JP2010002640A - 画像形成装置およびプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】像担持体表面に残留しているトナーを掻き取るクリーニング部材が、像担持体に対して接離可能に配されている画像形成装置において、生産性の低下を抑えながらクリーニング部材の先端部に堆積したトナーを除去する。
【解決手段】中間転写ベルト４３に担持されているトナー像をシートに転写する二次転写部５０と、中間転写ベルト４３の表面に先端を当接させて、転写後に中間転写ベルト４３表面に残留するトナーを除去するクリーニング部材９２とを備えた画像形成装置であって、クリーニング部材９２を中間転写ベルト４３表面に対して接離させる駆動モータと、クリーニング部材９２の先端に堆積しているトナー量を推定し、推定された堆積トナー量が閾値以上となった場合に、その後の転写非実行区間において、クリーニング部材９２を中間転写ベルト４３の表面から一旦離間させるように駆動モータを制御する制御部８０とを備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、像担持体表面に当接してその表面を清掃するクリーニング部材を有する画像形成装置およびそのような画像形成装置に好適なプログラムに関する。

プリンタ等の画像形成装置では、中間転写ベルト上に残ったトナー（残留トナー）などを、当該中間転写ベルトに当接させたクリーニング部材により清掃する機構を備えている。
このクリーニング部材は、その先端が中間転写ベルトに圧接されており、中間転写ベルトが周回駆動されるにつれて、クリーニング部材の先端にトナーが徐々に堆積する。

堆積したトナーは、クリーニング部材と中間転写ベルトとの隙間を擦り抜けて、中間転写ベルト表面に付着し、次の画像形成において、画像品質を劣化させることが多々あった。
特に、図８に示すように、トナー６００に含まれている小径の外添剤６００ａは粒径が小さいので隙間Ｇを擦り抜け易く、その際、クリーニング部材５９２の先端が疵付くと、ここから、トナー６００が擦り抜け、画質の劣化を招くことになった。

このような不具合を防止するため、例えば特許文献１には、プリント実行前に必ずクリーニング部材を中間転写ベルトから離間させて、クリーニング部材の先端に堆積したトナーを振り落とす構成が開示されている。
特開平９−１７１２８１号公報

しかしながら、特許文献１のように、プリント実行前に必ずクリーニング部材を中間転写ベルトから離間させると、クリーニング部材の先端にトナーがそれほど堆積しておらず離間の必要がない場合にも、強制的に離間動作が実行されるので、常に最初のシートに画像形成を開始するまで時間（以下、「ファーストページ開始時間」という。）を長くなり生産性が低下すると共に、電力も浪費されてしまう。

本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであって、生産性の低下を抑制しつつ、画像品質の劣化を抑制可能な画像形成装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明の一側面に係る画像形成装置は、像担持体に担持されているトナー像を被転写部材に転写する転写手段と、像担持体の表面に先端を当接させて、前記転写後に像担持体表面に残留するトナーを除去するクリーニング部材とを備えた画像形成装置であって、前記クリーニング部材を像担持体表面に対して接離させる接離駆動手段と、前記クリーニング部材の先端に堆積しているトナー量を推定する堆積トナー量推定手段と、前記推定された堆積トナー量が閾値以上となった場合に、前記クリーニング部材を前記像担持体の表面から一旦離間させるように前記接離駆動手段を制御する制御手段とを備えることを特徴とする。

また、上記目的を達成するため、本発明の一側面に係るプログラムは、像担持体に担持されているトナー像を被転写部材に転写する転写手段と、像担持体の表面に先端を当接させて、前記転写後に像担持体表面に残留するトナーを除去するクリーニング部材と、前記クリーニング部材を像担持体表面に対して接離させる接離駆動手段とを備えた画像形成装置に用いられるプログラムであって、前記クリーニング部材の先端に堆積しているトナー量を推定する堆積トナー量推定ステップと、前記推定された堆積トナー量が閾値以上となった場合に、前記クリーニング部材を前記像担持体の表面から一旦離間させるように前記接離駆動手段を制御する制御ステップとをコンピュータに実行させることを特徴とする。

上記構成によれば、堆積トナー量が閾値に達していないと推定される場合には、クリーニング部材を前記像担持体の表面から離間させないので、ファーストページ開始時間を短縮して生産性の低下を抑制すると共に、電力を節約することができる。
また、堆積トナー量が閾値以上であると推定される場合には、クリーニング部材を前記像担持体の表面から離間させ、このときに生じる慣性力の作用により、クリーニング部材の先端に堆積したトナーを振り落とすので、優れた画像品質が実現される。

また、前記堆積トナー量推定手段は、前回の離間動作後に画像形成の対象となった画像データの各画素の形成に必要なトナー量を指標する値を累積する累積手段と、当該像担持体から被転写体への転写効率を取得する転写効率取得手段とを備え、前記指標の累積値と転写効率に基づき、前記堆積トナー量を推定することが望ましい。
これにより、画像データと被転写体への転写効率とを取得することで、堆積トナー量を推定することができる。

また、当該装置内の温度及び湿度を検出する検出手段を備え、前記転写効率取得手段は、前記検出された温度及び湿度に応じて決められた転写効率を取得することが望ましい。
これにより、堆積トナー量を精度よく推定することができる。
また、第１の閾値と、これよりも大きな第２の閾値とを保持する保持手段を備え、前記制御手段は、画像形成ジョブの開始前もしくは画像形成ジョブの終了直後においては、前記推定された堆積トナー量が、第１の閾値以上となった場合に、前記クリーニング部材の離間動作を実行させ、画像形成ジョブの実行中においては、前記推定された堆積トナー量が、前記第２の閾値以上となった場合に、その後の転写非実行区間において、前記クリーニング部材の離間動作を実行させるように制御することが望ましい。

