JP2010122468A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】クリーニングブレードのびびり、めくれ、欠け対策のための非画像形成時のトナー供給の際、停止頻度を少なくすることのできる画像形成装置を提供する。
【解決手段】装置内部または装置周辺の温湿度と、前回の現像剤供給動作によるクリーニング手段６への現像剤供給時から次回のクリーニング手段６への現像剤供給時までの画像形成時の平均印字率と、に応じて次回のクリーニング手段６への現像剤の供給を制御する制御手段を２００具備し、制御手段２００は、現像剤のクリーニング手段６への現像剤供給タイミングを複数の画像形成ステーションＹ、Ｍ、Ｃ、Ｂｋで同時に供給することが可能で、且つ、現像剤の供給量を複数の画像形成ステーション毎に独立して設定することが可能であって、制御手段２００は、各画像形成ステーション毎の平均印字率に応じて、現像剤供給量を調整する。
【選択図】図５

Description

本発明は、レーザプリンター、複写機、ファクシミリ等の電子写真記録方式を利用するカラー画像形成装置に関するものである。特に、複数の像担持体を備え、各像担持体上に形成された画像を同一の中間転写体又は転写材上に順次重ね合わせることにより、複数色の画像を形成する画像形成装置に関するものである。

電子写真記録方式を利用して転写材にカラー画像を形成する、種々のカラー画像形成装置が考案され、その幾つかが実用化されている。

その代表的な例として、１つの像担持体であるドラム状の電子写真感光体（以下、「感光ドラム」という。）に対して、複数色の現像剤をそれぞれ内包した各現像装置を用いて、感光ドラム上の静電潜像を順次現像するようにした方式のカラー画像形成装置がある。

具体的には、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの４色の現像装置を一体に備える回転現像装置が１つの感光ドラムの近辺に備えられる。共通の感光ドラム上に形成された各色の静電潜像を各々の現像装置が回転して到達した現像位置においてトナー像として可視化する。このトナー像が得られる毎に用紙等のシート状の記録媒体である転写材上に転写し、感光ドラム上の残留トナーは、クリーニング装置により除去する。これらの工程を繰り返すことにより多色画像を形成する。また、感光ドラム面上に順次各色のトナー像を選択的に重ね合わせ、感光ドラム面上に多色トナー画像を形成し、その後転写材に一括転写する方式の装置も考案されている。所謂、ロータリー方式画像形成装置と言われるものである。

これらとは別の方式として、インライン方式の画像形成装置が提案されている。この方式の画像形成装置では、像担持体として複数の感光ドラムを用いて、各感光ドラムに対向して備えられた各色の現像装置により各色のトナー像を別々に形成する。トナー像は、各感光ドラムから転写材上に順次転写しつつ、転写材を搬送させて多色画像を形成し、各感光ドラム上の残留トナーはクリーニング装置により除去する。それぞれの各感光ドラムや現像装置、帯電器、クリーニング装置等の画像形成手段がそれぞれの色毎に画像形成ステーション（以下、「プロセスステーション」という。）を構成して、転写材を搬送する転写材担持体の移動方向に従って順次配設される。

こうした画像形成装置の別の転写方式を取るものとして、直接転写材にではなく、中間転写体上に順次各色のトナー画像を重ね合わせることにより多色トナー画像を形成し、その後転写材に一括転写するタイプのものがある。この場合、中間転写体上に残留したトナーは、中間転写体クリーニング部材により除去する。或いは、帯電器により残留トナーの電気特性を元とは逆特性に帯電し、１色目のプロセスステーションの感光ドラム上に逆転写させることによって感光ドラムのクリーニング装置により除去する。また、各プロセスステーションは、プロセスカートリッジとして画像形成装置から着脱自在とされることが多い。

また、クリーニング装置には、感光ドラムに当接して、感光ドラム上の転写残トナーを掻き落とすことにより感光ドラム上をクリーニングするクリーニングブレードが用いられる。

このクリーニングブレードは、一般的にウレタンゴム等の柔軟性のあるものが用いられる。通常、クリーニングブレードは、ゴム硬度、厚さ、弾性率、突き出し量等の条件を最適化する必要がある。しかし、画像形成時には感光ドラムとクリーニングブレードとの間の摩擦抵抗が増大する。そのため、低印字の印刷が続く時、小さいサイズの紙での印刷が続く時、高温多湿での印刷が続く時等、次のような問題が発生することがある。

即ち、クリーニングブレードのめくれ、クリーニングブレードエッジ部の欠け、クリーニングブレードの感光ドラムに対するびびり（スティックスリップ）である。めくれた場合はクリーニング不能に、欠けやびびりが発生した場合はトナーの擦り抜けが発生する。

