JP2011008008A

JP2011008008A - クリーニング装置、転写装置、画像形成装置及びクリーニング方法

Info

Publication number: JP2011008008A
Application number: JP2009151163A
Authority: JP
Inventors: Masato Tsuji; 真人辻
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2009-06-25
Filing date: 2009-06-25
Publication date: 2011-01-13
Anticipated expiration: 2029-06-25
Also published as: JP5366001B2

Abstract

【課題】クリーニング性が経時的に低下しても、その結果生じるクリーニング不良を発見することができる信頼性の高いクリーニング装置を提供する。
【解決手段】回転体８の表面に接触してその表面をクリーニングするクリーニング部材２４を備えたクリーニング装置１３におけるものである。クリーニング部材２４のクリーニング動作に起因するクリーニング特性値を検出するクリーニング特性検出手段２６と、クリーニング特性検出手段２６の検出情報に基づいて追加クリーニングを行うか否かを判断する追加クリーニング判断手段を備えた。
【選択図】図２

Description

本発明は、回転体の表面をクリーニングするクリーニング装置、そのクリーニング装置を備えた転写装置と画像形成装置、及びそのクリーニング方法に関する。

複写機、プリンタ、ファクシミリ、あるいはこれらの複合機等の画像形成装置には、表面にトナー画像を担持する感光体ドラムや中間転写ベルト等の回転体が設けてある。回転体上に担持されるトナー画像を転写した後、その回転体にトナーが残留していると、次に形成されるトナー画像の不良の原因となる。そのため、一般に、ブレード状やローラ状等に形成されたクリーニング部材を回転体の表面に接触させて、その表面をクリーニングするようにしている。

近年、高画質化、トナー製造コスト低減及び転写率向上の要望から、小粒径で球形のトナーを採用することが増えてきている。一方、このような小粒径で球形のトナーは、粉砕（不定形）トナーに比べてクリーニングしにくいことが知られており、トナーのクリーニングを確実に行うための対策が必要である。その対策としては、例えば、クリーニングブレードの当接圧を大きく設定する、あるいはクリーニング回数を増やすことなどが考えられる。

しかし、クリーニングブレードの当接圧を大きく設定すると、クリーニングブレードや中間転写ベルト等の摩耗が増進して、良好なクリーニング性を長期的に維持できなくなると共に、これらの部材の寿命が短くなるといった問題がある。また、クリーニング回数を増やすと、クリーニングに要する時間が長くなるため、プリント速度等の稼働性が低下する問題がある。

また、クリーニング除去物としての残留トナーは、毎回同じ量だけ回転体上に残留しているわけではなく、残留するトナーの濃度が高いほど、クリーニングは困難となる。特に、転写電圧を調整するために回転体に形成される高濃度のテストパターン像などは、紙に転写されずにそのままクリーニング位置へ供給されるため、非常に厳しいクリーニング条件となる。従って、どんなクリーニング条件下でも確実にクリーニングするには、最も厳しい（クリーニングしにくい）条件に対応して、クリーニングブレードの当接圧やクリーニング回数等を設定しておかなければならない。

しかし、最も厳しい条件に対応した設定で常にクリーニングを行うと、クリーニングしやすい条件下ではクリーニング機能を過剰に向上させることになるため、クリーニングブレードや中間転写ベルト等の摩耗の増進や、プリント速度等の稼働性の低下が顕著となる。

そこで、上記の過剰なクリーニングによる不具合を防止するために、例えば、特許文献１（特開２００６−２５９１６７号公報）には、必要な場合にのみクリーニング機能を向上させる技術が開示されている。詳しくは、転写定着部材上の残留トナー濃度を検知し、残留トナー濃度が多いときのみ、クリーニング部材の当接圧を増加させるようにしている。これにより、残留トナー濃度の低い場合は、クリーニング部材の当接圧を小さく設定しておくことができ、クリーニング部材や転写定着部材への負荷を低減させて摩耗を抑制している。