このようにすれば、画像形成ジョブの終了直後に、堆積トナー量が第１の閾値以上か否かに応じてクリーニング部材を離間させるので、その後の画像形成がクリーニング部材の離間によって中断され難くなる。したがって、生産性の低下が抑制され、また、ユーザに不快感を与え難くすることができる。
また、画像形成ジョブの実行中においては、クリーニング部材の離間の可否を堆積トナー量が第１の閾値よりも大きな第２の閾値を基準として判断し、その後の転写非実行区間においてクリーニング部材を離間させるので、離間動作の実行頻度を低減して、画像形成ジョブの遅延を防止することができる。

また、前記画像形成ジョブの開始前とは、電源オン時における初期動作実行時、スリープモードからの復帰時における初期動作実行時及び画像形成ジョブの開始直前のうちの少なくとも１つであることが望ましい。
電源オン時における初期動作実行時、スリープモードからの復帰時における初期動作実行時のように、もともと画像形成ジョブの実行に備えて実行される予備的処理と並行して、クリーニング部材の離間動作を実行すれば、画像形成ジョブに影響を与えることがなく、クリーニング部材の離間動作を実行することができる。

つまり、画像形成の生産性を低下させることがない。
また、前記感光体と、前記感光体上にトナー像を作像する作像手段と、前記感光体上に形成されたトナー像を前記像担持体上に転写する先行転写手段とを備え、前記制御手段は、前記クリーニング部材を前記像担持体の表面から一旦離間し、前記クリーニング部材の離間時にクリーニング部材に当接していた前記像担持体の部位が前記先行転写手段による転写位置を通過するよりも前に、次の頁のトナー像が前記像担持体上に転写されることがないように前記作像手段における作像のタイミングを遅延させることが望ましい。

これにより、クリーニング部材の離間に起因する画像品質の劣化を防止することができる。
また、前記駆動手段は、前記クリーニング部材の先端と前記像担持体表面との離間距離を調整可能であって、前記制御手段は、前記堆積トナー量が少ないほど、前記離間距離を長く設定することが望ましい。

クリーニング部材の先端に堆積するトナーの量が少ない場合、当該トナーに作用する慣性力も小さくなり、振り落としにくくなるので、クリーニング部材の先端を像担持体から、決められた時間内で、より大きく離間させることによって、加速度を増大させ、慣性力を増して、振り落とし易くすることができる。
また、クリーニング部材の先端に堆積するトナーの量が多い場合、上述とは逆に振り落とし易くなるため、クリーニング部材の先端と像担持体との離間量を小さくすることによって、クリーニング部材の先端と像担持体とが接触する際に生じる異音の発生を軽減することができる。

以下、本発明に係る画像形成装置の実施の形態について、中間転写ベルトを利用した４サイクル方式のフルカラープリンタ（以下、単に「プリンタ」という。）を例にして図面に基づき説明する。
（１）プリンタの全体構成
図１は、本実施の形態に係るプリンタ１の全体構成を示す概略図である。

同図に示すように、このプリンタ１は、感光体部１０、露光走査部２０、現像部３０、中間転写部４０、光学センサ４５、二次転写部５０、給紙部６０、定着部７０、制御部８０及びベルトクリーナ部９０とからなる。
感光体部１０における感光体ドラム１１は、図の矢印方向に回転駆動されており、その周面は、クリーニングブレード１２で残留トナーが除去された後、帯電ローラ１３により所定の電位に一様に帯電され、露光走査部２０から射出されたレーザ光により露光走査されることにより静電潜像が形成される。

現像部３０はロータリー式のものであって、本図では便宜上、回転ラック３２への現像ユニットの収納状態及び現像ユニット内部の構成が分かりやすいように断面で示している。
感光体ドラム１１の周面に形成された静電潜像は、対応する色のトナーの現像ユニットにより現像されてトナー像が形成される。

一方、中間転写部４０は、無端状の中間転写ベルト４３を駆動ローラ４１と、一次転写ローラ４２と、従動ローラ４４とを含む複数のローラで張架してなり、中間転写ベルト４３の走行速度が感光体ドラム１１の周速と同じになるように駆動ローラ４１が駆動制御される。
上記感光体ドラム１１の周面に形成されたトナー像は、一次転写ローラ４２により中間転写ベルト４３上に一次転写される。

フルカラーの画像形成ジョブ（以下、「カラープリントジョブ」という。）を実行する場合には、この一次転写が、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色について順次実行されて中間転写ベルト４３上に多重転写された後、二次転写部５０において、給紙部６０から中間転写ベルト４３の回転とタイミングを合わせて給紙されてきたシート（不図示）上に二次転写ローラ５１により二次転写され、さらに定着部７０において熱定着された後、排出ローラ７１を介して排出トレイ７２上に排出される。

以下、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各再現色をＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋと表し、各再現色に関連する構成部分の番号にこのＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋを添字として付加する。
また、ブラックによるモノクロの画像形成ジョブ（以下、「モノクロプリントジョブ」という。）の場合には、ブラックの現像ユニットのみ使用して現像が行われ、上記一次転写、二次転写を経て定着後出力される。

なお、以上の感光体部１０、露光走査部２０、現像部３０、中間転写部４０、二次転写部５０、給紙部６０、定着部７０をまとめて、以下、「画像形成部」と総称する。
中間転写ベルト４３の従動ローラ４４に巻き架けられている部分には、当該中間転写ベルト４３の表面と対向する位置に、光学センサ４５が設けられている。
この光学センサ４５は、反射型のフォトセンサであり、中間転写ベルト４３表面に光を照射して、その反射濃度を計測する。

制御部８０は、後述するようにＣＰＵを中心に構成され、受け付けたジョブに係る画像データに必要な処理を加えると共に、上記画像形成部における各部の動作を制御して、プリントジョブを実行する。
(２）現像部３０の構成
図１に示すように、現像部３０は、回転軸３３を中心に回転する回転ラック３２に、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋの現像ユニット３１Ｙ、３１Ｍ、３１Ｃ、３１Ｋを保持してなる。

