JP2005208207A - 画像形成装置並びに画像形成装置のクリーニング状態測定方法及びクリーニング方法。 - Google Patents

Abstract

【課題】 像担持体をクリーニングするブレードの挙動の安定性を精度よく判定する。
【解決手段】 像担持体をクリーニングするブレードの挙動が安定している状態では、帯電装置による像担持体の帯電条件が異なっても、モータの駆動トルクの累積値は略同じ値となっており、像担持体の回転回数に対して略比例している。ブレードの挙動が安定している状態の実験結果では、ＳＮ比が８．８３ｄＢとなっている。一方、ブレードの挙動が不安定な状態では、駆動トルクの累積値は絶対値が小さくなっている。また、ブレードの挙動が不安定な状態では、帯電装置による像担持体の帯電条件が異なると、モータの駆動トルクの累積値が異なる値になり、像担持体の回転回数に対して比例しなくなる。また、ブレードの挙動が不安定な状態の実験結果では、ＳＮ比が−９．３６ｄＢとなっている。
【選択図】 図３

Description

本発明は、プリンタ、複写機又はファクシミリ等の画像形成装置並びに画像形成装置のクリーニング状態測定方法及びクリーニング方法に関するものである。

画像形成装置として、現像剤像を担持する感光体と、この感光体に圧接することによって感光体をクリーニングするブレードとを有するものが知られている。
この種の画像形成装置において、感光体を駆動するモータのトルクが所定の値に達したか否かを検知することにより、感光体の表面に付着した硝酸塩の存在を検知し、現像剤をブレードに供給して感光体の表面に付着した硝酸塩をクリーニングすることは公知である（特許文献１）。

特開２０００−４７５４５号公報

しかしながら、上記従来例においては、感光体を駆動するモータのトルクが環境の変化、又は感光体に摺接するシール部材の劣化などによって変化し、感光体の表面に硝酸塩が付着したことによるモータのトルクの変化を検知できないことがある。即ち、感光体の表面に硝酸塩が付着したことによるトルクの変化を精度よく検知できないために、めくれ又はびびりなどの不安定な挙動がブレードに生じたことを判定できないという問題があった。

そこで、本発明は、像担持体をクリーニングするブレードの挙動の安定性を判定することができる画像形成装置並びに画像形成装置のクリーニング状態測定方法及びクリーニング方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明の第１の特徴とするところは、現像剤像を担持する像担持体と、この像担持体を駆動する駆動手段と、前記像担持体をクリーニングするブレードと、前記駆動手段が前記像担持体を駆動する駆動トルクを検知する検知手段と、前記ブレードの挙動を変化させる少なくとも１つの制御手段を変化させた場合の前記検知手段による駆動トルクの安定性を判定する判定手段とを有する画像形成装置にある。したがって、ブレードの挙動を変化させる制御手段の変化に伴う像担持体の駆動トルクの変化を検知することができ、環境などにより変化する駆動トルクの絶対値によらず、駆動トルクの安定性を判定することができる。よって、ブレードの挙動を変化させる制御手段の変化に対する駆動トルクの安定性から、像担持体をクリーニングするブレードの挙動の安定性を判定することができる。

好適には、前記判定手段は、駆動トルクのいわゆる品質工学で安定性の測定に用いられるＳＮ比（＊）に基づいて安定性を判定する。即ち、駆動トルクの安定性を数値化して判定することができる。
＊：参考文献 田口玄一 品質工学講座１ 開発・設計段階の品質工学、日本規格協会

また、好適には、前記像担持体に対し、放電を伴う電圧を印加する電圧印加手段を有し、少なくとも１つの制御手段は、前記電圧印加手段の電圧である。即ち、電圧印加手段により電圧が印加されると放電が生じるので、像担持体に放電生成物を堆積させることができ、ブレードの挙動を変化させることができる。もちろん、電圧印加手段に用いる電源が定電流電源である場合は制御手段が電流であってもなんら効果はかわらない。

また、好適には、前記像担持体に対し、放電を伴う電圧を印加する電圧印加手段を有し、少なくとも１つの制御手段は、前記電圧印加手段により電圧を印加した状態にある前記像担持体の回転時間である。即ち、電圧印加手段により電圧を印加した状態には放電が生じているので、検知手段は、回転時間に対する駆動トルクの安定性を判定することができる。

また、好適には、前記像担持体が記録媒体に転写される現像剤像を担持する場合に、前記電圧印加手段は、前記判定手段の判定結果に基づいて、前記像担持体に印加する電圧を調整する。したがって、ブレードが劣化して駆動手段の駆動トルクが不安定な場合には、電圧印加手段は、像担持体に印加する電圧を下げることにより、像担持体に放電生成物が堆積することを低減することができるので、ブレードの劣化の進行を抑えることができ、ブレードの寿命を延ばすことができる。

また、好適には、前記判定手段の判定結果に基づいて、前記像担持体に現像剤を供給する現像剤供給手段をさらに有し、前記ブレードは、前記現像剤供給手段から供給された現像剤により、前記像担持体をクリーニングする。したがって、ブレードは、像担持体に放電生成物が堆積していても、現像剤と共に掻き落すことができる。

また、好適には、前記現像剤供給手段は、現像剤像を形成するトナー粒子と、前記像担持体を研摩する研摩粒子とを少なくとも含有する現像剤を供給する。したがって、ブレードは、像担持体に放電生成物が堆積していても、現像剤と共に放電生成物を効率よく掻き落すことができる。

また、好適には、前記判定手段の判定結果の変化に基づいて、前記ブレード及び前記像担持体の少なくともいずれかの寿命を予測する寿命予測手段をさらに有する。したがって、ブレード及び像担持体の少なくともいずれかの寿命を予測することができるので、不要な交換を防ぐことができる。