この現象に対して、特許文献１には、画像形成後から感光ドラムの停止途中に、現像手段により感光ドラム上にトナーを供給させて、前記トナーを潤滑剤として用いることによってクリーニングブレードのめくれ、エッジ部欠け、びびりを防止する構成が記載されている。

また、現像手段により感光ドラム上にトナーを供給し、このトナーを潤滑剤とする構成を用いる際に、過剰なトナーを使用しないことを目的として、各プロセスステーション毎でトナーの供給量を変える構成が提案されている（例えば、特許文献２参照）。

また、各プロセスステーション毎で、異なるタイミングでトナー供給を行なうと印刷停止回数が増えることがあり、ユーザビリティの低下を招くことがある。これを低減するために、特許文献３ではトナー供給の閾値を複数段階設け、できるだけ多くのプロセスステーションに対して同時に供給を行なうようにしている。
特開平１０−１６１４２６号公報 特開２００５−３７８１５号公報 特開２００６−２４３２９１号公報

特許文献３に記載するように、インライン方式のカラー画像形成装置にて、複数ステーションでなるべく同時にトナー供給を行うようにすることで印刷停止回数を低減することができる。しかし、それでも尚、必要以上に短い間隔でトナー供給のための印刷停止が行われることがあった。

また、できるだけ多くのプロセスステーションで同時に一定量の供給を行なうようにすると、次の問題が発生することがあった。

つまり、この場合には、吐き出し前のクリーニングブレードニップのトナー溜まり量の多少に依らず、一度の吐出し量が一定であるため、吐き出し後のクリーニングブレードニップのトナー溜まり量に差が出ることがあった。即ち、クリーニングブレードニップにトナーが最大量保持されていないステーションが存在することがあった。クリーニングブレードニップに最大量のトナーが保持されていないステーションは最大量保持されているステーションに比べて、次の吐き出しタイミングを早く迎えることになる。

本発明の目的は、クリーニングブレードのびびり、めくれ、欠け対策のための非画像形成時のトナー供給の際、停止頻度を少なくすることのできる画像形成装置を提供することである。

本発明の他の目的は、クリーニングブレードが保持しうる最大量のトナーを供給し、次の吐き出しタイミングまでの期間を長くすることのできる画像形成装置を提供することである。

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、
画像形成時に画像情報に応じた静電潜像が形成される像担持体と、
現像剤を担持搬送して前記像担持体上の静電潜像を現像して現像剤像とする現像剤担持体を備えた現像装置と、
前記像担持体に圧接して前記像担持体上の残留物及び残留トナーを除去するためのクリーニングブレードを備えたクリーニング手段と、
を有した画像形成ステーションを複数備え、複数の色の画像形成が可能であって、
非画像形成時に前記像担持体上へ現像剤を供給し、この現像剤を前記クリーニング手段へと供給する現像剤供給動作を実行可能な現像剤供給モードを備えた画像形成装置において、
装置内部または装置周辺の温湿度と、前回の前記現像剤供給動作による前記クリーニング手段への現像剤供給時から次回の前記クリーニング手段への現像剤供給時までの画像形成時の平均印字率と、に応じて次回の前記クリーニング手段への現像剤の供給を制御する制御手段を具備し、
前記制御手段は、前記現像剤の前記クリーニング手段への現像剤供給タイミングを前記複数の画像形成ステーションで同時に供給することが可能で、且つ、現像剤の供給量を前記複数の画像形成ステーション毎に独立して設定することが可能であって、
前記制御手段は、前記各画像形成ステーション毎の平均印字率に応じて、現像剤供給量を調整する、
ことを特徴とする画像形成装置である。

本発明によれば、クリーニングブレードニップの現像剤溜まり量（トナー溜まり量）と平均印字率の相関が強いことから、前回の現像剤供給（吐き出し）時から次回の吐き出し時迄の平均印字率を算出する。次いで、クリーニングブレードニップのトナー溜まり量を算出し、その結果に基づいて吐出し量を変更する。

これにより、吐き出し後のクリーニングブレードニップのトナー溜まり量を、最大量に保つことができる。その結果、前回から次回までの吐き出し時間を長くすることができ、吐き出し頻度を削減できる。

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。

実施例１
図１に、本発明に係る画像形成装置の一実施例であるカラー画像形成装置の概略構成を示す。

本実施例にて、画像形成装置１００は、複数の、本実施例では、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｂｋ）のそれぞれ独立の４個の第１、第２、第３、第４の画像形成ステーションであるプロセスステーションＹ、Ｍ、Ｃ、Ｂｋを有している。画像形成装置１００は、プロセスステーションＹ、Ｍ、Ｃ、Ｂｋが転写材Ｐを搬送する転写材担持体としての転写ベルト１０の移動方向の上流から下流側にかけて横一列に配設されている、所謂、インライン方式の画像形成装置である。本実施例の画像形成装置１００にて、第１〜第４の各プロセスステーションＹ、Ｍ、Ｃ、Ｂｋで形成した異なる色の現像剤像（トナー像）は、矢印Ｒ方向に移動する転写ベルト１０の表面に吸着させた転写材Ｐに順次に転写して４色フルカラー画像が形成される。