回転ラック３２は、ほぼ円筒状であって、その内部は４つの部屋に分割され、各部屋に現像ユニット３１Ｙ、３１Ｍ、３１Ｃ、３１Ｋが収納される。
この回転ラック３２は、位置決め制御が容易なサーボモータやステッピングモータを駆動源とする回転ラック駆動部（不図示）により矢印方向に回転駆動される。
以下、イエローの現像ユニット３１Ｙの構成について説明する。

同図に示すように現像ユニット３１Ｙは、トナー貯蔵室３１１Ｙと、トナー貯蔵室３１１Ｙに隣接して設けられた現像室３１２Ｙと、感光体ドラム１１表面にトナーを供給するための現像ローラ３１５Ｙと、現像ローラ３１５Ｙに現像室３１２Ｙ内のトナーを付着させる供給ローラ３１６Ｙと、現像ローラ３１５Ｙ表面に付着したトナー層を一様の厚みに規制するための規制ブレード３１７Ｙを備える。

トナー貯蔵室Ｙには、イエロー色のトナー母粒子に、このトナー母粒子よりも径が小さな外添剤が加えられたトナーが充填されている。
この外添剤は、クリーニング部材９２の摩耗を防ぐための潤滑剤であり、また、感光体ドラム１１表面の劣化を防ぐための研磨剤としても機能し、さらにトナーの凝集防止剤としても機能する。

以下、トナー母粒子に外添剤が付加されているものを、単に、トナーという。
供給ローラ３１６Ｙの外周部はスポンジなど発泡性の弾力部材で形成されている。
また、現像ローラ３１５Ｙ、供給ローラ３１６Ｙの軸は、現像室３１２Ｙの外部に突出され、不図示の駆動機構により所定の方向に回転駆動されるようになっている。この駆動機構自体は公知であり、例えば現像ローラ３１５Ｙ、供給ローラ３１６Ｙの外部に突出した部分の端部に平歯車などが取着され、当該現像ユニット３１Ｙが現像位置に来たときに、別の駆動源に連結されたギャーと噛合して回転駆動される構成を挙げることができる。

なお、他の現像ユニット３１Ｍ、３１Ｃ及び３１Ｋも、収納しているトナーの色が異なるだけで構造自体は現像ユニット３１Ｙと全く同じであり、これらの構成については説明を省略する。
（３）ベルトクリーナ部９０の構成
図２（ａ）及び（ｂ）は、ベルトクリーナ部９０の構成を示す断面図である。

このベルトクリーナ部９０は、中間転写ベルト４３上の残留トナーや紙粉等を掻き落としクリーニングするものである。
同図２（ａ）に示すように、ベルトクリーナ部９０は概略、ケーシング部材９１のボス部９１ａに形成した開口９１ｂに摺動自在に挿通されたシャフト９３の一端に、保持部材９２ａを介してクリーニング部材９２が取着され、シャフト９３の他端にカム受け部９４が取着された構成となっている。

シャフト９３は、付勢部材としてのコイルスプリング９８が、ボス部９１ａと保持部材９２ａとの間に介挿されていて、カム受け部９４側からの駆動力が作用しない場合には、弾性復元力により、図２（ａ）に示すようにシャフト９３の一端に設けられたクリーニング部材９２を中間転写ベルト４３に圧接する方向に付勢している。
なお、ケーシング部材９１には中間転写ベルト４３と対面する部位に開口９１ｃが形成されていて、クリーニング部材９２はその開口９１ｃを通って中間転写ベルト４３に圧接されている。

カム受け部９４は、内部に立方体状の空間を有する角筒体である。但し、紙面に垂直な方向の壁面は外部へ開放されていて、その開放面を通じて外部からカム軸９５ｓが内部空間まで挿入されている。カム軸９５ｓには楕円状板カム９５と、直径方向２箇所の周面が切り欠かれて凹部９５ａ、９５ｂを有する円形板９５ｃとが取着されている。
カム受け部９４の上側壁面はスリット状の開口９４ｂが形成されていて、その開口９４ｂを通じて電磁ソレノイドなどからなるロック部９６が内部空間に臨ませてある。ロック部９６は制御部８０の指示に従って通電・非通電され、ロッド９６ａを前記凹部９５ａ、９５ｂに係合したり、係合解除したりする。

カム受け部９４の下側壁面には外方に延びたＬ字状の突起９４ａを有している。
この突起９４ａに対応して位置検出センサ９７がケーシング部材９１側に設けられている。
前記カム軸９５ｓは、電動クラッチ（不図示）などを介して、プリンタ１の駆動モータ（不図示）の回転軸に連結されている。

ここで、プリンタ１の駆動モータ及び電動クラッチなどを総称してクリーナ駆動部という。
前記電動クラッチが切り状態にある時、あるいは前記ロック部９６が通電されてロッド９６ａがいずれかの一方の凹部９５ａ、９５ｂに進入しているときは、楕円状板カム９５は回転しないが、電動クラッチが入り状態とされ、ロック部９６が非通電になると、楕円状板カム９５が回転する。

すると、コイルスプリング９８の弾性復元力の作用によって、カム受け部９４の左側壁面が楕円状板カム９５周面に押圧されるので、結局、楕円状板カム９５の長径と短径の長さの差だけシャフト９３が摺動する。図２（ａ）は、短径側が楕円状板カム９５周面に接触したときの状態を示し、図２（ｂ）は、長径側が楕円状板カム９５周面に接触したときの状態を示す。

図２（ａ）では、クリーニング部材９２が中間転写ベルト４３に当接し、クリーニング処理が可能であるのに対し、図２（ｂ）では、クリーニング部材９２が中間転写ベルト４３から離間している。
図２（ａ）の状態において、突起９４ａは位置検出センサ９７内に侵入し、図２（ｂ）の状態において、突起９４ａが位置検出センサ９７から脱出しているので、位置検出センサ９７の検出状態から、クリーニング部材９２が図２（ａ）の状態にあるか、図２（ｂ）の状態にあるのかを検出できる。
（４）制御部８０の構成
図３は、制御部８０とこれに関係する機能部の構成例を示す図である。

