JP2004086107A - 画像形成装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】簡便な方法により必要最低限のトナー入力と必要最低限の動作を行うことでフィルミング物質を除去し、像流れ、あるいはトナー像のかすれや地汚れ等が無く、優れた画質が得られる画像形成装置を提供する。
【解決手段】像担持体上の残留トナーをモータ駆動のクリーニングブラシによってクリーニングする手段を有する画像形成装置の前記駆動モータの起動電流値を検知し、この起動電流値が基準値（フィルミングしない場合とフィルミングした場合の起動電流値の中間値）と比較して大きい場合にはトナー入力を行わず、小さい場合には、フィルミングが発生しかけていると判断してクリーニング手段へのトナー入力量を増やす制御を行い、トナー入力をジョブ終了時に行う。
【選択図】 図３
【解決手段】像担持体上の残留トナーをモータ駆動のクリーニングブラシによってクリーニングする手段を有する画像形成装置の前記駆動モータの起動電流値を検知し、この起動電流値が基準値（フィルミングしない場合とフィルミングした場合の起動電流値の中間値）と比較して大きい場合にはトナー入力を行わず、小さい場合には、フィルミングが発生しかけていると判断してクリーニング手段へのトナー入力量を増やす制御を行い、トナー入力をジョブ終了時に行う。
【選択図】 図３
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、クリーニングブラシによって像担持体上の残留トナーをクリーニングする手段を有する画像形成装置に関し、特に像担持体上に形成されるフィルミング物質を除去する機能を備えた画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、像担持体に静電潜像を形成し、これをトナーによって可視画像化すると共に、そのトナー像を転写材（転写紙）に転写して像担持体を繰り返し使用する形式の画像形成装置は周知である。このような画像形成装置は、例えば電子写真複写機、プリンタあるいはファクシミリ等として構成される。ところで、この種の画像形成装置においては、ＮＯｘや硝酸化合物、トナーのワックス（ＷＡＸ）成分、紙粉等が像担持体表面に固着する、いわゆるフィルミング現象が発生する。このフィルミング現象が発生すると、トナー像のかすれや、像流れ、地汚れ等が生じ、トナー像の画質の低下に繋がる。
【０００３】
このフィルミングを除去する方法は、従来より多数提案されている。研磨材や研磨ブラシで像担持体表面を研磨しながらフィルミングを除去したり、ブレードやブラシを像担持体に圧接させてフィルミングを掻き取るといった方法などが知られている。ブレードやブラシを像担持体に圧接させて像担持体を研磨する際に、トナーを介するとフィルミング除去能力が向上することは周知である。
すなわち、画像面積率が低いと像担持体にフィルミングしやすく、一方トナー入力量が多いとトナー研磨材として働いてフィルミング物質が削り取られ、クリーニング効果が発現する。
【０００４】
このような効果を利用するものとして、フィルミングの生成に影響を及ぼす湿度と温度を管理する方法、すなわち電子写真装置内に設けた温度と湿度のセンサの信号に応じ、研磨摺擦に使用するトナー量と時間を制御する方法が提案されている（特開２００２−０１４５８９号公報）。しかし、この方法では各センサを装備しなければならずコストアップになるという不都合が発生する。
【０００５】
また、クリーニングブラシを像担持体に圧接させて像担持体を研磨する際、像担持体の移動方向に対して、クリーニングブラシをカウンター方向に回転させるとフィルミング除去能力が上がることが従来より知られている。しかし、圧接による摩耗等により像担持体の寿命が短くなる問題がある。一方、クリーニングブラシを像担持体に対しトレーリング方向に回転させると、寿命は長くなるが、研磨能力が低下するという難点がある。そのため、像担持体の高寿命化に対応できるようなクリーニングブラシのクリーニング条件向上が要望されている。
【０００６】
像担持体上のフィルミング物質除去のため、像担持体周辺位置に設けられ、像担持体に対して移動可能な支持機構により圧接するようにされたクリーニングブラシにより、所定コピー枚数毎にクリーニングする方法が提案されている（特開平５−８０６８３号公報）。しかし、この方法ではフィルミング物質がどの程度像担持体上に付着しているのか検知ができず、クリーニングの要、不要の判定ができないため、フィルミング物質が付着していない場合においても像担持体表面を圧接により削ることになるので寿命低減に繋がってしまうという問題がある。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記のような問題点に鑑みてなされたもので、その目的は必要最低限のトナー入力と必要最低限の動作を行うことでフィルミング物質を除去することができ、像流れ、あるいはトナー像のかすれや地汚れ等が無く、優れた画質が得られる画像形成装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明に係るモータ駆動のクリーニングブラシによって像担持体上の残留トナーをクリーニングする手段を有する画像形成装置は、起動電流値変動に連動して、クリーニングブラシへの残留トナー入力量を制御・供給し、転写紙の所定通紙枚数（コピー枚数）時に前記像担持体上に形成されるフィルミング物質を必要最低限のトナー入力と必要最低限の動作で除去する機能を備えたことによって、像流れ、トナー像のかすれや地汚れ等の発生を防止し、優れた画質のトナー像を実現したものである。以下、本発明について具体的に説明する。
【０００９】
請求項１に係る発明は、像担持体上の残留トナーを少なくともモータ駆動のクリーニングブラシによってクリーニングする手段を有する画像形成装置において、該駆動モータの起動電流値変動に連動して、転写紙の所定通紙枚数時に前記残留トナーの入力量を制御・供給し、前記像担持体上に形成されるフィルミング物質を除去する機能を備えたことを特徴とする画像形成装置である。
【００１０】
請求項１の画像形成装置においては、クリーニングブラシ駆動モータの静トルク値の変動に対応して変化する起動電流値に連動して、転写紙の必要に応じた所定通紙枚数（コピー枚数）のジョブ終了時にトナー入力量を制御・供給することにより、像担時体に付着したフィルミング物質が除去されるため、像流れ、トナー像のかすれ、あるいは地汚れ等の発生が解消されて不具合のない安定した画像が得られる。
【００１１】
請求項２に係る発明は、前記残留トナー入力量の制御・供給を、ジョブ終了時に転写状態を解除して行うようにした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。
【００１２】
請求項２の画像形成装置においては、ジョブ終了時であるため、転写状態が解除、すなわち転写手段による転写紙の搬送が中止され、像担持体上のトナーが転写紙に写し取られるように印加される電界がｏｆｆ状態とされ、転写電流が流れない状態となっている。転写手段は像担持体から離れている。なお、転写状態の場合には、転写手段の転写電流により転写紙に電荷が与えられ、静電的に像担持体上のトナーが転写紙に写し取られる。
上記のように転写状態が解除される環境では転写紙へのトナー移動が無く、入力トナーは全て直接クリーニング用として利用されてフィルミング物質が除去される。これによって、高品質の画像が得られる。
【００１３】
請求項３に係る発明は、前記残留トナー入力量の制御・供給を、転写紙の通紙間に転写状態を解除して行うようにした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。
【００１４】
請求項３の画像形成装置においては、トナー入力量の制御・供給を連続通紙時等の転写紙の通紙間（順次搬送されてくる各転写紙において、次の転写紙が搬送されてくるまでの間：搬送紙未輸送時）に行うことができるため、更に時間が有効活用されてフィルミング物質の除去が可能となる。これによって、連続通紙においても像流れ等の不具合が発生しない高品位の画像が安定して得られる。
【００１５】
請求項４に係る発明は、前記残留トナー入力量の制御・供給を、転写紙への転写状態を維持したままで転写電流値を制御して行うようにした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。
【００１６】
請求項４の画像形成装置においては、高電圧電源からの転写電流値を制御、すなわち転写電流値を下げ、転写効率を減じるように制御して像担持体上の残留トナーを増量し、転写紙への転写状態を維持したままトナーが入力される。いわゆる転写手段による転写紙の搬送状態を保ち、像担持体上のトナーが転写紙に写し取られるように転写電流が流れる状態（電界ｏｎ状態）で、転写紙を連続通紙したままでトナーが入力されるため、転写状態解除のために要する無駄な時間を費やすことなく必要最低限の動作によって像担持体に付着したフィルミング物質が除去される。これによって、転写動作が簡便化され、連続通紙でも像流れ等の不具合が発生せずに高品位の画像が安定して得られる。
【００１７】
請求項５に係る発明は、前記残留トナー入力量の制御・供給を、転写紙への転写状態を維持したままで転写電流値を制御して行うと共に、転写紙の画像濃度が低下しないように現像ポテンシャルを制御するようにした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。
【００１８】
上記請求項５の転写電流値を下げ、像担持体上の残留トナーを増量した場合には、転写効率が減じて画像濃度が低下する傾向があり不都合の場合がある。
このため、請求項５の画像形成装置においては、現像ポテンシャルを制御、すなわち高めて制御することにより、像担持体へのトナー供給量が増加し、転写時における転写電流値を下げ転写効率が減じてても画像濃度を維持することができる。また、請求項４と同様に転写状態解除のために要する無駄な時間を費やすことなく必要最低限の動作によって像担持体に付着したフィルミング物質が除去され、転写動作が簡便化され、連続通紙でも像流れ等の不具合が発生せずに高品位の画像が安定して得られる。
【００１９】
請求項６に係る発明は、前記クリーニングブラシの前記像担持体に対する圧接力を可変とし、転写紙の所定通紙枚数時における検知起動電流値変動が連続して残留トナーの入力を要する場合に、前記残留トナー入力の連続回数に応じて前記圧接力を大とするように制御すると共に、残留トナーの入力量を制御・供給して強固に固着したフィルミング物質を除去するようにした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。
【００２０】
請求項６の画像形成装置においては、フィルミング物質が強固に固着した場合、所定通紙枚数時における残留トナーの入力を要する検知起動電流値変動が連続することになるが、このような問題を回避するため、クリーニングブラシの像担持体に対する圧接力を可変とする（クリーニングブラシ加圧機構を設ける）。
例えば、残留トナー入力を要する閾値または基準値を検出した場合、連続所定回数（例えば３回）後に、残留トナー入力と同時にクリーニングブラシ加圧機構によりクリーニングブラシの像担持体に対する食い込み量を大きくして圧接力を高めるように制御を行い、像担持体表面のフィルミング物質を通常よりも多く、早く除去することにより、連続通紙でも像流れ等の不具合が発生せずに高品位の画像が安定して得られる。
【００２１】
請求項７に係る発明は、前記モータ駆動のクリーニングブラシの回転方向を前記像担持体の移動方向に対しトレーリング方向あるいはカウンター方向に切り替え可能とし、転写紙の所定枚数時における検知起動電流値変動が残留トナーの入力を要しない場合にトレーリング方向の回転にし、残留トナーの入力を要する場合にカウンター方向の回転にして制御し、フィルミング物質を除去するようにした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。
【００２２】
請求項７の画像形成装置においては、残留トナーの入力を要しない場合と入力を要する場合、すなわちフィルミング物質の付着状態に応じて、クリーニングブラシの回転方向を像担持体の移動方向に対して、それぞれトレーリング方向の回転、あるいはカウンター方向の回転とすることにより、像担持体表面の研磨を低減し、かつ必要最小限のトナー入力で効率的にフィルミング物質を除去することができるため、連続通紙でも像流れ等の不具合が発生せずに高品位の画像が安定して得られる。
【００２３】
請求項８に係る発明は、前記クリーニングブラシをカウンター方向の回転に切り替える場合のみ、前記残留トナー入力要の連続検出回数に応じてクリーニングブラシの回転数を増加して制御し、フィルミング物質を除去するようにした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。
【００２４】
請求項８の画像形成装置においては、クリーニングブラシをカウンター方向の回転に切り替える場合のみ、残留トナー入力要の連続検出回数に応じて、すなわちフィルミング物質が強固に付着している場合には、クリーニングブラシの回転数を増やして制御し、除去を早めるようにした。
これによって、像担持体表面の研磨を低減すると共に、効率的にフィルミング物質を除去することができるため、連続通紙でも像流れ等の不具合が発生せずに高品位の画像が安定して得られる。
【００２５】
請求項９に係る発明は、像担持体上の残留トナーを少なくともモータ駆動のクリーニングブラシによってクリーニングする手段を有する画像形成装置において、予めトナーの消費効率が小となるように転写紙の通紙累積枚数と前記駆動モータの起動電流値とをそれぞれ閾値化して、像流れ発生および像流れ非発生に応じて残留トナーの入力量を設定し、該設定値に基づいて転写紙の所定通紙枚数時にトナーの入力量を制御・供給し、像担持体上に形成されるフィルミング物質を除去する機能を備えたことを特徴とする画像形成装置である。
【００２６】
請求項９の画像形成装置においては、通紙累積枚数と起動電流値とに応じて、予めトナーの消費効率が小となるようにクリーニングブラシへの残留トナー入力量が設定されており、この設定値を基にしてトナー入力量の制御・供給を行うので必要以上のトナーを消費することがない。これによって、更に効率良くフィルミング物質の除去が可能となり、安定した高品質画像が得られる。
【００２７】
請求項１０に係る発明は、前記残留トナー入力量の制御・供給を、ジョブ終了時に転写状態を解除して行うようにしたことを特徴とする請求項９に記載の画像形成装置である。
【００２８】
請求項１０の画像形成装置においては、ジョブ終了時であるため転写状態が解除されており、前記請求項２と同様に、像担持体上のトナーが転写紙に写し取られることが無く、入力トナーは全て直接クリーニング用として利用されてフィルミング物質が除去される。これによって、高品質の画像が得られる。
