JP2010286660A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 像保持体の表面からの像転写が安定した画像形成装置を提供する。
【解決手段】 表面に像が形成されて該像を保持する像保持体；トナーを保持した、該トナーを用いて前記像保持体の表面にトナー像を形成する像形成部；像保持体表面に形成されたトナー像を被転写体上に転写する転写部；像保持体表面に接触して該表面から付着物を除去する清掃部材；清掃部材の歪みを測る測定部；および測定部による測定結果に応じて、前記像形成部が保有しているトナーの少なくとも一部を新たなトナーと入れ替えるトナー入替部；を備えた。
【選択図】 図８

Description

本発明は、画像形成装置に関する。

従来より、像保持体上にトナー像を形成し、そのトナー像を記録媒体上に転写し定着させる画像形成装置が知られている。このような画像形成装置には、トナー像の転写後に像保持体上に残っている付着物を除去するクリーニングブレードを備えたものが存在する。

特許文献１には、クリーニングブレードと像保持体との双方に導電層を設け、クリーニングブレードがめくれ上がるとこれら導電層が接触することで、クリーニングブレードのめくれを検出する技術が提案されている。

また、特許文献２には、クリーニングブレードが像保持体に接触している状態で、光弾性法により、そのクリーニングブレードにかかる内部歪みを動的に観察する技術が提案されている。

さらに、特許文献３には、クリーニングブレードに貼り付けられた磁性体をソレノイドコイルにより引き付けることで、そのクリーニングブレードの歪みを補正する技術が提案されている。

特開平０６−０６７５８３号公報 特開２００３−００５５８０号公報 特開２００３−００５５９７号公報

本発明は、像保持体の表面からの像転写が安定した画像形成装置を提供することを目的とする。

請求項１に係る画像形成装置は、
表面に像が形成されて該像を保持する像保持体；
トナーを保持した、該トナーを用いて上記像保持体の表面にトナー像を形成する像形成部；
上記像保持体表面に形成されたトナー像を被転写体上に転写する転写部；
上記像保持体表面に接触して該表面から付着物を除去する清掃部材；
上記清掃部材の歪みを測る測定部；および
上記測定部による測定結果に応じて、上記像形成部が保有しているトナーの少なくとも一部を新たなトナーと入れ替えるトナー入替部；
を備えたことを特徴とする。

請求項２に係る画像形成装置は、
上記像形成部が上記トナー像の形成で保有トナーを消費した場合に該像形成部にトナーを供給するトナー供給部を備え、
上記トナー入替部は、上記測定部による測定結果に応じて上記像形成部にトナー像を形成させて保有トナーを消費させるものであることを特徴とする。

請求項３に係る画像形成装置は、
上記像形成部が、上記像保持体の表面に静電的な潜像を形成し、該潜像に帯電トナーを付着させることにより該像保持体の表面にトナー像を形成するものであることを特徴とする。

請求項４に係る画像形成装置は、
上記像形成部が、上記像保持体の表面に静電的な潜像を形成し、トナーと、該トナーよりも小体積平均粒径の粒子とを含む現像剤中のトナーを該潜像に付着させることにより該像保持体の表面にトナー像を形成するものであることを特徴とする。

請求項５に係る画像形成装置は、
上記粒子の体積平均粒径１００〜８００ｎｍであることを特徴とする。

請求項６に係る画像形成装置は、
上記清掃部材が、上記像保持体表面に接触して該表面から付着物を除去する部材本体と、該部材本体に接触して該部材本体の歪みに応じた信号を出力するセンサ部とを備えたものであり、
上記測定部が、上記センサ部の出力信号を用いて上記清掃部材の歪みを測るものであることを特徴とする。

請求項７に係る画像形成装置は、
上記清掃部材が、上記部材本体と、該部材本体が上記像保持体表面に接触する箇所を避けた箇所に付けられた金属膜からなるセンサ部とを有するものであり、
上記測定部が、上記金属膜の抵抗を表した上記センサ部の出力信号を用いて上記清掃部材の歪みを測るものであることを特徴とする。

請求項８に係る画像形成装置は、
上記清掃部材が、上記部材本体と、該部材本体が上記像保持体表面に接触する箇所を避けた箇所に蒸着された金属膜からなるセンサ部とを有するものであり、
上記測定部が、上記金属膜の抵抗を表した上記センサ部の出力信号を用いて上記清掃部材の歪みを測るものであることを特徴とする。