ところで、クリーニング装置のクリーニング性は、クリーニング部材の劣化などによって経時的に低下する。このため、当初は、クリーニングブレードの当接圧が低い状態でクリーニング可能であった残留トナー濃度条件でも、クリーニング性が経時的に低下した結果、クリーニングブレードの当接圧を高くしないとクリーニングを十分にできなくなることがある。

しかしながら、上記特許文献１に記載の発明は、クリーニングブレードの劣化などによるクリーニング性の経時的低下を把握することはできない。そのため、クリーニング性が経時的に低下した結果、クリーニング不良が発生しても、それを見過ごしてしまう虞があった。

本発明は、斯かる事情に鑑み、クリーニング性が経時的に低下しても、その結果生じるクリーニング不良を発見することができる信頼性の高いクリーニング装置、そのクリーニング装置を備えた転写装置と画像形成装置、及びそのクリーニング方法を提供しようとするものである。

請求項１の発明は、回転体の表面に接触してその表面をクリーニングするクリーニング部材を備えたクリーニング装置において、前記クリーニング部材のクリーニング動作に起因するクリーニング特性値を検出するクリーニング特性検出手段と、前記クリーニング特性検出手段の検出情報に基づいて追加クリーニングを行うか否かを判断する追加クリーニング判断手段を備えたことを特徴とするものである。

ここで、上記「回転体」には、ドラム状、ローラ状、無端状のベルト等の周方向に回転するものが含まれる。

請求項１に係る発明によれば、クリーニング動作に起因するクリーニング特性値を検出することによって、クリーニング不良が発生しているか否かを判断することができる。そして、クリーニング不良が発生している場合は、追加クリーニングを行うことによって、回転体の表面を確実にクリーニングすることが可能である。

請求項２の発明は、請求項１に記載のクリーニング装置において、前記クリーニング特性値を、クリーニング動作中に前記回転体の駆動手段に生じるトルクとしたものである。

クリーニング中に回転体の駆動手段に生じるトルクは、クリーニングが良好に行われている場合とそうでない場合とで異なる。従って、クリーニング動作中に駆動手段に生じるトルクを検出することによって、クリーニング不良が発生しているか否かを判断することが可能である。

請求項３の発明は、請求項２に記載のクリーニング装置において、前記回転体を駆動させるモータに生じる負荷電流を検出することによって、前記トルクを検出するようにしたものである。

モータに生じる負荷電流は、モータに生じるトルクに対応して変化する。従って、負荷電流を検出することによって、クリーニング動作中にモータに生じるトルクを検出することが可能である。また、この場合、専用のトルクセンサを設ける必要がないので、構成を簡素化できる。

請求項４の発明は、請求項３に記載のクリーニング装置において、クリーニング動作中に前記クリーニング部材がクリーニング除去物と接触しているときと接触していないときの前記モータに生じる負荷電流を前記クリーニング特性検出手段によって検出し、前記クリーニング部材がクリーニング除去物に接触しているときに検出した負荷電流と接触していないときに検出した負荷電流との差分が予め設定した閾値以下である場合に、前記追加クリーニング判断手段が前記追加クリーニングを行うと判断するように構成したものである。

クリーニング部材がクリーニング除去物に接触しているときに検出した負荷電流と接触していないときに検出した負荷電流との差分は、クリーニングの良否に応じて変動する。このため、前記差分を予め設定した閾値と比較することによって、クリーニング不良が発生しているか否かを判断することができる。

請求項５の発明は、請求項４に記載のクリーニング装置において、前記クリーニング部材がクリーニング除去物に接触しているときに検出した負荷電流と接触していないときに検出した負荷電流とのそれぞれ所定時間分の積算値の差分を算出し、その差分が予め設定した閾値以下である場合に、前記追加クリーニング判断手段が前記追加クリーニングを行うと判断するように構成したものである。

前記差分を算出するために負荷電流の所定時間分の積算値を用いることにより、負荷電流のばらつきなどによる誤差を低減することができ、より高精度にクリーニングの良否を判断することができる。

請求項６の発明は、請求項２から５のいずれか１項に記載のクリーニング装置において、前記回転体を個別の駆動手段によって独立して回転駆動させるように構成したものである。