【００２９】
請求項１１に係る発明は、前記残留トナー入力量の制御・供給を、転写紙の通紙間に転写状態を解除して行うようにしたことを特徴とする請求項９に記載の画像形成装置である。
【００３０】
請求項１１の画像形成装置においては、トナー入力量の制御・供給を連続通紙時等の転写紙の通紙間に行うことができるため、前記請求項３と同様に更に時間が有効活用されてフィルミング物質の除去が可能となる。これによって、連続通紙においても像流れ等の不具合が発生しない高品位の画像が安定して得られる。
【００３１】
請求項１２係る発明は、前記残留トナー入力量の制御・供給を、転写紙への転写状態を維持したままで転写電流値を制御して行うようにしたことを特徴とする請求項９に記載の画像形成装置である。
【００３２】
請求項１２の画像形成装置においては、請求項４と同様に、転写紙への転写状態を維持したまま転写電流値を下げ、転写効率を減じるように制御して像担持体上の残留トナーを増量し、転写紙を連続通紙したままトナーが入力されるため転写状態解除のために要する無駄な時間を費やすことなく必要最低限の動作によって像担持体に付着したフィルミング物質が除去される。これによって、転写動作が簡便化され、連続通紙でも像流れ等の不具合が発生せずに高品位の画像が安定して得られる。
【００３３】
請求項１３に係る発明は、前記残留トナー入力量の制御・供給を、転写紙への転写状態を維持したままで転写電流値を制御して行うと共に、転写紙の画像濃度が低下しないように現像ポテンシャルを制御するようにしたことを特徴とする請求項９に記載の画像形成装置である。
【００３４】
請求項１３の画像形成装置においては、前記請求項５と同様に現像ポテンシャルを制御することにより像担持体へのトナー供給量を増加するため、転写時における転写電流値を下げて転写効率が減じても画像濃度を維持することができる。また、転写状態解除のために要する無駄な時間を費やすことなく必要最低限の動作によって像担持体に付着したフィルミング物質が除去され、転写動作が簡便化され、連続通紙でも像流れ等の不具合が発生せずに高品位の画像が安定して得られる。
【００３５】
請求項１４に係る発明は、前記クリーニングブラシの前記像担持体に対する圧接力を可変とし、転写紙の所定通紙枚数時における検知起動電流値変動が連続して残留トナーの入力を要する場合に、前記残留トナー入力の連続回数に応じて前記圧接力を大とするように制御すると共に、残留トナーの入力量を制御・供給して強固に固着したフィルミング物質を除去するようにしたことを特徴とする請求項９に記載の画像形成装置である。
【００３６】
請求項１４の画像形成装置においては、前記請求項６と同様にクリーニングブラシの像担持体に対する圧接力を可変とすることによって、フィルミング物質が強固に固着した場合でも通常よりも多く、早く除去することにより、連続通紙でも像流れ等の不具合が発生せずに高品位の画像が安定して得られる。
【００３７】
請求項１５に係る発明は、前記モータ駆動のクリーニングブラシの回転方向を前記像担持体の移動方向に対しトレーリング方向あるいはカウンター方向に切り替え可能とし、転写紙の所定枚数時における検知起動電流値変動が残留トナーの入力を要しない場合にトレーリング方向の回転にし、残留トナーの入力を要する場合にカウンター方向の回転にして制御し、フィルミング物質を除去するようにしたことを特徴とする請求項９に記載の画像形成装置である。
【００３８】
請求項１５の画像形成装置においては、残留トナーの入力を要しない場合と入力を要する場合に応じて、クリーニングブラシの回転を像担持体の移動方向に対して、それぞれトレーリング方向、あるいはカウンター方向とする制御により、前記実施例７と同様に像担持体表面の研磨を低減し、かつ必要最小限のトナー入力で効率的にフィルミング物質を除去することができるため、連続通紙でも像流れ等の不具合が発生せずに高品位の画像が安定して得られる。
【００３９】
請求項１６に係る発明は、前記クリーニングブラシをカウンター方向の回転に切り替える場合のみ、前記残留トナー入力要の連続検出回数に応じてクリーニングブラシの回転数を増加して制御し、フィルミング物質を除去するようにしたことを特徴とする請求項９に記載の画像形成装置である。
【００４０】
請求項１６の画像形成装置においては、上記請求項１５でクリーニングブラシをカウンター方向の回転に切り替える場合に、フィルミング物質の付着の状況に応じてクリーニングブラシの回転数を制御することにより除去を早めるようにしたことによって、前記実施例８と同様に像担持体表面の研磨を低減すると共に、効率的にフィルミング物質を除去することができ、連続通紙でも像流れ等の不具合が発生せずに高品位の画像が安定して得られる。
【００４１】
請求項１７に係る発明は、前記残留トナーを回収し再利用するリサイクル手段を備えたことを特徴とする請求項１〜１６のいずれかに記載の画像形成装置である。
【００４２】
請求項１７に記載の画像形成装置においては、残留トナーのリサイクル手段を備えることによってトナーの消費量を低減し、トナーイールドの低下を招くことなくフィルミング物質を除去することができ、更に無駄を省くことが可能となる。
【００４３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について説明する。
図１に本発明の画像形成装置における一例である主要構成を示す概略模式図を参考にしながら本発明を更に説明する。なお、本発明の画像形成装置は、以下の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲でその他の構成が取り得る。
【００４４】
本発明の画像形成装置は、図１に例示するように感光体で構成された像担持体１の周辺に、帯電手段２、現像手段３、転写手段４、図示しないモータで駆動するクリーニングブラシ５とクリーニングブレード６とを備えたクリーニング手段７、除電手段８がそれぞれ配設されている。
【００４５】
すなわち、帯電手段２により帯電した像担持体１上に、図示しない露光手段により静電潜像を形成し、現像手段３で現像して得られたトナー像を転写手段４によって転写紙に転写・定着して画像が形成される。像担持体１上の帯電ポテンシャルとレーザ光による露光で形成された静電潜像のポテンシャルとの差、すなわち現像ポテンシャル（電位）に対応して現像手段３から現像トナーが供給され、次に転写手段４により、搬送される転写紙に像担持体１上のトナーが転写紙に写し取られるように電界を印加し、すなわち転写電流により転写紙に電荷が与えられ、静電的に像担持体１上のトナーが転写紙に写し取られる。印刷濃度は、上記現像ポテンシャルと転写電流によって影響を受ける。
この画像形成に際して、像担持体１上に残留したトナー、いわゆる残留トナーは、像担持体１表面を摺擦するモータ駆動のクリーニングブラシ５とクリーニングブレード６とを備えたクリーニング手段７で取り除かれクリーニングされる。そしてクリーニング後、像担持体１は除電手段８により除電されて、次の帯電に対しての準備状態が整う。
【００４６】
上記画像形成において、像担持体１上には経時的にフィルミング物質、例えばトナーに含まれるワックス（ＷＡＸ）成分、転写紙のセルロース（紙粉等）、ＮＯｘ、硝酸系化合物等が付着（フィルミング現象）して像担持体１の表面摩擦係数は低下する。すなわち、フィルミング物質が付着している像担持体１の表面摩擦係数は、フィルミング物質が付着していない像担持体１の表面摩擦係数と比べて減少する。
【００４７】
像担持体１の表面摩擦係数が低下すると、像担持体１表面を摺擦するモータで回転駆動するクリーニングブラシ５のトルク値も低下する。表面摩擦係数の変化、すなわちスタート時のクリーニングブラシ５のトルク値（静トルク値）はフィルミング状態を反映するものであり、このトルク値は、クリーニングブラシ５のブラシの材質、太さ、長さ、密度などによって変るが、クリーニングブラシ５の駆動モータの起動電流値は、図２の概念図に示す関係のように静トルク値の変化量に連動して変化する。
【００４８】
図２に示す関係から、スタート時のクリーニングブラシ５の起動電流値を検出し、フィルミング状態が進行していると判断される場合に、研磨機能を有するトナー入力量を増加させるように制御して供給することにより、像担持体１表面のフィルミング物質を除去することが可能である。
【００４９】
請求項１および２におけるトナー入力量の制御・供給の動作、すなわち前記クリーニングブラシ５を単独で駆動するブラシ駆動モータの起動電流値に応じ、像担持体１へトナーを入力するには以下のようにして行う。
例えば、図３示した概念図のようにして、まず像担持体１に対するクリーニングブラシ５の起動電流値がフィルミングしない場合（電流値：ａＡ）とフィルミングした場合（電流値：ｂＡ）との中間の値（電流値：（ａ＋ｂ）／２）を基準値として設定する。この基準値を中心として検出起動電流値が大きいか、小さいかを判断してトナー入力を制御する。
【００５０】
すなわち、所定時のジョブ開始前にクリーニングブラシ５の駆動モータ起動時の電流値を検知し、検知した値が上記基準値の（ａ＋ｂ）／２と比較して大きい場合にはトナー入力を行わず、検知した値が基準値に比べて小さい場合には、フィルミングが発生しかけていると判断し、現像手段３により像担持体上１にトナー入力パターンを光量を落として（通常の半分の光量程度で）書き込み、クリーニング手段７へのトナー入力量を増やす制御を行い、トナー入力をジョブ終了時に行う。
トナー入力がジョブ終了時に行われるので、転写状態が解除された状態、すなわち転写手段４による転写紙の搬送が中止され、転写電流が流れない状態（電界ｏｆｆ状態）となっているので（転写手段４は像担持体１から離れている）像担持体１上の現像されたトナーは直接クリーニング手段７に入力される。
【００５１】
像担持体１へのトナー入力量を増やすことによって、クリーニングブラシ５、クリーニングブレード６に入力するトナー量が増え、トナーが研磨材の役割をして像担持体１に付着したフィルミング物質を削り取ることができる。このようにして像流れの発生原因となるフィルミング物質が削り取られるため、継続して高品質の画像形成が可能となる。
上記起動電流検知とトナー入力の作業は、必要に応じて実行されるが、転写紙の所定通紙枚数毎（例えば５００枚程度）に設定して行うことができる。
【００５２】
次に、前記請求項１および２において、クリーニングブラシが経時変化をした場合を考慮してトナー供給を制御する請求項９および１０の実施の形態を以下に示す。
モータ駆動のクリーニングブラシ５により像担持体１表面を摺擦し、残留トナーの除去動作を繰り返し行った場合、経時においてブラシが毛倒れすることがある。このような経時変化によってブラシの毛倒れが生じ、起動電流値が低下した場合、この起動電流値低下を検知してフィルミングが発生しているものと誤認してしまい、フィルミングが発生していないにもかかわらずトナー入力が実行されてしまうという問題が発生する。
【００５３】
経時における起動電流の変化（例えば、ブラシの毛倒れ等による影響）を考慮しない場合には、前記請求項１のようにフィルミングが発生した場合とフィルミングが発生しない場合との起動電流値の平均値を基準値（図３参照）とし、この基準値を境にしてトナー入力の実行あるいは非実行を決定していたが、ブラシの毛倒れを考慮した場合には、トナーの消費を小（消費効率を小）とする観点からトナー入力における工夫が必要とされる。
【００５４】
すなわち、上記のような観点から、予めトナーの消費が小（消費効率が小）となるように転写紙の通紙累積枚数と起動電流値とを閾値化して、クリーニングブラシへの残留トナー入力量を設定しておき、この設定値を基にしてトナー入力量の制御・供給を行い、必要以上のトナーを消費することなく、効率良くフィルミング物質を除去するようにした。
【００５５】
転写紙の通紙枚数（コピー枚数）の累積に伴う起動電流値変化と像流れの発生（フィルミング発生に相当）あるいは非発生の関係を、図４の概念図に示す。
図４において、トナー入力量（ｍｇ）は、例えば閾値化された転写紙の累積通紙枚数ｘ、ｙ、ｚ（Ｋ枚）と起動電流値ｍ、ｎ、ｓ（Ａ）毎に像流れの発生、非発生に応じて区分けして、それぞれＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄ（ｍｇ）と設定しておき、各検出起動電流値に応じて、設定値によりトナー入力量の制御・供給を行う。このような制御によって、経持変化に伴って低下する起動電流値をフィルミング物質付着と誤認することなく、最小限のトナー供給によりクリーニングすることができる。なお、図４に示す閾値の区分けは一例であって、本発明の要旨を逸脱しない範囲で任意に設定することができる。
【００５６】
上記によるトナー入力の動作は以下のように行われる。
すなわち、図４で示した各通紙枚数と起動電流の閾値における設定条件を基準にして、トナー入力を行うと判断された場合には、区分化された通紙枚数に応じて、通常の光量よりも落として（例えば、通常の半分の光量で）トナー入力をジョブ終了時に行う。トナー入力がジョブ終了時に行われるので、転写手段４は転写状態が解除された状態となっているため、像担持体１上の現像されたトナーは直接クリーニング手段７に入力される。
また、閾値によってトナー入力量が異なるように設定されているため、トナー入力は、像担持体１上へのトナー入力面積を変えるようにして行う。
【００５７】
一例としてトナー入力量が、１１０ｍｇと設定されていた場合、通常の半分の光量で書きこみ、像担持体１上に例えば、幅３００ｍｍ、長さ７３ｍｍ、トナー量約０．５ｍｇ／ｃｍ２の条件で入力をジョブ後に行う。このような起動電流検知・トナー入力の動作作は適宜の通紙枚数（コピー枚数）で行われるが、例えば５００枚程度毎に行うことで必要以上のトナー消費をすることなく像担持体１表面にフィルミングした物質を取り除くことが可能である。
【００５８】
請求項３および１１の実施の形態を以下に示す。
前記請求項１、２および９、１０における動作において、起動電流値の検知により残留トナー入力を制御・供給する際に、ジョブ後にトナー入力を行うと、連続通紙する場合に支障をきたして作業効率が悪い場合がある。
そこで、トナー入力方法として前記のように転写手段４により順次搬送されてくる転写紙と次の転写紙が搬送されてくるまでの間の、いわゆる転写紙の未輸送時（通紙間）に行うようにすることで作業効率を向上した。この場合、通紙間に入力されたトナーが前記図１に示す転写手段４に備えられた転写ベルトユニット９を通過する時は、転写状態を解除するように制御する（転写ベルトユニット９は像担持体１から離れている）。その際、通常の光量で書きこみ（例えば３００ｍｍ幅で通紙可能な最大転写紙の幅内、例えば１０ｍｍに約１ｍｇ／ｃｍ２とする）入力を一番目の紙と次に搬送されてくる紙との間（通紙間）から順次行う。この場合、一回の通紙間でのトナー入力量は３０ｍｇになる。
【００５９】
上記の場合、前記図４を例として、Ａ＝１２０ｍｇ、Ｂ＝１５０ｍｇ、Ｃ＝１８０ｍｇ、Ｄ＝２１０ｍｇとすると、トナー入力量はコピー枚数と起動電流値の閾値によって１２０〜２１０ｍｇと変化するので、一回の通紙間でのトナー入力量３０ｍｇでは、紙間への入力回数も４〜７回となる。