また、好適には、前記判定手段は、前記像担持体が１回転以上する間の駆動トルクの平均値の変化に基づいて、安定性を判定する。したがって、検知手段は、像担持体の回転にぶれが生じても、像担持体の回転ぶれによる駆動トルクの誤検知を防止することができ、判定手段は、駆動トルクの安定性を正確に判定することができる。

また、好適には、前記検知手段は、前記駆動手段の負荷電流、入力電圧及び消費電力のいずれかにより駆動トルクを検知する。したがって、像担持体の駆動トルクを検知するために、専用のトルクセンサを設ける必要がなく、検知手段の構成を簡易にすることができる。

また、本発明の第２の特徴とするところは、像担持体をクリーニングするブレードの挙動を変化させる少なくとも１つの制御手段を変化させ、前記像担持体を駆動する駆動トルクの変化を検知し、この駆動トルクの安定性を判定する画像形成装置のクリーニング状態測定方法にある。

また、本発明の第３の特徴とするところは、像担持体をクリーニングするブレードの挙動を変化させる少なくとも１つの制御手段を変化させ、前記像担持体を駆動する駆動トルクの変化を検知し、この駆動トルクの安定性を判定し、判定された駆動トルクの安定性が低い場合に現像剤をブレードに供給する画像形成装置のクリーニング方法にある。

本発明によれば、像担持体をクリーニングするブレードの挙動の安定性を判定することができる。

次に本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
図１において、本発明の実施形態に係る画像形成装置１０の概要が示されている。
図１に示すように、画像形成装置１０は、ユーザインターフェイス（ＵＩ）１１、画像読取ユニット１２、画像形成ユニット１４、中間転写装置１６、複数の記録媒体トレイ１７、記録媒体搬送路１８、定着器１９及び制御部２０を有する。また、図示しない通信用インターフェイスを介し、外部のパーソナルコンピュータなどからも操作されるようにされている。この画像形成装置１０は、画像読取装置１２を用いたフルカラー複写機としての機能、及び、ファクシミリとしての機能を兼ね備えた複合機であってもよい。なお、本実施形態では、中間転写装置１６を有する画像形成装置１０を具体例として説明するが、これに限定されるものではなく、例えば、感光体から中間転写体を用いることなく記録媒体に画像を転写する画像形成装置であってもよい。

画像形成装置１０は、上部にＵＩ１１及び画像読取装置１２が配設され、ＵＩ１１の下方に制御部２０が配置されている。ＵＩ１１は、例えばタッチパネルなどからなり、作業者から画像形成装置１０に対する指示を受入れると共に、画像形成装置１０に関する情報を表示する。画像読取装置１２は、原稿に表示された画像を読み取って、画像データを制御部２０に対して出力する。制御部２０は、ＣＰＵ２００と、画像形成装置１０を動作させるプログラム、及びデータなどを記憶するメモリ２０２とを有し、画像読取装置１２から入力された画像データを取得し、この画像データに対して階調補正及び解像度補正などの画像処理を施し、画像形成ユニット１４に対して出力する。また、制御部２０は、画像形成装置１０を構成する各部を制御する。

画像読取装置１２の下方には、複数の画像形成ユニット１４が配設されている。本例では、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（Ｋ）の各色に対応して第１の画像形成ユニット１４Ｙ、第２の画像形成ユニット１４Ｍ、第３の画像形成ユニット１４Ｃ及び第４の画像形成ユニット１４Ｋが、中間転写装置１６に沿って一定の間隔を空けてほぼ水平に配列されている。
中間転写装置１６は、例えば中間転写ベルトなどの中間転写体１６０を回転させ、４つの画像形成ユニット１４Ｙ、１４Ｍ、１４Ｃ、１４Ｋは、制御部２０から入力された画像データに基づいて各色の現像剤像を順次形成し、これら複数の現像剤像が互いに重ね合わせられるタイミングで中間転写体１６０に転写（一次転写）する。

記録媒体搬送路１８は、中間転写装置１６の下方に配設されている。第１の記録媒体トレイ１７ａ又は第２の記録媒体トレイ１７ｂから供給された記録媒体３２ａ又は３２ｂは、この記録媒体搬送路１８に沿って搬送され、上記中間転写体１６０上に多重に転写された各色の現像剤像が一括して転写（二次転写）され、転写された現像剤像が定着器３７によって定着され、外部に排出される。

次に、画像形成装置１０の各構成についてより詳細に説明する。
ＵＩ１１は、例えば画像形成枚数などの指示を作業者から受け入れると共に、後述する像担持体をクリーニングするブレードの寿命などの画像形成装置１０に関する情報を表示する。画像読取ユニット１２は、原稿を載せるプラテンガラス１２２と、この原稿をプラテンガラス１２２上に押圧するプラテンカバー１２４と、プラテンガラス１２２上に載置された原稿の画像を読み取る画像読取装置１３０とを有する。

制御部２０は、上述したように画像形成装置１０を構成する各部を制御し、画像読取ユニット１２により読み取られた画像データに対して所定の画像処理を施すとともに、例えば各画像形成ユニット１４Ｙ、１４Ｍ、１４Ｃ、１４Ｋ及び中間転写装置１６のクリーニング状況を管理する。例えば制御部２０は、画像形成ユニット１４の後述するブレード１５８及び中間転写装置１６のブレード１６１の挙動の安定性を判定し、寿命などを予測して、ＵＩ１１に予測結果を表示する。また、制御部２０のメモリ２０２は、後述する検知装置１５６から入力される負荷電流値などを含むデータ、及び、各画像形成ユニット１４Ｙ、１４Ｍ、１４Ｃ、１４Ｋ及び中間転写装置１６のメンテナンス時期又は寿命などを予測する予測プログラムを含むプログラムを記憶する。

