JP2004125900A

JP2004125900A - 画像形成装置

Info

Publication number: JP2004125900A
Application number: JP2002286288A
Authority: JP
Inventors: Yuki Nishizawa; 西沢　祐樹
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2002-09-30
Filing date: 2002-09-30
Publication date: 2004-04-22

Abstract

【課題】像担持体に対して板状クリーニング部材を用いてクリーニングを行う構成の画像形成装置において、低コストな構成でクリーニング不良や騒音、部材の破損等の発生を抑制し、更に、プリントスピードの低下とランニングコストの増加を抑えた画像形成装置を提供する。
【解決手段】表面に現像剤像が形成される像担持体６と、像担持体６に当接し、その表面を清掃する板状クリーニング部材９５と、を有する画像形成装置において、更に、画像形成を行った回数である印字枚数を検知する印字枚数検知手段１５、１６、１７と、消費した現像剤量を検知する現像剤消費量検知手段１５、１６、１７と、を有し、検知された印字枚数と現像剤消費量に応じて、画像形成時以外のタイミングにて像担持体６上に制御用現像剤像を形成し、制御用現像剤像を板状クリーニング部材９５まで到達させる。
【選択図】　　　　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は例えば複写機やプリンタ等とされる電子写真方式あるいは静電記録方式の画像形成装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、カラー画像形成装置として、第一像担持体である感光ドラム表面の現像剤像（トナー像）を第二像担持体である中間転写体表面に、一旦転写（以後「一次転写」と称す。）し、その後、中間転写体表面のトナー像を転写材に、再度転写（以後「二次転写」と称す。）させるように構成したカラー画像形成装置が知られている。
【０００３】
こうした中間転写方式の画像形成装置は、例えば特許文献１中で述べられたごとくの転写装置、即ち、転写ドラム上に、例えば記録材等の第二像担持体としての転写材を張り付けたり、又は吸着したりして、そこへ第一像担持体である例えば電子写真感光体即ち感光ドラムのような潜像担持体から画像を転写する画像形成装置を有したカラー電子写真装置と比較すると、第二像担持体として、上記中間転写体を用いた画像形成装置とされるカラー電子写真装置は、転写材になんら加工、制御（例えばグリッパーに把持する、吸着する、曲率をもたせる等）を必要とせずに中間転写体から画像を転写することができるため、封筒、ハガキ、ラベル紙等、薄い紙（４０ｇ／ｍ^２紙）から厚い紙（２００ｇ／ｍ^２紙）まで、幅の広狭、長さの長短、あるいは厚さの厚薄によらず、転写材を多種多様に選択することができるという利点を有している。
【０００４】
そして、この感光ドラムと中間転写体表面に付着した現像剤（トナー）を除去するクリーニング手段として、従来から種々の提案がなされているが、エッジを中間転写体に当接させて付着トナーを掻き落とし除去する、ゴム等の弾性材料にて形成された板状クリーニング部材（クリーニングブレード）を用いるクリーニングブレード方式は、構成が簡単且つ低コストであり、付着トナー除去機能も優れており、広く実用化されている。
【０００５】
しかしながら、こうしたクリーニングブレード方式を採用した構成のカラー画像形成装置において、装置の長期使用にともない、中間転写体の表面に例えば、窒素酸化物、トナー樹脂等が付着することによって、中間転写体の表面の摩擦係数は大きくなる。それによりクリーニングブレードのエッジ部と中間転写体の当接部分の摩擦力も大きくなる。この摩擦力が大きくなると、クリーニングブレードのスティック−スリップ運動が生じ、それを原因としたクリーニング不良、異音（ブレード鳴き）、異常振動（ビビリ）が発生し、最終的に、クリーニングブレードが中間転写体の回転方向に沿うように反転する、所謂ブレードめくれの問題が生じる。
【０００６】