回転体の駆動手段が回転体以外の部材又は装置の駆動手段としても用いられている場合、トルク（負荷電流）の変動の原因が、クリーニングの良否以外の原因によって生じることも考えられる。そのため、回転体を個別の駆動手段によって独立して回転駆動させることにより、クリーニングの良否以外の原因を排除することができ、クリーニングの良否判断をより正確に行うことが可能となる。

請求項７の発明は、請求項１に記載のクリーニング装置において、前記クリーニング特性値を、クリーニング動作中に前記クリーニング部材に生じる振動としたものである。

クリーニング中にクリーニング部材に生じる振動は、クリーニングが良好に行われている場合とそうでない場合とで異なる。従って、クリーニング動作中にクリーニング部材に生じる振動を検出することによって、クリーニング不良が発生しているか否かを判断することが可能である。

請求項８の発明は、請求項１から７のいずれか１項に記載のクリーニング装置において、前記追加クリーニングを、前記回転体を回転させてその回転体上のクリーニング除去物を前記クリーニング部材に少なくとも１回以上接触させることにより行うようにした。

クリーニング不良が生じた場合であっても、前記追加クリーニングを行うことによって、回転体の表面を確実にクリーニングすることが可能である。

請求項９の発明は、請求項８に記載のクリーニング装置において、前記追加クリーニングを行う際に、前記回転体に対する前記クリーニング部材の接触圧を大きくするように構成したものである。

回転体に対するクリーニング部材の接触圧を大きくすることにより、クリーニング性を向上させることができ、より確実に回転体の表面をクリーニングすることが可能となる。

請求項１０の発明は、表面に転写された画像を記録媒体に転写する回転体と、前記回転体の表面に接触してその表面をクリーニングするクリーニング装置を備えた転写装置において、前記クリーニング装置として請求項１から９のいずれか１項に記載のクリーニング装置を備えたものである。

本発明に係るクリーニング装置を、転写装置のクリーニング装置として適用可能である。

請求項１１の発明は、請求項１０に記載の転写装置において、前記回転体の表面に担持させるテストパターン像を形成するパターン形成手段を備え、前記クリーニング装置によって前記テストパターン像をクリーニングするように構成したものである。

回転体に担持されたテストパターン像は、記録媒体に転写されず高濃度のままクリーニング装置へ供給されるため、クリーニングが厳しい条件となる。特にこのような厳しいクリーニング条件において、本発明に係るクリーニング装置を適用することにより、クリーニングの信頼性を向上させることが可能である。

請求項１２の発明は、請求項１１に記載のクリーニング装置において、前記テストパターン像の濃度を検知する濃度検知手段を備え、その濃度検知手段が前記テストパターン像の濃度を検知するタイミングに基づいて、前記クリーニング特性検出手段の検出タイミングを制御するように構成したものである。

濃度検知手段がテストパターン像（濃度）を検知することにより回転体上でのテストパターン像の位置を把握することができるので、その位置情報に基づいて、クリーニング動作中の検出タイミングを制御可能である。

請求項１３の発明は、表面に画像を担持する回転体と、前記回転体の表面に接触してその表面をクリーニングするクリーニング装置を備えた画像形成装置において、前記クリーニング装置として請求項１から９のいずれか１項に記載のクリーニング装置を備えたものである。

本発明に係るクリーニング装置を、画像形成装置のクリーニング装置として適用可能である。

請求項１４の発明は、回転体の表面に接触したクリーニング部材によって前記回転体の表面をクリーニングするクリーニング方法において、前記クリーニング部材のクリーニング動作に起因するクリーニング特性値を検出し、そのクリーニング特性値の検出結果に基づいて追加クリーニングを行うか否かを判断する方法である。

請求項１４に係る発明によれば、クリーニング動作に起因するクリーニング特性値を検出することによって、クリーニング不良が発生しているか否かを判断することができる。そして、クリーニング不良が発生している場合は、追加クリーニングを行うことによって、回転体の表面を確実にクリーニングすることが可能である。