中間転写装置１６は、ドライブロール１６４、第１のアイドルロール１６５、ステアリングロール１６６、第２のアイドルロール１６７、バックアップロール１６８、及び第３のアイドルロール１６９の間に一定のテンションで掛け回された中間転写体１６０を有し、駆動モータ（図示せず）によってドライブロール１６４が回転駆動されることにより、所定の速度でこの中間転写体１６０を循環駆動する。中間転写体１６０は、例えば、可撓性を有するポリイミド等の合成樹脂フィルムを帯状に形成し、この帯状に形成された合成樹脂フィルムの両端を溶着等によって接続することにより無端ベルト状に形成されたものである。また、中間転写装置１６は、各画像形成ユニット１４Ｙ、１４Ｍ、１４Ｃ、１４Ｋに対向する位置にそれぞれ第１の一次転写ロール１６２Ｙ、第２の一次転写ロール１６２Ｍ、第３の一次転写ロール１６２Ｃ及び第４の一次転写ロール１６２Ｋを有し、像担持体１５２Ｙ、１５２Ｍ、１５２Ｃ、１５２Ｋ上に形成された各色の現像剤像を、これらの一次転写ロール１６２により中間転写体１６０上に多重転写する。
また、中間転写体１６０の二次転写位置下流には、ブレード１６１が設けられている。ブレード１６１は、制御部２０の制御により所定のタイミングで中間転写体１６０に摺接し、中間転写体１６０が記録媒体に現像剤像を転写した後などに、中間転写体１６０上に付着した残留現像剤及び放電生成物などを掻き取って廃現像剤ボックスに回収する。

記録媒体搬送路１８には、第１の記録媒体トレイ１７ａ又は第２の記録媒体トレイ１７ｂから第１の記録媒体３２ａ又は第２の記録媒体３２ｂを取り出す第１の供給ロール１８１ａ及び第２の供給ロール１８１ｂと、記録媒体搬送用のロール対１８２と、記録媒体３２ａ及び３２ｂを所定のタイミングで二次転写位置に搬送するレジストロール１８３とが配設される。
また、記録媒体搬送路１８上の二次転写位置には、バックアップロール１６８に中間転写体１６０を介して圧接する二次転写ロール１８５が配設されており、中間転写体１６０上に多重に転写された各色の現像剤像は、この二次転写ロール１８５による圧接力及び静電気力で記録媒体３２ａ又は３２ｂ上に二次転写される。各色の現像剤像が転写された記録媒体３２ａ又は３２ｂは、２つの搬送ベルト１８６によって定着器１９へと搬送される。

定着器１９は、上記各色の現像剤像が転写された記録媒体３２ａ又は３２ｂに対して加熱処理及び加圧処理を施すことにより、現像剤を記録媒体３２ａ又は３２ｂに溶融固着させる。
定着器１９により定着処理（加熱及び加圧）が施された記録媒体３２ａ又は３２ｂは、定着器１９の後段に設けられた排出経路１８７（搬送路）を通って、画像形成装置１０の外部に排出され、排出トレイに積載される。また、排出経路１８７には、測色センサ１８９が設けられている。測色センサ１８９は、例えば、色彩計又は濃度計などであり、記録媒体３２ａ又は３２ｂ上の画像を読み取り、この画像の特徴量を検知する。

第１の画像形成ユニット１４Ｙ、第２の画像形成ユニット１４Ｍ、第３の画像形成ユニット１４Ｃ及び第４の画像形成ユニット１４Ｋは、ほぼ水平方向に一定の間隔をおいて配置され、形成する画像の色が異なる他は、ほぼ同様に構成されている。そこで、以下、第１の画像形成ユニット１４Ｙについて説明する。なお、各画像形成ユニット１４のいずれかを特定する場合には、Ｙ、Ｍ、Ｃ又はＫを付すことにより区別する。

図２において、画像形成ユニット１４Ｙの詳細が示されている。
画像形成ユニット１４Ｙは、制御部２０から入力された画像データに応じてレーザ光を走査する光走査装置１４０Ｙと、この光走査装置１４０Ｙにより走査されたレーザ光により静電潜像が形成される像形成装置１５０Ｙとを有する。

光走査装置１４０Ｙは、半導体レーザ１４２Ｙをイエロー（Ｙ）の画像データに応じて変調して、この半導体レーザ１４２Ｙからレーザ光ＬＢ（Ｙ）を画像データに応じて出射する。この半導体レーザ１４２Ｙから出射されたレーザ光ＬＢ（Ｙ）は、第１の反射ミラー１４３Ｙ及び第２の反射ミラー１４４Ｙを介して回転多面鏡１４６Ｙに照射され、この回転多面鏡１４６Ｙによって偏向走査され、第２の反射ミラー１４４Ｙ、第３の反射ミラー１４８Ｙ及び第４の反射ミラー１４９Ｙを介して、像形成装置１５０Ｙの後述する像担持体１５２Ｙ上に照射される。

像形成装置１５０Ｙは、像担持体１５１Ｙ、モータ１５２Ｙ、帯電装置１５３Ｙ、現像器１５４Ｙ、クリーニング装置１５５Ｙ及び検知装置１５６Ｙを有する。像担持体１５１Ｙは、例えば感光体ドラムからなり、モータ１５２Ｙにより駆動されて回転する。モータ１５２Ｙは、例えば直流モータであり、制御部２０の電流制御によって所定の回転速度で回転し、像担持体１５１Ｙを略一定の回転速度で回転させる。帯電装置１５３Ｙは、例えばスコロトロン（又は、電圧を印加した接触帯電装置）であり、制御部２０の制御により像担持体１５１Ｙに対して電圧を印加し、放電を伴って像担持体１５１Ｙの表面を一様に帯電する。また、帯電装置１５３Ｙが像担持体１５１Ｙの表面を帯電する回数は、像担持体１５１Ｙの回転回数に略比例するようにされている。つまり、像担持体１５１Ｙの回転回数に対し、帯電装置１５３Ｙの累積放電電流量は略比例する。現像器１５４Ｙは、現像ロール１５７Ｙを有し、この現像ロール１５７Ｙが現像器１５４Ｙ内の現像剤により像担持体１５１Ｙの表面に形成された静電潜像を現像する。現像器１５４Ｙ内に収納されている現像剤は、例えばトナー粒子Ｔと、酸化セリウム（ＣｅＯ_２）又は二酸化珪素（ＳｉＯ_２）などの研摩粒子Ｐとを含有する。