これらの問題の詳細、及び発生の原因について以下に説明すると、上述したスティック−スリップ（Ｓｔｉｃｋ−Ｓｌｉｐ）運動とは、中間転写体表面上の残留トナーを除去するために必要な圧力をかけて、クリーニングブレードを中間転写体表面に圧接させたとき、そのクリーニングブレードのエッジ部と中間転写体の当接部分に摩擦力が働くことによって、中間転写体表面に密着したエッジ部が中間転写体の進行方向に変形（ずり変形、圧縮変形）し、次いで、その応力に伴うエッジ部に蓄積されたエネルギーが復元力（反発弾性力）として働き、元の状態に戻る現象である。
【０００７】
よって、スティック−スリップ運動が起きると、クリーニングブレードのエッジ部が中間転写体表面上に追従することなく跳ね上がり、トナーのすり抜け（クリーニング不良）、異音（ブレード鳴き）、異常振動（ビビリ）が発生する。
【０００８】
そして最終的に、エッジ部は中間転写体の回転方向に沿うように反転してしまう（ブレードめくれ）と共に、エッジ部や中間転写体の表面が破損する危険性も生じる。
【０００９】
こうした問題を解決するために、以下に挙げる対策が知られている。
【００１０】
従来においては、クリーニングブレードのエッジ部に潤滑剤を塗布する方法が知られている。この方法は、潤滑剤によって、ブレードと中間転写体との間に生じる摩擦力を抑え、スティック−スリップ運動を回避する方法である。
【００１１】
この方法において使用される潤滑剤としては、主に黒鉛、ボロンナイトライド、二硫化モリブデン、二硫化タングステン、二酸化ケイ素などの無機物質や、フッ素樹脂、シリコン樹脂、ポリアミド（ナイロン樹脂）、ポリアセタール、ポリエチレン、ポリイミドなどの有機物質の固形粉末等が使用されている。
【００１２】
しかし、潤滑剤を塗布する方法は、高耐久性と低コストが求められる画像形成装置において、画像形成装置の長期使用により、クリーニングブレードのエッジ部は潤滑剤が枯渇し、再び摩擦力が増加してしまうという問題が発生した。
【００１３】
この対策として、上記の潤滑剤をクリーニングブレードのエッジ部に定期的に供給するための様々な装置を設置することが考えられるが、クリーニング装置の構成が複雑となり、コストの大幅なアップとなってしまう。
【００１４】
これに対して、特許文献２に記載された画像形成装置は、潤滑剤の代わりにトナーを定期的にクリーニングブレードと中間転写体の当接部分に供給する方法を採用している。この方法は、トナー粒子に外添されたチタン酸ストロンチウム等の微粉末の研磨作用と潤滑作用を、効果的に応用したものである。
【００１５】
具体的には、画像形成時以外のタイミングに、トナー像を中間転写体等に形成し、そのトナーをクリーニングブレードまで到達させる制御（以下「トナー供給制御」と称す。）を定期的に行う方法によるものである。
【００１６】
これにより潤滑剤を定期的に供給するための装置を複雑化、高コスト化することなく、画像形成装置の高耐久性を実現していた。
【００１７】
【特許文献１】
特開昭６３−３０１９６０号公報
【特許文献２】
特開２００１−２８２０１０号公報
【００１８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、高耐久性、低コスト化に加え、プリントスピード向上と低ランニングコストが求められる画像形成装置においては、特許文献２に記載されたトナー供給制御は以下の問題が残る。
【００１９】
トナー供給制御は、ユーザーが印字率の低いプリントを連続して行なった時に生じるクリーニング不良を防止するためのものであり、通常の印字率でプリントを行なっている場合は作動させる必要がない。
【００２０】
しかし、特許文献２に記載されたトナー供給制御は、所定の画像形成イメージ毎に行なうため、結果的にプリントスピードの低下につながる。
【００２１】
又、過剰にトナーを消費してしまうため、ランニングコストの増加にもつながる。又、これを回避するために、クリーニングブレードに歪みゲージを取り付けると装置の複雑化、高コスト化につながる。
【００２２】
従って、本発明の目的は、像担持体に対して板状クリーニング部材を用いてクリーニングを行う構成の画像形成装置において、低コストな構成でクリーニング不良や騒音、部材の破損等の発生を抑制し、更に、プリントスピードの低下とランニングコストの増加を抑えた画像形成装置を提供することである。
【００２３】
【課題を解決するための手段】
上記目的は本発明に係る画像形成装置にて達成される。要約すれば、本発明は、
表面に現像剤像が形成される像担持体と、該像担持体に当接し、その表面を清掃する板状クリーニング部材と、を有する画像形成装置において、