請求項１５の発明は、請求項１４に記載のクリーニング方法において、クリーニング動作中に前記回転体の駆動手段に生じるトルクを前記クリーニング特性値として検出する方法である。

請求項１６の発明は、請求項１５に記載のクリーニング方法において、前記回転体を駆動させるモータに生じる負荷電流を検出することによって、前記トルクを検出する方法である。

請求項１７の発明は、請求項１６に記載のクリーニング方法において、クリーニング動作中に前記クリーニング部材がクリーニング除去物と接触しているときと接触していないときの前記モータに生じる負荷電流を検出し、前記クリーニング部材がクリーニング除去物に接触しているときに検出した負荷電流と接触していないときに検出した負荷電流との差分が予め設定した閾値以下である場合に、前記追加クリーニングを行う方法である。

請求項１８の発明は、請求項１４に記載のクリーニング方法において、クリーニング動作中に前記クリーニング部材に生じる振動を前記クリーニング特性値として検出する方法である。

本発明は、クリーニング時に生じるクリーニング特性値を検出して、クリーニング不良が生じているか否かを判断するようにしているので、クリーニング部材の劣化などでクリーニング性が経時的に低下しても、その結果生じるクリーニング不良を発見することができる。そして、クリーニング不良を発見した場合は、追加クリーニングを行うことによって、確実にクリーニングを行うことが可能である。これにより、クリーニング動作の信頼性を向上させることができる。

また、本発明によれば、クリーニング不良が生じていないと判断した場合は、追加クリーニングを行うことがないので、クリーニング部材や回転体等に余計な負荷を与えることがない。これにより、クリーニング部材や回転体等の摩耗を抑制することができ、クリーニング性の長期的維持及び長寿命化を図れる。さらに、不要な追加クリーニングを行うことによる稼働性の低下や無駄なエネルギー消費を防止することが可能である。

本発明のカラー画像形成装置の全体構成を示す概略図である。本発明の実施例１に係る構成を示す図である。上記実施例１のブロック図である。クリーニングが良好に行われている場合のトルク変化の一例を示すグラフである。クリーニングが良好に行われていない場合のトルク変化の一例を示すグラフである。モータに生じるトルクと負荷電流との関係を示すグラフである。上記実施例１に係るクリーニング方法を説明するためのフローチャートである。本発明の実施例２に係る構成を示す図である。

図１は、本発明に係るカラー画像形成装置の概略構成図である。図１に示す画像形成装置は、画像形成装置本体１００に対して着脱可能に構成された４つのプロセスユニット１Ｙ，１Ｃ，１Ｍ，１Ｂｋを備えている。各プロセスユニット１Ｙ，１Ｃ，１Ｍ，１Ｂｋは、カラー画像の色分解成分に対応するイエロー、シアン、マゼンタ、ブラックの異なる色のトナーを収容している以外は同様の構成となっている。

具体的には、各プロセスユニット１Ｙ，１Ｃ，１Ｍ，１Ｂｋは、像担持体としての感光体ドラム２と、感光体ドラム２の表面を帯電させる帯電手段としての帯電ローラ３と、感光体ドラム２の表面にトナー（現像剤）を供給する現像手段としての現像装置４と、感光体ドラム２の表面をクリーニングするクリーニング手段としてのクリーニングブレード５を備えている。

図１において、各プロセスユニット１Ｙ，１Ｃ，１Ｍ，１Ｂｋの上方には、感光体ドラム２の表面を露光する露光手段としての露光装置６が配設されている。一方、各プロセスユニット１Ｙ，１Ｃ，１Ｍ，１Ｂｋの下方には、転写装置７が配設されている。転写装置７は、無端状のベルトから構成される中間転写ベルト８を有する。中間転写ベルト８は、駆動ローラ９及び従動ローラ１０に張架され、図の矢印の方向に回転（周回走行）可能に構成されている。