各プロセスステーションＹ、Ｍ、Ｃ、Ｂｋは、像担持体であるドラム状の電子写真感光体、即ち、感光ドラム１ａ〜１ｄを備えている。各感光ドラムは、本実施例においては、直径２４ｍｍの負帯電特性のＯＰＣ（有機光半導体）感光ドラムが使用されており、それぞれの画像形成時には、矢印Ｒ１方向に２４０ｍｍ／ｓｅｃの周速度（プロセススピード）を持って回転駆動される。

各感光ドラム１ａ〜１ｄの周囲には、その回転方向に沿ってほぼ順に、帯電手段としての一次帯電器２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄ、露光手段としての露光装置３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄ、及び現像手段としての現像装置４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄが配置されている。更に、各感光ドラム１ａ〜１ｄの周囲には、１次転写手段である転写部材８ａ、８ｂ、８ｃ、８ｄ、及び、像担持体クリーニング手段であるクリーニングブレード６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄ、が配設されている。

感光ドラム１ａ〜１ｄは、回転過程で、一次帯電器である一次帯電ローラ２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄ、により所定の極性・電位に一様に帯電処理される。次いで、露光装置３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄによる画像露光を受けることによりそれぞれ目的のカラー画像の第１〜第４の色成分像（イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック成分像）に対応した静電潜像が形成される。一次帯電ローラ２ａ〜２ｄは、−１．０ｋＶのＤＣ電圧が印加された実抵抗１×１０⁵Ωのローラであり、感光ドラム１ａ〜１ｄに総圧９．８Ｎ（ニュートン）で当接させていて感光ドラム１ａ〜１ｄの回転に伴って従動回転する。この電圧の印加により、感光ドラム１ａ〜１ｄ表面は、−４００Ｖに帯電される。

また、本実施例で用いた露光装置３ａ〜３ｄは、レーザダイオードを用いたポリゴンスキャナであり、画像情報に応じて変調されたレーザビームを感光ドラム１ａ〜１ｄ上に結像し、静電潜像を形成する。露光部の感光ドラム表面は−２００Ｖ（明部電位）になる。レーザ露光の書き出しは、主走査方向（転写材の進行方向と直角な方向）では走査ライン毎にポリゴンスキャナ内の位置信号（ＢＤ信号）から、副走査方向（転写材の進行方向）では転写材搬送路内のスイッチを起点とするＴОＰ信号から、所定の時間だけ遅延させて行われる。これによって、第１〜第４のプロセスステーションＹ、Ｍ、Ｃ、Ｂｋにおいて、常に感光ドラム１ａ〜１ｄ上の同じ位置に露光を行える構成となっている。

次いで、静電潜像は、第１〜第４のプロセスステーションＹ、Ｍ、Ｃ、Ｂｋの現像装置４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄにより現像される。

現像装置４ａ〜４ｄにおいては、現像容器４３の開口部分に、感光ドラム１ａ〜１ｄに対向配置された、現像剤を担持搬送する現像剤担持体としての弾性ローラである現像スリーブ４１を有している。この現像スリーブ４１を介して感光ドラム１ａ〜１ｄ上の静電潜像にそれぞれの色のトナーを付着させてトナー像として現像する。各現像装置４ａ〜４ｄ内の現像剤は、負帯電の非磁性一成分トナーであり、静電潜像の現像は、非磁性一成分接触現像方式によって行われる。本実施例では、現像装置４ａ〜４ｄの現像スリーブ４１上に付着する現像剤の層厚規制手段としては、現像スリーブ４１の現像位置より回転方向上流で、現像容器４３の開口部分に取り付けられた層厚規制ブレード４２を使用している。

この時、各現像スリーブ４１は、感光ドラム１ａ〜１ｄに対して順方向に、一定値、本実施例では１２０％のプロセススピードで回転し、コントローラの信号によって変更可能な現像バイアス（本実施例では−３５０Ｖ）が印加され、これにより現像を行う。