更に、画像形成を行った回数である印字枚数を検知する印字枚数検知手段と、消費した現像剤量を検知する現像剤消費量検知手段と、を有し、検知された前記印字枚数と前記現像剤消費量に応じて、画像形成時以外のタイミングにて前記像担持体上に制御用現像剤像を形成し、該制御用現像剤像を前記板状クリーニング部材まで到達させることを特徴とする画像形成装置を提供する。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る画像形成装置を図面に則して更に詳しく説明する。
【００２５】
実施例１
先ず図１により、本実施例の画像形成装置である電子写真方式のカラープリンタの構成について説明する。
【００２６】
本実施例のカラープリンタの構成は、最大通紙サイズをＡ３サイズ（２９７ｍｍ×４２０ｍｍ）とするカラープリンタであり、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの色の現像剤（トナー）を用いて、順に第一像担持体である感光体上に現像剤像（トナー像）を現像し、第二像担持体である中間転写体上で重ね合わせて転写材に再度転写する中間転写方式の構成である。転写材に転写しきれず、中間転写体上に残ったトナーは、クリーニング装置９で除去され、次のプリントプロセスに備える。
【００２７】
まず、感光体上にトナー像を形成する現像工程について説明する。
【００２８】
感光体としてはドラム状である感光ドラム１が用いられ、感光ドラム１は矢印Ｒ１方向に回転し、帯電器２により一様帯電され、露光装置であるＬＤドライバ３から、露光位置Ａにて、ポリゴンミラー１８及び反射ミラー４を介してレーザービームによる画像露光Ｌが与えられ、静電潜像が形成される。
【００２９】
感光ドラム１上に形成された静電潜像は現像装置５によって現像される。現像装置５は、それぞれイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックのトナーが収容された、イエロー現像器５Ｙ、マゼンタ現像器５Ｍ、シアン現像器５Ｃ、ブラック現像器５Ｂｋを搭載した回転現像装置であり、現像装置５は、形成するトナー像の色に対応させた現像器を感光ドラム１に対向させて、感光ドラム１上の静電潜像を現像し、イエロートナー像、マゼンタトナー像、シアントナー像、ブラックトナー像であるそれぞれの色の現像剤像（トナー像）を形成する。
【００３０】
尚、このような画像形成装置において、レーザービームが走査される方向つまり中間転写ベルト６の移動方向と交差する方向を主走査方向、感光ドラム１や中間転写ベルト６が移動する方向を副走査方向と称す。
【００３１】
次に、感光体から中間転写体への一次転写工程、及び中間転写体から転写材への二次転写工程について説明する。
【００３２】
感光ドラム１上に形成されたそれぞれの色のトナー像は、一次転写ニップ部Ｂにおいて、中間転写体である中間転写ベルト６が、感光ドラム１の回転方向Ｒ１と順方向であるＲ２方向に４周回転する間に、電源１２より一次転写バイアスが印加される一次転写ローラ７によって、その表面上に順次一次転写され、中間転写ベルト６上には４色が重畳されたフルカラートナー画像が形成される。
【００３３】
ここでは、第二像担持体である中間転写体として、ベルト状の中間転写ベルト６が用いられ、中間転写ベルト６は、駆動ローラ６ａ、二次転写対向ローラ６ｂ、テンションローラ６ｃによって張架されており、駆動ローラ６ａの回転駆動によって矢印Ｒ２方向に回転する厚み７５μｍの単層シームレスの樹脂ベルトであり、カーボン分散により抵抗調整を行ったポリイミドで形成されている。
【００３４】
こうして形成された中間転写ベルト６上のフルカラートナー像は、二次転写ニップ部Ｃにおいて、給送される転写材Ｐに、一括して転写される。
【００３５】
二次転写ニップＣは、転写手段である二次転写ローラ８と中間転写ベルト６との間のニップ部である。二次転写ローラ８は、画像転写時のみ転写材Ｐの背面側から中間転写ベルト８に当接し、二次転写対向ローラ６ｂを対向電極とし、二次転写ローラ８に高圧電源１３から正極性バイアスを印加する。トナーの二次転写効率は、本実施例に示す画像形成装置では約９０％である。
【００３６】
図２は中間転写ベルト６から転写材Ｐへトナーが二次転写される二次転写ニップＣと、中間転写ベルト６の移動方向で二次転写ニップＣの下流部分の概略構成図である。中間転写ベルト６から転写材Ｐ上には９０％のトナー２１が転写され、残りの１０％のトナー２２は中間転写ベルト６上に残留する。転写材Ｐ上に転写されたトナー画像２１は、不図示の定着装置によって転写材Ｐ上に固着される。