請求項１に係る画像形成装置によれば、トナー入替部を有さない場合に比べ像保持体の表面からの像転写が安定する。

請求項２に係る画像形成装置によれば、本構成を有さない場合に比べ、単純な制御でトナーを入れ替えることができる。

請求項３に係る画像形成装置によれば、電子写真方式であっても像転写が安定する。

請求項４に係る画像形成装置によれば、像転写性が安定的に向上する。

請求項５に係る画像形成装置によれば、本構成を有さない場合に比べ、より像転写性が安定的に向上する。

請求項６に係る画像形成装置によれば、単純な構成で像転写性の低下を検知できる。

請求項７に係る画像形成装置によれば、センサ部が部材本体に付いていても部材本体の変形を妨げない。

請求項８に係る画像形成装置によれば、蒸着された金属膜でないセンサ部を有する場合と比べて部材本体に対するセンサ部の追随性が高い。

プリンタの概略構成図である。 図１に示す現像器のレーザー露光器側からの透視図である。 感光体ロール表面に接触したクリーニングブレード先端の拡大図である。 回転する感光体ロール表面とクリーニングブレード先端との接触部分の堆積物が外添剤で占められている様子を示す図である。 本実施形態におけるクリーニングブレードの外観斜視図である。 歪みゲージの詳細を示す図である。 歪みゲージの抵抗値の変化を示すグラフ図である。 図１にも示される制御部の内部ブロック図である。 図８に示されるホイートストンブリッジ回路の詳細構成図である。 クリーニングブレードの表裏面にそれぞれ配備された歪みゲージの抵抗値の変化を示すグラフ図である。

以下、本発明の画像形成装置の実施形態について説明する。

図１は、プリンタの概略構成図である。

図１に示すプリンタ１は、感光体ロール１０と、この感光体ロール１０の表面に電荷を付与する帯電ロール１１と、外部から送信されてきた画像信号に基づいたレーザ露光光を生成し感光体ロール１０に向けて照射するレーザー露光器１２と、トナーを含む現像剤を収容する現像器１３と、矢印Ｂ方向に循環移動する中間転写ベルト１７と、この中間転写ベルト１７が懸架された懸架ロール１８と、中間転写ベルト１７の表面の清掃を行うベルトクリーナ１６と、感光体ロール１０の表面に保持されたトナー像を中間転写ベルト１７上に転写する一次転写ロール１４と、中間転写ベルト上に転写されたトナー像を、矢印Ｃ方向に搬送されてきた記録用紙Ｐに二次転写する二次転写ロール１９と、記録用紙Ｐに転写されたトナー像を加熱および加圧することで記録用紙上にトナー像を定着させる定着器１５と、感光体ロール１０の表面をクリーニングするクリーニング装置２０と、外部から送信されてきた画像データを受信し加工してレーザー露光器１２に送信する制御部１００とを有している。このプリンタ１が、本発明の画像形成装置の一実施形態である。

現像器１３は、感光体ロール１０に対向して回転しながら、現像剤を感光体ロール１０との間の領域に搬送する現像ロール１３１と、現像器１３の内部にトナーを供給するトナー供給部１３０とを有している。現像器１３に収容されている現像剤には、トナーの他に磁性キャリアと外添剤が含まれている。磁性キャリアは、トナーとの摩擦によりトナーを摩擦帯電させる電荷付与粒子であり磁性粒子でもある。また外添剤は、離型機能を有する無機粒子である。ここでは、外添剤の一例としてシリカが採用されている。外添剤の体積平均粒径は、１００〜８００ｎｍ、より好ましくは１００〜２００ｎｍの物が用いられる。体積平均粒径は、レーザー回析式粒度分布測定装置（ＬＡ−７００：堀場製作所製）を用いて測定した。測定法としては界面活性剤、好ましくはアルキルベンゼンスルホン酸ナトリウムの５％水溶液５０ｍｌ中に測定試料を２ｇ加え、超音波分散機（１０００Ｈｚ）にて２分分散して、試料を作製し、得られたチャンネルごとの体積平均粒径を、体積平均粒径の小さい方から累積し、累積５０％になったところを体積平均粒径とした。外添剤の材質は無機物、好ましくはシリカ、より好ましくは非晶性シリカが用いられる。外添剤はシランカップリング剤やシリコンオイル処理などの公知の方法によって表面処理されていても良い。