ここで、例えば１２０ｍｇのトナー入力の場合、紙間への入力回数は４回であるが、ジョブの通紙枚数が４枚以下の時には紙間でのトナー入力が完了できないので、未入力分は、ジョブ後にまとめて入力するようにする。トナー入力量１５０〜２１０ｍｇの場合も同様である。
【００６０】
上記起動電流検知・トナー入力の作業は、前記同様に適宜の通紙枚数（コピー枚数）で行われるが、例えば５００枚程度毎に行うことで作業を中断することなく、効率よく像担持体１表面にフィルミングした物質を取り除くことが可能となる。
【００６１】
請求項４および１２の実施の形態を以下に示す。
前記請求項３および１１のトナー入力動作において、転写紙の通紙間に入力されたトナーが転写手段４に具備された転写ベルトユニット９を通過する時は、転写状態を解除するように制御されている。すなわち、転写手段による転写紙の搬送が中止され、転写電流が流れない状態となっている（転写ベルトユニット９は像担持体から離れている）。
このような転写状態を解除する動作によって生ずる時間ロスを省くため、トナー入力動作において、転写状態を維持したまま転写電流値を制御する（転写電流値を下げる）ことによって転写残留トナー量を増やし、クリーニングブラシ５へのトナー入力を増やすようにする。
【００６２】
上記のように制御すれば、転写紙の通紙間で転写状態を解除する動作が必要なくなり、転写紙の通紙間を短くすることができるので画像形成装置の生産性を低下させることがなくなる。
前記起動電流検知・トナー入力の作業は、適宜の通紙枚数（例えば５００枚程度毎）で行われることにより、動作の中断がなく、しかも生産性を落とすことなく像担持体１表面にフィルミングした物質を取り除くことが可能である。
【００６３】
請求項５および１３の実施の形態を以下に示す。
前記請求項４および１２の転写状態を維持したままで転写電流値を制御する（転写電流値を下げる）ことにより無駄な時間が省ける。しかし、転写電流を下げることにより、画像濃度が低下するという不都合が発生する心配がある。
例えば、図５の像担持体上のトナー量（Ｍ／Ａ）と画像濃度との関係に示すように、転写電流値が１２０μＡ（現状）であると転写紙上画像濃度は約１．４であり、規定の濃度にて転写が行われる。なおこの場合、現像ポテンシャルが約５００Ｖに制御され、像担持体上に付与されるトナー量（Ｍ／Ａ）は約０．６ｍｇ／ｃｍ２で転写紙に転写が行われる。しかし、同条件（現像ポテンシャル：約５００Ｖ、像担持体上トナー量（Ｍ／Ａ）：約０．６ｍｇ／ｃｍ２）で転写電流を、例えば５０μＡに下げると転写効率が落ちて、転写紙上画像濃度は１．３程度に減少してしまう。
【００６４】
このような不都合を解消するため、転写電流値を下げて残留トナー入力量の制御・供給を行う場合のみ、図６に示す現像ポテンシャルと像担持体上トナー量（Ｍ／Ａ）との関係に基づいて、現像ポテンシャルを高くするように制御する方法を適用するようにした。
例えば、図６で現像ポテンシャルを６００Ｖにすると像担時体上トナー量（Ｍ／Ａ）は約０．８ｍｇ／ｃｍ２になり、このトナー量の場合、図５から転写電流を５０μＡに下げても転写紙上の画像濃度は１．４を確保できることが分かる。すなわち、残留トナー量を増やすために転写電流値を前記のように下げたとしても、現像ポテンシャルを約６００Ｖ以上にすることにより、転写紙上画像濃度減少の不具合は解消できる。
【００６５】
すなわち、トナー入力の作業を転写紙の通紙間に行うのではなく、通紙状態のまま現像ポテンシャルを制御する（ポテンシャルを上げる）と共に、転写電流を下げて残留トナーを増やす制御を行うだけでフィルミング物質を除去することが可能であるため効率的である。
上記起動電流検知・トナー入力の作業は、前記同様に適宜の通紙枚数（コピー枚数）で行われるが、例えば５００枚程度毎に行うことで作業を中断することなく、効率よく像担持体１表面にフィルミングした物質を取り除くことが可能となる。
【００６６】
請求項６および１４の実施の形態を以下に示す。
一方、フィルミング物質が強固に固着している場合、検知起動電流値の変動、すなわち前記基準値（図３）あるいは閾値（図４）が連続して残留トナーの入力を要する条件になることが考えられる。このような場合には、所定通紙枚数、例えばコピー枚数５００枚毎にトナー入力を行うことになり、トナー消費量が増加する。
そこで、転写紙の所定通紙枚数時における検知起動電流値の変動が連続して残留トナーの入力を要する場合に、残留トナーの入力を要する連続回数に応じて、クリーニングブラシの像担持体に対する圧接力を上げるような制御を行う。すなわち、前記クリーニングブラシの前記像担持体に対する圧接力を可変とする機構（クリーニングブラシ加圧機構）を設け、例えば、連続で２回トナー入力を行う起動電流閾値または基準値を検出した場合、３回目以降の入力検出時に、トナー入力と同時にクリーニングブラシの像担持体に対する圧接力を強くしながら、残留トナーの入力量を制御・供給して強固に固着したフィルミング物質を除去するようにする。
【００６７】
クリーニングブラシの像担持体に対する圧接力を可変できる支持機構の概略構成の一例を図７の模式図に示す。
図７において揺動腕４３の端部に加圧スプリング４４の一端が係止されており、予め設定した連続回数でトナー入力を行う起動電流閾値あるいは基準値を検知した場合、加圧ソレノイド４５をＯＮ状態とし、クリーニングブラシ４２を通常位置よりもさらに圧接力が増大になる位置に移動することにより、通常のクリーニング動作中よりも大きな摺擦力で摺擦して像担持体４１表面のフィルミング物質を通常よりも多く、早く除去するようにする。
ここで通常位置とは、クリーニングブラシ４２が通常のクリーニング動作において所定の食い込み量で像担持体４１表面に圧接するように調節された所定の位置であり、圧接力を増大するには加圧ソレノイド４５によりクリーニングブラシ４２の像担持体４１表面に対する食い込み量を大きくする方向に動作させることによって実施される。
【００６８】
請求項７および１５の実施の形態を以下に示す。
前記のようにクリーニングブラシの回転方向をトレーリング方向に固定すると像担持体を研磨する能力はカウンター方向に比べ低いため、像担持体の高寿命化に繋がるがフィルミング物質の除去能力はカウンター方向に比べて低い。一方、クリーニングブラシの回転方向をカウンター方向に固定すると、像担持体の表面の研磨能力がトレーリング方向に比べ勝り、フィルミング物質除去能力は良好となるが、像担持体表面自体も研磨するので寿命低減に繋がる。
そこで、クリーニングブラシを駆動するモータの回転方向を前記像担持体の移動方向に対してトレーリング方向あるいはカウンター方向に切り替え可能とし、転写紙の所定枚数時における検知起動電流値変動が残留トナーの入力を要しない場合にトレーリング方向の回転とし、残留トナーの入力を要する場合にカウンター方向の回転とするように制御してフィルミング物質を除去するようにする。
【００６９】
すなわち、以下のような制御を行う。ジョブスタート時はクリーニングブラシの回転を像担持体に対してトレーリング方向として始め、５００枚毎の起動電流検知持に、前記残留トナー入力を要する基準値あるいは閾値に当てはまったら、次回の起動電流検知持の５００枚までクリーニングブラシを像担持体に対しカウンター方向の回転に切り替える。そして、その後の起動電流検知持のトナー入力を行わなくてもよい（残留トナー入力を要しない）基準値あるいは閾値起動電流閾値に当てはまったら、次回の起動電流検知持の５００枚までクリーニングブラシを像担自体に対しトレーリング方向に切り替える。このような動作を行うことにより、像担持体の削れ量はトレーリング方向のみの場合とカウンター方向のみの場合の中間的な値にすることができ、しかも効果的にフィルミング物質を除去することができる。
【００７０】
請求項８および１６の実施の形態を以下に示す。
前記請求項７および１５の動作において、像担持体に対するクリーニングブラシの回転方向をカウンター方向に切り替える際、回転数変更可能なモーターにより同時にクリーニングブラシの回転数を制御する。例えば、一例として下記表１に示すように残留トナー入力を要する起動電流値の連続検出回数に対してモーター回転数（クリーニングブラシの回転数）を設定しておき、この設定条件に基づいて制御することにより、効率よく、より少ないトナー消費で像担持体表面に付着したフィルミング物質を除去することができる。なお、表１は一例であって本発明はこれに限定されるものではない。
【００７１】
【表１】
【００７２】
回転方向をカウンター方向に切り替える条件は前記請求項７および１５のようにして、クリーニングブラシを駆動しているモーターの起動電流値を所定通紙枚数（例えば５００枚）時毎に検知し、残留トナー入力要の基準値（図３）あるいは閾値（図４）であるかどうかを判断し、前記クリーニングブラシをカウンター方向の回転に切り替える場合のみ、前記残留トナー入力要の連続検出回数に応じて、クリーニングブラシの回転数を制御してフィルミング物質を除去するようにする。
例えば、前記表１のようにモーター回転数倍率を制御した場合、ジョブ枚数に対する像担持体表面削れ量、ジョブ枚数に対する消費トナー重量の関係は、それぞれ図８、図９のようになる。回転数倍率制御を行うことにより、請求項７および１５の動作の時よりも像担持体表面削れ量は減少し、像担持体高寿命化に繋がるほか、トナー消費重量も減少し、効率よく像担持体表面に付着したフィルミング物質が除去できる。
【００７３】
請求項１７の実施の形態を以下に示す。
請求項１〜１６において、トナー入力は必要最小限に制御されて行われるが、入力された画像域外での残留トナーはいずれにしても消費されることになるのでトナーイールドが低下する。
このため、前記画像形成装置のクリーニング手段（クリーニングブラシ、クリーニングブレードを有する）にトナーリサイクル手段を設けることにより、トナー消費量の低減を図るようにした。図１０にトナーリサイクル手段を備えた画像形成装置の部分概略模式図を示す。
【００７４】
図１０において画像形成装置には、クリーニング手段２４に装着されたクリーニングブラシ２１、クリーニングブレード２２および回収コイル２３によって、像担持体２０上から回収されたトナーを、現像フィルタ２６、搬送スクリュー２７、攪拌ローラ２８、パドルローラ２９、スリーブ３０、３１等の機構を内臓した現像手段３２に搬送する移送機構（例えばスクリューコンベア等）を有するトナーリサイクル手段３３が設けられている。なお、トナーリサイクル手段３３には、トナーの分級機能などが含まれていてもよい。
このようなトナーリサイクル手段３３によって、回収された残留トナーをリサイクルし、再使用することができるため無駄な消費が避けられ、トナーイールドの低下を抑制して像担持体２０鏡面のフィルミング物質の除去を実施することが可能となる。
【００７５】
【実施例】
以下、実施例により本発明を更に詳細に説明する。ただし、本発明はなんら実施例に限定されるものではない。
【００７６】
実施例１（請求項１および２に係る実施例）
本実施例では、前記図１に示した各手段を有し、前記図１０の部分概略模式図に示す構成からなる画像形成装置（リコー製Ｉｍａｇｉｏ ＭＦ８５７０を改造した装置）を用いてトナー入力量に関する評価試験を行った。
なお、本実施例で用いた図１０に示す像担持体２０には、感光耐表層にオーバーコートを施し、耐磨耗性を向上した直径１００ｍｍの感光体を使用し、クリーニング手段２４に装備のクリーニングブラシ２１としては、下記表２に示す諸元のものを用いた。
【００７７】
【表２】
【００７８】
上記表２に示した諸元のクリーニングブラシ２１による評価の結果、スタート時、すなわち像流れの原因となるフィルミング物質が像担持体２０に付着していない状態でのクリーニングブラシ２１起動時の静トルク値は、０．４０８ｋｇｆ・ｃｍ（０．０４０Ｎ・ｍ）であった。一方、転写動作によってフィルミング物質が付着した時の静トルク値は、０．３２３ｋｇｆ・ｃｍ（０．０３２Ｎ・ｍ）であり、前未付着時と比べて０．０８５ｋｇｆ・ｃｍ（０．００８Ｎ・ｍ）の変化を生じることが分かった。
【００７９】
上記静トルク値の変化に対するクリーニングブラシ２１の起動時の駆動電流値（起動電流値）を測定した結果、図１１に示すような関係が得られた。図１１から明らかなように、静トルク値と起動電流値は比例関係にあり、このことから静トルク値の変化を起動電流値に変換して捉えることができ、この起動電流値の検知によってトナー入力の判断、制御が可能であることが確認された。
【００８０】
また、上記図１１の関係からフィルミングしない場合の起動電流値０・３８と、フィルミングした場合の起動電流値０．３４との平均値０．３６を求め、これを基準値に設定して（図１２参照）、転写紙の通紙５００枚毎にフィルミング物質の付着状態を起動電流値検知によって行いながら、トナー入力量の制御・供給をジョブ終了時に行ったところ、像流れなどの発生率が低減した高画質の画像を連続して得ることができた。
なお、上記トナーの入力制御は、検知した起動電流値が基準値と比較して、大きい場合はトナー入力を行わず、基準値と比較して小さい場合に通常の半分の光量で書きこみ、幅３００ｍｍ、長さ９０ｍｍ、トナー量約０．５ｍｇ／ｃｍ２の条件でトナーの入力をジョブ終了時に行った。
【００８１】
実施例２（請求項３に係る実施例）
上記ジョブ後終了後のトナー入力に代えて連続通紙の通紙間にトナー入力を行い、かつ通紙間に入力されたトナーが転写ベルトユニット（前記図１の転写ベルトユニット９に相当）を通過する時は、転写ベルトユニットが像担持体（前記図１の像担持体１に相当）から離れるように制御した他は、実施例１と同じようにして前記基準値（０．３６Ａ）により転写紙の通紙５００枚毎に起動電流を検知しながらコピーを実行した。その結果、更に効率良くフィルミング物質の除去ができ、画像流れのない高品質の画像が得られた。
【００８２】
実施例３（請求項４に係る実施例）
実施例２において、通紙間に入力されたトナーが転写ベルトユニットを通過する時は、転写ベルトユニットが像担持体から「離れる」ように（転写状態が解除されるように）制御したのに代えて、転写ベルトユニットが像担持体から「離れず」に転写状態が維持されるようにしつつ、連続通紙のまま前記転写電流値を低下させて転写残トナー量を増やす方法とした他は、実施例２と同じようにして転写紙の通紙５００枚毎に起動電流を検知しながらコピーを実行した。その結果、更に時間消費を無駄にすることなく効率良くフィルミング物質の除去ができ、画像流れのない高品質の画像が得られた。
【００８３】
実施例４（請求項５および１３に係る実施例）
通常の画像形成における動作条件として、現像ポテンシャル：約５００Ｖ、転写電流値：１２０μＡに設定した画像形成装置で、トナー入力の制御・供給を要する場合み、現像ポテンシャルを６００Ｖに上げると共に、転写電流を５０μＡに下げて通紙状態のままで残留トナーを供給するように制御した。得られた転写紙上の画像濃度は約１．４であり、転写濃度が低下するようなことはなく、通常と同様に良好な画像が得られた。また、フィルミング物質も効率的に除去することができた。