【００３７】
次に、二次転写ニップの中間転写体移動方向下流に位置する、中間転写体上に二次転写後に残留したトナーを除去するクリーニング装置について説明する。
【００３８】
中間転写ベルト６上に残留したトナー２２は、クリーニング装置９で除去され、次のサイクルに備える。
【００３９】
図３は、クリーニング装置９の詳細図である。中間転写ベルト６側に開口部を対向させているケーシング９４と、この開口部にウレタンゴム等にて形成される板状クリーニング部材であるクリーニングブレード９５を、支持部材９５ａが支える構成にて取り付けられている。
【００４０】
クリーニング装置９は、中間転写ベルト６の支持枠体（不図示）に装着されており、クリーニングブレード９５は一辺のエッジ９５’を、中間転写ベルト９を挟んでテンションローラ６ｃに対向するように当接させており、主走査方向の幅は３５０ｍｍである。
【００４１】
中間転写ベルト６上の残留トナーがエッジ９５’に達すると、これにより掻き落とされる。掻き落とされたトナーは、ケーシング９４内に落下し、残留トナーを排出するための搬送手段としてのスクリュー（不図示）により、クリーニング装置９から排出される。このような構成により、残留トナーによってケーシング９４内が残留トナーにより過剰に収納されることはない。
【００４２】
クリーニングブレード９５は、材質がポリウレタンゴムであり、物性値は、ＪＩＳの加硫ゴムの試験方法に従って実測したＡ硬度が７３°、反発弾性率が５０％である。このような弾性体で形成されるブレードを用いるブレード方式は、構造が単純で小型であり、コスト面からも有利である。
【００４３】
又、クリーニングブレード９５の材質としては、耐薬品性、耐摩耗性、成形性、機械的強度などの点から熱可塑性エラストマーの一種であるポリウレタンゴムを用いている。
【００４４】
ここで、このクリーニング装置９は、クリーニングブレード９５を、走行する中間転写ベルト９の表面に対してカウンタ方向から圧接させる方式を採用しており、その当接圧Ｆ＝１０００ｇｆ（＝９．８Ｎ）、当接角度θ＝３０°、自由長Ｌ＝１０ｍｍ、及びクリーニングブレード９５の板厚２ｍｍとした。
【００４５】
次に、現像剤として用いるトナーについて説明する。
【００４６】
本実施例に用いるトナーは、コアにエステル系ワックスを内包し、樹脂層にスチレン−ブチルアクリレート、表層にスチレンポリエステルを採用した構成のものであり、懸濁重合法によって作成されたものである。このトナーに、クリーニングブレードの研磨、潤滑作用を有する酸化チタンを外添した。
【００４７】
このような、ブレードにて中間転写体のトナーを掻き取るクリーニング方式をとり、更にトナーに潤滑作用を有する酸化チタン等の微粉末を含有したものを採用した構成の画像形成装置においては、特許文献２に記載された、画像形成時以外のタイミングに、制御用のトナー像（制御用現像剤像）を中間転写体等に形成し、そのトナー像をクリーニングブレードまで到達させるトナー供給制御を実行することで、ブレードの中間転写体に対する摩擦力の増大を抑え、クリーニングブレードのスティック−スリップ運動を抑え、それを原因としたクリーニング不良、異音（ブレード鳴き）、異常振動（ビビリ）、所謂ブレードめくれ等の問題を回避する制御が有効である。
【００４８】
しかし、従来例に説明したように、この方法は、プリントスピードの低下とランニングコストの上昇という問題を引き起こしていた。
【００４９】
そこで、本発明では、その対策として、上記の感光ドラム１上の帯電から、転写材Ｐの定着までの一連の画像形成動作が行われる回数である印字枚数、及び画像形成によって消費されたトナー量つまり現像剤消費量を、算出し検知する検知手段を有し、従来のトナー供給制御を行うタイミングを、その検知結果に応じて決定するものとした。
【００５０】
そこで、次に、本実施例に示す画像形成装置の特徴である、画像形成時の印字枚数とトナー消費量の検知手段について説明する。
【００５１】
図１において、画像形成装置本体の画像コントローラ１４は、不図示のホストコンピュータ等により作成されたある特定の記述言語により記述された信号を受信し、潜像作成するための信号処理を行い、ＬＤドライバ３に信号を送信する。
【００５２】