転写材担持体である転写ベルト１０は、駆動ローラ７と従動ローラ９に掛け渡されており、駆動ローラ７の反時計回りの回転により、本実施例では矢印Ｒ方向に感光ドラム１ａ〜１ｄの現像時と同じプロセススピードをもって回転駆動されている。転写部材としては、転写ローラ８ａ、８ｂ、８ｃ、８ｄを用いており、転写ベルト１０をその背面から押圧して感光ドラム１ａ〜１ｄ表面に押し付けるようにしている。これら転写ローラ８ａ〜８ｄに転写バイアス電源（不図示）によってプラスの転写バイアスを印加することで、各感光ドラム１ａ〜１ｄ上のトナー像を転写材Ｐ表面に順次に転写していく。

感光ドラム１ａ〜１ｄのクリーニング手段である感光ドラムクリーニングブレード６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄは、感光ドラムに圧接し、転写材Ｐに転写されないで感光ドラム１ａ〜１ｄ表面に残った残留トナー、及び、その他の感光ドラム上の残留物を除去する。更に、クリーニングブレード６ａ以外のクリーニングブレード６ｂ〜６ｄは、転写材Ｐ上に転写された画像が逆転写されることにより発生する再転写トナーも除去する。なお、これらをすべて含めて、「不要なトナー」というものとする。

上述構成の画像形成装置において、転写材Ｐは、給紙カセット（不図示）から給紙されて、レジストローラ（不図示）を通過した後、転写入口ガイド（不図示）を通過して転写ベルト１０と接触するようになっている。

上述構成の画像形成装置においては、転写材Ｐが転写ベルト１０に十分に吸着されていることが必要である。

転写材Ｐは、転写入口ガイドを通過して転写ベルト１０に接触することになるが、この時接触点近傍には、吸着部材としての吸着ローラ１１が配設されている。この吸着ローラ１１は、転写ベルト１０が掛け渡されるローラのうちの１個である従動ローラ９との間に転写ベルト１０を挟持するようにして配設されており、画像形成動作中には＋１ｋＶの電圧が印加されていて、転写材Ｐに電荷を与えることにより吸着力を発生させている。この吸着ローラ１１の吸着力により、転写材Ｐは、転写ベルト１０表面に吸着される。

転写ベルト１０との間の吸着力を付与された転写材Ｐは、第１のプロセスステーションＹに入る。この転写材Ｐは、転写部においては、転写ベルト１０の背面に設けた転写ローラ８ａによって第１色目のイエローのトナー像が感光ドラム１ａから転写される。本実施例で用いた転写ローラ８ａは、＋２ｋＶのＤＣバイアスが高圧電源から印加されている。

以下、転写ベルト１０の矢印方向の回転に伴って各プロセスステーションＭ、Ｃ、Ｂｋを通過するごとに、感光ドラム１ｂ、１ｃ、１ｄから異なる色のトナー像が転写されて、転写ベルト１０上で４色のトナー像が重ねられる。

転写材Ｐに対する４色のトナー像の転写が終了し、転写ベルト１０の最下流側（後端）から曲率によって分離された転写材Ｐは、その後、不図示の定着器によって表面の４色のトナー像が加熱、加圧されて定着される。これにより、４色フルカラー画像の形成が終了し、転写材Ｐは、画像形成装置本体外部に排出される。

このような転写ベルト１０を有する画像形成装置１００では、ベルト１０両面にトナーが残留付着した場合、転写材Ｐの裏汚れや画像汚れの原因になる。残留トナーとしては、具体的には、紙詰まりや非画像部へのかぶりトナーの付着、或いは、色ずれ制御やトナー像の濃度制御のための色ずれ検知用に感光ドラム１ａ〜１ｄから転写された色ずれ検出用トナー像等がある。

これらの転写ベルト１０に残留、付着したトナーは、転写ベルトクリーニング手段（クリーニングブレード）１２により除去される。

また、本実施例の画像形成装置には、装置内部又は装置周辺の温度及び／又は湿度（温湿度）を検知することが可能な環境検知手段４５を有する。更に、本実施例では記憶媒体４６ａ〜４６ｄにそれぞれ環境検知手段４５で検知した温湿度により供給するトナー量を変える判断をするための閾値が格納されている。

次に、感光ドラムクリーニング手段であるクリーニングブレード６ａ〜６ｄのびびり等防止のための、クリーニングブレード６ａ〜６ｄへと現像剤供給を行う現像剤供給動作、即ち、供給トナー像作成方法について説明する。

非画像形成時に、感光ドラム１ａ〜１ｄへと現像剤を供給し、この現像剤をクリーニングブレード６ａ〜６ｄと感光ドラム１ａ〜１ｄとの当接部（クリーニングブレードニップ）に供給するために、トナー像作成（現像剤供給モード）を行う。図２は、この現像剤供給モード時の、帯電バイアス、書き込み（露光）、現像バイアスを動作させるタイミングを示す現像剤供給動作タイミングチャートである。