同図に示すように制御部８０は、主に、ＣＰＵ８１、インターフェース（Ｉ／Ｆ）部８２、ＲＡＭ８３、ＲＯＭ８４、ドットカウンタ８５、ＥＥＰＲＯＭ８６及びエッジカウンタ８８からなり、画像形成部、温度センサ８９ａ、湿度センサ８９ｂ、ロック部９６、位置検出センサ９７、クリーナ駆動部などに電気的に接続されている。
インターフェース部８２は、ＬＡＮなどを介して接続された外部の端末装置とＣＰＵ８１間で通信を行うためのものであり、ＬＡＮカードやＬＡＮボード等からなる。

ＲＡＭ８３は、揮発性のメモリであって、ＣＰＵ８１におけるプログラム実行時のワークエリアとなる。
ＲＯＭ８４には、画像形成部の各部の動作を制御するプログラム、画像データ処理のプログラム及び堆積トナー除去処理のプログラム等が格納されている。
ここで、堆積トナー除去処理とは、クリーニング部材９２を中間転写ベルト４３から一時的に離間させて、クリーニング部材９２の先端に堆積したトナーを振り落とす処理のことである。

この堆積トナー除去処理は、長時間クリーニング部材９２の先端が周回駆動される中間転写ベルト４３に圧接されていると、クリーニング部材９２の先端に堆積したトナーが、クリーニング部材９２と中間転写ベルト４３との隙間を擦り抜けて、中間転写ベルト４３表面に付着して、次の画像形成時に画像品質を劣化させるので、これを防止するために行われるものである。

温度センサ８９ａは、プリンタ１の筐体内の温度を計測するサーミスタであり、また、湿度センサ８９ｂは、プリンタ１の筐体内の湿度を計測するものである。
ドットカウンタ８５は、画像形成時における各色の画像データのドット数をページ毎にカウントするものである。
エッジカウンタ８８は、画像形成時において連続するドットの先頭と終端のドットの数（以下、「エッジ数」という。）をページ毎にカウントするものである。

ＥＥＰＲＯＭ８６は、ＣＰＵ８１におけるプログラム実行時のデータ格納エリアであり、また、ＣＰＵ８１が算出する後述の堆積トナー量を記憶する。
ＣＰＵ８１は、外部の端末からプリントジョブのＲ，Ｇ，Ｂの画像データを受信すると、これをＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋの画像データに変換する。また、ＲＯＭ８４から画像形成に必要なプログラムを読み出して、タイミングを計りながら各部を統一的に制御して円滑な画像形成動作を実行させると共に、上述の堆積トナー除去処理を実行する。

本実施の形態に係るプリンタ１では、堆積トナー除去処理に特徴があるので、以下、堆積トナー除去処理について説明する。
（５）堆積トナー除去処理実行時の制御動作
図４は、制御部８０における、当該堆積トナー除去処理時の制御内容を示すフローチャートである。

ＣＰＵ８１は、外部端末からプリントジョブを受け付けるまで待機し（ステップＳ１００：ＮＯ）、プリントジョブを受け付けると（ステップＳ１００：ＹＥＳ）、画像安定化処理を行う必要がない場合には（ステップＳ１０１：ＮＯ）、堆積トナー量が閾値Ｃを超えたかどうかを判断する。
ここで、後述のように、本実施の形態における堆積トナー量とは、現在において、クリーニング部材９２の先端に堆積していると推定される外添剤の量のことである。

堆積トナー量が閾値Ｃを超えていなければ（ステップＳ１０２：ＮＯ）、図５の（Ａ）へ進む。
そして、図５に示すように、受け付けたプリントジョブが、モノクロプリントジョブであるかどうかを判断し、このジョブがモノクロプリントジョブであって（ステップＳ１０６：ＹＥＳ）、堆積トナー量が、閾値Ｃよりも大きな値に設定されている閾値Ｄを超えていない場合には（ステップＳ１０７：ＮＯ）、モノクロプリント動作を実行し、画像１頁分のトナー使用量を算出して、後述のように堆積トナー量を算出する（ステップＳ１１０）。

このとき、次ページのプリントがまだ残っている場合には（ステップＳ１１１：ＹＥＳ）、堆積トナー量が、閾値Ｄを超えているかどうかの判断を行うステップＳ１０７に進み、それ以降の処理を実行する。
このように、閾値Ｄを閾値Ｃよりも大きな値に設定しているのは、モノクロプリント中は、できるだけプリントを中断させないようにするため、つまり、トナーの堆積量が限界に達するまで、クリーニング部材９２の離間動作を実施させないようにするためであり、閾値Ｄは、このトナー堆積量の最大許容量を示す値である。

なお、閾値Ｃは、ここでは閾値Ｄの約２分の１に設定している。
また、次ページのプリントが残っていない場合には（ステップＳ１１１：ＮＯ）、図４の（Ａ）へ進んで、プリントジョブを受け付けたかどうかを判断するステップＳ１００に戻る。
ここで、堆積トナー量の算出方法について、具体的に説明する。

本実施の形態において、堆積トナー量として、特にトナーに含まれている外添剤の堆積量に着目するのは、経験上、トナー母粒子よりも粒径の小さな外添剤が、特に、クリーニング部材９２の先端と中間転写ベルト４３との隙間を通り抜けやすく、画像品質に大きく影響するためである。
しかしながら、トナー母粒子と外添剤との粒径が近づけば、特に、外添剤のみを画像品質劣化の要因とする必然性もなくなるため、算出する堆積トナー量として、外添剤の量を算出するのか、それともトナー母粒子と外添剤とを合わせたトナーの量を算出するのかは、トナー母粒子と外添剤の粒径の関係で適宜決定すればよい。