【００８４】
実施例５（請求項６および１４に係る実施例）
フィルミング物質が強固に固着して除去が難しい条件（画像面積率６％チャート使用）でコピーを行い、前記クリーニングブラシ加圧機構を設けた場合（有り）と、設けない場合（無し）について、それぞれトナー消費量を評価した。得られたジョブ枚数（通紙枚数）と消費トナー重量との関係を図１３に示す。
図１３に示すようにジョブ約１０００００枚で像担持体表面にフィルミング物質が付着し始め、クリーニングブラシ加圧機構無しの場合には、１０００００枚以降において通常のジョブでのトナー消費量に加えてさらに補給分のトナーが消費されている。
クリーニング加圧機構有りの場合には、クリーニング加圧機構無しに較べてトナー補給回数が少なくなりトナー補給量も低減し、しかもフィルミング物質も除去されている。ジョブ３０００００枚ではトナー消費量は約９００ｇも低減されることが分かった。すなわち、必要最低限のトナー消費でフィルミング物質を通常よりもより多く除去することができた。
【００８５】
実施例６（請求項７および１５に係る実施例）
前記実施の形態７および１５におけるクリーニングブラシの回転方向を切り替え可能とした場合について評価した。
図１４にクリーニングブラシの回転方向をトレーリング方向に固定した場合、カウンター方向に固定した場合、および前記のように検知起動電流値変動が残留トナーの入力を要しない場合と入力を要する場合とにおいて、トレーリング方向とするかあるいはカウンター方向の回転方向とするかそれぞれで切り替えて制御した時（本発明）のジョブ枚数に対する像担持体表面の削れ量を示す。本発明の動作を行うことにより、像担持体の削れ量はトレーリング方向とカウンター方向のほぼ中間値となった。本発明の制御により、効率よく像担持体表面に付着したフィルミング物質を除去することができた。また、クリーニングブラシを像担持体に対しカウンター方向に回転した時よりも像担持体表面の削れ量が減少し、像担持体高寿命化にも繋がった。
【００８６】
実施例７（請求項８および１６に係る実施例）
前記実施例の形態において示した表１のようにモーター回転数倍率を制御した結果、像担持体表面削れ量はジョブ３０００００枚では０．２μｍ減少し、トナー消費重量は約９５０ｇ減少した。本発明により、効率良くより少ないトナー消費で像担持体表面に付着したフィルミング物質を除去し、かつ、請求項７，１５の動作よりも像担持体表面の削れ量が減少し、像担持体高寿命化にも繋がった。
【００８７】
実施例８（請求項９および１０に係る実施例）
図１５に０〜３００Ｋ枚までのコピー経時における転写画像の像流れが発生しない場合と、像流れが発生する場合とにそれぞれ対応する起動電流値の変化を調べた結果を示す。
この試験結果から、通紙枚数（コピー枚数）と起動電流値とをそれぞれ下記表３に示す閾値区分に分けて、トナー入力量を設定した。この設定値を基準にして転写紙の通紙５００枚毎に起動電流を検値しながらコピーを実行した結果、予めトナーの消費効率が小となるようにクリーニングブラシへの残留トナー入力量が設定されているため、必要以上のトナーを消費することなく、効率良くフィルミング物質の除去ができ、画像流れのない高品質の画像が得られた。なお、上記トナー入力は通常の半分の光量で約０．５ｍｇ／ｃｍ２のトナー入力をジョブ終了時に行った。
【００８８】
【表３】
【００８９】
実施例９（請求項１１に係る実施例）
上記ジョブ後終了後のトナー入力に代えて連続通紙の通紙間にトナー入力を行い、かつ通紙間に入力されたトナーが転写ベルトユニット（前記図１の転写ベルトユニット９に相当）を通過する時は、転写ベルトユニットが像担持体（前記図１の像担持体１に相当）から離れるように制御した他は、実施例４と同じようにして前記基準値（０．３６Ａ）により転写紙の通紙５００枚毎に起動電流を検知しながらコピーを実行した。その結果、必要以上のトナーを消費することなく、更に効率良くフィルミング物質の除去ができ、画像流れのない高品質の画像が得られた。
【００９０】
実施例１０（請求項１２に係る実施例）
実施例９において、通紙間に入力されたトナーが転写ベルトユニットを通過する時は、転写ベルトユニットが像担持体から「離れる」ように（転写状態が解除されるように）制御したのに代えて、転写ベルトユニットが像担持体から「離れず」に転写状態が維持されるようにしつつ、連続通紙のまま前記転写電流値を低下させて転写残トナー量を増やす方法とした他は、実施例９と同じようにして転写紙の通紙５００枚毎に起動電流を検知しながらコピーを実行した。その結果、必要以上のトナーを消費することなく、更に無駄な時間を費やすことなく更に効率良くフィルミング物質の除去ができ、画像流れのない高品質の画像が得られた。
【００９１】
実施例１１（請求項１７に係る実施例）
請求項１〜１６においては、フィルミング物質の除去に際して画像域外でのトナー入力量を増加させるものであるため、基本的にはトナーの消費を伴うものであるが、従来単に廃トナーとしていたものを再利用したため、トナーリサイクル手段３３を作動させた場合には非作動の場合に対してトナー消費量が低減し、トナーイールドの低下を招くことなくフィルミング物質の除去が可能になった。
【００９２】
【発明の効果】
請求項１の画像形成装置によれば、クリーニングブラシ駆動モータの静トルク値に連動して変化する起動電流値を検知し、必要に応じてトナー入力量を制御・供給することにより、像担時体に付着したフィルミング物質が除去されるため、像流れ、トナー像のかすれ、あるいは地汚れ等の発生が解消されて不具合のない安定した画像が得られる。
【００９３】
請求項２の画像形成装置によれば、入力トナーが全て直接クリーニング用として利用されるため、効率良くフィルミング物質が除去され、これによって、像流れ等の不具合のない高品質の画像が得られる。
【００９４】
請求項３の画像形成装置によれば、トナー入力量の制御・供給を通紙間に行うことができるため、更に時間が有効活用されてフィルミング物質の除去が可能となり、連続通紙でも像流れ等の不具合が発生しない高品位の画像が安定して得られる。
【００９５】
請求項４の画像形成装置によれば、転写状態を維持したままでトナーが入力されるため、転写動作が簡便化され無駄な時間が省かれ、必要最低限の動作で像担持体に付着したフィルミング物質が除去されて、連続通紙でも像流れ等の不具合が発生せずに高品位の画像が安定して得られる。
【００９６】
請求項５の画像形成装置によれば、転写状態解除のために要する転写動作が簡便化され、無駄な時間を費やすことなく必要最低限の動作によって像担持体に付着したフィルミング物質が除去され、連続通紙でも像流れ等の不具合が発生せずに画像濃度を維持した高品位の画像が安定して得られる。
【００９７】
請求項６の画像形成装置によれば、像担持体表面のフィルミング物質を通常よりも多く、早く除去することにより、連続通紙でも像流れ等の不具合が発生せずに高品位の画像が安定して得られる。
【００９８】
請求項７の画像形成装置によれば、像担持体表面の研磨を低減し、かつ必要最小限のトナー入力で効率的にフィルミング物質を除去することができるため、連続通紙でも像流れ等の不具合が発生せずに高品位の画像が安定して得られる。
【００９９】
請求項８の画像形成装置によれば、像担持体表面の研磨を低減すると共に、効率的にフィルミング物質を除去することができるため、連続通紙でも像流れ等の不具合が発生せずに高品位の画像が安定して得られる。
【０１００】
請求項９の画像形成装置によれば、消費効率が小となるように予め設定されたトナー入力量を基にして制御・供給されるので必要以上のトナーを消費することがない。これによって、更に効率良くフィルミング物質の除去が可能となり、像流れ、トナー像のかすれ、あるいは地汚れ等の発生が解消されて不具合のない安定した画像が得られる。
【０１０１】
請求項１０の画像形成装置によれば、入力トナーが全て直接クリーニング用として利用されるため、更に効率良くフィルミング物質が除去され、像流れ等の不具合のない高品質の画像が得られる。
【０１０２】
請求項１１の画像形成装置によれば、トナー入力量の制御・供給を転写紙間に行うことができるため、一層有効に時間が有効活用されてフィルミング物質の除去が可能となり、連続通紙でも像流れ等の不具合が発生しない高品位の画像が安定して得られる
【０１０３】
請求項１２の画像形成装置によれば、転写状態を維持したままでトナーが入力されるため、転写動作が簡便化されて無駄な時間とが省かれ、必要最低限の動作とトナー消費により像担持体に付着したフィルミング物質が除去されため、連続通紙でも像流れ等の不具合が発生せずに高品位の画像が安定して得られる。
【０１０４】
請求項１３の画像形成装置によれば、前記請求項５と同様に転写動作が簡便化され、無駄な時間を費やすことなく必要最低限の動作によって像担持体に付着したフィルミング物質が除去され、連続通紙でも像流れ等の不具合が発生せずに画像濃度を維持した高品位の画像が安定して得られる。
【０１０５】
請求項１４の画像形成装置によれば、前記請求項６と同様に像担持体表面のフィルミング物質を通常よりも多く、早く除去することにより、連続通紙でも像流れ等の不具合が発生せずに高品位の画像が安定して得られる。
【０１０６】
請求項１５の画像形成装置によれば、前記請求項７と同様に像担持体表面の研磨を低減し、かつ必要最小限のトナー入力で効率的にフィルミング物質を除去することができるため、連続通紙でも像流れ等の不具合が発生せずに高品位の画像が安定して得られる。
【０１０７】
請求項１６の画像形成装置によれば、前記請求項８と同様に像担持体表面の研磨を低減すると共に、効率的にフィルミング物質を除去することができるため、連続通紙でも像流れ等の不具合が発生せずに高品位の画像が安定して得られる。
【０１０８】
請求項１７の発明によれば、画像形成装置に残留トナーのリサイクル手段を備えることによってトナーの消費量を低減し、トナーイールドの低下を招くことなくフィルミング物質を除去することができ、更に無駄を省くことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施の形態において本発明に係る画像形成装置を説明するための主要構成例を示す概略模式図である。
【図２】実施の形態において本発明のトナー入力制御に適用するクリーニングブラシ駆動モータの起動電流値と静トルク値との関係を模式的に示す概念図である。
【図３】実施の形態においてフィルミングした場合としない場合の起動電流値から基準値を設定してトナー入力の制御をする関係を模式的に示す概念図である。
【図４】実施の形態において像流れの発生、非発生をパラメータとし通紙累積枚数と起動電流値とを閾値化してトナー入力量を設定する一例を示す概念図である。
【図５】実施の形態において転写電流値と現像ポテンシャルを制御する場合の像担持体上トナー量と転写紙上画像濃度との関係を示す図である。
【図６】実施の形態において転写電流値と現像ポテンシャルを制御する場合の現像ポテンシャルと像担持体上トナー量との関係を示す図である。
【図７】実施の形態において像担持体に対するクリーニングブラシの圧接力を制御するクリーニングブラシ加圧機構を説明するための概略構成を示す模式図である。
【図８】実施の形態においてクリーニングブラシの回転方向および回転数を制御する場合のジョブ枚数と像担持体削れ量との関係を示す図である。
【図９】実施の形態においてクリーニングブラシの回転方向および回転数を制御する場合のジョブ枚数と消費トナー重量との関係を示す図である。
【図１０】実施の形態および実施例におけるトナーリサイクル手段を備えた画像形成装置（リコー製Ｉｍａｇｉｏ ＭＦ８５７０を改造）の部分概略模式図である。
【図１１】本発明の実施例における起動電流値と静トルク値との関係を示す図である。
【図１２】本発明の実施例におけるトナー入力制御のための基準値をフィルミングした場合としない場合の起動電流値から設定する関係を示す図である。
【図１３】本発明の実施例におけるクリーニングブラシを圧接した場合としない場合のジョブ枚数と消費トナー重量との関係を示す図である。
【図１４】本発明の実施例におけるクリーニングブラシの回転方向を制御した場合のジョブ枚数と像担持体削れ量との関係を示す図である。
【図１５】本発明の実施例における像流れ発生時と非発生時の起動電流値と累積通紙枚数との関係を示す図である。
【符号の説明】
１……像担持体
２……帯電手段
３……現像手段
４……転写手段
５……クリーニングブラシ
６……クリーニングブレード
７……クリーニング手段
８……除電手段
９……転写ベルトユニット
２０……像担持体
２１……クリーニングブラシ
２２……クリーニングブレード
２３……回収コイル
２４……クリーニング手段
２６……現像フィルタ
２７……搬送スクリュー
２８……攪拌ローラ
２９……パドルローラ
３０……スリーブ
３１……スリーブ
３２……現像手段
３３……トナーリサイクル手段
４１……像担持体
４２……クリーニングブラシ
４３……揺動腕
４４……加圧スプリング
４５……加圧ソレノイド
【発明の属する技術分野】
本発明は、クリーニングブラシによって像担持体上の残留トナーをクリーニングする手段を有する画像形成装置に関し、特に像担持体上に形成されるフィルミング物質を除去する機能を備えた画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、像担持体に静電潜像を形成し、これをトナーによって可視画像化すると共に、そのトナー像を転写材（転写紙）に転写して像担持体を繰り返し使用する形式の画像形成装置は周知である。このような画像形成装置は、例えば電子写真複写機、プリンタあるいはファクシミリ等として構成される。ところで、この種の画像形成装置においては、ＮＯｘや硝酸化合物、トナーのワックス（ＷＡＸ）成分、紙粉等が像担持体表面に固着する、いわゆるフィルミング現象が発生する。このフィルミング現象が発生すると、トナー像のかすれや、像流れ、地汚れ等が生じ、トナー像の画質の低下に繋がる。
【０００３】
このフィルミングを除去する方法は、従来より多数提案されている。研磨材や研磨ブラシで像担持体表面を研磨しながらフィルミングを除去したり、ブレードやブラシを像担持体に圧接させてフィルミングを掻き取るといった方法などが知られている。ブレードやブラシを像担持体に圧接させて像担持体を研磨する際に、トナーを介するとフィルミング除去能力が向上することは周知である。
すなわち、画像面積率が低いと像担持体にフィルミングしやすく、一方トナー入力量が多いとトナー研磨材として働いてフィルミング物質が削り取られ、クリーニング効果が発現する。
【０００４】
このような効果を利用するものとして、フィルミングの生成に影響を及ぼす湿度と温度を管理する方法、すなわち電子写真装置内に設けた温度と湿度のセンサの信号に応じ、研磨摺擦に使用するトナー量と時間を制御する方法が提案されている（特開２００２−０１４５８９号公報）。しかし、この方法では各センサを装備しなければならずコストアップになるという不都合が発生する。