ここで、図２の横軸は時間で、縦軸は各バイアスがＯＮ又はＯＦＦである状態を示している。このように、現像剤供給モードにおいては、画像形成が終了して、後回転動作をしているときに、即ち、非画像形成時に、帯電・露光を行い、静電潜像を形成し、この静電潜像を現像手段により顕像化させることで感光ドラム１ａ〜１ｄへの現像剤供給を行う。即ち、現像剤供給動作は、帯電された感光ドラム上に再び、幅方向は全域で感光ドラムの回転方向（周方向）に短い横帯状の画像の露光を行い、現像手段により顕像化させることで、トナー像を作成する。

また、感光ドラムの回転方向（周方向）の長さは、後回転動作をしているときの露光をＯＮにする時間を増減させることで、変えることができる。そして、本実施例においては、この方法でのトナー供給量を３５ｍｍ又は６３ｍｍとなるように設定した。

感光体ドラム１ａ〜１ｄの明部電位と現像バイアス（直流電圧）との現像コントラストが最大となるように、現像バイアスを設定するのが好ましい。このときの画像はベタ画像（最大画像濃度の画像）が形成される。本実施例では転写ローラ８ａ〜８ｄへの印加バイアスを０Ｖとしている。転写バイアスを正極又は負極にかけて、即ち、感光ドラムと転写ローラとの間のバイアスを制御して、必要に応じて感光ドラム１ａ〜１ｄと転写ベルト１０へのトナーの分配配分、即ち、感光ドラムへのトナー供給量を変えることができる。本実施例の構成では０Ｖというのは最大にドラム側にトナーを付与したバイアスである。本実施例のトナーは、転写バイアスを−側にしてよりドラム側にトナーを分配したかったが、高圧の性能の問題で−側にできないため０Ｖにした。

本実施例でのトナー供給タイミングについて、図３〜図５を用いて説明する。

本実施例では、画像形成装置本体に設けた制御手段２００は、ドラムの回転数をカウントして一定回転数を越える、現像剤供給動作を実行可能な吐き出しモード（現像剤供給モード）に入る。ドラムの回転数で規定する理由としては、回転数が増えるほど、クリーニングブレードニップのトナー保持量が減少し、且つ、クリーニングブレードニップのトナーの劣化が進むため、新たに供給する必要が出てくるためである。

本実施例にて制御手段２００は、感光ドラムの回転数の閾値を吐出条件１、吐出条件２の二段階設け、いずれかのステーションが吐出条件１か吐出条件２のいずれかに到達した時にクリーニング手段へ現像剤供給、即ち、吐き出しモードを行なうかどうかを判断する。

本実施例では簡略化のためにＹ、Ｍ、Ｃの感光ドラムは同回転数になるように駆動部分を共通化しているため、Ｙ、Ｍ、Ｃの色ステーションとＢｋステーションの二つのステーションの吐出条件をモニタすることになる。もちろん、駆動部分が四ステーション独立している場合は、四ステーションの吐出条件をモニタするべきである。

あるステーションが吐出条件１に到達した時（ｓ１−１）、他の全てのステーションが吐出条件１に到達しているか、していないかを判断する（ｓ１−２）。

もし他の全てのステーションが吐出条件１に到達していれば一斉に全ステーション吐き出し動作を行なう（ｓ１−４）。もし他のステーションが一つでも吐出条件１に到達していなければ他のステーションのドラム回転数が吐出条件１又は吐出条件２に到達するまで吐き出しを保留する（ｓ１−３）。

吐出条件１は、びびり、欠けに悪影響があるものの、限度内で収まる範囲である。このアルゴリズムを用いることで、できるだけ多くのステーションを一度に（同時に）吐き出せるようになる。但し、ここで、図３、図４を見ると分かるように、従来の方式であると、吐き出し量は全ステーション一定である。そのため、低印字で印刷していたステーションは、高印字で印字していたステーションに比べ、吐き出しを受けた後クリーニングブレードニップのトナー溜まり量が少なくなるため、次回の吐き出しを早く迎えることになる。

あるステーションが吐出条件２に到達した時（ｓ２−１）、吐出条件１に到達しているステーション全てで吐き出し動作が起こる（ｓ２−２）。

吐出条件２は、びびり、欠け、めくれが限度外で発生しうるドラム回転数である。吐出条件１から吐出条件２の中にできるだけ多くのステーションが入るのを待ってから吐き出すことで、できるだけ多くのステーションを一度に吐き出せるため頻度を減らせるようになる。但し、ここで、従来の方式であると吐き出し量は全ステーション一定である。そのため、低印字で印刷していたステーションは、高印字で印字していたステーションに比べ、吐き出しを受けた後クリーニングブレードニップのトナー溜まり量が少なくなるため、次回の吐き出しを早く迎えることになる。