クリーニング装置１５５Ｙは、例えば板状のブレード１５８Ｙを有し、このブレード１５８Ｙが制御部２０の制御により所定のタイミングで像担持体１５１Ｙに摺接し、像担持体１５１Ｙに担持された現像剤像が中間転写体１６０に転写された後に、像担持体１５１Ｙ上に付着した残留現像剤及び放電生成物などを掻き取って、クリーニング装置１５５Ｙ内に回収する。また、現像剤に研摩粒子Ｐが含有されているので、ブレード１５８Ｙは、像担持体１５１Ｙ上に付着した残留現像剤と共に、放電生成物などを効率よく掻き取ることができる。検知装置１５６Ｙは、例えば電流計であり、制御部２０の制御により、像担持体１５１Ｙをクリーニングする場合、及び、ブレード１５８Ｙの像担持体１５１Ｙに対する挙動を検知する場合に、モータ１５２Ｙの負荷電流を所定の間隔で定期的に検知し、それぞれの負荷電流値を制御部２０に対して出力する。例えば、検知装置１５６Ｙは、画像形成装置１０に電源を入れた場合、又は、像担持体１５１Ｙが所定回数の回転をした場合に、像担持体１５１Ｙ上に現像剤がない状態でモータ１５２Ｙの負荷電流を検知する。

検知装置１５６Ｙが検知する負荷電流は、モータ１５２Ｙが像担持体１５１Ｙを駆動する駆動トルクに略比例している。つまり、制御部２０は、検知装置１５６Ｙが検知した負荷電流値を受入れて、所定の係数演算を行い、モータ１５２Ｙが像担持体１５１Ｙを駆動する駆動トルクを検知するようにされている。ブレード１５８Ｙに例えば劣化などが生じると、ブレード１５８Ｙが像担持体１５１Ｙに対して圧接する圧力が変化し、モータ１５２Ｙが像担持体１５１Ｙを駆動する駆動トルクが変化する。また、像担持体１５１Ｙの表面に例えば放電生成物が堆積した場合にも、ブレード１５８Ｙと像担持体１５１Ｙとの間の摩擦係数が変化するので、モータ１５２Ｙが像担持体１５１Ｙを駆動する駆動トルクが変化する。よって、例えばブレード１５８Ｙが像担持体１５１Ｙとの摩擦により劣化した場合、又は、像担持体１５１Ｙの表面に放電生成物が堆積した場合などには、検知装置１５６Ｙは、モータ１５２Ｙの負荷電流を検知することにより、ブレード１５８Ｙの像担持体１５１Ｙに対する挙動が変化したものとして検知する。

このように、像担持体１５１Ｙは、モータ１５２Ｙにより略一定の回転速度で回転し、帯電装置１５３Ｙにより一様に帯電され、光走査装置１４０Ｙにより照射されたレーザ光ＬＢ（Ｙ）により静電潜像を形成される。像担持体１５１Ｙに形成された静電潜像は、現像器１５４Ｙによりイエロー（Ｙ）の現像剤で現像され、中間転写装置１６に転写される。検知装置１５６Ｙが所定の間隔で像担持体１５１Ｙ上に現像剤がない状態に対してモータ１５２Ｙの負荷電流を検知することにより、制御部２０は、モータ１５２Ｙが像担持体１５１Ｙを駆動する駆動トルクを検知し、ブレード１５８Ｙの寿命を後述する寿命予測プログラム４を用いて予測する。

他の画像形成ユニット１４Ｍ、１４Ｃ及び１４Ｋも、上記画像形成ユニット１４Ｙと同様に、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（Ｋ）の各色の現像剤像を形成し、形成された各色の現像剤像を中間転写装置１６に転写する。また、画像形成ユニット１４Ｍ、１４Ｃ及び１４Ｋは、所定の間隔でそれぞれの像担持体上に現像剤がない状態におけるモータの負荷電流を検知装置によって検知し、負荷電流値を制御部２０に対して出力する。制御部２０は、画像形成ユニット１４Ｙ、１４Ｍ、１４Ｃ及び１４Ｋそれぞれの像担持体を駆動する駆動トルクを像担持体上に現像剤がない状態で検知し、ブレード１５８Ｙの寿命を予測する。

次に、モータ１５２Ｙが像担持体１５１Ｙを駆動する駆動トルクについて詳述する。
帯電装置１５３Ｙが放電を伴う電圧を像担持体１５１Ｙに対して印加すると、オゾン（Ｏ_３）が発生し、このオゾンが空気中の窒素（Ｎ）及び水分（Ｈ_２Ｏ）などと反応して、像担持体１５１Ｙの表面に硝酸塩などの放電生成物が堆積する。放電生成物が像担持体１５１Ｙ表面に堆積すると、放電生成物の堆積量に応じて、ブレード１５８Ｙが像担持体１５１Ｙに圧接することによるモータ１５２Ｙへの駆動負荷が変化する。つまり、像担持体１５１Ｙに圧接したブレード１５８Ｙの像担持体１５１Ｙに対する挙動に伴って、モータ１５２Ｙが像担持体１５１Ｙを駆動する駆動トルクが変化するので、検知装置１５６Ｙは、モータ１５２Ｙの駆動トルクを検知することにより、ブレード１５８Ｙの像担持体１５１Ｙに対する挙動を検知することができる。