【０００５】
また、クリーニングブラシを像担持体に圧接させて像担持体を研磨する際、像担持体の移動方向に対して、クリーニングブラシをカウンター方向に回転させるとフィルミング除去能力が上がることが従来より知られている。しかし、圧接による摩耗等により像担持体の寿命が短くなる問題がある。一方、クリーニングブラシを像担持体に対しトレーリング方向に回転させると、寿命は長くなるが、研磨能力が低下するという難点がある。そのため、像担持体の高寿命化に対応できるようなクリーニングブラシのクリーニング条件向上が要望されている。
【０００６】
像担持体上のフィルミング物質除去のため、像担持体周辺位置に設けられ、像担持体に対して移動可能な支持機構により圧接するようにされたクリーニングブラシにより、所定コピー枚数毎にクリーニングする方法が提案されている（特開平５−８０６８３号公報）。しかし、この方法ではフィルミング物質がどの程度像担持体上に付着しているのか検知ができず、クリーニングの要、不要の判定ができないため、フィルミング物質が付着していない場合においても像担持体表面を圧接により削ることになるので寿命低減に繋がってしまうという問題がある。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記のような問題点に鑑みてなされたもので、その目的は必要最低限のトナー入力と必要最低限の動作を行うことでフィルミング物質を除去することができ、像流れ、あるいはトナー像のかすれや地汚れ等が無く、優れた画質が得られる画像形成装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明に係るモータ駆動のクリーニングブラシによって像担持体上の残留トナーをクリーニングする手段を有する画像形成装置は、起動電流値変動に連動して、クリーニングブラシへの残留トナー入力量を制御・供給し、転写紙の所定通紙枚数（コピー枚数）時に前記像担持体上に形成されるフィルミング物質を必要最低限のトナー入力と必要最低限の動作で除去する機能を備えたことによって、像流れ、トナー像のかすれや地汚れ等の発生を防止し、優れた画質のトナー像を実現したものである。以下、本発明について具体的に説明する。
【０００９】
請求項１に係る発明は、像担持体上の残留トナーを少なくともモータ駆動のクリーニングブラシによってクリーニングする手段を有する画像形成装置において、該駆動モータの起動電流値変動に連動して、転写紙の所定通紙枚数時に前記残留トナーの入力量を制御・供給し、前記像担持体上に形成されるフィルミング物質を除去する機能を備えたことを特徴とする画像形成装置である。
【００１０】
請求項１の画像形成装置においては、クリーニングブラシ駆動モータの静トルク値の変動に対応して変化する起動電流値に連動して、転写紙の必要に応じた所定通紙枚数（コピー枚数）のジョブ終了時にトナー入力量を制御・供給することにより、像担時体に付着したフィルミング物質が除去されるため、像流れ、トナー像のかすれ、あるいは地汚れ等の発生が解消されて不具合のない安定した画像が得られる。
【００１１】
請求項２に係る発明は、前記残留トナー入力量の制御・供給を、ジョブ終了時に転写状態を解除して行うようにした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。
【００１２】
請求項２の画像形成装置においては、ジョブ終了時であるため、転写状態が解除、すなわち転写手段による転写紙の搬送が中止され、像担持体上のトナーが転写紙に写し取られるように印加される電界がｏｆｆ状態とされ、転写電流が流れない状態となっている。転写手段は像担持体から離れている。なお、転写状態の場合には、転写手段の転写電流により転写紙に電荷が与えられ、静電的に像担持体上のトナーが転写紙に写し取られる。
上記のように転写状態が解除される環境では転写紙へのトナー移動が無く、入力トナーは全て直接クリーニング用として利用されてフィルミング物質が除去される。これによって、高品質の画像が得られる。
【００１３】
請求項３に係る発明は、前記残留トナー入力量の制御・供給を、転写紙の通紙間に転写状態を解除して行うようにした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。
【００１４】
請求項３の画像形成装置においては、トナー入力量の制御・供給を連続通紙時等の転写紙の通紙間（順次搬送されてくる各転写紙において、次の転写紙が搬送されてくるまでの間：搬送紙未輸送時）に行うことができるため、更に時間が有効活用されてフィルミング物質の除去が可能となる。これによって、連続通紙においても像流れ等の不具合が発生しない高品位の画像が安定して得られる。
【００１５】
請求項４に係る発明は、前記残留トナー入力量の制御・供給を、転写紙への転写状態を維持したままで転写電流値を制御して行うようにした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。
【００１６】
請求項４の画像形成装置においては、高電圧電源からの転写電流値を制御、すなわち転写電流値を下げ、転写効率を減じるように制御して像担持体上の残留トナーを増量し、転写紙への転写状態を維持したままトナーが入力される。いわゆる転写手段による転写紙の搬送状態を保ち、像担持体上のトナーが転写紙に写し取られるように転写電流が流れる状態（電界ｏｎ状態）で、転写紙を連続通紙したままでトナーが入力されるため、転写状態解除のために要する無駄な時間を費やすことなく必要最低限の動作によって像担持体に付着したフィルミング物質が除去される。これによって、転写動作が簡便化され、連続通紙でも像流れ等の不具合が発生せずに高品位の画像が安定して得られる。
【００１７】
請求項５に係る発明は、前記残留トナー入力量の制御・供給を、転写紙への転写状態を維持したままで転写電流値を制御して行うと共に、転写紙の画像濃度が低下しないように現像ポテンシャルを制御するようにした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。
【００１８】
上記請求項５の転写電流値を下げ、像担持体上の残留トナーを増量した場合には、転写効率が減じて画像濃度が低下する傾向があり不都合の場合がある。
このため、請求項５の画像形成装置においては、現像ポテンシャルを制御、すなわち高めて制御することにより、像担持体へのトナー供給量が増加し、転写時における転写電流値を下げ転写効率が減じてても画像濃度を維持することができる。また、請求項４と同様に転写状態解除のために要する無駄な時間を費やすことなく必要最低限の動作によって像担持体に付着したフィルミング物質が除去され、転写動作が簡便化され、連続通紙でも像流れ等の不具合が発生せずに高品位の画像が安定して得られる。
【００１９】
請求項６に係る発明は、前記クリーニングブラシの前記像担持体に対する圧接力を可変とし、転写紙の所定通紙枚数時における検知起動電流値変動が連続して残留トナーの入力を要する場合に、前記残留トナー入力の連続回数に応じて前記圧接力を大とするように制御すると共に、残留トナーの入力量を制御・供給して強固に固着したフィルミング物質を除去するようにした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。
【００２０】
請求項６の画像形成装置においては、フィルミング物質が強固に固着した場合、所定通紙枚数時における残留トナーの入力を要する検知起動電流値変動が連続することになるが、このような問題を回避するため、クリーニングブラシの像担持体に対する圧接力を可変とする（クリーニングブラシ加圧機構を設ける）。
例えば、残留トナー入力を要する閾値または基準値を検出した場合、連続所定回数（例えば３回）後に、残留トナー入力と同時にクリーニングブラシ加圧機構によりクリーニングブラシの像担持体に対する食い込み量を大きくして圧接力を高めるように制御を行い、像担持体表面のフィルミング物質を通常よりも多く、早く除去することにより、連続通紙でも像流れ等の不具合が発生せずに高品位の画像が安定して得られる。
【００２１】
請求項７に係る発明は、前記モータ駆動のクリーニングブラシの回転方向を前記像担持体の移動方向に対しトレーリング方向あるいはカウンター方向に切り替え可能とし、転写紙の所定枚数時における検知起動電流値変動が残留トナーの入力を要しない場合にトレーリング方向の回転にし、残留トナーの入力を要する場合にカウンター方向の回転にして制御し、フィルミング物質を除去するようにした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。
【００２２】
請求項７の画像形成装置においては、残留トナーの入力を要しない場合と入力を要する場合、すなわちフィルミング物質の付着状態に応じて、クリーニングブラシの回転方向を像担持体の移動方向に対して、それぞれトレーリング方向の回転、あるいはカウンター方向の回転とすることにより、像担持体表面の研磨を低減し、かつ必要最小限のトナー入力で効率的にフィルミング物質を除去することができるため、連続通紙でも像流れ等の不具合が発生せずに高品位の画像が安定して得られる。
【００２３】
請求項８に係る発明は、前記クリーニングブラシをカウンター方向の回転に切り替える場合のみ、前記残留トナー入力要の連続検出回数に応じてクリーニングブラシの回転数を増加して制御し、フィルミング物質を除去するようにした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。
【００２４】
請求項８の画像形成装置においては、クリーニングブラシをカウンター方向の回転に切り替える場合のみ、残留トナー入力要の連続検出回数に応じて、すなわちフィルミング物質が強固に付着している場合には、クリーニングブラシの回転数を増やして制御し、除去を早めるようにした。
これによって、像担持体表面の研磨を低減すると共に、効率的にフィルミング物質を除去することができるため、連続通紙でも像流れ等の不具合が発生せずに高品位の画像が安定して得られる。
【００２５】
請求項９に係る発明は、像担持体上の残留トナーを少なくともモータ駆動のクリーニングブラシによってクリーニングする手段を有する画像形成装置において、予めトナーの消費効率が小となるように転写紙の通紙累積枚数と前記駆動モータの起動電流値とをそれぞれ閾値化して、像流れ発生および像流れ非発生に応じて残留トナーの入力量を設定し、該設定値に基づいて転写紙の所定通紙枚数時にトナーの入力量を制御・供給し、像担持体上に形成されるフィルミング物質を除去する機能を備えたことを特徴とする画像形成装置である。
【００２６】
請求項９の画像形成装置においては、通紙累積枚数と起動電流値とに応じて、予めトナーの消費効率が小となるようにクリーニングブラシへの残留トナー入力量が設定されており、この設定値を基にしてトナー入力量の制御・供給を行うので必要以上のトナーを消費することがない。これによって、更に効率良くフィルミング物質の除去が可能となり、安定した高品質画像が得られる。
【００２７】
請求項１０に係る発明は、前記残留トナー入力量の制御・供給を、ジョブ終了時に転写状態を解除して行うようにしたことを特徴とする請求項９に記載の画像形成装置である。
【００２８】
請求項１０の画像形成装置においては、ジョブ終了時であるため転写状態が解除されており、前記請求項２と同様に、像担持体上のトナーが転写紙に写し取られることが無く、入力トナーは全て直接クリーニング用として利用されてフィルミング物質が除去される。これによって、高品質の画像が得られる。
【００２９】
請求項１１に係る発明は、前記残留トナー入力量の制御・供給を、転写紙の通紙間に転写状態を解除して行うようにしたことを特徴とする請求項９に記載の画像形成装置である。
【００３０】
請求項１１の画像形成装置においては、トナー入力量の制御・供給を連続通紙時等の転写紙の通紙間に行うことができるため、前記請求項３と同様に更に時間が有効活用されてフィルミング物質の除去が可能となる。これによって、連続通紙においても像流れ等の不具合が発生しない高品位の画像が安定して得られる。
【００３１】
請求項１２係る発明は、前記残留トナー入力量の制御・供給を、転写紙への転写状態を維持したままで転写電流値を制御して行うようにしたことを特徴とする請求項９に記載の画像形成装置である。
【００３２】
請求項１２の画像形成装置においては、請求項４と同様に、転写紙への転写状態を維持したまま転写電流値を下げ、転写効率を減じるように制御して像担持体上の残留トナーを増量し、転写紙を連続通紙したままトナーが入力されるため転写状態解除のために要する無駄な時間を費やすことなく必要最低限の動作によって像担持体に付着したフィルミング物質が除去される。これによって、転写動作が簡便化され、連続通紙でも像流れ等の不具合が発生せずに高品位の画像が安定して得られる。
【００３３】
請求項１３に係る発明は、前記残留トナー入力量の制御・供給を、転写紙への転写状態を維持したままで転写電流値を制御して行うと共に、転写紙の画像濃度が低下しないように現像ポテンシャルを制御するようにしたことを特徴とする請求項９に記載の画像形成装置である。
【００３４】
請求項１３の画像形成装置においては、前記請求項５と同様に現像ポテンシャルを制御することにより像担持体へのトナー供給量を増加するため、転写時における転写電流値を下げて転写効率が減じても画像濃度を維持することができる。また、転写状態解除のために要する無駄な時間を費やすことなく必要最低限の動作によって像担持体に付着したフィルミング物質が除去され、転写動作が簡便化され、連続通紙でも像流れ等の不具合が発生せずに高品位の画像が安定して得られる。
【００３５】
請求項１４に係る発明は、前記クリーニングブラシの前記像担持体に対する圧接力を可変とし、転写紙の所定通紙枚数時における検知起動電流値変動が連続して残留トナーの入力を要する場合に、前記残留トナー入力の連続回数に応じて前記圧接力を大とするように制御すると共に、残留トナーの入力量を制御・供給して強固に固着したフィルミング物質を除去するようにしたことを特徴とする請求項９に記載の画像形成装置である。
【００３６】
請求項１４の画像形成装置においては、前記請求項６と同様にクリーニングブラシの像担持体に対する圧接力を可変とすることによって、フィルミング物質が強固に固着した場合でも通常よりも多く、早く除去することにより、連続通紙でも像流れ等の不具合が発生せずに高品位の画像が安定して得られる。
【００３７】
請求項１５に係る発明は、前記モータ駆動のクリーニングブラシの回転方向を前記像担持体の移動方向に対しトレーリング方向あるいはカウンター方向に切り替え可能とし、転写紙の所定枚数時における検知起動電流値変動が残留トナーの入力を要しない場合にトレーリング方向の回転にし、残留トナーの入力を要する場合にカウンター方向の回転にして制御し、フィルミング物質を除去するようにしたことを特徴とする請求項９に記載の画像形成装置である。
【００３８】