図２は、図１に示す現像器のレーザー露光器側からの透視図である。

図２には、現像ロール１３１と、現像剤を収容する現像剤収容槽１３２と、現像剤を撹拌して搬送するための撹拌搬送部材１３３とを備えた現像器１３が示されている。

現像剤収容槽１３２は、内部が、現像ロール１３１に並行して延びた壁１３２１によって、現像ロール１３１と隣り合った第１収容室１３２ａとこの第１収容室１３２ａと隣り合った第２収容室１３２ｂとに分けられている。これら第１収容室１３２ａおよび第２収容室１３２ｂそれぞれには、撹拌搬送部材１３３が１つずつ配備されており、これら撹拌搬送部材１３３は、具体的には、螺旋状のフィンが棒の周囲に備えられた構造を有している。第１収容室１３２ａおよび第２収容室１３２ｂそれぞれに配備された撹拌搬送部材１３３が互いに逆向きに回転することで、現像剤収容槽１３２に収容されている現像剤は撹拌されながら壁１３２１の周囲を反時計回りに循環する。現像剤収容槽１３２の内部では、撹拌搬送部材１３３によってトナーと磁性キャリアとが撹拌されることでトナーがマイナス帯電し、磁性キャリアはプラス帯電する。このため、マイナス帯電したトナーは磁性キャリアに静電的に付着する。

また、現像器１３は、現像剤収容槽１３２に収容される現像剤中のトナー濃度を検出するトナー濃度センサ１３４と、トナー濃度センサ１３４により検出されたトナー濃度が低下するとトナー供給部１３０に対してトナーの供給指示を出す濃度制御部１３５とを有している。図２には、トナー供給部１３０がトナーを現像剤収容槽１３２に供給するための供給口１３２ｃが示されている。これらトナー濃度センサ１３４、トナー供給部１３０、および濃度制御部１３５を併せたものが本発明にいうトナー供給部の一例に相当する。また、感光体ロール１０が、本発明にいう像保持体の一例に相当し、帯電ロール１１、レーザー露光器１２、および現像器１３を併せたものが、本発明にいう像形成部の一例に相当する。また、一次転写ロール１４が本発明にいう転写部の一例に相当し、中間転写ベルト１７が本発明にいう被転写体の一例に相当する。尚、このプリンタ１は単色画像専用機であるが、本発明はカラー画像機に適用されてもよい。

このプリンタ１における画像形成動作の流れを簡単に説明する。

図１に示すプリンタ１では、矢印Ａ方向に回転する感光体ロール１０の表面に帯電ロール１１により電荷が付与され、電荷が付与された感光体ロール１０の表面に、外部から送信されてきた画像信号に基づいたレーザー露光光がレーザー露光器１２から照射されることでこの表面には静電的な潜像が形成される。現像器１３に収容されている現像剤は現像ロール１３１の表面に供給され、現像ロール１３１と感光体ロール１０との間の領域に運ばれ、運ばれた現像剤中のトナーにより、感光体ロール１０の表面の静電的な潜像が現像される。このトナー現像により得られたトナー像が、一次転写ロール１４により中間転写ベルト１７に転写される。中間転写ベルト上のトナー像は、二次転写ロール１９により記録用紙上に転写され、その後、トナー像を加熱および加圧する定着器１５により記録用紙上のトナー像が溶融されて記録用紙上に定着される。感光体ロール１０の、トナー像の転写を終えた部分に付着した付着物は、矢印Ａの向きの回転おける一次転写ロール１４よりも下流側で帯電ロール１１よりも上流側、かつ感光体ロール１０の回転中心に沿った全幅にわたって先端が接触したクリーニングブレード２１の掻き取りにより除去される。除去された付着物は付着物収容箱２２に収容される。

ここで、被クリーニング体である感光体ロール１０の表面に対するクリーニングブレード２１によるクリーニングは、感光体ロール１０の表面に接触したクリーニングブレード２１とこの感光体ロール１０の表面との間で「スティックスリップ現象」と呼ばれる現象が引き起こされることでなされている。

このスティックスリップ現象は、「スティック状態」と「スリップ状態」とを繰り返す現象で、「スティック状態」とは、回転する感光体ロール表面に先端が接触したクリーニングブレードによって感光体ロール表面のトナーやシリカなどの外添剤からなる付着物が除去され、これら除去された付着物が感光体ロール表面とクリーニングブレード先端との接触部分に堆積するにつれてクリーニングブレード先端を巻き込もうとする力が次第に強くなり、これに伴いクリーニングブレードに発生する応力も次第に大きくなっていく状態をいう。また、「スリップ状態」とは、感光体ロール表面とクリーニングブレード先端との接触部分に堆積した付着物がある程度以上の量になると、この堆積した付着物がクリーニングブレードによって崩され、クリーニングブレード先端を巻き込もうとする力が急減した状態をいう。感光体ロール表面とクリーニングブレード先端との接触部分では、クリーニングブレードが感光体ロール表面から除去した付着物の堆積（「スティック状態」）と崩壊（「スリップ状態」）が繰り返されることで発生するクリーニングブレード先端の挙動によってクリーニングが行われる。