さて、本実施の形態においては、堆積トナー量を、１頁プリントされる毎に、クリーニング部材９２先端に堆積するトナー量（以下、「１頁堆積トナー量」という）Ｎを算出し、累計することによって求める。
ここで、１頁堆積トナー量Ｎは、以下に示す式１のように算出される。
Ｎ＝Ｍ×α/100×（１−β/100）×γ/100×σ/100 （式１）
Ｍ：１頁分のトナー消費量
α：一次転写効率（定数）
β：二次転写効率
γ：残留トナーの回収効率（定数）
σ：現像材中における外添材の含有率（定数）
二次転写効率βは、中間転写ベルト４３からシートへのトナー転写効率であるため、シートの種類、機内の温度及び湿度に大きな影響を受ける値となっている。

このため、二次転写効率βは、プリントの実行対象となっているシートの種類や、プリント時における機内の温度及び湿度に応じて、ＣＰＵ８１が予め一義的に決定した値であり、具体的には、下記の表１にしたがって求められる。

また、１頁分のトナー消費量Ｍは、以下に示す式２のように示される。
Ｍ＝（DC−ED）×Ａ＋ED×Ｂ （式２）
DC：１頁分のドットカウント数
ED：１頁分のエッジカウント数
Ａ：定数
Ｂ：定数
１頁分のトナー消費量Ｍは、プリント対象となった１頁について、ドットカウンタ８５がカウントしたドット数と、エッジカウンタ８８がカウントしたエッジ数とに、それぞれ所定の定数ＡおよびＢを乗じて足し合わせたものである。

感光体ドラム１１上に複数のドットを連続的に付着させる場合、ドットの先頭と終端のドットが、これらに挟まれた中間のドットよりもトナーの付着量が多くなる特性があるため、定数Ｂは、定数Ａよりも大きな値に設定されている。
図６は、時間軸上における１頁分の画像処理が実行される期間の境界を示す画像同期信号の出力タイミング、プリントの実行対象となったＶＩＤＥＯ信号（画像データ）の読み込みタイミング、一次転写及びクリーニング部材９２の圧接／離間のタイミングを示すタイミングチャートである。横軸は時間軸であり、左から右に時間が経過している。

機内の温度及び湿度の取得、ドットカウンタ８５によるドット数のカウントやエッジカウンタ８８によるエッジ数のカウントなど、堆積トナー量算出のための一連の処理は、ＶＩＤＥＯ信号の読み込が完了したタイミングで実施する。
また、上述の堆積トナー量が閾値Ｄを超えているかどうかの判断（ステップＳ１０７）も、ＶＩＤＥＯ信号の読み込が完了したタイミングで実施する。

時刻Ｐ１は、このようなＶＩＤＥＯ信号の読み込が完了したタイミングの１つを示している。
図５に戻って、堆積トナー量が閾値Ｄを超えている場合（ステップＳ１０７：ＹＥＳ）、モノクロプリントを中断してクリーニング部材９２を一旦離間し、堆積トナー量を０にリセットした後（ステップＳ１０８）、所定時間が経過するまで待機し（ステップＳ１０９：ＮＯ）、所定時間が経過したら（ステップＳ１０９：ＹＥＳ）、モノクロプリント動作を実行して、堆積トナー量をカウントし（ステップＳ１１０）、それ以降の処理を実行する。

より具体的には、例えば、ＶＩＤＥＯ信号の読み込みを完了した時刻Ｐ１において、ＣＰＵ８１が堆積トナー量の算出を行い、その値が閾値Ｄを超えたとすると、当該ＣＰＵ８１は、図６に示すように、時刻Ｐ１以降に初めての画像同期信号が出力されたときにクリーニング部材９２を一時的に離間させる。
このとき、中間転写ベルト４３上には、残留トナーによる離間筋が付着する場合がある。

この離間筋が、画像品質に影響を与えないようにするために、当該離間筋が、図１に示す、クリーニング部材９２の先端から一次転写ニップ４３ａまでの距離Ｌ１よりも長い距離Ｌ２を移動して、一次転写ニップ４３ａを通過するまでの間（ステップＳ１０９の所定時間に相当）、ＣＰＵ８１は、感光体ドラム１１から中間転写ベルト４３への一次転写を遅延する。また、これに伴って、ＣＰＵ８１は、感光体ドラム１１上への作像も遅延する。（なお、図６において、Ｔ１、Ｔ２はそれぞれ、離間筋が距離Ｌ１、Ｌ２を移動するのに要する時間である。）
図５に戻って、受けたジョブがカラープリントジョブである場合には（ステップＳ１０６：ＮＯ）、カラープリント動作を実行し（ステップＳ１１２）、堆積トナー量を０にリセットして（ステップＳ１１３）、次ページのプリントがあるかどうかを判断するステップＳ１１１に進んで、それ以降の処理を実行する。

なお、本実施の形態のプリンタ１のように、いわゆる４サイクル式の場合、１頁分のカラー画像（トナー）を中間転写ベルト４３上に形成するには、中間転写ベルト４３を４周回転させる必要があるため、ＣＰＵ８１は、最初に出力するＹ画像がクリーニング部材９２によるクリーニング位置に来る前に、堆積トナー量とは無関係にクリーニング部材９２を離間し、その都度、堆積トナー量を０にリセットする（ステップＳ１１２括弧書き）。

そして、ＣＰＵ８１は、Ｙ,Ｍ,Ｃ,Ｋ色トナーの画像が重ね合わされて、二次転写された後に、クリーニング部材９２を中間転写ベルト４３に圧接する。
図４に戻って、堆積トナー量が閾値Ｃを超えている場合（ステップＳ１０２：ＹＥＳ）、クリーニング部材９２を中間転写ベルト４３から一旦離間し（ステップＳ１０３）、堆積トナー量を０にリセットし、（Ａ）以降の処理を実行する。

また、画像安定化処理を行う必要がある場合には（ステップＳ１０１：ＹＥＳ）、画像安定化処理を実行して（ステップＳ１０５）、クリーニング部材９２を一旦離間するステップＳ１０３に進んで、それ以降の処理を実行する。
ここで、画像安定化が必要な場合とは、例えば、プリンタ１の機内環境、即ち、温度及び湿度が大幅に変わった場合や、プリント枚数が所定枚数を超えたときなどである。