請求項１５の画像形成装置においては、残留トナーの入力を要しない場合と入力を要する場合に応じて、クリーニングブラシの回転を像担持体の移動方向に対して、それぞれトレーリング方向、あるいはカウンター方向とする制御により、前記実施例７と同様に像担持体表面の研磨を低減し、かつ必要最小限のトナー入力で効率的にフィルミング物質を除去することができるため、連続通紙でも像流れ等の不具合が発生せずに高品位の画像が安定して得られる。
【００３９】
請求項１６に係る発明は、前記クリーニングブラシをカウンター方向の回転に切り替える場合のみ、前記残留トナー入力要の連続検出回数に応じてクリーニングブラシの回転数を増加して制御し、フィルミング物質を除去するようにしたことを特徴とする請求項９に記載の画像形成装置である。
【００４０】
請求項１６の画像形成装置においては、上記請求項１５でクリーニングブラシをカウンター方向の回転に切り替える場合に、フィルミング物質の付着の状況に応じてクリーニングブラシの回転数を制御することにより除去を早めるようにしたことによって、前記実施例８と同様に像担持体表面の研磨を低減すると共に、効率的にフィルミング物質を除去することができ、連続通紙でも像流れ等の不具合が発生せずに高品位の画像が安定して得られる。
【００４１】
請求項１７に係る発明は、前記残留トナーを回収し再利用するリサイクル手段を備えたことを特徴とする請求項１〜１６のいずれかに記載の画像形成装置である。
【００４２】
請求項１７に記載の画像形成装置においては、残留トナーのリサイクル手段を備えることによってトナーの消費量を低減し、トナーイールドの低下を招くことなくフィルミング物質を除去することができ、更に無駄を省くことが可能となる。
【００４３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について説明する。
図１に本発明の画像形成装置における一例である主要構成を示す概略模式図を参考にしながら本発明を更に説明する。なお、本発明の画像形成装置は、以下の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲でその他の構成が取り得る。
【００４４】
本発明の画像形成装置は、図１に例示するように感光体で構成された像担持体１の周辺に、帯電手段２、現像手段３、転写手段４、図示しないモータで駆動するクリーニングブラシ５とクリーニングブレード６とを備えたクリーニング手段７、除電手段８がそれぞれ配設されている。
【００４５】
すなわち、帯電手段２により帯電した像担持体１上に、図示しない露光手段により静電潜像を形成し、現像手段３で現像して得られたトナー像を転写手段４によって転写紙に転写・定着して画像が形成される。像担持体１上の帯電ポテンシャルとレーザ光による露光で形成された静電潜像のポテンシャルとの差、すなわち現像ポテンシャル（電位）に対応して現像手段３から現像トナーが供給され、次に転写手段４により、搬送される転写紙に像担持体１上のトナーが転写紙に写し取られるように電界を印加し、すなわち転写電流により転写紙に電荷が与えられ、静電的に像担持体１上のトナーが転写紙に写し取られる。印刷濃度は、上記現像ポテンシャルと転写電流によって影響を受ける。
この画像形成に際して、像担持体１上に残留したトナー、いわゆる残留トナーは、像担持体１表面を摺擦するモータ駆動のクリーニングブラシ５とクリーニングブレード６とを備えたクリーニング手段７で取り除かれクリーニングされる。そしてクリーニング後、像担持体１は除電手段８により除電されて、次の帯電に対しての準備状態が整う。
【００４６】
上記画像形成において、像担持体１上には経時的にフィルミング物質、例えばトナーに含まれるワックス（ＷＡＸ）成分、転写紙のセルロース（紙粉等）、ＮＯｘ、硝酸系化合物等が付着（フィルミング現象）して像担持体１の表面摩擦係数は低下する。すなわち、フィルミング物質が付着している像担持体１の表面摩擦係数は、フィルミング物質が付着していない像担持体１の表面摩擦係数と比べて減少する。
【００４７】
像担持体１の表面摩擦係数が低下すると、像担持体１表面を摺擦するモータで回転駆動するクリーニングブラシ５のトルク値も低下する。表面摩擦係数の変化、すなわちスタート時のクリーニングブラシ５のトルク値（静トルク値）はフィルミング状態を反映するものであり、このトルク値は、クリーニングブラシ５のブラシの材質、太さ、長さ、密度などによって変るが、クリーニングブラシ５の駆動モータの起動電流値は、図２の概念図に示す関係のように静トルク値の変化量に連動して変化する。
【００４８】
図２に示す関係から、スタート時のクリーニングブラシ５の起動電流値を検出し、フィルミング状態が進行していると判断される場合に、研磨機能を有するトナー入力量を増加させるように制御して供給することにより、像担持体１表面のフィルミング物質を除去することが可能である。
【００４９】
請求項１および２におけるトナー入力量の制御・供給の動作、すなわち前記クリーニングブラシ５を単独で駆動するブラシ駆動モータの起動電流値に応じ、像担持体１へトナーを入力するには以下のようにして行う。
例えば、図３示した概念図のようにして、まず像担持体１に対するクリーニングブラシ５の起動電流値がフィルミングしない場合（電流値：ａＡ）とフィルミングした場合（電流値：ｂＡ）との中間の値（電流値：（ａ＋ｂ）／２）を基準値として設定する。この基準値を中心として検出起動電流値が大きいか、小さいかを判断してトナー入力を制御する。
【００５０】
すなわち、所定時のジョブ開始前にクリーニングブラシ５の駆動モータ起動時の電流値を検知し、検知した値が上記基準値の（ａ＋ｂ）／２と比較して大きい場合にはトナー入力を行わず、検知した値が基準値に比べて小さい場合には、フィルミングが発生しかけていると判断し、現像手段３により像担持体上１にトナー入力パターンを光量を落として（通常の半分の光量程度で）書き込み、クリーニング手段７へのトナー入力量を増やす制御を行い、トナー入力をジョブ終了時に行う。
トナー入力がジョブ終了時に行われるので、転写状態が解除された状態、すなわち転写手段４による転写紙の搬送が中止され、転写電流が流れない状態（電界ｏｆｆ状態）となっているので（転写手段４は像担持体１から離れている）像担持体１上の現像されたトナーは直接クリーニング手段７に入力される。
【００５１】
像担持体１へのトナー入力量を増やすことによって、クリーニングブラシ５、クリーニングブレード６に入力するトナー量が増え、トナーが研磨材の役割をして像担持体１に付着したフィルミング物質を削り取ることができる。このようにして像流れの発生原因となるフィルミング物質が削り取られるため、継続して高品質の画像形成が可能となる。
上記起動電流検知とトナー入力の作業は、必要に応じて実行されるが、転写紙の所定通紙枚数毎（例えば５００枚程度）に設定して行うことができる。
【００５２】
次に、前記請求項１および２において、クリーニングブラシが経時変化をした場合を考慮してトナー供給を制御する請求項９および１０の実施の形態を以下に示す。
モータ駆動のクリーニングブラシ５により像担持体１表面を摺擦し、残留トナーの除去動作を繰り返し行った場合、経時においてブラシが毛倒れすることがある。このような経時変化によってブラシの毛倒れが生じ、起動電流値が低下した場合、この起動電流値低下を検知してフィルミングが発生しているものと誤認してしまい、フィルミングが発生していないにもかかわらずトナー入力が実行されてしまうという問題が発生する。
【００５３】
経時における起動電流の変化（例えば、ブラシの毛倒れ等による影響）を考慮しない場合には、前記請求項１のようにフィルミングが発生した場合とフィルミングが発生しない場合との起動電流値の平均値を基準値（図３参照）とし、この基準値を境にしてトナー入力の実行あるいは非実行を決定していたが、ブラシの毛倒れを考慮した場合には、トナーの消費を小（消費効率を小）とする観点からトナー入力における工夫が必要とされる。
【００５４】
すなわち、上記のような観点から、予めトナーの消費が小（消費効率が小）となるように転写紙の通紙累積枚数と起動電流値とを閾値化して、クリーニングブラシへの残留トナー入力量を設定しておき、この設定値を基にしてトナー入力量の制御・供給を行い、必要以上のトナーを消費することなく、効率良くフィルミング物質を除去するようにした。
【００５５】
転写紙の通紙枚数（コピー枚数）の累積に伴う起動電流値変化と像流れの発生（フィルミング発生に相当）あるいは非発生の関係を、図４の概念図に示す。
図４において、トナー入力量（ｍｇ）は、例えば閾値化された転写紙の累積通紙枚数ｘ、ｙ、ｚ（Ｋ枚）と起動電流値ｍ、ｎ、ｓ（Ａ）毎に像流れの発生、非発生に応じて区分けして、それぞれＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄ（ｍｇ）と設定しておき、各検出起動電流値に応じて、設定値によりトナー入力量の制御・供給を行う。このような制御によって、経持変化に伴って低下する起動電流値をフィルミング物質付着と誤認することなく、最小限のトナー供給によりクリーニングすることができる。なお、図４に示す閾値の区分けは一例であって、本発明の要旨を逸脱しない範囲で任意に設定することができる。
【００５６】
上記によるトナー入力の動作は以下のように行われる。
すなわち、図４で示した各通紙枚数と起動電流の閾値における設定条件を基準にして、トナー入力を行うと判断された場合には、区分化された通紙枚数に応じて、通常の光量よりも落として（例えば、通常の半分の光量で）トナー入力をジョブ終了時に行う。トナー入力がジョブ終了時に行われるので、転写手段４は転写状態が解除された状態となっているため、像担持体１上の現像されたトナーは直接クリーニング手段７に入力される。
また、閾値によってトナー入力量が異なるように設定されているため、トナー入力は、像担持体１上へのトナー入力面積を変えるようにして行う。
【００５７】
一例としてトナー入力量が、１１０ｍｇと設定されていた場合、通常の半分の光量で書きこみ、像担持体１上に例えば、幅３００ｍｍ、長さ７３ｍｍ、トナー量約０．５ｍｇ／ｃｍ２の条件で入力をジョブ後に行う。このような起動電流検知・トナー入力の動作作は適宜の通紙枚数（コピー枚数）で行われるが、例えば５００枚程度毎に行うことで必要以上のトナー消費をすることなく像担持体１表面にフィルミングした物質を取り除くことが可能である。
【００５８】
請求項３および１１の実施の形態を以下に示す。
前記請求項１、２および９、１０における動作において、起動電流値の検知により残留トナー入力を制御・供給する際に、ジョブ後にトナー入力を行うと、連続通紙する場合に支障をきたして作業効率が悪い場合がある。
そこで、トナー入力方法として前記のように転写手段４により順次搬送されてくる転写紙と次の転写紙が搬送されてくるまでの間の、いわゆる転写紙の未輸送時（通紙間）に行うようにすることで作業効率を向上した。この場合、通紙間に入力されたトナーが前記図１に示す転写手段４に備えられた転写ベルトユニット９を通過する時は、転写状態を解除するように制御する（転写ベルトユニット９は像担持体１から離れている）。その際、通常の光量で書きこみ（例えば３００ｍｍ幅で通紙可能な最大転写紙の幅内、例えば１０ｍｍに約１ｍｇ／ｃｍ２とする）入力を一番目の紙と次に搬送されてくる紙との間（通紙間）から順次行う。この場合、一回の通紙間でのトナー入力量は３０ｍｇになる。
【００５９】
上記の場合、前記図４を例として、Ａ＝１２０ｍｇ、Ｂ＝１５０ｍｇ、Ｃ＝１８０ｍｇ、Ｄ＝２１０ｍｇとすると、トナー入力量はコピー枚数と起動電流値の閾値によって１２０〜２１０ｍｇと変化するので、一回の通紙間でのトナー入力量３０ｍｇでは、紙間への入力回数も４〜７回となる。
ここで、例えば１２０ｍｇのトナー入力の場合、紙間への入力回数は４回であるが、ジョブの通紙枚数が４枚以下の時には紙間でのトナー入力が完了できないので、未入力分は、ジョブ後にまとめて入力するようにする。トナー入力量１５０〜２１０ｍｇの場合も同様である。
【００６０】
上記起動電流検知・トナー入力の作業は、前記同様に適宜の通紙枚数（コピー枚数）で行われるが、例えば５００枚程度毎に行うことで作業を中断することなく、効率よく像担持体１表面にフィルミングした物質を取り除くことが可能となる。
【００６１】
請求項４および１２の実施の形態を以下に示す。
前記請求項３および１１のトナー入力動作において、転写紙の通紙間に入力されたトナーが転写手段４に具備された転写ベルトユニット９を通過する時は、転写状態を解除するように制御されている。すなわち、転写手段による転写紙の搬送が中止され、転写電流が流れない状態となっている（転写ベルトユニット９は像担持体から離れている）。
このような転写状態を解除する動作によって生ずる時間ロスを省くため、トナー入力動作において、転写状態を維持したまま転写電流値を制御する（転写電流値を下げる）ことによって転写残留トナー量を増やし、クリーニングブラシ５へのトナー入力を増やすようにする。
【００６２】
上記のように制御すれば、転写紙の通紙間で転写状態を解除する動作が必要なくなり、転写紙の通紙間を短くすることができるので画像形成装置の生産性を低下させることがなくなる。
前記起動電流検知・トナー入力の作業は、適宜の通紙枚数（例えば５００枚程度毎）で行われることにより、動作の中断がなく、しかも生産性を落とすことなく像担持体１表面にフィルミングした物質を取り除くことが可能である。
【００６３】
請求項５および１３の実施の形態を以下に示す。
前記請求項４および１２の転写状態を維持したままで転写電流値を制御する（転写電流値を下げる）ことにより無駄な時間が省ける。しかし、転写電流を下げることにより、画像濃度が低下するという不都合が発生する心配がある。
例えば、図５の像担持体上のトナー量（Ｍ／Ａ）と画像濃度との関係に示すように、転写電流値が１２０μＡ（現状）であると転写紙上画像濃度は約１．４であり、規定の濃度にて転写が行われる。なおこの場合、現像ポテンシャルが約５００Ｖに制御され、像担持体上に付与されるトナー量（Ｍ／Ａ）は約０．６ｍｇ／ｃｍ２で転写紙に転写が行われる。しかし、同条件（現像ポテンシャル：約５００Ｖ、像担持体上トナー量（Ｍ／Ａ）：約０．６ｍｇ／ｃｍ２）で転写電流を、例えば５０μＡに下げると転写効率が落ちて、転写紙上画像濃度は１．３程度に減少してしまう。
【００６４】
このような不都合を解消するため、転写電流値を下げて残留トナー入力量の制御・供給を行う場合のみ、図６に示す現像ポテンシャルと像担持体上トナー量（Ｍ／Ａ）との関係に基づいて、現像ポテンシャルを高くするように制御する方法を適用するようにした。
例えば、図６で現像ポテンシャルを６００Ｖにすると像担時体上トナー量（Ｍ／Ａ）は約０．８ｍｇ／ｃｍ２になり、このトナー量の場合、図５から転写電流を５０μＡに下げても転写紙上の画像濃度は１．４を確保できることが分かる。すなわち、残留トナー量を増やすために転写電流値を前記のように下げたとしても、現像ポテンシャルを約６００Ｖ以上にすることにより、転写紙上画像濃度減少の不具合は解消できる。