図３は、感光体ロール表面に接触したクリーニングブレード先端の拡大図である。

図３には、矢印の向きに回転する感光体ロールにクリーニングブレード先端が接触していることで感光体ロールから除去された付着物が堆積した堆積物中に外添剤２００とトナー３００とが混在している様子が示されている。回転する感光体ロール表面とクリーニングブレード先端との接触部分に、図３に示されるようにトナーや外添剤が混在した堆積物が堆積することでスティック状態が生じてクリーニングブレードが歪む。この様にクリーニングブレードを歪ませた応力は、感光体ロール上の付着物を取り除く力となるのでクリーニングブレード先端にはさらに外添剤２００とトナー３００が堆積してやがてスリップ状態となる。つまり、感光体ロール上に外添剤２００とトナー３００が混在していることでスティックスリップ現象が生じることとなる。

しかしながら、感光体ロール表面の付着物におけるトナーの占める割合が低下するとクリーニングブレード先端の堆積物におけるトナーの割合も低下して、上述のスティックスリップ現象が発生し難くなる。

図４は、回転する感光体ロール表面とクリーニングブレード先端との接触部分の堆積物が外添剤で占められている様子を示す図である。

図４には、回転中の感光体ロール表面とクリーニングブレード先端との接触部分の堆積物が外添剤２００で占められトナーの占める割合が低下したことで、クリーニングブレードの歪み量が図３に示されるよりも少なくなっている様子が示されている。これは、堆積物中におけるトナーの占める割合が低いと堆積物の粘性も低くなり、クリーニングブレード先端を巻き込もうとする作用の源である感光体ロール表面とクリーニングブレード先端との間の摩擦力の確保が困難になるためと考えられる。

ところで、低温でも定着が可能な低温定着用トナーのように比較的粘着性の高いトナーを使用する画像形成装置では、感光体ロール表面に形成されたトナー像の転写性を確保するために、離型性を有するシリカなど無機粒子が外添剤として混入された現像剤を使用している場合がある。この様な現像剤を使用する画像形成装置では、低画像密度の画像形成が長く続いた後の高画像密度の画像形成時に、感光体ロール表面に形成したトナー像の中間転写体や記録用紙への転写性が低下して所望の画像濃度が得られにくくなる現象が見られる。これは、本来であればトナー表面に付着して、トナーと感光体ロール表面との直接接触を妨げる離型作用を発揮する外添剤が、付着先のトナーが現像器内で長時間キャリアと共に撹拌されたことでトナーに埋没してしまい、離型作用を果たすことができなくなったためである。特に高温高湿下（温度２８℃、湿度８５％）においては、スペーサー効果が低下したトナーは液架橋力や鏡面付着力が増大し、感光体から中間転写ベルトや中間転写ベルトから紙への転写効率が低下して、充分な画像濃度を得られず、画像欠陥が発生しやすい。

したがって、トナー像の転写性の低下を抑制するには、現像器に収容されているトナーの入替えを行う必要がある。

感光体ロール１０の表面に形成した所定濃度のトナーパッチを感光体ロール１０の表面から除去した後のクリーニングブレード２１の歪みが前回よりも大きくなった場合には、クリーニングブレード２１によって除去され堆積した付着物中のトナー割合が増加した、すなわち同じ濃度のトナーパッチを作成しているにも拘わらず転写性の悪化により転写残トナーが増加したことを意味し、この場合には、現像器１３に収容されているトナー表面への外添剤の埋没度合が前回に比べて大きくなったことが推定できる。そこで、このプリンタ１では、所定濃度のトナーパッチを使用して推定した埋没度合が所定の基準を超えている場合、すなわち、クリーニングブレード２１の歪み度合いがある程度以上に大きい場合には、現像器１３のトナーを入れ替えることでトナー像の転写性の低下を抑制している。