次回の吐き出しを早く迎える現象については、図３にて、低印字ステーションの従来のステーションと、高印字ステーションの吐き出し量が共に吐出量Ａであることを意味する。

このようにして作成された横帯状のトナー像は、感光ドラム１ａ〜１ｄの回転に伴って感光ドラム１ａ〜１ｄとクリーニングブレード６ａ〜６ｄの間のクリーニング位置に移動する。これによって、感光ドラム１ａ〜１ｄとクリーニングブレード６ａ〜６ｄとの間の摩擦係数が下げられ、クリーニングブレード６ａ〜６ｄの感光ドラム１ａ〜１ｄに対するびびり（スティックスリップ）、欠け、めくれが抑制される。

次に、びびり、欠け、めくれに効果があるトナー量を見積もる。

本実施例では温度、トナーの色を固定して見積もった。温度は従来からゴムブレードの硬度と強い相関があり、びびりに影響の強いパラメータである。また、トナーの色材もドラムとクリーニングブレードを左右し、びびりに影響の強いパラメータである。今回は温度を吐き出し量決定の関数にしたが、湿度によって規定したり、温度と湿度から絶対水分量を求めて規定したりすることも可能である。温度、湿度、絶対水分量のどのパラメータが支配的に影響するかは、系の構成、感光ドラム、クリーニングブレードの素材によって異なり、本実施例では温度の相関が強いことが認められている。

温度は３０℃、２３℃、１５℃の三段階、色はイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの四種類それぞれについて印字率を１％時、３％時の二段階、吐き出し長さを３５ｍｍ、６３ｍｍ、９８ｍｍの三段階振って評価した。これらの段階分けは、検討手間を考慮したものであり、段階分けを細かくすればするほど検討精度は増す。

また、びびりの程度として、トナーすり抜け量による画像不良が出現するかどうかで判断した。めくれと欠けに関しては、びびりによるトナーすり抜けより発現しにくい現象であるため評価を割愛した。

トナーすり抜けのランクは、
○：発生無し
○△：限度内発生
×：限度外発生
としてランク付けを行なった。トナーすり抜けが生じていても○△以上のレベルは許容範囲内であるとする。

検討結果が表１である。×の部分で許容できないレベルのすり抜けが発生した。この表１に従い、保持して効果のある吐き出しトナー量の上限値を見積もることができた。しかし、平均印字率の記憶媒体のメモリ容量の都合で、表２のように簡略化して実施いた。より細かく場合分けをすることで効果は上がることが確かめられている。

つまり、表１は、吐き出し量上限を決める検討結果であり、表２は、表１の検討結果を受け実施例１に投入された仕様である。

平均印字率は、前回の現像剤供給時（吐き出し時）から、次回の吐き出し時までのものを算出する。

つまり、１枚当たりの印字率（＝ピクセルカウント数／枚数）を一枚印刷する毎に求め、「平均印字率」を、
平均印字率＝１枚当たりの印字率を、前回吐き出し時から積算した値／前回吐き出し時からの積算枚数
として、定義する。

ピクセルカウントの積算値を１ステーション当たり２ｂｙｔｅの計８ｂｙｔｅの装置本体の制御手段２００に設けられたＮＶＲＡＭに記憶する。ピクセルカウントは０．１％単位で制御し、１枚毎に少数第二位を四捨五入する。

吐き出しタイミング毎にこのマトリックスで、どの吐き出し量にするか判断し、最適な吐き出し量にする。こうすることで、図３の低印字時と高印字時の吐出し量を、吐出量Ｂ＞吐出量Ａ、とすることで、十分なトナー（現像剤）をクリーニングブレードニップに保持させることができる。

以上の構成を取ることで、従来よりも次回の吐き出しタイミングを遅らせることができた。

以上説明したように、クリーニングブレードニップのトナー溜まり量と平均印字率の相関が強い。そのため、本実施例によれば、前回の現像剤供給（吐き出し）時点から次回の吐き出し時点迄の平均印字率を算出し、クリーニングブレードニップの現像剤溜まり量（トナー溜まり量）を推測（算出）し、その結果に基づいて吐出し量を変更した。

つまり、本実施例によると、制御手段２００は、現像剤のクリーニング手段への現像剤供給タイミングを複数の画像形成ステーションで同時に供給することが可能で、且つ、現像剤の供給量を複数の画像形成ステーション毎に独立して設定することが可能である。そして、制御手段２００は、各画像形成ステーション毎の平均印字率に応じて、現像剤供給量を調整することができる。

これにより、吐き出し後のクリーニングブレードニップのトナー溜まり量を、最大量に保つことができる。その結果、前回から次回までの吐き出し時間を長くすることができ、吐き出し頻度を削減できる。

