナー放出動作後の通常の画像 形成動作時において記録用紙の裏面にキャリアの付着あり。
××：中間転写ベルト上に多量のキャリア付着があり、しかもトナー放出動作後の通常 の画像形成動作時において記録用紙の裏面にキャリアの付着あり。

図７に示す結果から、トナーバンドＴｘの幅ｗが広くなるほど、キャリアの中間転写ベルトへの付着量が増加する傾向にある。
ただし、トナーバンドＴｘの幅ｗが５０ｍｍ以下であれば、キャリアが二次転写ロールまで移行することを確実に抑制できることが確認されている。これは、トナーバンドＴｘの幅ｗが狭くなるにつれて、放出されるトナー量が少なくなって現像装置２４内におけるトナー濃度（ＴＣ）の低下が少なくなり、現像電界によるキャリアへの電荷注入が起こりにくくなることにより、電荷注入したキャリアが感光ドラム２１に移行する量も少なることに起因するものと推測される。
また、トナーバンドＴｘの幅ｗを例えば２００ｍｍのように広くする場合でも、その濃度を下げれば、キャリアの中間転写ベルトへの付着が低減されることもわかる。トナーバンドＴｘを形成しない場合（幅ｗが０の場合）には、キャリアの付着が認められなかった。

ちなみに、実際のトナー放出動作では、４つの作像装置２（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）で各色のトナーバンドＴｘがそれぞれ形成され、その各色のトナーバンドＴｘにそれぞれ分散して存在するキャリアが最終的に二次転写ロール３５に集められるよう移行することになるので、それらのキャリアが二次転写ロール３５にあたかも濃縮（集積）されたように蓄積される。

＜試験２＞
次に、本発明者らは、試験１の知見に基づいて、トナー放出動作を行う際の一次転写バイアス（ＴＢ）の条件を変更した場合、キャリアの中間転写ベルトへの付着状況等について確認するための試験２を行った。

試験２は、富士ゼロックス株式会社製のプリンタ（DocuCentre-IV C2260）を改造して得た画像形成装置１（の作像装置２Ｋのみ）を用いて、図８に示す条件の一次転写バイアス（直流の電流）の供給を供給装置６から定電流制御で行って図８に示す条件（幅）のトナーバンドＴｘを感光ドラム２１上にそれぞれ形成し、試験１の場合と同様にして、その各キャリアの中間転写ベルト３１への付着状況とその付着量について調べた。
また、試験２では、上記各条件の一次転写バイアスの供給等を行ってトナーバンドＴｘを形成したとき、その各トナーバンドＴｘが一次転写位置を通過した後に感光ドラム２１上に残留するトナーの残留状況とその残留率について調べた。

試験２は、以下に説明する部分を除き、試験１と同じ条件に基づいて行った。
すなわち、トナーバンドＴｘはいずれも、その幅ｗが２００ｍｍであり、その濃度が画像面積率１００％であるものを形成した。一次転写バイアス（ＴＢ）の制御割合は、通常の画像形成動作における一次転写バイアスの直流電流の値を基準値の１００％としたとき、その基準値に対する割合で示している。このときの基準値とする一次転写バイアスの直流電流の値は、上記条件のトナーバンドＴｘのトナー像を中間転写ベルト３１に対して９９％以上の転写効率（温度２２℃、湿度５５％ＲＨの環境下の効率）で一次転写させることができる場合のプラス極性の電流値を採用した。
また、感光ドラム２１上に残留するトナーについては、トナーバンドＴｘが一次転写位置を通過した直後のタイミングで画像形成装置１を強制的に停止させた後、その感光ドラム２１の各トナーバンドＴｘが形成された各領域内のトナーを吸引して採取し、その採取したトナーの質量を計測した。また、そのトナーの残留率については、その計測されたトナーの質量（ｍ）の、上記条件のトナーバンドＴｘを感光ドラムに形成したときの（一次転写位置を通過する前の）感光ドラム上に存在するトナーの質量（Ｍ）に対する百分率［（ｍ／Ｍ）×１００］を算出することで求めた。

試験２のキャリア付着状況の結果については試験１の場合と同じ基準で評価し、またトナー残留状況の結果については以下の基準で評価した。このときの評価結果を図８に併せて示す。
○：感光ドラム上に比較的多く（残留率２０％以上）のトナー残留あり。
△：感光ドラム上に僅かな量のトナー残留があり、ドラム清掃装置の板状部材にトナー が供給されて板状部材の接触端部と感光ドラムとの間に滞留している。使用許容の 限界範囲である。
×：感光ドラム上に微量のトナー残留があるが、ドラム清掃装置の板状部材にトナーが 供給されても板状部材の接触端部と感光ドラムとの間に滞留していない。