以下では、まず、現像器１３に収容されているトナーの、トナー表面への外添剤の埋没度合の推定について説明する。

感光体ロール表面に形成されたトナー像の転写性が低いほど感光体ロールの表面の転写残トナーの量は多くなり、その転写残トナーがクリーニングブレードによって除去されると、ブレード先端部分に堆積する堆積物中のトナーの割合は高くなる。そうなると、前述したように、ブレード先端と感光体ロール表面との間の摩擦力は高くなり、クリーニングブレードの歪みは大きくなる。一方、形成されたトナー像の転写性が高いほど、感光体ロール表面の転写残トナーの量は少なくなり、ブレード先端部分に堆積する堆積物中のトナーの割合は低くなる。そうなると、ブレード先端と感光体ロール表面との間の摩擦力は低くなり、クリーニングブレードの歪みは小さくなる。そこで、本実施形態のプリンタ１では、歪みに応じて抵抗値が変化する歪みゲージ２２をクリーニングブレード２１に付けておき、通常の画像形成の合間に、一定の濃度のトナーパッチを感光体ロール１０の全幅にわたって形成し、通常の画像形成時と同様に一次転写ロール１４を動作させてそのトナーパッチを中間転写ベルト１７に転写させた後の感光体ロール表面の転写残トナーがブレードの先端部分に堆積した頃を見計らってクリーニングブレード２１の歪み具合を検出し、トナー表面への外添剤の埋没度合いを推定している。尚、中間転写ベルト１７に転写されたトナーパッチは、記録用紙Ｐへの転写は行われずにベルトクリーナ１６によりクリーニングされる。

次に、クリーニングブレードの歪み具合の検出方法について説明する。

図５は、本実施形態におけるクリーニングブレードの外観斜視図である。

図５には、図１にも示される歪みゲージ２２が、クリーニングブレード２１の表面２１１の中央部分に付されている様子が示されている。この歪みゲージ２２が本発明にいうセンサ部の一例に相当し、このクリーニングブレード２１が本発明にいう部材本体の一例に相当する。

このプリンタ１では、クリーニングブレード２１の表面２１１の中央部分に付けた歪みゲージ２２の抵抗値の大きさを表す信号を検出し、ブレード先端における摩擦力の大きさの推定を通じてクリーニングブレード２１の歪み具合を推定している。

以下、クリーニングブレード２１に付けた歪みゲージ２２の詳細、および、クリーニングブレード２１の歪みと歪みゲージ２２の抵抗値との関係についてまず説明する。

図６は、歪みゲージの詳細を示す図である。

図６に示される歪みゲージ２２は、つづら折り状に繋がった幅の細いパターンからなるゲージパターン部２２１と、このゲージパターン部２２１の両端にそれぞれ接続されたゲージタブ部２２２とからなる金属膜であり、これらゲージパターン部２２１とゲージタブ部２２２は、クリーニングブレード２１に蒸着で付されている。このため、歪みゲージ２２は、クリーニングブレード２１の表面２１１から剥がれ難く、また、クリーニングブレード２１の表面２１１に対する追随性が高い。

クリーニングブレード２１は、図５に示される矢印Ａの向きに感光体ロール１０が回転すると、先端２１０側が図６における手前側に隆起するように湾曲するため、ゲージパターン部２２１はＬ方向に縮む。これにより、ゲージパターン部２２１の断面積は大きくなるとともに距離がわずかながら短縮されるため、歪みゲージ２２の抵抗値は小さくなる。

また、この歪みゲージ２２は、クリーニングブレード全体の歪みに大きな影響をあたえる先端２１０の歪みを妨げないように、クリーニングブレード２１の先端２１０から距離を空けて蒸着されている。

ゲージタブ部２２２は、ゲージリード２２３の接続でゲージパターン部２２１の伸び縮みに影響が生じないように、ゲージパターン部２２１よりも幅の広いパターンからなる。

ゲージパターン部２２１のゲージ長Ｌは、０．２ｍｍ〜５ｍｍの範囲内であることが好ましい。また、ゲージパターン部２２１のゲージ幅Ｗは、０．５ｍｍ〜５ｍｍの範囲内であることが好ましい。この範囲より小さいと、高い精度での加工が必要になり、また信号に対するノイズが多くなる。一方、この範囲よりも大きいと、クリーニングブレード２１の表面２１２に占める割合が大きくなるために、クリーニングブレード２１の歪みに対する抵抗値の追随性が低下する。尚、ゲージタブ部２２２は、ゲージリード２２３によって制御部１００と繋がっている。また、金属膜の材料としては、アルミニウム、亜鉛、ニッケル、チタン、バナジウム、クロム、タンタル、鉄、マンガン、シリコン、およびそれらの合金、酸化物、窒化物、ケイ化物からなる群から選択された材料が挙げられる。

図７は、歪みゲージの抵抗値の変化を示すグラフ図である。

図７には、クリーニングブレード２１の表面２１１に蒸着された歪みゲージ２２の抵抗値の変化が示されている。

図７における実線は、転写残トナーが多い非適正状態における歪みゲージ２２の抵抗値の変化を示しており、図７における点線が、転写残トナーが少ない適正状態における歪みゲージ２２の抵抗値の変化を示している。