実施例２
次に、本発明に係る画像形成装置の他の実施例を説明する。本実施例の画像形成装置は、複数の画像形成ステーションを複数備え、実施例１の画像形成装置と同様とされる。ただ、本実施例では、第１〜第４のプロセスステーションＹ、Ｍ、Ｃ、Ｂｋを構成する各色の画像形成手段が一体にカートリッジ化されてプロセスカートリッジとされる点において異なるだけである。

従って、画像形成装置の全体構成の説明は実施例１の説明を援用し、ここでは、図７を参照してプロセスカートリッジについて説明する。

本実施例にて、第１〜第４のプロセスステーションＹ、Ｍ、Ｃ、Ｂｋは、プロセスカートリッジ２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄとされ、画像形成装置から着脱可能とされる。

つまり、プロセスカートリッジ２０ａ〜２０ｄは、像担持体である感光ドラム１ａ〜１ｄ、一次帯電手段としての帯電ローラ２ａ〜２ｄ、現像手段４ａ〜４ｄ、感光ドラムクリーニング手段６ａ〜６ｄ、更に、記憶媒体４６ａ〜４６ｄが一体化される。

本実施例では、画像形成装置本体に対して上記各プロセスカートリッジの着脱が行われたときや印字作業終了時に、各プロセスカートリッジの情報を、装置に具備された不図示の読み書き手段を介し記憶媒体４６ａ〜４６ｄよりの読み出し・書き込みを行う。

尚、本実施例では記憶媒体４６ａ〜４６ｄとして、２ｋバイトの記憶容量を持つＮＶ−ＲＡＭ（Ｎｏｎ Ｖｏｌａｔｉｌｅ−ＲＡＭ）を用いたが、これは例えば磁性記憶媒体や光記憶媒体等の記憶媒体であっても良い。

その場合、平均印字率の記憶媒体をカートリッジ側に設けることができる。カートリッジ側に記憶媒体を設けることで、カートリッジ交換に対応して、平均印字率を算出することができ、より精度高く、従来よりも次回の吐き出しタイミングを遅らせることができた。

実施例３
図８に、本発明に係る画像形成装置の他の実施例である中間転写方式のカラー画像形成装置の概略構成を示す。

本実施例にて、画像形成装置１００は、実施例１、２で説明したインライン方式の４色フルカラーの電子写真画像形成装置と同様の構成とされる。ただ、本実施例の画像形成装置１００は、以下の構成にて実施例１、２の画像形成装置１００と異なっている。

つまり、実施例１、２の画像形成装置では、各画像形成ステーションＹ、Ｍ、Ｃ、Ｂｋへと転写ベルト１０にて搬送される転写材Ｐに対して、各感光ドラム１ａ〜１ｄの表面に形成されたトナー像が順次直接転写されてカラー画像が記録される構成とされている。これに対して、本実施例では、転写ベルト７に代えて、ベルト状の中間転写体、即ち、中間転写ベルト１０Ａが配置された点で相違する。中間転写ベルトは、ローラ７、９、及び、二次転写対向ローラ１３に懸架されて矢印Ｒ方向に回動する。

従って、実施例１、２の画像形成装置と同じ構成及び機能をなす部材には同じ参照番号を付し、実施例１、２の説明を援用し、ここでの再度の説明は省略する。

上述のように、実施例１、２と異なり本実施例では、先ず、中間転写ベルト１０Ａに対して、それぞれ感光ドラム１ａ〜１ｄの表面に形成されたトナー画像が順次転写されてカラー画像が形成される。次いで、この中間転写ベルト１０Ａ上のカラー画像が、転写材Ｐに、二次転写手段としての転写ローラ１４に電圧印加することによって転写される。

次いで、転写材Ｐは定着装置（図示せず）へと搬送され、転写材Ｐに熱及び圧力を印加して、転写トナー像を定着する。

本実施例のような中間転写方式のカラー画像形成装置においても、実施例１と同様に、本発明の原理を適用する。即ち、クリーニングブレードニップのトナー溜まり量と平均印字率の相関が強いことから、前回の現像剤供給（吐き出し）時点から次回の吐き出し時点迄の平均印字率を算出し、クリーニングブレードニップのトナー溜まり量を推測（算出）し、その結果に基づいて吐出し量を変更する。

斯かる構成とすることにより、吐き出し後のクリーニングブレードニップのトナー溜まり量を、最大量に保つことができる。その結果、前回から次回までの吐き出し時間を長くすることができ、吐き出し頻度を削減できる。