ＬＤドライバ３は、電気信号を光信号に変換し、その光信号は、高速度で回転するポリゴンモータ（不図示）に取り付けられたポリゴンミラー１８により反射され、反射ミラー４によって感光ドラム１表面に照射される。
【００５３】
本実施例では、画像コントローラ１４でのレーザダイオード（ＬＤ）点灯時間係数を、印字枚数及びトナー消費量検知手段としての、エンジン部でのＬＤドライバ３及び印字率積算回路１５にて計数している。
【００５４】
画像形成装置本体が印字動作を開始するのは画像コントローラ１４からＣＰＵ１６に対して印字動作開始信号（不図示）が送信され、ＣＰＵ１６は不図示のポリゴンモータを起動しポリゴンミラー１８を回転させる。
【００５５】
この時レーザダイオードＬＤは点灯され、不図示の水平同期位置検出センサの出力によりＢＤ信号を発生させる。
【００５６】
このＢＤ信号は１スキャン毎に１個発生する信号であり、画像形成のための基準になる信号である。ＢＤ信号が図１中印字率積算回路１５に入力されるとＣＰＵ１６は、不図示の計測回路で、この１ラインでのＬＤ発光率を算出する。
【００５７】
このような動作を繰り返すことにより、１ページ中のＬＤの点灯比率を容易に算出でき、累積点灯時間（ピクセルカウント）が求まる。
【００５８】
ＣＰＵ１６はメモリ１７を有し、前記ピクセルカウントを記憶する。この値がピクセルカウントにより求められる、トナー消費量を代表する値ｐとなる。
【００５９】
又、ＢＤ信号発生回数より、印字枚数ｋが求まる。
【００６０】
ここで、こうして求められた、本実施例の画像形成装置の特徴である、印字枚数とトナー消費量に基づいた、中間転写体クリーニング不良防止のためのトナー供給制御をについて説明する。
【００６１】
図４に本実施例１による画像形成装置の中間転写体クリーニング不良防止制御のフローチャートを示す。フローチャートにおけるトナー消費量及び印字枚数の計算は、印字率積算回路１５及びＣＰＵ１６にて行われる。
【００６２】
Ｓ１〜Ｓ３：最初は、画像形成装置はプリント待機状態（ステップＳ１）であり、プリントが開始される（ステップＳ２）と、以下に示す定義に従い印字枚数ｋとトナー消費量ｔ_ｋを計算する（ステップＳ３）。
【００６３】
ステップＳ３における印字枚数ｋとトナー消費量ｔ_ｋの計算方法を説明する。
【００６４】
本実施例の画像形成装置は、印字枚数ｋ［回］の定義を、中間転写体上にＡ４サイズ以下の画像を形成したときに１回であるとカウントし、Ａ４サイズ以上Ａ３サイズ以下の画像を形成したときに２回とカウントする。詳細な定義を以下に説明する。
【００６５】
Ａ４サイズの面積は、２１０［ｍｍ］×２９７［ｍｍ］＝６２３７０［ｍｍ^２］であり、Ａ３サイズの面積は２９７［ｍｍ］×４２０［ｍｍ］＝１２４７４０［ｍｍ^２］である。各々通紙された用紙のサイズから面積を計算し、６２３７０ｍｍ^２以下であった場合に１回と定義し、６２３７０ｍｍ^２以上で１２４７４０ｍｍ^２以下の場合は２回と定義する。ただし、同一の用紙に両面印刷を行った際は、印字枚数を２倍する。表１に、代表的な用紙サイズ及び面積と、本実施例で定義している印字枚数との対応を示す。
【００６６】
【表１】

注）面積の単位はｍｍ^２である。
【００６７】
各印字枚数におけるトナー消費率ｔ_ｋ［ｍｇ／回］は、印字枚数１回あたりのトナー消費量と定義する。
【００６８】
本実施例に示す画像形成装置では、解像度６００［ｄｏｔ／ｉｎｃｈ］であるため、最小印字面積である１画素の面積は（２５．４［ｍｍ］／６００［ｄｏｔ］）^２＝１．７９×１０^−３［ｍｍ^２］である。又、単位面積当りのトナーの載り量は、０．００６５［ｍｇ／ｍｍ^２］である。従って、トナー消費率ｔは、印字枚数１回当りの画素数ｐ_ｋを用いて式１で計算する。
【００６９】
ｔ_ｋ［ｍｇ／回］
＝ｐ_ｋ×１．７９×１０^−３［ｍｍ^２］×０．００６５［ｍｇ／ｍｍ^２］　（式１）
【００７０】
ステップＳ４：次に、ステップＳ３で導出したトナー消費率ｔ_ｋと印字枚数ｋ回目のトナー消費率ｔ_ｋを、プリンタコントローラのメモリに記憶し、積算する。
【００７１】
ここで現在のプリント枚数をｎ枚目とすると、ここで計算される１枚目からｎ枚目までの合計トナー消費量Ｔｎは以下の式２で定義される。
【００７２】
【数１】

【００７３】
式２により、例えば現在までの印字枚数ｎ回において、これまでの消費量で１００回当たりでどれだけトナーを消費してるかを表す、トナー消費量Ｔ（ｎ−９９，ｎ）［ｍｇ］を求める。
【００７４】