４つの感光体ドラム２に対向した位置に、一次転写手段としての４つの一次転写ローラ１１が配設されている。各一次転写ローラ１１はそれぞれの位置で中間転写ベルト８の内周面を押圧しており、中間転写ベルト８の押圧された部分と各感光体ドラム２とが圧接する箇所に一次転写ニップが形成されている。また、駆動ローラ９に対向した位置に、二次転写手段としての二次転写ローラ１２が配設されている。この二次転写ローラ１２は中間転写ベルト８の外周面を押圧しており、二次転写ローラ１２と中間転写ベルト８とが圧接する箇所に二次転写ニップが形成されている。

また、中間転写ベルト８の外周面には、中間転写ベルト８の表面をクリーニングするベルトクリーニング装置１３が配設されている。このベルトクリーニング装置１３から伸びた図示しない廃トナー移送ホースは、転写装置７の下方に配設された廃トナー収容器１４の入り口部に接続されている。

画像形成装置本体１００の下部には、記録媒体としての記録用紙Ｐを収容した用紙トレイ１５や、用紙トレイ１５から記録用紙Ｐを搬出する給紙ローラ１６等が設けてある。一方、画像形成装置本体１００の上部には、記録用紙を外部へ排出するための一対の排紙ローラ１７と、排出された記録媒体をストックするための排紙トレイ１８とが配設されている。

また、画像形成装置本体１００内には、下部の用紙トレイ１５から上部の排紙トレイ１８へ記録用紙を案内するための搬送経路Ｒが形成されている。この搬送経路Ｒにおいて、給紙ローラ１６から二次転写ローラ１２に至る途中には、一対のレジストローラ１９が配設されている。また、二次転写ローラ１２から排紙ローラ１７に至る途中に、記録用紙上の画像を定着させるための定着装置２０を配設している。この定着装置２０は、加熱源によって加熱される定着回転体としての定着ローラ２１と、その定着ローラ２１を加圧する加圧回転体としての加圧ローラ２２等によって構成される。定着ローラ２１と加圧ローラ２２とが互いに圧接した箇所には定着ニップが形成されている。

以下、図１を参照して上記画像形成装置の基本的動作について説明する。
画像形成動作が開始されると、各プロセスユニット１Ｙ，１Ｃ，１Ｍ，１Ｂｋの感光体ドラム２が図示しない駆動装置によって図の時計回りに回転駆動され、各感光体ドラム２の表面が帯電ローラ３によって所定の極性に一様に帯電される。帯電された各感光体ドラム２の表面には、露光装置６からレーザ光がそれぞれ照射されて、それぞれの感光体ドラム２の表面に静電潜像が形成される。このとき、各感光体ドラム２に露光する画像情報は所望のフルカラー画像をイエロー、シアン、マゼンタ及びブラックの色情報に分解した単色の画像情報である。このように感光体ドラム２上に形成された静電潜像に、各現像装置４によってトナーが供給されることにより、静電潜像はトナー画像として可視像化される。

駆動ローラ９が図の反時計回りに回転駆動されることにより、中間転写ベルト８が図の矢印で示す方向に走行駆動される。また、各一次転写ローラ１１に、トナーの帯電極性と逆極性の定電圧又は定電流制御された電圧が印加される。これにより、各一次転写ローラ１１と各感光体ドラム２との間の一次転写ニップにおいて転写電界が形成される。そして、各プロセスユニット１Ｙ，１Ｃ，１Ｍ，１Ｂｋの感光体ドラム２に形成された各色のトナー画像が、上記一次転写ニップにおいて形成された転写電界によって、中間転写ベルト８上に順次重ね合わせて転写される。かくして中間転写ベルト８はその表面にフルカラーのトナー画像を担持する。

トナー画像が転写された後の各感光体ドラム２の表面に付着する残留トナーは、クリーニングブレード５によって除去され、次いで、その表面が図示していない除電装置によって除電作用を受け、その表面電位が初期化されて次の画像形成に備えられる。