この画像安定化処理は、画像品質向上のために実行される処理であって、例えば、中間転写ベルト４３上に所定の階調でパッチを形成し、このパッチのトナー濃度を光学センサ４５で検出し、センサ出力値とＲＯＭ８４内に記憶されている上記所定階調に対応するデータ値とを比較して、その差分に応じて転写電圧等を調整し、狙いとするトナー濃度に設定する濃度補正処理や、各色のトナーで階調値の異なるパッチを中間転写ベルト４３上に複数形成する階調補正や、各色のトナーパターン（以下、「レジストパターン」という。）を中間転写ベルト４３上に形成し、光学センサ４５を用いて各色のレジストパターンのずれを検出する色ずれ補正処理などがある。

画像安定化中は、中間転写ベルト４３上の一部分だけに画像を転写するため、クリーニング部材９２の一部分に廃トナーが堆積し易く、クリーニング部材９２が摩耗しやすくなるため、クリーニング部材９２を一時的に離間する。
なお、クリーニング部材９２を中間転写ベルト４３から離間する際に、閾値Ｃと閾値Ｄの２つの閾値を用いているが、これは、プリント実行開始直後にプリント動作の遅延が入り、スループットが落ちることによって、ユーザに不快感を与えしまうのを防ぐため、堆積トナー量がある程度の値（閾値Ｃ）に達していれば、前もってクリーニング部材９２の接離動作を実行して、スループットを落とさないようにするものであり、上述のフローにおいては、接離動作のタイミングとしてプリント実行動作前を選択している。

このプリント実行動作前とは、具体的には、プリンタ１が、待機状態でプリントコマンドを受け付けた時点以降をさし、現像ユニットを感光体ドラム１１と対向する位置に移動したり、一次転写ローラ４２に電圧を掛けたり、その他の画像形成に関連する各デバイスを立ち上げる処理を行う期間のことである。
このような処理と並行してクリーニング部材９２の接離動作を実行すれば、スループットを落とすことなくプリント動作に入ることができる。
（６）制御部８０において実施するその他の処理
ＣＰＵ８１は、電源がオンされたとき、位置検出センサ９７の出力値を取得して、クリーニング部材９２の中間転写ベルト４３対する圧接・離間状況を把握する。

モノクロプリント中は、Ｋ色画像を中間転写ベルト４３上に転写した後、この転写された画像がクリーニング部材９２に至ることなく、シートに転写されるため、ＣＰＵ８１は、堆積トナー量が閾値Ｄを超えない限り、クリーニング部材９２の圧接状態を保っている。
厚紙やＯＨＰシートなどの特殊シートは、画像形成装置のシステム速度の半分の速度で二次転写や定着を行うため、システム速度が半分に減速されるまでの間、中間転写ベルト４３上に画像が形成された状態で、当該中間転写ベルト４３を周回させて待機する必要がある。

このとき、画像がクリーニング部材９２の位置を通過するため、ＣＰＵ８１は、クリーニング部材９２を離間して、画像を維持する。
以上のように、本実施の形態のプリンタ１では、クリーニング部材９２の先端に堆積したトナーの量を推定して、その量が所定の量を超えている場合に、クリーニング部材９２を中間転写ベルト４３から離間させるので、従来のように、離間のタイミングを決めている場合と比べて、離間の頻度が減少するため、画像品質の劣化の抑制を維持しつつ、画像形成における生産性の低下が抑制される。

＜変形例＞
以上、本発明を種々の実施の形態に基づいて説明してきたが、本発明の内容が、上記実施の形態に限定されないことは勿論であり、例えば、以下のような変形例を考えることができる。
（１）上記実施の形態では、中間転写ベルト４３の表面をクリーニングするクリーニング部材９２の接離タイミングを制御したが、制御対象がクリーニング部材９２に限るものではない。

通常、感光体ドラム１１は、材質が硬いため、これよりも柔らかい中間転写ベルト４３に当接するクリーニング部材９２よりも、クリーニングブレード１２の圧接力を大きくすることができるので、感光体ドラム１１とクリーニングブレード１２との間から、一定量以上の外添剤がすり抜けることがなく、クリーニングブレード１２に堆積した外添剤を回収する必要は生じないことが多い。

しかしながら、装置構成によっては、擦り抜け等が発生する場合もあり得るので、そのような場合においては、感光体ドラム１１に当接するクリーニングブレード１２を接離可能な構成にして、上記と同様の制御を、感光体ドラム１１のクリーニングの制御に適用することが望ましい。
要するに、像担持体表面をクリーニングするものであって、像担持体に対して接離可能に配されているもの一般に適用することができる。

（２）上記実施の形態では、ドットカウント数とエッジカウント数の両方を用いて堆積トナー量を算出したが、これに限られない。
エッジカウント数は、堆積トナー量の算出精度を向上させるために有効であるが、例えば、エッジカウント数を用いなくても、必要と思われる堆積トナー量を算出することができる場合には、ドットカウント数だけを用いるとしても構わない。

（３）上記実施の形態では、ベルトクリーナ部９０は、クリーニング部材９２をスライドさせる構造であったが、このようなスライドする構成に限らず、例えば、図７（ａ）に示すように、揺動軸２９１ａを中心にして揺動するケーシング部材２９１の側面にクリーニング部材９２を設ける構成であってもよい。
本来、クリーニング部材９２の離間動作は、プリントジョブにおける生産性を低下させないように、決められた時間内で完了させる必要がある。

このように、決められた時間内で、より大きく揺動するほど、クリーニング部材９２の先端部の加速度が大きくなり、また、先端が傾斜するほど、堆積したトナーを脱落させる方向に、より重力を作用させることができるので、堆積トナーを除去するのに有効である。
その場合、ケーシング部材２９１に外面に設けられた弧状のギヤ部２９１ｂに円形ギヤ２８０を噛み合わせて、円形ギヤ２８０をステッピングモータ２００で駆動し、図７（ａ）〜（ｃ）に示すように、ケーシング部材２９１を任意の角度に揺動可能とすることが望ましい。