また、放電によって発生するオゾンの空気中の濃度が放電電圧（印加電圧：制御手段）の値に略比例するので、制御部２０によって複数の印加電圧値（水準）が設定されると、印加電圧値に応じた量の放電生成物がそれぞれ像担持体１５１Ｙの表面に堆積する。即ち、制御部２０によって複数の異なる印加電圧値を設定することにより、像担持体１５１Ｙ表面に堆積する放電生成物の量を変化させることができる。

よって、像担持体１５１Ｙ表面に堆積する放電生成物の量を変化させて、検知装置１５６Ｙがモータ１５２Ｙの駆動トルクを検知することにより、複数の異なる印加電圧値に応じてブレード１５８Ｙの像担持体１５１Ｙに対する挙動が検知される。また、例えばブレード１５８Ｙに劣化などが生じると、ブレード１５８Ｙの像担持体１５１Ｙに対する挙動が変化し、このブレード１５８Ｙの挙動の変化に伴って、モータ１５２Ｙが像担持体１５１Ｙを駆動する駆動トルクが変化する。
そして、制御部２０が複数の異なる印加電圧値によって変化するモータ１５２Ｙの駆動トルクのＳＮ比を算出し、ブレード１５８Ｙの挙動がモータ１５２Ｙの駆動トルクのＳＮ比によって示されるようになっている。即ち、ブレード１５８Ｙに劣化などが生じることにより、ブレード１５８Ｙの挙動が変化すると、モータ１５２Ｙの駆動トルクのＳＮ比が変化する。

図３は、像担持体１５１Ｙの回転回数、及び帯電装置１５３Ｙの帯電条件（印加電圧値）を変化させた場合に、ブレード１５８Ｙが圧接している像担持体１５１Ｙを駆動するモータ１５２Ｙの駆動トルクの累積値を示す実験結果であって、（Ａ）はブレード１５８Ｙの挙動が安定している状態を示し、（Ｂ）はブレード１５８Ｙの挙動が不安定な状態を示すグラフである。なお、像担持体１５１Ｙは例えば１秒間に１回転する。像担持体１５１Ｙが回転する間は、帯電装置１５３Ｙが像担持体１５１Ｙに対して電圧を印加し、放電が生じている。帯電装置１５３Ｙは、像担持体１５１Ｙの回転毎に像担持体１５１Ｙを帯電させてもよい。また、モータ１５２Ｙが像担持体１５１Ｙを駆動する駆動トルクは、ブレード１５８Ｙが像担持体１５１Ｙに圧接し、像担持体１５１Ｙに現像剤像が形成されていない状態で、駆動トルクに略比例する負荷電流値を検知装置１５６Ｙが検知することにより、制御部２０が検知している。また、検知装置１５６Ｙは、像担持体１５１Ｙが１回転する間の負荷電流を検知し、制御部２０は、像担持体１５１Ｙが１回転する間の負荷電流の平均値を駆動トルクの値に換算し、１秒ごとの駆動トルクの値を累積している。

ブレード１５８Ｙの挙動が安定している状態では、帯電装置１５３Ｙによる像担持体１５１Ｙの帯電条件（印加電圧値）が異なっても、モータ１５２Ｙの駆動トルクの累積値は略同じ値となっており、像担持体１５１Ｙの回転回数に対して略比例している。例えば、図３（Ａ）に示したブレード１５８Ｙの挙動が安定している状態では、ＳＮ比が８．８３ｄＢとなっている。即ち、ブレード１５８Ｙには劣化などがなく、像担持体１５１Ｙに放電生成物などが付着しても、像担持体１５１Ｙが回転することによって放電生成物を掻き取ることができている。

一方、ブレード１５８Ｙの挙動が不安定な状態では、駆動トルクの累積値は、ブレード１５８Ｙの挙動が安定している状態に対し、絶対値が小さくなっている。また、ブレード１５８Ｙの挙動が不安定な状態では、帯電装置１５３Ｙによる像担持体１５１Ｙの帯電条件（印加電圧値）が異なると、モータ１５２Ｙの駆動トルクの累積値が異なる値になり、像担持体１５１Ｙの回転回数に対して比例しなくなる。また、図３（Ｂ）に示したブレード１５８Ｙの挙動が不安定な状態では、ＳＮ比が−９．３６ｄＢとなっており、ブレード１５８Ｙの挙動が安定している状態に対してＳＮ比が大幅に小さくなっている。
このように、ブレード１５８Ｙが劣化などによって像担持体１５１Ｙに付着した放電生成物などを掻き取ることができなくなると、帯電装置１５３Ｙによる像担持体１５１Ｙの帯電条件を変えた場合に、モータ１５２Ｙの駆動トルクの累積値が異なる値になり、像担持体１５１Ｙの回転回数に対して比例しなくなることが実験により確認された。
よって、帯電装置１５３Ｙによる像担持体１５１Ｙの帯電条件、及び、帯電装置１５３Ｙの回転回数（回転時間）の少なくともいずれかに対するモータ１５２Ｙの駆動トルクのＳＮ比に基づいて、モータ１５２Ｙの駆動トルクの安定性を判定することにより、像担持体１５１Ｙに対するブレード１５８Ｙの挙動の安定性を判定することができる。