図７には、上述した非適正状態にある場合、感光体ロール１０の停止中は歪みゲージ２２の抵抗値ＲｖはＲｖ０であったのが、感光体ロール１０の回転中はＲｖ１まで大幅に低下する様子が示されている。一方、上述した適正状態にある場合、感光体ロール１０の停止中は歪みゲージ２２の抵抗値Ｒｖは非適正状態と同様にＲｖ０であったのが、感光体ロール１０の回転中は、非適正状態と比べてクリーニングブレード２１の先端２１０と感光体ロール１０との間の摩擦力が小さくクリーニングブレード２１の歪みも小さいために、非適正状態にある場合のＲｖ１よりも大きいＲｖ２までしか低下しない。この様に、歪みゲージ２２の抵抗値は、転写残トナーの多寡を反映したものとなる。

次に、歪みゲージ２２の抵抗値の大きさを表す信号の検出方法について説明する。

図８は、図１にも示される制御部の内部ブロック図である。

図８に示される制御部１００は、ホイートストンブリッジ回路１０１、検出部１０２、判定部１０３、およびデータ処理部１０４を備えている。ホイーストンブリッジ回路１０１と検出部１０２とを併せたものが本発明にいう測定部の一例に相当し、判定部１０３とデータ処理部１０４とを併せたものが本発明にいうトナー入替部の一例に相当する。

図９は、図８に示されるホイートストンブリッジ回路の詳細構成図である。

図９に示されるホイートストンブリッジ回路１０１は、抵抗値Ｒ１の第１抵抗素子１０１１、抵抗値Ｒ２の第２抵抗素子１０１２、抵抗値Ｒ３の第３抵抗素子１０１３、および直流電源１０１０を備え、ホイートストンブリッジ回路１０１には、４つ目の抵抗素子として、抵抗値Ｒｖが変化する歪みゲージ２２が用いられている。

歪みゲージ２２と第３抵抗素子１０１３の間の第１接続点Ａと、第１抵抗素子１０１１と第２抵抗素子１０１２の間の第２接続点Ｂとには、直流電源１０１０が繋がれている。また、第１抵抗素子１０１１と歪みゲージ２２の間の第３接続点Ｃと、第２抵抗素子１０１２と第３抵抗素子１０１３の間の第４接続点Ｄとには、これら第３接続点Ｃの電位と第４接続点Ｄの電位との間の電位差を計測する検出部１０２が接続されている。

ここで、以下の式（１）が成立するときには、検出部１０２で計測される電位差は零となる。

Ｒｖ／Ｒ１＝Ｒ３／Ｒ２…（１）
このホイートストンブリッジ回路１０１では、クリーニングブレード２１が図３に示される様に歪みが小さい状態にある場合の歪みゲージ２２の抵抗値Ｒｖ０にあわせて上記の式（１）が成立するように、すなわちＲｖ０／Ｒ１＝Ｒ３／Ｒ２が成立するようにその他の抵抗値Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３が設定されている。クリーニングブレード２１が図３に示されるような歪みが小さい状態から図２に示される様な歪みが大きい状態に変化すると、歪みゲージ２２の抵抗値Ｒｖは、前述したＲｖ０よりも小さいＲｖ１となる。そして、歪みゲージ２２の抵抗で生じる電圧降下は減少する。そうなると、第３接続点Ｃの電位Ｖｃが第４接続点Ｄの電位Ｖｄよりも高くなり、電位差が生じる。したがって、歪みゲージ２２の抵抗値Ｒｖが低下するほど、すなわちクリーニングブレード２１の歪みが大きくなるほど検出部１０２で検出される電位差（Ｖｃ―Ｖｄ＞＝０）は大きくなる。したがって、上述の適正状態から非適正状態に変化するに従い、検出部１０２で検出される電位差は増加していくこととなる。上記電圧降下が、本発明にいう出力信号の一例に相当する。図８に戻って説明を続ける。

検出部１０２では、検出した電位差に応じた信号、すなわち検出した電位差が大きいほど高レベルの信号を、図８に示される判定部１０３にリアルタイムで送信する。

判定部１０３では、検出部１０２から送信されてくる信号のレベルが、予め設定されている基準レベルを上回るか否かを判定し、基準レベルを上回るレベルの信号が送信されてきたと判定した場合には、すなわち、トナーの転写性が予め設定した基準よりも低下し、転写残トナーが多くなったと判定した場合には、トナー転写性の低下を抑えるべく、現像器１３に現在収容されている、外添剤がトナー粒子の表面に埋没していることで転写性がて劣化してしまっている劣化トナーを以下の手段によって入れ替える。