図８に示す結果から、トナー放出動作を行う際に一次転写バイアス（ＴＢ）として制御割合が３０％以上の直流電流を供給した場合（No．１〜６）には、キャリアの中間転写ベルトへの移行を抑制できることがわかる。また、このときの一次転写バイアス（ＴＢ）として制御割合が４０％以上の直流電流を供給した場合（No．１〜５）には、キャリアの中間転写ベルトへの移行をより確実に抑制できることもわかる。
したがって、トナー放出動作を行うことがあっても、そのトナー放出動作を実行する際に一次転写バイアス（ＴＢ）として、少なくともトナーバンドＴｘに存在するキャリアへの電荷の注入が可能な電流値の直流電流を供給すれば、そのキャリアが中間転写ベルトに移行することを抑制できることが確認できた。

また、図８に示す結果から、トナー放出動作を実行する際に一次転写バイアス（ＴＢ）として制御割合が８０％を超える直流電流を供給した場合（No．１、２）には、トナーバンドＴｘを構成するトナーが一次転写位置を通過した後に感光ドラムに残留せず、ドラム清掃装置２６の板状部材２６ｂにむけて供給されにくくなることがわかる。
この場合は、例えば、ドラム清掃装置２６における板状部材２６ｂの接触端部の磨耗が発生しやすくなるおそれがあり、また、その板状部材２６ｂによる感光ドラム２１の像保持面に付着した放電生成物の除去が良好になされなくなり、ひいては放電生成物の蓄積による感光ドラム２１の性能低下を誘発するおそれがある。
したがって、このような不具合を回避することを考慮した場合、トナー放出動作を実行する際に一次転写バイアス（ＴＢ）としては、少なくとも通常の画像形成動作時に供給するときの電流値の７０％以下の値からなる直流電流を供給すること（No．３〜８の場合）が望ましいことがわかる。

そして、試験２の結果について総合すると、トナー放出動作を実行する際に一次転写バイアス（ＴＢ）として、通常の画像形成動作時に供給するときの電流値の３０％以上７０％以下の範囲の値からなる直流電流を供給する場合（No．３〜６の場合）には、トナー放出動作を行うことがあっても、キャリアの中間転写ベルトへの移行（最終的には二次転写ロールへの移行）を抑制することと感光ドラムのドラム清掃装置（の板状部材）へのトナーの供給を確保することを両立できることがわかる。さらには、その一次転写バイアス（ＴＢ）として、通常の画像形成動作時に供給するときの電流値の４０％以上５０％以下の範囲の値からなる直流電流を供給した場合（No．４〜５の場合）には、上記両立をより確実に実現できることがわかる。

なお、本発明者らの研究によれば、トナーバンドＴｘとして幅ｗが２００ｍｍよりも狭い範囲（７０ｍｍ以上２００ｍｍ以内）のものを形成して試験２を同様に行った場合も、キャリアの付着状況及びトナーの残留状況（残留率）の結果がほぼ似た傾向の結果になる（特にキャリアの付着量は幅ｗが狭くなるにつれて減少する傾向にある）ことが確認されている。
また、上記試験１，２では、トナー放出動作を実行するときに供給する一次転写バイアスとして直流の電流を制御して供給する場合を例示したが、その一次転写バイアスとして、直流の電圧を前述したキャリアに電荷の注入が可能である電圧値の値に制御して供給するよう構成することも可能である。

また、上記画像形成装置１においては、二次転写ロール３５に付着してトナーを中間転写ベルト３１に転移させてベルト清掃装置３６で除去する目的で、非画像形成動作時に給電装置６（給電部６３）から支持ロール３２ｂ（又は二次転写ロール３５）に対して二次転写バイアス（ＮＢ）の極性を逆転させるように切り替えて供給する動作、いわゆる二次転写清掃動作を実行することを制御装置７の制御動作の１つとして付加することができる。この二次転写清掃動作を実行した場合には、二次転写ロール３５に付着したトナーが（帯電極性が逆の極性になっているトナーであっても）、二次転写バイアスの供給により二次転写ロール３６と中間転写ベルト３１の間に形成される極性が変更される電界の作用を受けて中間転写ベルト３１に静電的に転移し、最終的にベルト清掃装置３６で回収されるようになる。