ステップＳ５、Ｓ６：ステップＳ４にて求められた値Ｔ（ｎ−９９，ｎ）が、ステップＳ５にて以下の条件を満たした場合、トナー供給制御を行い（ステップＳ６）、満たさなかった場合はトナー供給制御を行なわず、再びステップＳ１のプリント待機状態に戻る。
【００７５】
Ｔ（ｎ−９９，ｎ）［ｍｇ］×０．１＜５０［ｍｇ］　　　　　　　（式３）
【００７６】
尚、式３の条件を決定した理由を以下に説明する。
【００７７】
本発明者らが検討したところ、本実施例１に示す画像形成装置は、印字枚数１００回当たりにクリーニングブレードに到達するトナー量の合計が５０ｍｇ以下になると、クリーニング不良の発生確率が高くなることが明らかになった。
【００７８】
よって本実施例１に示す画像形成装置は、印字枚数１００回あたりのトナー消費量から、クリーニングブレードに到達したトナー量を計算し、５０ｍｇ以下になった時にトナー供給制御を作動させる。
【００７９】
ステップＳ７：次に、トナー供給制御時のトナー消費量を計算し、最低限のトナー消費量で効果を得られるようにする。
【００８０】
このように、本実施例に示す画像形成装置において、中間転写体から転写材へ転写効率は９０％であるので、この時印字枚数１００回当たりのトナー消費量（中間転写体上に形成されるトナー量）を計算することが出来る。
【００８１】
図２に示す、中間転写体に残留したトナー２２は本実施例では１０％となる。よってこの中間転写体に残留したトナー２２の累計が５０ｍｇになるためには、その１０倍の量である５００ｍｇのトナー像が中間転写ベルト６上に形成される必要がある。
【００８２】
つまり、このクリーニング不良防止制御の概要は、印字枚数１００回当たりの合計トナー消費量が５００ｍｇ以下になった時に、必要最小限のトナー供給量を計算して中間転写体上にオビ画像を形成し、トナー供給制御を行うことである。
【００８３】
これにより本制御は、従来と異なり最小限のトナー消費量と最小限のトナー供給制御の回数で、クリーニングブレードエッジ部分の潤滑剤の枯渇を防止し、クリーニング不良を防止することが出来る。
【００８４】
では次に、ステップＳ６、Ｓ７にて行われるトナー供給制御について説明する。
【００８５】
ステップＳ６にて実行される、トナー供給制御とは、潤滑剤の代わりにトナーを定期的にクリーニングブレードと中間転写体の当接部分に供給することによって、クリーニングブレードと中間転写体との摩擦力の増大を防ぐ方法であり、本実施例ではトナー粒子に外添された酸化チタンの微粉末の研磨作用と潤滑作用を、効果的に応用したものである。
【００８６】
具体的には、画像形成時以外のタイミングに、制御用のトナー像（制御用現像剤像）を中間転写体等に形成し、そのトナー像をクリーニングブレードまで到達させる制御を行う。
【００８７】
図５は、本実施例においてトナー供給制御用に形成された制御用現像剤像であり、ブラックトナーで中間転写体上に形成するオビ画像である。
【００８８】
画像形成装置には、不図示の制御用画像発生回路が設けられ、ＣＰＵ１６の制御により、上記に説明した通常の画像形成がなされてないタイミングで、この制御用画像信号が画像コントローラ１４に発信され、ＬＤドライバ３に供給され、ＬＤが所定時間発光されることにより、感光ドラム１を走査する。これによって、トナー供給制御用静電潜像を感光ドラム１上に形成し、このトナー供給制御用静電潜像を現像装置５によって現像して、図５に示すような制御用現像剤像が形成される。
【００８９】
主走査方向全域の幅（本実施例１では最大通紙幅と同じく２９７ｍｍ）を有し、副走査方向には、後述するトナー供給量Ｓによって求められる幅ｄ［ｍｍ］のべたで感光ドラム１上に形成され、中間転写ベルト９上に転写される。そして転写材Ｐには転写されずにクリーニングブレード９５のエッジ部９５’に到達する。
【００９０】
尚、本実施例ではブラックトナーを用いてオビ画像を形成するが、イエロー、マゼンタ、シアンもしくは複数の混色でも同様の効果が得られる。
【００９１】
ステップＳ７において、求められるトナー供給量Ｓは、トナー供給必要量５０ｍｇと、１００回の通常印刷中にクリーニングブレードに到達したトナー量の差をとって決定する。
【００９２】
トナー供給量Ｓは以下の式４により決定する。
Ｓ［ｍｇ］＝５０［ｍｇ］−Ｔ（ｎ−９９，ｎ）［ｍｇ］×０．１　　（式４）
【００９３】
又、オビ画像の副走査方向の幅ｄは、以下の計算方法で決定する。
ｄ［ｍｍ］＝Ｓ［ｍｇ］／０．００６５［ｍｇ／ｍｍ^２］／２９７［ｍｍ］（式５）
【００９４】