【００６５】
すなわち、トナー入力の作業を転写紙の通紙間に行うのではなく、通紙状態のまま現像ポテンシャルを制御する（ポテンシャルを上げる）と共に、転写電流を下げて残留トナーを増やす制御を行うだけでフィルミング物質を除去することが可能であるため効率的である。
上記起動電流検知・トナー入力の作業は、前記同様に適宜の通紙枚数（コピー枚数）で行われるが、例えば５００枚程度毎に行うことで作業を中断することなく、効率よく像担持体１表面にフィルミングした物質を取り除くことが可能となる。
【００６６】
請求項６および１４の実施の形態を以下に示す。
一方、フィルミング物質が強固に固着している場合、検知起動電流値の変動、すなわち前記基準値（図３）あるいは閾値（図４）が連続して残留トナーの入力を要する条件になることが考えられる。このような場合には、所定通紙枚数、例えばコピー枚数５００枚毎にトナー入力を行うことになり、トナー消費量が増加する。
そこで、転写紙の所定通紙枚数時における検知起動電流値の変動が連続して残留トナーの入力を要する場合に、残留トナーの入力を要する連続回数に応じて、クリーニングブラシの像担持体に対する圧接力を上げるような制御を行う。すなわち、前記クリーニングブラシの前記像担持体に対する圧接力を可変とする機構（クリーニングブラシ加圧機構）を設け、例えば、連続で２回トナー入力を行う起動電流閾値または基準値を検出した場合、３回目以降の入力検出時に、トナー入力と同時にクリーニングブラシの像担持体に対する圧接力を強くしながら、残留トナーの入力量を制御・供給して強固に固着したフィルミング物質を除去するようにする。
【００６７】
クリーニングブラシの像担持体に対する圧接力を可変できる支持機構の概略構成の一例を図７の模式図に示す。
図７において揺動腕４３の端部に加圧スプリング４４の一端が係止されており、予め設定した連続回数でトナー入力を行う起動電流閾値あるいは基準値を検知した場合、加圧ソレノイド４５をＯＮ状態とし、クリーニングブラシ４２を通常位置よりもさらに圧接力が増大になる位置に移動することにより、通常のクリーニング動作中よりも大きな摺擦力で摺擦して像担持体４１表面のフィルミング物質を通常よりも多く、早く除去するようにする。
ここで通常位置とは、クリーニングブラシ４２が通常のクリーニング動作において所定の食い込み量で像担持体４１表面に圧接するように調節された所定の位置であり、圧接力を増大するには加圧ソレノイド４５によりクリーニングブラシ４２の像担持体４１表面に対する食い込み量を大きくする方向に動作させることによって実施される。
【００６８】
請求項７および１５の実施の形態を以下に示す。
前記のようにクリーニングブラシの回転方向をトレーリング方向に固定すると像担持体を研磨する能力はカウンター方向に比べ低いため、像担持体の高寿命化に繋がるがフィルミング物質の除去能力はカウンター方向に比べて低い。一方、クリーニングブラシの回転方向をカウンター方向に固定すると、像担持体の表面の研磨能力がトレーリング方向に比べ勝り、フィルミング物質除去能力は良好となるが、像担持体表面自体も研磨するので寿命低減に繋がる。
そこで、クリーニングブラシを駆動するモータの回転方向を前記像担持体の移動方向に対してトレーリング方向あるいはカウンター方向に切り替え可能とし、転写紙の所定枚数時における検知起動電流値変動が残留トナーの入力を要しない場合にトレーリング方向の回転とし、残留トナーの入力を要する場合にカウンター方向の回転とするように制御してフィルミング物質を除去するようにする。
【００６９】
すなわち、以下のような制御を行う。ジョブスタート時はクリーニングブラシの回転を像担持体に対してトレーリング方向として始め、５００枚毎の起動電流検知持に、前記残留トナー入力を要する基準値あるいは閾値に当てはまったら、次回の起動電流検知持の５００枚までクリーニングブラシを像担持体に対しカウンター方向の回転に切り替える。そして、その後の起動電流検知持のトナー入力を行わなくてもよい（残留トナー入力を要しない）基準値あるいは閾値起動電流閾値に当てはまったら、次回の起動電流検知持の５００枚までクリーニングブラシを像担自体に対しトレーリング方向に切り替える。このような動作を行うことにより、像担持体の削れ量はトレーリング方向のみの場合とカウンター方向のみの場合の中間的な値にすることができ、しかも効果的にフィルミング物質を除去することができる。
【００７０】
請求項８および１６の実施の形態を以下に示す。
前記請求項７および１５の動作において、像担持体に対するクリーニングブラシの回転方向をカウンター方向に切り替える際、回転数変更可能なモーターにより同時にクリーニングブラシの回転数を制御する。例えば、一例として下記表１に示すように残留トナー入力を要する起動電流値の連続検出回数に対してモーター回転数（クリーニングブラシの回転数）を設定しておき、この設定条件に基づいて制御することにより、効率よく、より少ないトナー消費で像担持体表面に付着したフィルミング物質を除去することができる。なお、表１は一例であって本発明はこれに限定されるものではない。
【００７１】
【表１】
回転方向をカウンター方向に切り替える条件は前記請求項７および１５のようにして、クリーニングブラシを駆動しているモーターの起動電流値を所定通紙枚数（例えば５００枚）時毎に検知し、残留トナー入力要の基準値（図３）あるいは閾値（図４）であるかどうかを判断し、前記クリーニングブラシをカウンター方向の回転に切り替える場合のみ、前記残留トナー入力要の連続検出回数に応じて、クリーニングブラシの回転数を制御してフィルミング物質を除去するようにする。
例えば、前記表１のようにモーター回転数倍率を制御した場合、ジョブ枚数に対する像担持体表面削れ量、ジョブ枚数に対する消費トナー重量の関係は、それぞれ図８、図９のようになる。回転数倍率制御を行うことにより、請求項７および１５の動作の時よりも像担持体表面削れ量は減少し、像担持体高寿命化に繋がるほか、トナー消費重量も減少し、効率よく像担持体表面に付着したフィルミング物質が除去できる。
【００７３】
請求項１７の実施の形態を以下に示す。
請求項１〜１６において、トナー入力は必要最小限に制御されて行われるが、入力された画像域外での残留トナーはいずれにしても消費されることになるのでトナーイールドが低下する。
このため、前記画像形成装置のクリーニング手段（クリーニングブラシ、クリーニングブレードを有する）にトナーリサイクル手段を設けることにより、トナー消費量の低減を図るようにした。図１０にトナーリサイクル手段を備えた画像形成装置の部分概略模式図を示す。
【００７４】
図１０において画像形成装置には、クリーニング手段２４に装着されたクリーニングブラシ２１、クリーニングブレード２２および回収コイル２３によって、像担持体２０上から回収されたトナーを、現像フィルタ２６、搬送スクリュー２７、攪拌ローラ２８、パドルローラ２９、スリーブ３０、３１等の機構を内臓した現像手段３２に搬送する移送機構（例えばスクリューコンベア等）を有するトナーリサイクル手段３３が設けられている。なお、トナーリサイクル手段３３には、トナーの分級機能などが含まれていてもよい。
このようなトナーリサイクル手段３３によって、回収された残留トナーをリサイクルし、再使用することができるため無駄な消費が避けられ、トナーイールドの低下を抑制して像担持体２０鏡面のフィルミング物質の除去を実施することが可能となる。
【００７５】
【実施例】
以下、実施例により本発明を更に詳細に説明する。ただし、本発明はなんら実施例に限定されるものではない。
【００７６】
実施例１（請求項１および２に係る実施例）
本実施例では、前記図１に示した各手段を有し、前記図１０の部分概略模式図に示す構成からなる画像形成装置（リコー製Ｉｍａｇｉｏ ＭＦ８５７０を改造した装置）を用いてトナー入力量に関する評価試験を行った。
なお、本実施例で用いた図１０に示す像担持体２０には、感光耐表層にオーバーコートを施し、耐磨耗性を向上した直径１００ｍｍの感光体を使用し、クリーニング手段２４に装備のクリーニングブラシ２１としては、下記表２に示す諸元のものを用いた。
【００７７】
【表２】
上記表２に示した諸元のクリーニングブラシ２１による評価の結果、スタート時、すなわち像流れの原因となるフィルミング物質が像担持体２０に付着していない状態でのクリーニングブラシ２１起動時の静トルク値は、０．４０８ｋｇｆ・ｃｍ（０．０４０Ｎ・ｍ）であった。一方、転写動作によってフィルミング物質が付着した時の静トルク値は、０．３２３ｋｇｆ・ｃｍ（０．０３２Ｎ・ｍ）であり、前未付着時と比べて０．０８５ｋｇｆ・ｃｍ（０．００８Ｎ・ｍ）の変化を生じることが分かった。
【００７９】
上記静トルク値の変化に対するクリーニングブラシ２１の起動時の駆動電流値（起動電流値）を測定した結果、図１１に示すような関係が得られた。図１１から明らかなように、静トルク値と起動電流値は比例関係にあり、このことから静トルク値の変化を起動電流値に変換して捉えることができ、この起動電流値の検知によってトナー入力の判断、制御が可能であることが確認された。
【００８０】
また、上記図１１の関係からフィルミングしない場合の起動電流値０・３８と、フィルミングした場合の起動電流値０．３４との平均値０．３６を求め、これを基準値に設定して（図１２参照）、転写紙の通紙５００枚毎にフィルミング物質の付着状態を起動電流値検知によって行いながら、トナー入力量の制御・供給をジョブ終了時に行ったところ、像流れなどの発生率が低減した高画質の画像を連続して得ることができた。
なお、上記トナーの入力制御は、検知した起動電流値が基準値と比較して、大きい場合はトナー入力を行わず、基準値と比較して小さい場合に通常の半分の光量で書きこみ、幅３００ｍｍ、長さ９０ｍｍ、トナー量約０．５ｍｇ／ｃｍ２の条件でトナーの入力をジョブ終了時に行った。
【００８１】
実施例２（請求項３に係る実施例）
上記ジョブ後終了後のトナー入力に代えて連続通紙の通紙間にトナー入力を行い、かつ通紙間に入力されたトナーが転写ベルトユニット（前記図１の転写ベルトユニット９に相当）を通過する時は、転写ベルトユニットが像担持体（前記図１の像担持体１に相当）から離れるように制御した他は、実施例１と同じようにして前記基準値（０．３６Ａ）により転写紙の通紙５００枚毎に起動電流を検知しながらコピーを実行した。その結果、更に効率良くフィルミング物質の除去ができ、画像流れのない高品質の画像が得られた。
【００８２】
実施例３（請求項４に係る実施例）
実施例２において、通紙間に入力されたトナーが転写ベルトユニットを通過する時は、転写ベルトユニットが像担持体から「離れる」ように（転写状態が解除されるように）制御したのに代えて、転写ベルトユニットが像担持体から「離れず」に転写状態が維持されるようにしつつ、連続通紙のまま前記転写電流値を低下させて転写残トナー量を増やす方法とした他は、実施例２と同じようにして転写紙の通紙５００枚毎に起動電流を検知しながらコピーを実行した。その結果、更に時間消費を無駄にすることなく効率良くフィルミング物質の除去ができ、画像流れのない高品質の画像が得られた。
【００８３】
実施例４（請求項５および１３に係る実施例）
通常の画像形成における動作条件として、現像ポテンシャル：約５００Ｖ、転写電流値：１２０μＡに設定した画像形成装置で、トナー入力の制御・供給を要する場合み、現像ポテンシャルを６００Ｖに上げると共に、転写電流を５０μＡに下げて通紙状態のままで残留トナーを供給するように制御した。得られた転写紙上の画像濃度は約１．４であり、転写濃度が低下するようなことはなく、通常と同様に良好な画像が得られた。また、フィルミング物質も効率的に除去することができた。
【００８４】
実施例５（請求項６および１４に係る実施例）
フィルミング物質が強固に固着して除去が難しい条件（画像面積率６％チャート使用）でコピーを行い、前記クリーニングブラシ加圧機構を設けた場合（有り）と、設けない場合（無し）について、それぞれトナー消費量を評価した。得られたジョブ枚数（通紙枚数）と消費トナー重量との関係を図１３に示す。
図１３に示すようにジョブ約１０００００枚で像担持体表面にフィルミング物質が付着し始め、クリーニングブラシ加圧機構無しの場合には、１０００００枚以降において通常のジョブでのトナー消費量に加えてさらに補給分のトナーが消費されている。
クリーニング加圧機構有りの場合には、クリーニング加圧機構無しに較べてトナー補給回数が少なくなりトナー補給量も低減し、しかもフィルミング物質も除去されている。ジョブ３０００００枚ではトナー消費量は約９００ｇも低減されることが分かった。すなわち、必要最低限のトナー消費でフィルミング物質を通常よりもより多く除去することができた。
【００８５】
実施例６（請求項７および１５に係る実施例）
前記実施の形態７および１５におけるクリーニングブラシの回転方向を切り替え可能とした場合について評価した。
図１４にクリーニングブラシの回転方向をトレーリング方向に固定した場合、カウンター方向に固定した場合、および前記のように検知起動電流値変動が残留トナーの入力を要しない場合と入力を要する場合とにおいて、トレーリング方向とするかあるいはカウンター方向の回転方向とするかそれぞれで切り替えて制御した時（本発明）のジョブ枚数に対する像担持体表面の削れ量を示す。本発明の動作を行うことにより、像担持体の削れ量はトレーリング方向とカウンター方向のほぼ中間値となった。本発明の制御により、効率よく像担持体表面に付着したフィルミング物質を除去することができた。また、クリーニングブラシを像担持体に対しカウンター方向に回転した時よりも像担持体表面の削れ量が減少し、像担持体高寿命化にも繋がった。
【００８６】
実施例７（請求項８および１６に係る実施例）
前記実施例の形態において示した表１のようにモーター回転数倍率を制御した結果、像担持体表面削れ量はジョブ３０００００枚では０．２μｍ減少し、トナー消費重量は約９５０ｇ減少した。本発明により、効率良くより少ないトナー消費で像担持体表面に付着したフィルミング物質を除去し、かつ、請求項７，１５の動作よりも像担持体表面の削れ量が減少し、像担持体高寿命化にも繋がった。
【００８７】
実施例８（請求項９および１０に係る実施例）
図１５に０〜３００Ｋ枚までのコピー経時における転写画像の像流れが発生しない場合と、像流れが発生する場合とにそれぞれ対応する起動電流値の変化を調べた結果を示す。
この試験結果から、通紙枚数（コピー枚数）と起動電流値とをそれぞれ下記表３に示す閾値区分に分けて、トナー入力量を設定した。この設定値を基準にして転写紙の通紙５００枚毎に起動電流を検値しながらコピーを実行した結果、予めトナーの消費効率が小となるようにクリーニングブラシへの残留トナー入力量が設定されているため、必要以上のトナーを消費することなく、効率良くフィルミング物質の除去ができ、画像流れのない高品質の画像が得られた。なお、上記トナー入力は通常の半分の光量で約０．５ｍｇ／ｃｍ２のトナー入力をジョブ終了時に行った。
【００８８】
【表３】
実施例９（請求項１１に係る実施例）