何故ならば、クリーニング部材９２先端に堆積しているトナー量が少ないほど慣性が小さくなり、クリーニング部材９２を揺動したときに落ち難くなるという傾向にあり、閾値Ｄよりも小さな値である閾値Ｃを超えたときに行われる離間動作（以下、「早期離間動作」という。）の方が、堆積トナーが落ち難くなっていると考えられ、揺動角度を大きくすることが望ましいからである。

つまり、堆積トナー量が閾値Ｄを超えたことに起因して行われる離間動作（以下、「末期離間動作」という。）の揺動角度をθ１とすると、早期離間動作の揺動角度θ２は、θ１よりも大きくなるように設定することで、堆積トナー量が少ない場合でもより確実に堆積トナーを除去することができる。
なお、早期離間動作及び末期離間動作のいずれも、揺動角度θ２に設定することも考えられるが、揺動角度が大きいほど、クリーニング部材９２が中間転写ベルト４３に圧接する際の音が大きくなり、ユーザに不快感を与え易くなるため、上述のように堆積トナー量に応じて、揺動角度を調整することが望ましい。

また、クリーニング部材９２の揺動角度と、ステッピングモータ２００に出力される電圧パルスの数（以下、「パルス数」という。）とは略対応しており、当該パルス数を知ることで揺動角度を把握することができるので、クリーニング部材９２の揺動角度を検出するセンサなどは不要である。
しかしながら、クリーニング部材９２の離間動作を繰り返すうちに、上記揺動角度とパルス数との間にずれが生じることも考えられるため、クリーニング部材９２を中間転写ベルト４３に圧接する度に、ステッピングモータ２００に数十パルス余分に与えて、位置基準となる部材２８１に押し当て、パルス数と揺動角度を共に０にリセットして、両者の基準位置を都度一致させることが望ましい。

図７（ａ）〜（ｃ）において、クリーニング部材９２を中間転写ベルト４３に付勢する部材は、特に描かれていないが、これは、クリーニング部材９２自体の弾性を利用しているからであり、場合によっては、クリーニング部材９２とケーシング部材２９１との間に、板ばねなどの付勢手段を追加しても構わない。
（４）上記実施の形態では、堆積トナー除去処理において、クリーニング部材９２を中間転写ベルト４３から１回のみ離間させていたが、これに限定されるものではなく、離間・圧接を繰り返して実施してもよい。

（５）上記実施の形態では、閾値Ｃの判断基準を用いて、クリーニング部材９２の離間動作を実施するタイミングを、プリント実行動作前としたが、これに限らず、例えば、初期動作実行時であってもよいし、プリント実行終了時であってもよい。
ここで、初期動作実行時とは、プリンタ１の電源オン時において、各機能部やセンサなどが正常に動作するかどうかを確認するタイミングのことであり、例えば、定着部７０への電力供給を開始し、定着部７０の温度が所定温度まで昇温にさせる処理の実行期間などである。

さらに、スリープモードからの復帰時においても上記同様の動作を実行するため、初期動作実行時には、このようなスリープモードからの復帰時も含む。
また、プリント実行終了時とは、最後のプリントで画像形成装置が待機状態に遷移するタイミングを示し、各デバイスを立ち下げる処理を行う期間のことである。
この立ち下げ処理と並行してクリーニング部材９２の接離動作を行うことで、この接離動作実施のために動作時間が延長されないようにすることができる。

以上のことから、要するに、閾値Ｃの判断基準を用いるクリーニング部材９２の接離動作は、画像形成において生産性を低下させないようにするために、画像形成処理に備えて実行される予備的処理と並行して実行することが望ましい。
（６）上記実施の形態では、１頁堆積トナー量Ｎは、堆積したトナーに含まれている外添剤の量を算出しているが、これに限るものではなく、例えば、外添剤が不要なトナーの場合では、トナー自体の量を算出することになり、また、トナーと外添剤とが、クリーニング部材と中間転写ベルトとの隙間の擦り抜け易さが変わらないものであれば、両者を合計した全体の量を算出することとなる。

（７）上記実施の形態では、閾値Ｃは、閾値Ｄの約２分の１に設定しているが、これに限らず、閾値Ｄが閾値Ｃよりも大きいという条件を満たした上で、閾値Ｄと閾値Ｃの比率をこれ以外に設定してもよい。
その場合、閾値Ｄを、クリーニング部材９２の先端に堆積するトナーの最大許容量に設定することが望ましく、また、閾値Ｃは、プリンタ１が使用される環境下において、クリーニング部材９２の接離動作が少なくなる値に設定することが望ましい。

（８）上記実施の形態では、画像形成装置の一例として、ロータリー式の現像部を備える４サイクル方式のプリンタを例に挙げて説明したが、本発明に係る画像形成装置は、これに限定するものではなく、１つの感光体に対して複数のユニットが昇降して各現像ユニットにより現像を行うエレベータ式の現像部を備えるプリンタであってもよい。
また、４サイクル方式でなくてもよく、例えば、タンデム型のカラープリンタや、モノクロプリンタであってもよい。

さらには、このようなプリンタを含むコピー機や、カラーＦＡＸ装置であってもよく、それらの機能を全て含む複合機であってもよい。

本発明は、中間転写ベルトの表面に当接して残留トナーを除去するクリーニング部材が、接離可能に配された画像形成装置に適応することができる。

本発明の実施の形態に係るプリンタの構成を示す断面概略図である。 （ａ）は、上記クリーニング部材を中間転写ベルトに圧接している時のベルトクリーナ部の断面図であり、（ｂ）は、クリーニング部材を中間転写ベルトから離間している時のベルトクリーナ部の断面図である。 上記プリンタの制御部の構成を示すブロック図である。 上記制御部で実行される堆積トナー除去処理の制御内容を示すフローチャートである。 上記制御部で実行される堆積トナー除去処理の制御内容を示すフローチャートである。 上記堆積トナー除去処理に関連する処理のタイミングチャートである 本発明の実施の形態に係るベルトクリーナ部の変形例である。 従来のクリーニング部材の先端におけるトナー堆積状態を示す図である。