図４は、画像形成装置１０が継続的に使用された場合において、像担持体１５１Ｙの回転回数（帯電装置１５３Ｙの累積放電電流量）に対するモータ１５２Ｙの駆動トルクのＳＮ比を示すグラフである。なお、帯電装置１５３Ｙの累積放電電流量は、像担持体１５１Ｙの回転回数に略比例する。また、モータ１５２Ｙの駆動トルクのＳＮ比は、現像剤像が形成されていない像担持体１５１Ｙにブレード１５８Ｙが圧接している状態で、検知装置１５６Ｙを介して制御部２０が検知している。
画像形成装置１０の動作開始時（初期状態）において、ブレード１５８Ｙには劣化がなく、像担持体１５１Ｙに堆積する放電生成物が掻き取られるので、モータ１５２Ｙの駆動トルクのＳＮ比は、正の値で安定している。像担持体１５１Ｙの回転回数が多くなると、ブレード１５８Ｙは、像担持体１５１Ｙに摺接することにより摩耗し、像担持体１５１Ｙのクリーニング状況が悪化してくる。また、像担持体１５１Ｙには、帯電装置１５３Ｙからの放電を伴う印加電圧により、表面に放電生成物が堆積し、モータ１５２Ｙの駆動トルクのＳＮ比が小さくなる。

例えば、ブレード１５８Ｙの劣化又は放電生成物の堆積により、モータ１５２Ｙの駆動トルクのＳＮ比が閾値Ｄになった場合がブレード１５８Ｙの交換時期である。つまり、現在のＳＮ比の値に対し、ＳＮ比の値が閾値Ｄになるまでの像担持体１５１Ｙの回転可能な回数がブレード１５８Ｙの寿命である。
そこで、像担持体１５１Ｙが回転した回数に対し、モータ１５２Ｙの駆動トルクのＳＮ比が減少する傾向を用いて、ＳＮ比が閾値Ｄになる以前にブレード１５８Ｙの交換時期（寿命）を予測する。また、モータ１５２Ｙの駆動トルクを検知する場合に、現像剤像が像担持体１５１Ｙに形成されていないので、現像剤を消費することなく、ブレード１５８Ｙの交換時期（寿命）を予測することができる。
なお、閾値Ｃは、像担持体１５１Ｙの交換時期に対応する閾値ＤよりもＳＮ比が大きな値になっており、ＳＮ比が閾値Ｄになる以前に、画像形成装置１０がブレード１５８Ｙの挙動を安定させるように動作するためのトリガの１つとして設けられている。

図５において、図１に示した制御部２０により実行され、ブレード１５８Ｙの寿命を予測する寿命予測プログラム４の構成が示されている。図５に示すように、寿命予測プログラム４は、判定部４０、条件変更部４２、近似式算出部４４、寿命算出部４６、表示処理部４８、及び、メモリ２０２（図１）においてＳＮ比の履歴を記憶する履歴データベース（履歴ＤＢ）５０から構成される。

判定部４０は、履歴データベース５０にアクセスし、像担持体１５１Ｙが回転した回数に対する現在までのＳＮ比の履歴を示すデータベースを受け入れる。現在のＳＮ比が閾値Ｄ以下の場合には、帯電装置１５３Ｙの印加電圧を下げるように指示信号を条件変更部４２に対して出力する。現在のＳＮ比が閾値Ｄより大きい場合には、現在までのＳＮ比の履歴を示すデータベースを近似式算出部４４に対して出力すると共に、ブレード１５８Ｙの交換を指示する信号を表示処理部４８に対して出力する。

条件変更部４２は、判定部４０から帯電装置１５３Ｙに対する指示信号が入力されると、印加電圧を所定のレベルまで下げるように指示信号を帯電装置１５３Ｙに対して出力する。

近似式算出部４４は、判定部４０から像担持体１５１Ｙが回転した回数に対するＳＮ比の履歴を示すデータベースを受け入れ、ＳＮ比の変化の傾向を示す近似式を算出し、寿命算出部４６に対して出力する。ＳＮ比の変化の傾向を示す近似式は、多次の近似式であってもよいし、１次の近似式であってもよい。

寿命算出部４６は、近似式算出部４４から入力されたＳＮ比の変化の傾向を示す近似式により、ＳＮ比が閾値Ｄになるまでに像担持体１５１Ｙが回転可能な回数（ブレード１５８Ｙの寿命）を算出し、表示処理部４８に対して出力する。

表示処理部４８は、判定部４０から入力される指示信号に従って、作業者に対するブレード１５８Ｙの交換指示、又は、寿命算出部４６から入力されるブレード１５８Ｙの寿命をＵＩ１１に対して出力する。

次に画像形成装置１０がブレード１５８Ｙの挙動の安定性を判定し、ブレード１５８Ｙの寿命を予測する動作について説明する。
図６は、図５に示した寿命予測プログラム４を用いて、画像形成装置１０がブレード１５８Ｙの挙動の安定性を判定し、寿命を予測する処理（Ｓ１０）を示すフローチャートである。図７は、図６に示した寿命予測プログラム４の処理（Ｓ２０）を示すフローチャートである。
図６に示すように、ステップ１００（Ｓ１００）において、画像形成装置１０の制御部２０は、例えば現在のＳＮ比の算出回数をカウントするＣＰＵ２００のカウンタＮ（図示せず）の初期値を０にし、Ｓ１０２の処理に進む。

ステップ１０２（Ｓ１０２）において、制御部２０は、モータ１５２Ｙの駆動トルクのＳＮ比を算出するための帯電条件を帯電装置１５３Ｙに対して設定し、Ｓ１０４の処理に進む。

ステップ１０４（Ｓ１０４）において、帯電装置１５３Ｙは、制御部２０の制御により、像担持体１５１Ｙを一様に帯電し、Ｓ１０６の処理に進む。

ステップ１０６（Ｓ１０６）において、ブレード１５８Ｙが圧接している像担持体１５１Ｙが例えば１回転する間のモータ１５２Ｙの負荷電流を検知装置１５６Ｙが検知し、検知装置１５６Ｙが検知した負荷電流の平均値からモータ１５２Ｙの駆動トルクを制御部２０が検知し、Ｓ１０８の処理に進む。