そして、本発明者らの研究によれば、トナー放出動作を複数回にわたり実行することで二次転写ロール３５まで移行して付着するキャリアは、上記二次転写清掃動作を実行したとしても、中間転写ベルト３１に転移して最終的にベルト清掃装置３６で回収されるという効果がトナーに比べて非常に少ないことが確認されている。これは、二次転写ロール３５に付着するキャリアが、二次転写清掃動作時に極性が切り替えられて供給される二次転写バイアスによる電荷の注入によってキャリアの極性も変更されてしまうため、二次転写ロール３６と中間転写ベルト３１の間に形成される電界の作用を受けて中間転写ベルト３１に静電的に転移する率が低くなることが原因であると考えられている。

［他の実施の形態］
実施の形態１では、トナー放出動作を実行する際に一次転写バイアスを予め設定した範囲の電流値に制御して供給する場合について例示したが、それ以外にも、以下のように構成することもできる。
例えば、キャリアの電荷の注入が発生しにくい環境下にある場合には、トナー放出動作を実行する際に供給する一次転写バイアスについて、通常の画像形成動作時における一次転写バイアスの電流値に対して比較的小さい割合（例えば０％を超えかつ３０％以下）の値の直流電流にするよう調整するように構成する。キャリアの電荷の注入が発生しにくい環境とは、例えば、低湿度の環境などが挙げられる。
このように構成した場合には、一次転写バイアスの電流値を比較的小さい割合にするにもかかわらず、トナー放出動作を実行しても、キャリアの中間転写ベルト３１への転移を確実に抑制できることに加え、トナーのドラム清掃装置２６への供給を確実に確保することもできる。

また、実施の形態１では、画像形成装置として作像装置２が４つの作像装置２（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）で構成されている場合の画像形成装置を例示したが、それ以外の数（１つを含む）の作像装置で構成される画像形成装置であってもよい。さらに、給電装置６の動作を制御する制御手段については、制御装置７に代えて、給電装置専用の制御装置を適用しても構わない。

１ …画像形成装置
２ …作像装置
６ …給電装置
７ …制御装置（制御手段の一例）
８ …二成分現像剤
９ …記録用紙（記録媒体の一例）
２１…感光ドラム（像保持体の一例）
２４…現像装置
２５…一次転写装置
２６…ドラム清掃装置（第１清掃装置の一例）
３１…中間転写ベルト（中間転写体の一例）
３５…二次転写ロール（二次転写装置の一例）
３６…ベルト清掃装置（第２清掃装置の一例）
Ｔ …トナー
ＴＩ…トナー像
Ｔｘ…トナーバンド（放出用トナー像）
ＤＢ…現像バイアス
ＴＢ…一次転写バイアス
ＮＢ…二次転写バイアス

Claims (2)

1. 中間転写体と、
   静電潜像が形成される像保持体と、前記像保持体上の静電潜像をトナー及びキャリアを含む二成分現像剤により現像してトナー像にする現像装置と、前記像保持体上のトナー像を前記中間転写体に一次転写する一次転写装置と、前記像保持体の転写後の表面に接触して清掃する第１清掃装置とを有する作像装置と、
   前記作像装置から前記中間転写体に転写されたトナー像を記録媒体に二次転写する二次転写装置と、
   前記中間転写体の転写後の表面に接触して清掃する第２清掃装置と、
   前記現像装置に現像バイアスを、前記一次転写装置に一次転写バイアスを、前記二次転写装置に二次転写バイアスをそれぞれ供給する給電装置と、
   前記作像装置において記録媒体に転写しない放出用トナー像を前記像保持体に形成するトナー放出動作を実行するよう制御する制御手段と、
   を備え、
   前記制御手段は、前記トナー放出動作を実行する際、前記給電装置から供給する前記一次転写バイアスとして、前記放出用トナー像に存在する前記キャリアに電荷の注入が可能である電流値以上の値からなる直流の電流であって、前記放出用トナー像ではない通常のトナー像を前記中間転写体に一次転写させるときの電流値の３０％以上かつ７０％以下の範囲の値からなる直流の電流を供給するよう制御する画像形成装置。
2. 前記制御手段は、前記トナー放出動作を実行する際、前記給電装置から供給する前記一次転写バイアスとして、前記放出用トナー像ではない通常のトナー像を前記中間転写体に一次転写させるときの電流値の４０％以上かつ５０％以下の範囲の値からなる直流の電流を供給するよう制御する請求項１に記載の画像形成装置。

Images