上記ジョブ後終了後のトナー入力に代えて連続通紙の通紙間にトナー入力を行い、かつ通紙間に入力されたトナーが転写ベルトユニット（前記図１の転写ベルトユニット９に相当）を通過する時は、転写ベルトユニットが像担持体（前記図１の像担持体１に相当）から離れるように制御した他は、実施例４と同じようにして前記基準値（０．３６Ａ）により転写紙の通紙５００枚毎に起動電流を検知しながらコピーを実行した。その結果、必要以上のトナーを消費することなく、更に効率良くフィルミング物質の除去ができ、画像流れのない高品質の画像が得られた。
【００９０】
実施例１０（請求項１２に係る実施例）
実施例９において、通紙間に入力されたトナーが転写ベルトユニットを通過する時は、転写ベルトユニットが像担持体から「離れる」ように（転写状態が解除されるように）制御したのに代えて、転写ベルトユニットが像担持体から「離れず」に転写状態が維持されるようにしつつ、連続通紙のまま前記転写電流値を低下させて転写残トナー量を増やす方法とした他は、実施例９と同じようにして転写紙の通紙５００枚毎に起動電流を検知しながらコピーを実行した。その結果、必要以上のトナーを消費することなく、更に無駄な時間を費やすことなく更に効率良くフィルミング物質の除去ができ、画像流れのない高品質の画像が得られた。
【００９１】
実施例１１（請求項１７に係る実施例）
請求項１〜１６においては、フィルミング物質の除去に際して画像域外でのトナー入力量を増加させるものであるため、基本的にはトナーの消費を伴うものであるが、従来単に廃トナーとしていたものを再利用したため、トナーリサイクル手段３３を作動させた場合には非作動の場合に対してトナー消費量が低減し、トナーイールドの低下を招くことなくフィルミング物質の除去が可能になった。
【００９２】
【発明の効果】
請求項１の画像形成装置によれば、クリーニングブラシ駆動モータの静トルク値に連動して変化する起動電流値を検知し、必要に応じてトナー入力量を制御・供給することにより、像担時体に付着したフィルミング物質が除去されるため、像流れ、トナー像のかすれ、あるいは地汚れ等の発生が解消されて不具合のない安定した画像が得られる。
【００９３】
請求項２の画像形成装置によれば、入力トナーが全て直接クリーニング用として利用されるため、効率良くフィルミング物質が除去され、これによって、像流れ等の不具合のない高品質の画像が得られる。
【００９４】
請求項３の画像形成装置によれば、トナー入力量の制御・供給を通紙間に行うことができるため、更に時間が有効活用されてフィルミング物質の除去が可能となり、連続通紙でも像流れ等の不具合が発生しない高品位の画像が安定して得られる。
【００９５】
請求項４の画像形成装置によれば、転写状態を維持したままでトナーが入力されるため、転写動作が簡便化され無駄な時間が省かれ、必要最低限の動作で像担持体に付着したフィルミング物質が除去されて、連続通紙でも像流れ等の不具合が発生せずに高品位の画像が安定して得られる。
【００９６】
請求項５の画像形成装置によれば、転写状態解除のために要する転写動作が簡便化され、無駄な時間を費やすことなく必要最低限の動作によって像担持体に付着したフィルミング物質が除去され、連続通紙でも像流れ等の不具合が発生せずに画像濃度を維持した高品位の画像が安定して得られる。
【００９７】
請求項６の画像形成装置によれば、像担持体表面のフィルミング物質を通常よりも多く、早く除去することにより、連続通紙でも像流れ等の不具合が発生せずに高品位の画像が安定して得られる。
【００９８】
請求項７の画像形成装置によれば、像担持体表面の研磨を低減し、かつ必要最小限のトナー入力で効率的にフィルミング物質を除去することができるため、連続通紙でも像流れ等の不具合が発生せずに高品位の画像が安定して得られる。
【００９９】
請求項８の画像形成装置によれば、像担持体表面の研磨を低減すると共に、効率的にフィルミング物質を除去することができるため、連続通紙でも像流れ等の不具合が発生せずに高品位の画像が安定して得られる。
【０１００】
請求項９の画像形成装置によれば、消費効率が小となるように予め設定されたトナー入力量を基にして制御・供給されるので必要以上のトナーを消費することがない。これによって、更に効率良くフィルミング物質の除去が可能となり、像流れ、トナー像のかすれ、あるいは地汚れ等の発生が解消されて不具合のない安定した画像が得られる。
【０１０１】
請求項１０の画像形成装置によれば、入力トナーが全て直接クリーニング用として利用されるため、更に効率良くフィルミング物質が除去され、像流れ等の不具合のない高品質の画像が得られる。
【０１０２】
請求項１１の画像形成装置によれば、トナー入力量の制御・供給を転写紙間に行うことができるため、一層有効に時間が有効活用されてフィルミング物質の除去が可能となり、連続通紙でも像流れ等の不具合が発生しない高品位の画像が安定して得られる
【０１０３】
請求項１２の画像形成装置によれば、転写状態を維持したままでトナーが入力されるため、転写動作が簡便化されて無駄な時間とが省かれ、必要最低限の動作とトナー消費により像担持体に付着したフィルミング物質が除去されため、連続通紙でも像流れ等の不具合が発生せずに高品位の画像が安定して得られる。
【０１０４】
請求項１３の画像形成装置によれば、前記請求項５と同様に転写動作が簡便化され、無駄な時間を費やすことなく必要最低限の動作によって像担持体に付着したフィルミング物質が除去され、連続通紙でも像流れ等の不具合が発生せずに画像濃度を維持した高品位の画像が安定して得られる。
【０１０５】
請求項１４の画像形成装置によれば、前記請求項６と同様に像担持体表面のフィルミング物質を通常よりも多く、早く除去することにより、連続通紙でも像流れ等の不具合が発生せずに高品位の画像が安定して得られる。
【０１０６】
請求項１５の画像形成装置によれば、前記請求項７と同様に像担持体表面の研磨を低減し、かつ必要最小限のトナー入力で効率的にフィルミング物質を除去することができるため、連続通紙でも像流れ等の不具合が発生せずに高品位の画像が安定して得られる。
【０１０７】
請求項１６の画像形成装置によれば、前記請求項８と同様に像担持体表面の研磨を低減すると共に、効率的にフィルミング物質を除去することができるため、連続通紙でも像流れ等の不具合が発生せずに高品位の画像が安定して得られる。
【０１０８】
請求項１７の発明によれば、画像形成装置に残留トナーのリサイクル手段を備えることによってトナーの消費量を低減し、トナーイールドの低下を招くことなくフィルミング物質を除去することができ、更に無駄を省くことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施の形態において本発明に係る画像形成装置を説明するための主要構成例を示す概略模式図である。
【図２】実施の形態において本発明のトナー入力制御に適用するクリーニングブラシ駆動モータの起動電流値と静トルク値との関係を模式的に示す概念図である。
【図３】実施の形態においてフィルミングした場合としない場合の起動電流値から基準値を設定してトナー入力の制御をする関係を模式的に示す概念図である。
【図４】実施の形態において像流れの発生、非発生をパラメータとし通紙累積枚数と起動電流値とを閾値化してトナー入力量を設定する一例を示す概念図である。
【図５】実施の形態において転写電流値と現像ポテンシャルを制御する場合の像担持体上トナー量と転写紙上画像濃度との関係を示す図である。
【図６】実施の形態において転写電流値と現像ポテンシャルを制御する場合の現像ポテンシャルと像担持体上トナー量との関係を示す図である。
【図７】実施の形態において像担持体に対するクリーニングブラシの圧接力を制御するクリーニングブラシ加圧機構を説明するための概略構成を示す模式図である。
【図８】実施の形態においてクリーニングブラシの回転方向および回転数を制御する場合のジョブ枚数と像担持体削れ量との関係を示す図である。
【図９】実施の形態においてクリーニングブラシの回転方向および回転数を制御する場合のジョブ枚数と消費トナー重量との関係を示す図である。
【図１０】実施の形態および実施例におけるトナーリサイクル手段を備えた画像形成装置（リコー製Ｉｍａｇｉｏ ＭＦ８５７０を改造）の部分概略模式図である。
【図１１】本発明の実施例における起動電流値と静トルク値との関係を示す図である。
【図１２】本発明の実施例におけるトナー入力制御のための基準値をフィルミングした場合としない場合の起動電流値から設定する関係を示す図である。
【図１３】本発明の実施例におけるクリーニングブラシを圧接した場合としない場合のジョブ枚数と消費トナー重量との関係を示す図である。
【図１４】本発明の実施例におけるクリーニングブラシの回転方向を制御した場合のジョブ枚数と像担持体削れ量との関係を示す図である。
【図１５】本発明の実施例における像流れ発生時と非発生時の起動電流値と累積通紙枚数との関係を示す図である。
【符号の説明】
１……像担持体
２……帯電手段
３……現像手段
４……転写手段
５……クリーニングブラシ
６……クリーニングブレード
７……クリーニング手段
８……除電手段
９……転写ベルトユニット
２０……像担持体
２１……クリーニングブラシ
２２……クリーニングブレード
２３……回収コイル
２４……クリーニング手段
２６……現像フィルタ
２７……搬送スクリュー
２８……攪拌ローラ
２９……パドルローラ
３０……スリーブ
３１……スリーブ
３２……現像手段
３３……トナーリサイクル手段
４１……像担持体
４２……クリーニングブラシ
４３……揺動腕
４４……加圧スプリング
４５……加圧ソレノイド
Claims (17)
- 像担持体上の残留トナーを少なくともモータ駆動のクリーニングブラシによってクリーニングする手段を有する画像形成装置において、該駆動モータの起動電流値変動に連動して、転写紙の所定通紙枚数時に前記残留トナーの入力量を制御・供給し、前記像担持体上に形成されるフィルミング物質を除去する機能を備えたことを特徴とする画像形成装置。
- 前記残留トナー入力量の制御・供給を、ジョブ終了時に転写状態を解除して行うようにしたことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
- 前記残留トナー入力量の制御・供給を、転写紙の通紙間に転写状態を解除して行うようにしたことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
- 前記残留トナー入力量の制御・供給を、転写紙への転写状態を維持したままで転写電流値を制御して行うようにしたことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
- 前記残留トナー入力量の制御・供給を、転写紙への転写状態を維持したままで転写電流値を制御して行うと共に、転写紙の画像濃度が低下しないように現像ポテンシャルを制御するようにしたことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
- 前記クリーニングブラシの前記像担持体に対する圧接力を可変とし、転写紙の所定通紙枚数時における検知起動電流値変動が連続して残留トナーの入力を要する場合に、前記残留トナー入力の連続回数に応じて前記圧接力を大とするように制御すると共に、残留トナーの入力量を制御・供給して強固に固着したフィルミング物質を除去するようにしたことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
- 前記モータ駆動のクリーニングブラシの回転方向を前記像担持体の移動方向に対しトレーリング方向あるいはカウンター方向に切り替え可能とし、転写紙の所定枚数時における検知起動電流値変動が残留トナーの入力を要しない場合にトレーリング方向の回転にし、残留トナーの入力を要する場合にカウンター方向の回転にして制御し、フィルミング物質を除去するようにしたことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
- 前記クリーニングブラシをカウンター方向の回転に切り替える場合のみ、前記残留トナー入力要の連続検出回数に応じてクリーニングブラシの回転数を増加して制御し、フィルミング物質を除去するようにしたことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
- 像担持体上の残留トナーを少なくともモータ駆動のクリーニングブラシによってクリーニングする手段を有する画像形成装置において、予めトナーの消費効率が小となるように転写紙の通紙累積枚数と前記駆動モータの起動電流値とをそれぞれ閾値化して、像流れ発生および像流れ非発生に応じて残留トナーの入力量を設定し、該設定値に基づいて転写紙の所定通紙枚数時にトナーの入力量を制御・供給し、像担持体上に形成されるフィルミング物質を除去する機能を備えたことを特徴とする画像形成装置。
- 前記残留トナー入力量の制御・供給を、ジョブ終了時に転写状態を解除して行うようにしたことを特徴とする請求項９に記載の画像形成装置。
- 前記残留トナー入力量の制御・供給を、転写紙の通紙間に転写状態を解除して行うようにしたことを特徴とする請求項９に記載の画像形成装置。
- 前記残留トナー入力量の制御・供給を、転写紙への転写状態を維持したままで転写電流値を制御して行うようにしたことを特徴とする請求項９に記載の画像形成装置。
- 前記残留トナー入力量の制御・供給を、転写紙への転写状態を維持したままで転写電流値を制御して行うと共に、転写紙の画像濃度が低下しないように現像ポテンシャルを制御するようにしたことを特徴とする請求項９に記載の画像形成装置。
- 前記クリーニングブラシの前記像担持体に対する圧接力を可変とし、転写紙の所定通紙枚数時における検知起動電流値変動が連続して残留トナーの入力を要する場合に、前記残留トナー入力の連続回数に応じて前記圧接力を大とするように制御すると共に、残留トナーの入力量を制御・供給して強固に固着したフィルミング物質を除去するようにしたことを特徴とする請求項９に記載の画像形成装置。
- 前記モータ駆動のクリーニングブラシの回転方向を前記像担持体の移動方向に対しトレーリング方向あるいはカウンター方向に切り替え可能とし、転写紙の所定枚数時における検知起動電流値変動が残留トナーの入力を要しない場合にトレーリング方向の回転にし、残留トナーの入力を要する場合にカウンター方向の回転にして制御し、フィルミング物質を除去するようにしたことを特徴とする請求項９に記載の画像形成装置。
- 前記クリーニングブラシをカウンター方向の回転に切り替える場合のみ、前記残留トナー入力要の連続検出回数に応じてクリーニングブラシの回転数を増加して制御し、フィルミング物質を除去するようにしたことを特徴とする請求項９に記載の画像形成装置。
- 前記残留トナーを回収し再利用するリサイクル手段を備えたことを特徴とする請求項１〜１６のいずれかに記載の画像形成装置。
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