ステップ１０８（Ｓ１０８）において、制御部２０は、像担持体１５１Ｙの回転回数に対応するモータ１５２Ｙの駆動トルクをメモリ２０２に格納し、Ｓ１１０の処理に進む。

ステップ１１０（Ｓ１１０）において、制御部２０は、検知装置１５６Ｙが駆動トルクを検知した回数が、所定回数Ｅに達しているか否かを確認し、所定回数Ｅに達している場合にはＳ１１２の処理に進み、所定回数Ｅに達していない場合にはＳ１０４の処理に進む。

ステップ１１２（Ｓ１１２）において、制御部２０は、帯電装置１５３Ｙの帯電条件を設定した回数が所定回数Ｆに達しているか否かを確認し、所定回数Ｆに達していない場合にはＳ１１４の処理に進み、所定回数Ｆに達している場合にはＳ１１６の処理に進む。

ステップ１１４（Ｓ１１４）において、制御部２０は、帯電装置１５３Ｙの帯電条件を変更し、Ｓ１０４の処理に進む。

ステップ１１６（Ｓ１１６）において、制御部２０は、所定数Ｆの帯電条件それぞれで検知された所定数Ｅの駆動トルクから、現在のＳＮ比を算出し、Ｓ１１８の処理に進む。

ステップ１１８（Ｓ１１８）において、制御部２０は、現在のＳＮ比の算出回数が所定回数Ｇに達しているか否かを確認し、所定回数Ｇに達していない場合にはＳ１２０の処理に進み、所定回数Ｇに達している場合にはＳ２０（図７）の処理に進む。

ステップ１２０（Ｓ１２０）において、制御部２０は、現在のＳＮ比が閾値Ｃ（図４）以上又は閾値Ｄ以下のいずれかであるか否かを確認する。現在のＳＮ比が閾値Ｃ以上又は閾値Ｄ以下のいずれかである場合にはＳ２０の処理に進み、その他の場合にはＳ１２２の処理に進む。つまり、ステップ１２０（Ｓ１２０）において、制御部２０は、現在のＳＮ比がブレード１５８Ｙの交換時期に対応する閾値Ｄまで小さくなっていないものの、画像形成装置１０がブレード１５８Ｙの挙動を安定させるように動作（安定化動作）すべきレベルまで現在のＳＮ比が小さくなっている場合に、Ｓ１２２の処理に進む。

ステップ１２２（Ｓ１２２）において、現像器１５４Ｙは、制御部２０の制御によって例えば現像剤バンドなどの現像剤像を像担持体１５１Ｙ上に形成し、像担持体１５１Ｙとブレード１５８Ｙとの間にトナー粒子Ｔ及び研摩粒子Ｐなどを含有する現像剤を供給し、Ｓ１２４の処理に進む。

ステップ１２４（Ｓ１２４）において、制御部２０は、ＣＰＵ２００のカウンタＮ（図示せず）の値に１を加えることにより、現在のＳＮ比の算出回数をカウントし、Ｓ１０２の処理に進む。

Ｓ２０のステップ２００（Ｓ２００：図７）において、判定部４０（図５）は、履歴データベース５０にアクセスし、現在のＳＮ比が閾値Ｄ以下であるか否かを判定する。現在のＳＮ比が閾値Ｄ以下である場合にはＳ２０２の処理に進み、その他の場合にはＳ２０６の処理に進む。

ステップ２０２（Ｓ２０２）において、条件変更部４２（図５）は、帯電装置１５３Ｙの放電条件（印加電圧）を所定のレベルまで下げ、Ｓ２０４の処理に進む。帯電装置１５３Ｙの印加電圧が下げられると、像担持体１５１Ｙに堆積される放電生成物の発生量が抑えられるので、ブレード１５８Ｙの寿命が延命される。

ステップ２０４（Ｓ２０４）において、ＵＩ１１は、制御部２０の制御により、作業者に対するブレード１５８Ｙの交換指示を表示し、処理を終了する。

ステップ２０６（Ｓ２０６）において、近似式算出部４４は、判定部４０からＳＮ比の履歴を示すデータベースを受け入れ、ＳＮ比の変化の傾向を示す近似式を算出し、Ｓ２０８の処理に進む。

ステップ２０８（Ｓ２０８）において、寿命算出部４６は、近似式算出部４４から入力されたＳＮ比の変化の傾向を示す近似式により、ブレード１５８Ｙの寿命を算出し、Ｓ２１０の処理に進む。

ステップ２１０（Ｓ２１０）において、表示処理部４８は、寿命算出部４６から入力されたブレード１５８Ｙの寿命を、ＵＩ１１を介して表示し、処理を終了する。

このように、帯電装置１５３Ｙの帯電条件などを変化させることにより、ブレード１５８Ｙによる像担持体１５１Ｙのクリーニング状況を測定し、像担持体１５１Ｙのクリーニング状況が悪化した場合には、現像剤をブレード１５８Ｙに供給して像担持体１５１Ｙをクリーニングすることができる。また、像担持体１５１Ｙのクリーニング状況が改善されない場合には、作業者にブレード１５８Ｙの交換を指示することができる。

また、画像形成装置１０は、他の画像形成ユニット１４Ｍ、１４Ｃ、１４Ｋのブレードについても同様に、寿命を予測するようにされている。

なお、帯電条件の所定数Ｆは、１以上であればよい。また、帯電条件の所定数Ｆを複数にすることにより、像担持体１５１の回転回数が少ない場合にも、ブレード１５８の安定性をより正確に検知することができる。
検知装置１５６Ｙが検知する値は、像担持体１５１を駆動するモータの種類に応じて、モータに加えられる電圧又は消費電力などを検知するようにしてもよい。