勿論、実施例１と同様に、中間転写ベルト１０Ａに転写する転写ローラ８ａ〜８ｄと感光ドラム１ａ〜１ｄとの間のバイアスを制御することによって、クリーニングブレードニップへの現像剤の供給量を調整することができる。

また、実施例２で説明したように、各画像形成ステーションＹ、Ｍ、Ｃ、Ｂｋを構成する、少なくとも、感光ドラム、現像装置、及び、平均印字率を記憶する記憶媒体とは、一体化し、画像形成装置本体に対して着脱可能なプロセスカートリッジとすることができる。

本発明に係る画像形成装置の一実施例であるカラー画像形成装置の概略構成断面図である。 吐き出しの動作タイミングを示すタイミングチャートである。 本発明の吐き出し頻度低減を示すグラフである。 クリーニングブレードニップのトナー溜まり量と印字率との関係を示すグラフである。 実施例１のトナー供給決定までの流れを示すフローチャートである。 実施例１のトナー供給決定までの流れを示すフローチャートである。 本発明に係る画像形成装置における画像形成ステーションを構成するプロセスカートリッジの一実施例を示す概略構成断面図である。 本発明に係る画像形成装置の他の実施例であるカラー画像形成装置の概略構成断面図である。

符号の説明

１ａ〜１ｄ 感光ドラム（像担持体）
２ａ〜２ｄ 帯電器（帯電手段）
３ａ〜３ｄ 露光装置（露光手段）
４ａ〜４ｄ 現像装置（現像手段）
６ａ〜６ｄ 感光ドラムクリーニングブレード（像担持体クリーニング手段）
８ａ〜８ｄ 転写ローラ（１次転写手段）
１０ 転写ベルト（転写材担持体）
１０Ａ 中間転写ベルト（中間転写体）
１２ 転写ベルトクリーニングブレード（中間転写体クリーニング手段）
２０ａ〜２０ｄ プロセスカートリッジ
４５ 環境検知手段
４６ａ〜４６ｄ 記憶媒体
１００ 画像形成装置
Ｐ 転写材
Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｂｋ プロセスステーション（画像形成ステーション）

Claims (6)

1. 画像形成時に画像情報に応じた静電潜像が形成される像担持体と、
   現像剤を担持搬送して前記像担持体上の静電潜像を現像して現像剤像とする現像剤担持体を備えた現像装置と、
   前記像担持体に圧接して前記像担持体上の残留物及び残留トナーを除去するためのクリーニングブレードを備えたクリーニング手段と、
   を有した画像形成ステーションを複数備え、複数の色の画像形成が可能であって、
   非画像形成時に前記像担持体上へ現像剤を供給し、この現像剤を前記クリーニング手段へと供給する現像剤供給動作を実行可能な現像剤供給モードを備えた画像形成装置において、
   装置内部または装置周辺の温湿度と、前回の前記現像剤供給動作による前記クリーニング手段への現像剤供給時から次回の前記クリーニング手段への現像剤供給時までの画像形成時の平均印字率と、に応じて次回の前記クリーニング手段への現像剤の供給を制御する制御手段を具備し、
   前記制御手段は、前記現像剤の前記クリーニング手段への現像剤供給タイミングを前記複数の画像形成ステーションで同時に供給することが可能で、且つ、現像剤の供給量を前記複数の画像形成ステーション毎に独立して設定することが可能であって、
   前記制御手段は、前記各画像形成ステーション毎の平均印字率に応じて、現像剤供給量を調整する、
   ことを特徴とする画像形成装置。
2. 前記制御手段は、前記各画像形成ステーション毎の平均印字率に応じて、前記各画像形成ステーションの前記クリーニング手段におけるクリーニングブレードニップの現像剤溜まり量が最大となるように現像剤供給量を調整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. 前記クリーニング手段へと供給する現像剤供給動作の頻度は、装置内部又は装置周辺の温湿度によって調整することを特徴とする請求項１又は２に記載の画像形成装置。
4. 前記クリーニング手段へと供給する現像剤供給動作の頻度は、装置内部又は装置周辺の温湿度及び前記各画像形成ステーション毎の平均印字率とに応じて調整することを特徴とする請求項１又は２に記載の画像形成装置。
5. 前記像担持体の現像剤像を転写材又は中間転写体に転写する転写手段を備え、前記転写手段と前記像担持との間のバイアスを制御することによって、前記クリーニング手段への現像剤の供給量を調整することを特徴とする請求項１〜４のいずれかの項に記載の画像形成装置。
6. 前記各画像形成ステーションを構成する、少なくとも前記像担持体、前記現像装置、及び前記平均印字率を記憶する記憶媒体とは、一体化し、画像形成装置本体に対して着脱可能なプロセスカートリッジとされることを特徴とする請求項１〜５のいずれかの項に記載の画像形成装置。

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