トナー供給制御が終わると、トナー供給制御実行時のトナー供給量Ｓを、以下の式６を用いて、印字枚数ｎ＋１回目のトナー消費率ｔ_ｎ＋１に換算して、ステップＳ４に戻って本体メモリ１７に積算する。
ｔ_ｎ＋１［ｍｇ／回］＝Ｓ［ｍｇ］×１０　　　　　　　　　　　　　　　（式６）
【００９５】
トナー供給制御で中間転写体上に形成したトナー量Ｓは、通常プリント時に中間転写ベルト６に残留する確率である０．１の逆数をかけて、トナー消費率ｔに換算する。
【００９６】
ステップ７でトナー供給量Ｓをトナー消費率ｔに換算した後、ステップＳ４に戻って、それをこれまでのトナー消費率ｔ_ｋに積算する。その後、ステップＳ５に進むが、トナー供給制御が行なわれた時点でクリーニングブレードには十分なトナーが供給されているため、ステップＳ１に戻り、プリント待機状態に戻る。
【００９７】
以下、本実施例１の画像形成装置は、こうして印字枚数とトナー消費量に応じて、トナー供給制御を行なうタイミングとトナー供給量を決定することによって、（Ａ）トナー供給制御は、必要なタイミングでのみ行なうこと、（Ｂ）トナー供給量は、必要最小限の量で行なうこと、が実行でき、クリーニング不良防止の効果は従来例と同等であるのに対し、高コスト化することなく、従来例よりもトナー消費量とトナー供給制御回数を節約することが出来る。
【００９８】
一例を示すと、本実施例１に示す画像形成装置は、トナー消費率５［ｍｇ／回］以上で使用しつづけると、トナー供給制御を全く行なわない。
【００９９】
一般的なトナー消費率は、約７５［ｍｇ／回］程度と言われているため、本実施例に示す画像形成装置は、市場ではほとんどトナー供給制御を行なわないと考えられる。よってプリントスピードの低下は最小限に抑えられる。
【０１００】
更に従来例と比較して制御に要するトナー消費量を大幅に節約できるため、ランニングコスト低下につながる。
【０１０１】
尚、本実施例では、印字枚数とトナー消費量を検知手段は同一ものであったが、別々に設けてもよい。又、他の方法で印字枚数及びトナー消費量を求める検知手段でもよい。
【０１０２】
実施例２
本実施例においては、トナー供給制御時に印字する制御用現像剤像を下記のようなものにした。尚、本実施例に使用した画像形成装置の主たる構成及び、トナー供給制御の方法は、実施例１と同様であり詳細な説明は省略する。
【０１０３】
本実施例２の画像形成装置は、トナー供給制御時に印字する制御用現像剤像であるオビ画像に特徴がある。オビ画像の領域は、ランニングコストの面から見て、出来る限り少ないトナー消費量で高い効果を得られる方法が望ましい。
【０１０４】
そこで本実施例では、少ないトナー消費量で高い効果を得られるオビ画像の形成方法について説明する。
【０１０５】
検討により、クリーニング不良のひとつであるクリーニングブレードめくれは、ブレード端部から起こることが確認されている。その原因として、以下の二つが挙げられる。
【０１０６】
第一に、クリーニングブレードの構造的に、両端部の反発弾性力は中央部より弱く、第二に、通常中心付近の印字確立は高く、端部の印字確立は低いという原因があり、この特徴は、官製はがき等、小サイズ紙印刷時には、特に顕著である。
【０１０７】
そこで、本実施例の画像形成装置では、クリーニング不良を防止するために、クリーニングブレード端部に優先的にトナー供給を行うのが効果的であることが明らかになった。
【０１０８】
具体的には、図６に示すように、トナー供給制御時に端部のみのオビ画像を形成する。
【０１０９】
これによって、実施例１に説明した画像形成装置は、印字枚数１００回当たりにクリーニングブレードに到達するトナー量の合計が５０ｍｇ以上にすると、クリーニング不良の発生を抑えられるのに対し、本実施例２に示す画像形成装置は、印字枚数１００回当たりにクリーニングブレードに到達するトナー量の合計が３０ｍｇ以上の条件で、クリーニング不良の発生を抑えられるため、トナー供給制御に用いるトナー量を４０％節約できる。
【０１１０】
図６は、本実施例に示すトナー供給制御時の制御用現像剤像であるオビ画像である。オビは端部のみであり、主走査方向に幅３３０ｍｍを持ち、中心部１５０ｍｍの領域にはオビ画像を形成しない。又、副走査方向には実施例１と同様に幅ｄｍｍで形成する。
【０１１１】
尚、このオビ画像の主走査方向の両先端部分間の幅を決める際には、ブレード端部にトナーを効率的に供給させるために主走査方向に対する最大通紙幅２９７ｍｍより大きくすることが望ましく、又、中間転写体上にトナーが残らないようにするために、クリーニングブレードの幅よりも小さくする必要がある。