また、画像形成装置の下部では、給紙ローラ１６が回転駆動することによって、用紙トレイ１５に収容された記録用紙Ｐが搬送経路Ｒに送り出される。搬送経路Ｒに送り出された記録用紙Ｐは、レジストローラ１９によってタイミングを計られて、二次転写ローラ１２とそれに対向する駆動ローラ９との間の二次転写ニップに送られる。このとき二次転写ローラ１２に、中間転写ベルト８上のトナー画像のトナー帯電極性と逆極性の転写電圧が印加され、二次転写ニップに転写電界が形成される。そして、二次転写ニップに形成された転写電界によって、中間転写ベルト８上のトナー画像が記録用紙Ｐ上に一括して転写される。トナー画像が転写された記録用紙Ｐは定着手段２０へと搬送され、定着ローラ２１と加圧ローラ２２によって記録用紙Ｐが加熱及び加圧されてトナー画像が定着される。トナー画像が定着された記録用紙Ｐは、排出ローラ１７によって排紙トレイ１８へと排出される。また、転写後の中間転写ベルト８上に残留するトナーは、ベルトクリーニング装置１３によって除去され、除去されたトナーは、廃トナー収容器１４へ搬送され回収される。

以上の説明は、記録用紙上にフルカラー画像を形成するときの画像形成動作であるが、４つのプロセスユニット１Ｙ，１Ｃ，１Ｍ，１Ｂｋのいずれか１つを使用して単色画像を形成したり、２つ又は３つのプロセスユニットを使用して、２色又は３色の画像を形成したりすることも可能である。

ところで、通常、中間転写ベルト８の抵抗値は経時的に上昇するため、感光体ドラム２から中間転写ベルト８へのトナー画像の転写率は低下する傾向にある。そこで、通常プリントモードが（ある回数又は１回）実行されるごとに、一次転写ローラに印加する転写電圧の制御モードを実行し、転写率の安定化を図るようにしている。この転写電圧制御を行う場合は、各プロセスユニット１Ｙ，１Ｃ，１Ｍ，１Ｂｋで濃度検知用のパッチ状のテストパターン像を感光体ドラム２上に形成し、そのテストパターン像を中間転写ベルト８上に転写する。そして、中間転写ベルト８上のテストパターン像の濃度を、トナー濃度検知手段としての濃度センサ２３（図１参照）にて検知し、その検知結果に基づき目標濃度に近づくように転写電圧を制御する。また、画像濃度安定化のために、上記テストパターン像濃度の検知結果に基づき、帯電電位、現像バイアス等のプロセス条件を制御することも可能である。なお、テストパターン像を形成するパターン形成手段は、帯電ローラ３、現像装置４、露光装置６、これらを制御する制御部等によって構成されている。

また、中間転写ベルト８上のテストパターン像は、上記濃度センサ２３による濃度検知後、ベルトクリーニング装置１３を配設した位置へ至る途中で、二次転写ニップを通過する。このとき、テストパターン像が二次転写ローラ１２へ付着すると、その後、通常プリントモードを実行する際に、二次転写ローラ１２から記録用紙にトナーが付着して汚れる虞がある。そのため、テストパターン像の二次転写ローラ１２への付着を回避する対策を講じている。

具体的には、テストパターン像が二次転写ニップに至る前に、二次転写ローラ１２を中間転写ベルト８から一旦離間させる。これにより、テストパターン像が二次転写ローラ１２に付着せずに通過することが可能である。また、二次転写ローラ１２にテストパターン像のトナーの帯電極性と同極性の電圧を印加して、二次転写ローラ１２に対してトナーを静電的に反発させることによっても、二次転写ローラ１２へのテストパターン像の付着を回避することができる。あるいは、二次転写ローラ１２に対してトナーを静電的に反発させる代わりに、二次転写ローラ１２に対向する駆動ローラ９にトナーの帯電極性と逆極性の電圧を印加して、テストパターン像を駆動ローラ９側に静電的に吸着させてもよい。