このトナーの入替えは、判定部１０３からデータ処理部１０４へのベタ画像を表す画像データの送信により開始される。

データ処理部１０４では、前述したように、外部から送信されてきた画像データを受信し加工してレーザー露光器１２に送信しており、判定部１０３からＡ３サイズのベタ画像を表す画像データが送信されてくると、これについても加工してレーザー露光器１２に送信する。

レーザー露光器１２では、データ処理部１０４から送信されてきたＡ３サイズのベタ画像３枚分を表す信号に応じて感光体ロール１０の表面にレーザ露光光の照射を行う。これにより、感光体ロール１０の表面にはこのベタ画像に応じた潜像が形成され、この潜像は現像器１３によってトナー現像される。

現像器１３では、上述の画像信号に応じて形成された静電潜像に対するトナー現像に伴い大量のトナーを消費する。このため、現像器１３に収容される現像剤中のトナー濃度は低下する。濃度制御部１３５では、トナー濃度センサ１３４で検出されるトナー濃度が、予め設定されている濃度閾値を下回っている間はトナー供給部１３０に対してトナー供給を指示する。これにより、現像器１３では、それまで収容していたトナーを大量に消費するのと引き替えに新たなトナーの供給を受けることでトナーが入れ替わる。その結果、判定部１０３では、トナー全体としての劣化度の改善によるパッチの転写性の改善を通じて検出部１０２からの信号のレベルが低下し、データ処理部１０４へのベタ画像を表す画像データの送信が終了する。以上により、トナーの入替えが終了する。尚、このベタ画像も、中間転写ベルト１７に転写された後、記録用紙Ｐに転写されずにベルトクリーナ１６により中間転写ベルト１７から掻き取られる。

以上に説明した実施形態では、クリーニングブレード２１の表面２１１と裏面のうちの表面２１１にのみ歪みゲージ２２を蒸着した例であるが、本発明の画像形成装置では、以下に説明するように、クリーニングブレード２１の表面２１１と裏面との双方にセンサを蒸着してもよい。

図１０は、クリーニングブレードの表裏面にそれぞれ配備された歪みゲージの抵抗値の変化を示すグラフ図である。

図１０に示されるグラフのうち、上段に示される方は、図７に示されるグラフと同じグラフ、すなわちクリーニングブレード２１の表面２１１に配置された歪みゲージ２２の抵抗値の変化を表している。一方、下段に示されている方は、同じクリーニングブレード２１の裏面に配置された歪みゲージ２２の抵抗値の変化を表している。

図１０には、クリーニングブレード２１の表面２１１に配置されている歪みゲージ２２の抵抗値は、クリーニングブレード２１の先端２１０が歪んでいる場合の方が歪んでいない場合よりも低下するのに対し、クリーニングブレード２１の裏面に配置されている歪みゲージ２２の抵抗値は、クリーニングブレードの表面と裏面では湾曲の向きが逆向きとなるため、クリーニングブレード２１の先端２１０が歪んでいる場合の方が歪んでいない場合よりも上昇する様子が示されている。

この様に、歪みゲージ２２の抵抗値は、クリーニングブレード２１の表面２１１であれ裏面であれ、クリーニングブレード２１の歪みを反映したものとなることから、歪みゲージ２２の配置位置は、クリーニングブレード２１の裏面のみであってもよく、さらには、表裏面の双方に配置されてもよい。

また、以上の実施形態では、歪みゲージとしての金属膜をクリーニングブレードに蒸着した例を挙げたが、本発明では、歪みゲージとしての金属膜をクリーニングブレードに接着剤で貼り付けてもよい。以下、金属膜を接着剤で貼りつけた場合について説明する。

この場合、金属薄膜の長さ（ゲージ長）Ｌと幅（ゲージ幅）Ｗ、および材料は、図２に示す歪みゲージ２２のものと同じである。また、膜厚は、特に限定されるものではないが、生産性を高めるためには数μｍの厚さのものを用いるのがよい。また、クリーニングブレードの歪みを高精度に検出するためには、０．１μｍ〜２．０μｍの厚さのものを用いるのがよい。さらに、接着剤としては、熱硬化性のものと液型のものとがある。熱硬化性の接着剤としては、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ポリウレタン樹脂、シリコン樹脂、ポリイミド樹脂などが用いられる。また、液型の接着剤としては、シアノアクリレート系の接着剤、エポキシ系、フェノールエポキシなどが用いられる。