【０１１２】
このようにして決定したオビ画像は、実施例１のオビ画像と同等のクリーニング不良防止効果をもち、更にトナー節約になるため、ランニングコストの低下に更に貢献できる。
【０１１３】
以上、実施例１、２にて説明した本発明は、図１に示したようなカラー画像形成装置の構成に限定されず、トナー像の色毎に、感光体をそれぞれに備えた画像形成部を中間転写体に沿って設けたインライン方式の構成のものや、単色画像の画像形成装置においても適用できる。
【０１１４】
更に、中間転写体はドラム状でもよい。又、実施例１、２では、クリーニングを施す像担持体として第二の像担持体である中間転写体を用いたが、表面に静電潜像が形成され、現像装置によって現像されることで、表面に現像剤像が形成される、第一の像担持体である感光ベルト等の感光体に、上記に説明したクリーニング方式を採用してもよい。
【０１１５】
以上に説明した画像形成装置の構成部品の寸法、材質、形状、及びその相対位置などは、特に特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。
【０１１６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の画像形成装置は、表面に現像剤像が形成される像担持体と、像担持体に当接し、その表面を清掃する板状クリーニング部材と、を有する画像形成装置において、更に、画像形成を行った回数である印字枚数を検知する印字枚数検知手段と、消費した現像剤量を検知する現像剤消費量検知手段と、を有し、検知された印字枚数と現像剤消費量に応じて、画像形成時以外のタイミングにて像担持体上に制御用現像剤像を形成し、制御用現像剤像を板状クリーニング部材まで到達させるので、必要最小限のトナー消費量と時間で，長期使用における良好なクリーニング性能、画像、使用環境を維持でき、板状クリーニング部材、記録材担持搬送手段、及び像担持体の長寿命化を達成できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る画像形成装置の一例を示す概略構成図である。
【図２】本発明に係る像担持体からの現像剤像転写の様子を示す説明図である。
【図３】本発明に係る板状クリーニング部材を備えたクリーニング装置の一例を示す概略構成図である。
【図４】本発明に係る板状クリーニング部材におけるトナー供給制御方法の一例を示すフローチャートである。
【図５】本発明に係る制御用現像剤像の一例を示す正面図である。
【図６】本発明に係る制御用現像剤像の他の例を示す正面図である。
【符号の説明】
１　　　　　　　　　　感光ドラム（第一の像担持体）
６　　　　　　　　　　中間転写ベルト（第二の像担持体、像担持体）
９　　　　　　　　　　クリーニング装置
１５　　　　　　　　　　　　　印字率積算回路（印字枚数検知手段、現像剤消費量検知手段）
１６　　　　　　　　　ＣＰＵ（印字枚数検知手段、現像剤消費量検知手段）
１７　　　　　　　　　メモリ（印字枚数検知手段、現像剤消費量検知手段）
６５　　　　　　　　　クリーニングブレード（板状クリーニング部材）

Claims

表面に現像剤像が形成される像担持体と、該像担持体に当接し、その表面を清掃する板状クリーニング部材と、を有する画像形成装置において、
更に、画像形成を行った回数である印字枚数を検知する印字枚数検知手段と、消費した現像剤量を検知する現像剤消費量検知手段と、を有し、検知された前記印字枚数と前記現像剤消費量に応じて、画像形成時以外のタイミングにて前記像担持体上に制御用現像剤像を形成し、該制御用現像剤像を前記板状クリーニング部材まで到達させることを特徴とする画像形成装置。
表面に現像剤像が形成される第一像担持体と、該現像剤像が前記第一像担持体より転写される第二像担持体と、を有し、前記像担持体とは、前記第二の像担持体であることを特徴とする請求項１の画像形成装置。
前記制御用現像剤像は、前記像担持体の移動方向に交差する方向における両先端部分間の距離が、同方向に対する最大通紙幅より大きく、更に、同方向における前記板状クリーニング部材幅よりも狭いことを特徴とする請求項１又は２の画像形成装置。
前記制御用現像剤像は、前記像担持体の移動方向に交差する方向における中央部分に像が形成されていない部分を有することを特徴とする請求項１、２又は３の画像形成装置。