符号の説明

１ プリンタ
１０ 感光体部
１１ 感光体ドラム
１２ クリーニングブレード
１３ 帯電ローラ
２０ 露光走査部
３０ 現像部
３１Ｋ、３１Ｙ、３１Ｍ、３１Ｃ 現像ユニット
３２ 回転ラック
３３ 回転軸
４０ 中間転写部
４１ 駆動ローラ
４２ 一次転写ローラ
４３ 中間転写ベルト
４３ａ 一次転写ニップ
４４ 従動ローラ
４５ 光学センサ
５０ 二次転写部
５１ 二次転写ローラ
６０ 給紙部
７０ 定着部
７１ 排出ローラ
７２ 排出トレイ
８０ 制御部
８１ ＣＰＵ
８２ インターフェース部
８３ ＲＡＭ
８４ ＲＯＭ
８５ ドットカウンタ
８６ ＥＥＰＲＯＭ
８８ エッジカウンタ
８９ａ 温度センサ
８９ｂ 湿度センサ
９０ ベルトクリーナ部
９１ ケーシング部材
９１ａ ボス部
９１ｂ 開口
９２ クリーニング部材
９３ シャフト
９４ カム受け部
９４ａ 突起部
９４ｂ 開口
９５ 楕円状板カム
９５ａ 凹部
９５ｃ 円形板
９５ｓ カム軸
９６ ロック部
９６ａ ロッド
９７ 位置検出センサ
９８ コイルスプリング
２００ ステッピングモータ
２８０ 円形ギヤ
２８１ 位置基準となる部材
２９１ ケーシング部材
２９１ａ 揺動軸
２９１ｂ ギヤ部
３１１ トナー貯蔵室
３１２ 現像室
３１５ 現像ローラ
３１６ 供給ローラ
３１７ 規制ブレード

Claims (9)

1. 像担持体に担持されているトナー像を被転写部材に転写する転写手段と、像担持体の表面に先端を当接させて、前記転写後に像担持体表面に残留するトナーを除去するクリーニング部材とを備えた画像形成装置であって、
   前記クリーニング部材を像担持体表面に対して接離させる接離駆動手段と、
   前記クリーニング部材の先端に堆積しているトナー量を推定する堆積トナー量推定手段と、
   前記推定された堆積トナー量が閾値以上となった場合に、前記クリーニング部材を前記像担持体の表面から一旦離間させるように前記接離駆動手段を制御する制御手段と
   を備えることを特徴とする画像形成装置。
2. 前記堆積トナー量推定手段は、
   前回の離間動作後に画像形成の対象となった画像データの各画素の形成に必要なトナー量を指標する値を累積する累積手段と、
   当該像担持体から被転写体への転写効率を取得する転写効率取得手段と
   を備え、
   前記指標の累積値と転写効率に基づき、前記堆積トナー量を推定することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 当該装置内の温度及び湿度を検出する検出手段を備え、
   前記転写効率取得手段は、
   前記検出された温度及び湿度に応じて決められた転写効率を取得することを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
4. 前記堆積トナー量推定手段は、前記離間が実施されたとき、前記累積値を初期値にリセットすることを特徴とする請求項２または３に記載の画像形成装置。
5. 第１の閾値と、これよりも大きな第２の閾値とを保持する保持手段を備え、
   前記制御手段は、
   画像形成ジョブの開始前もしくは画像形成ジョブの終了直後においては、前記推定された堆積トナー量が、第１の閾値以上となった場合に、前記クリーニング部材の離間動作を実行させ、
   画像形成ジョブの実行中においては、前記推定された堆積トナー量が、前記第２の閾値以上となった場合に、その後の転写非実行区間において、前記クリーニング部材の離間動作を実行させるように制御することを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の画像形成装置。
6. 前記画像形成ジョブの開始前とは、電源オン時における初期動作実行時、スリープモードからの復帰時における初期動作実行時及び画像形成ジョブの開始直前のうちの少なくとも１つであることを特徴とする請求項５に記載の画像形成装置。
7. 前記感光体と、前記感光体上にトナー像を作像する作像手段と、前記感光体上に形成されたトナー像を前記像担持体上に転写する先行転写手段とを備え、
   前記制御手段は、
   前記クリーニング部材を前記像担持体の表面から一旦離間し、前記クリーニング部材の離間時にクリーニング部材に当接していた前記像担持体の部位が前記先行転写手段による転写位置を通過するよりも前に、次の頁のトナー像が前記像担持体上に転写されることがないように前記作像手段における作像のタイミングを遅延させることを特徴とする請求項５に記載の画像形成装置。
8. 前記駆動手段は、前記クリーニング部材の先端と前記像担持体表面との離間距離を調整可能であって、
   前記制御手段は、前記堆積トナー量が少ないほど、前記離間距離を長く設定することを特徴とする請求項１から７のいずれかに記載の画像形成装置。
9. 像担持体に担持されているトナー像を被転写部材に転写する転写手段と、像担持体の表面に先端を当接させて、前記転写後に像担持体表面に残留するトナーを除去するクリーニング部材と、前記クリーニング部材を像担持体表面に対して接離させる接離駆動手段とを備えた画像形成装置に用いられるプログラムであって、
   前記クリーニング部材の先端に堆積しているトナー量を推定する堆積トナー量推定ステップと、
   前記推定された堆積トナー量が閾値以上となった場合に、前記クリーニング部材を前記像担持体の表面から一旦離間させるように前記接離駆動手段を制御する制御ステップと
   をコンピュータに実行させることを特徴とするプログラム。