この様に金属膜を接着剤で接着した場合、金属膜を蒸着した場合と較べて、接着剤の分だけ応答性が劣るため、接着剤は可能な限り薄く用いる必要がある。

尚、以上では、本発明にいう画像形成装置としてプリンタを例に挙げて説明したが、本発明にいう画像形成装置は、像保持体表面にトナー像を形成するものであれば複写機はもとよりファクシミリ等でもよい。さらに、本発明にいう画像形成装置として、中間転写ベルトを介して現像像を記録用紙に転写する間接転写方式のプリンタを例に挙げて説明したが、本発明の画像形成装置が、感光体ロール上の現像像を、搬送されてきた記録用紙に転写ロールを用いて直接転写する直接転写方式のプリンタであってもよい。

また、本発明にいう無機粒子としてシリカを例に挙げて説明したが、本発明にいう無機粒子は、離型機能を有するものであればアルミナや酸化チタンであってもよい。

１ プリンタ
１０ 感光体ロール
１００ 制御部
１０１ ホイートストンブリッジ回路
１０２ 検出部
１０３ 判定部
１０４ データ処理部
１１ 帯電ロール
１２ レーザー露光器
１３ 現像器
１３０ トナー供給部
１３１ 現像ロール
１３２ 現像剤収容槽
１３３ 撹拌搬送部材
１３４ トナー濃度センサ
１３５ 濃度制御部
１４ 一次転写ロール
１５ 定着器
１６ ベルトクリーナ
１７ 中間転写ベルト
１８ 懸架ロール
１９ 二次転写ロール
２０ クリーニング装置
２００ 外添剤
２１ クリーニングブレード
２１０ 先端
２１１ 表面
２２ 歪みゲージ
２２１ ゲージパターン部
２２２ ゲージタブ部
２２３ ゲージリード
２３ 付着物収容箱
３００ トナー

Claims (8)

1. 表面に像が形成されて該像を保持する像保持体；
   トナーを保持した、該トナーを用いて前記像保持体の表面にトナー像を形成する像形成部；
   前記像保持体表面に形成されたトナー像を被転写体上に転写する転写部；
   前記像保持体表面に接触して該表面から付着物を除去する清掃部材；
   前記清掃部材の歪みを測る測定部；および
   前記測定部による測定結果に応じて、前記像形成部が保有しているトナーの少なくとも一部を新たなトナーと入れ替えるトナー入替部；
   を備えたことを特徴とする画像形成装置。
2. 前記像形成部が前記トナー像の形成で保有トナーを消費した場合に該像形成部にトナーを供給するトナー供給部を備え、
   前記トナー入替部は、前記測定部による測定結果に応じて前記像形成部にトナー像を形成させて保有トナーを消費させるものであることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
3. 前記像形成部が、前記像保持体の表面に静電的な潜像を形成し、該潜像に帯電トナーを付着させることにより該像保持体の表面にトナー像を形成するもの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. 前記像形成部が、前記像保持体の表面に静電的な潜像を形成し、トナーと、該トナーよりも小体積平均粒径の粒子とを含む現像剤中のトナーを該潜像に付着させることにより該像保持体の表面にトナー像を形成するものであることを特徴とする請求項１から３のうちのいずれか１項記載の画像形成装置。
5. 前記粒子の体積平均粒径１００〜８００ｎｍであることを特徴とする請求項１から４のうちのいずれか１項記載の画像形成装置。
6. 前記清掃部材が、前記像保持体表面に接触して該表面から付着物を除去する部材本体と、該部材本体に接触して該部材本体の歪みに応じた信号を出力するセンサ部とを備えたものであり、
   前記測定部が、前記センサ部の出力信号を用いて前記清掃部材の歪みを測るものであることを特徴とする請求項１から５のうちのいずれか１項記載の画像形成装置。
7. 前記清掃部材が、前記部材本体と、該部材本体が前記像保持体表面に接触する箇所を避けた箇所に付けられた金属膜からなるセンサ部とを有するものであり、
   前記測定部が、前記金属膜の抵抗を表した前記センサ部の出力信号を用いて前記清掃部材の歪みを測るものであることを特徴とする請求項１から６のうちのいずれか１項記載の画像形成装置。
8. 前記清掃部材が、前記部材本体と、該部材本体が前記像保持体表面に接触する箇所を避けた箇所に蒸着された金属膜からなるセンサ部とを有するものであり、
   前記測定部が、前記金属膜の抵抗を表した前記センサ部の出力信号を用いて前記清掃部材の歪みを測るものであることを特徴とする請求項１から７のうちのいずれか１項記載の画像形成装置。

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