また、中間転写体１６０にブレード１６１が圧接し、中間転写体１６０上に現像剤がない状態のドライブロール１６４の負荷電流を検知し、ブレード１６１の挙動の安定性の判定及び寿命の予測をするようにしてもよい。
このように、ブレード１５８の像担持体１５１に対する挙動の安定性をモータ１５２の駆動トルクのＳＮ比によって判定することができるので、ブレード１５８の像担持体１５１に対する挙動の安定性を精度よく判定することができる。
また、像担持体１５１にブレード１６１が摺接することにより、モータ１５２の駆動トルクのＳＮ比が変化するので、像担持体１５１のブレード１５８に対する挙動の安定性をモータ１５２の駆動トルクのＳＮ比によって判定し、像担持体１５１の寿命を予測するようにしてもよい。

本発明の実施形態に係る画像形成装置の概略を示す側面図である。 本発明の実施形態に係る画像形成装置の画像形成ユニットの詳細を示す側面図である。 像担持体の回転回数、及び帯電装置の帯電条件（印加電圧値）を変化させた場合に、ブレードが圧接している像担持体を駆動するモータの駆動トルクの累積値を示す実験結果であって、（Ａ）はブレードの挙動が安定している状態を示し、（Ｂ）はブレードの挙動が不安定な状態を示すグラフである。 画像形成装置が継続的に使用された場合において、像担持体の回転回数（帯電装置の累積放電電流量）に対するモータの駆動トルクのＳＮ比を示すグラフである。 図１に示した制御部により実行され、ブレードの寿命を予測する寿命予測プログラムの構成を示す図である。 図５に示した寿命予測プログラムを用いて、画像形成装置がブレードの挙動の安定性を判定し、寿命を予測する処理（Ｓ１０）を示すフローチャートである。 図６に示した寿命予測プログラムの処理（Ｓ２０）を示すフローチャートである。

符号の説明

１０ 画像形成装置
１２ 画像読取ユニット
１４ 画像形成ユニット
１４０ 光走査装置
１５０ 像形成装置
１５１ 像担持体
１５２ モータ
１５３ 帯電装置
１５４ 現像器
１５５ クリーニング装置
１５６ 検知装置
１５７ 現像ロール
１５８ ブレード
１６０ 中間転写体
１６１ ブレード
１６４ ドライブロール
１８ 記録媒体搬送路
１９ 定着装置
２０ 制御部
２００ ＣＰＵ
２０２ メモリ
４ 寿命予測プログラム
４０ 判定部
４２ 条件変更部
４４ 近似式算出部
４６ 寿命算出部
４８ 表示処理部
５０ 履歴データベース

Claims (12)

1. 現像剤像を担持する像担持体と、この像担持体を駆動する駆動手段と、前記像担持体をクリーニングするブレードと、前記駆動手段が前記像担持体を駆動する駆動トルクを検知する検知手段と、前記ブレードの挙動を変化させる少なくとも１つの制御手段を変化させた場合の前記検知手段による駆動トルクの安定性を判定する判定手段とを有することを特徴とする画像形成装置。
2. 前記判定手段は、駆動トルクのＳＮ比に基づいて安定性を判定することを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
3. 前記像担持体に対し、放電を伴う電圧を印加する電圧印加手段を有し、少なくとも１つの制御手段は、前記電圧印加手段の電圧であることを特徴とする請求項１又は２記載の画像形成装置。
4. 前記像担持体に対し、放電を伴う電圧を印加する電圧印加手段を有し、少なくとも１つの制御手段は、前記電圧印加手段により電圧を印加した状態にある前記像担持体の回転時間であることを特徴とする請求項１又は２記載の画像形成装置。
5. 前記像担持体が記録媒体に転写される現像剤像を担持する場合に、前記電圧印加手段は、前記判定手段の判定結果に基づいて、前記像担持体に印加する電圧を調整することを特徴とする請求項３又は４記載の画像形成装置。
6. 前記判定手段の判定結果に基づいて、前記像担持体に現像剤を供給する現像剤供給手段をさらに有し、前記ブレードは、前記現像剤供給手段から供給された現像剤により、前記像担持体をクリーニングすることを特徴とする請求項１乃至５いずれか記載の画像形成装置。
7. 前記現像剤供給手段は、現像剤像を形成するトナー粒子と、前記像担持体を研摩する研摩粒子とを少なくとも含有する現像剤を供給することを特徴とする請求項６記載の画像形成装置。
8. 前記判定手段の判定結果の変化に基づいて、前記ブレード及び前記像担持体の少なくともいずれかの寿命を予測する寿命予測手段をさらに有することを特徴とする請求項１乃至７いずれか記載の画像形成装置。
9. 前記判定手段は、前記像担持体が１回転以上する間の駆動トルクの平均値の変化に基づいて、安定性を判定することを特徴とする請求項１乃至８いずれか記載の画像形成装置。
10. 前記検知手段は、前記駆動手段の負荷電流、入力電圧及び消費電力のいずれかにより駆動トルクを検知することを特徴とする請求項１乃至９いずれか記載の画像形成装置。
11. 像担持体をクリーニングするブレードの挙動を変化させる少なくとも１つの制御手段を変化させ、前記像担持体を駆動する駆動トルクの変化を検知し、この駆動トルクの安定性を判定することを特徴とする画像形成装置のクリーニング状態測定方法。
12. 像担持体をクリーニングするブレードの挙動を変化させる少なくとも１つの制御手段を変化させ、前記像担持体を駆動する駆動トルクの変化を検知し、この駆動トルクの安定性を判定し、判定された駆動トルクの安定性が低い場合に現像剤をブレードに供給することを特徴とする画像形成装置のクリーニング方法。

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