その後、中間転写ベルト８上のテストパターン像は、そのままベルトクリーニング装置１３へと供給され、ベルトクリーニング装置１３によって除去される。

しかしながら、テストパターン像は記録用紙に転写されず高濃度（トナーの付着量が多い状態）のままベルトクリーニング装置１３へ供給されるため、クリーニングが厳しい条件となる。特に、このようなクリーニング条件が厳しい場合は、クリーニング不良が発生する虞がある。そのため、本発明では、テストパターン像のクリーニングにおいて、クリーニングが良好に行われているか否かを判断し、クリーニング不良と判断された場合は、通常のクリーニング後、さらに追加クリーニングを実行するようにしている。以下、追加クリーニングの実行に関する構成及びその方法について詳しく説明する。

まず、本発明の実施例１に係る構成について説明する。
図２に示すように、上記転写装置７に設けられたベルトクリーニング装置１３は、クリーニング部材としての板状のクリーニングブレード２４を有する。このクリーニングブレード２４は、中間転写ベルト８の表面（外周面）に接触しており、中間転写ベルト８が回転した際、クリーニングブレード２４によって中間転写ベルト８上のトナー等の異物が（機械的に）掻き取られ除去される。

上記クリーニング動作中、クリーニングブレード２４は中間転写ベルト８上を摺接しているため、この摺接によって中間転写ベルト８には負荷が生じている。また、この中間転写ベルト８への負荷は、中間転写ベルト８を駆動させる駆動ローラ（駆動手段）のトルクに現れる。

例えば、図４のグラフは、クリーニングが良好に行われている場合の駆動ローラに生じるトルク変化の一例を示す。図４において符号Ｔで示す範囲は、中間転写ベルト上のテストパターン像がクリーニングブレードを通過している時間帯を示している。クリーニングが良好に行われている場合は、クリーニングブレードによってテストパターン像が掻き取られるため、その掻き取り動作によって中間転写ベルトにかかる負荷が大きくなる。従って、図４のグラフに示すように、テストパターン像が中間転写ベルトを通過している時間帯Ｔでは、それ以外（テストパターン像とクリーニングブレードが接触しない）の時間帯に比べ、中間転写ベルトを駆動させる駆動ローラに生じるトルクが大きくなる。この場合は、テストパターン像通過中のトルクと、それ以外の時間帯のトルクの、それぞれの所定時間あたりの積算値を算出すると、テストパターン像通過中のトルクの積算値は、それ以外の時間帯のトルクの積算値に対して、約５％上昇している。

一方、図５のグラフは、クリーニングが良好に行われていない場合の駆動ローラに生じるトルク変化の一例を示す。図５において符号Ｔで示す範囲は、図４と同様に、中間転写ベルト上のテストパターン像がクリーニングブレードを通過している時間帯を示している。しかし、この場合は、図４の場合と異なり、クリーニングブレードによってテストパターン像がほとんど掻き取られていないため、テストパターン像通過中のトルク（図５の範囲Ｔで生じるトルク）は、それ以外の時間帯のトルクに対して、ほとんど上昇していない。

このように、クリーニングが良好に行われている場合とそうでない場合とでは、駆動ローラに生じるトルクの上昇量が異なる。従って、このトルクの上昇量（差分）を、クリーニング動作に起因するクリーニング特性値として求めることで、クリーニングの良否を判断することが可能である。

また、上記駆動ローラに生じるトルクは、駆動ローラを駆動させるモータに生じるトルクに対応している。さらに、モータにトルクが生じるとき、そのモータには負荷電流が発生するが、モータに生じるトルクと負荷電流との間には、図６に示すような略比例関係が成立することが知られている。このことから、駆動ローラに生じるトルクは、モータに生じる負荷電流と対応していると言える。そこで、この実施例では、図２に示すように、モータ２５に生じる負荷電流を検出するための電流検出器２６を設け、モータ２５に生じる負荷電流の変化を検知することによって、駆動ローラ９に生じるトルクの変化を検出するようにしている。

なお、上記モータ２５は、中間転写ベルト以外の装置の駆動手段（モータ）と独立して設けてあることが望ましい。仮に、モータを中間転写ベルト以外の装置の駆動手段としても用いられていると、負荷電流（トルク）の変動が、クリーニングの良否以外の原因によって生じることも考えられ、クリーニングの良否を正確に判断できなくなる虞があるからである。従って、中間転写ベルトを個別のモータによって独立して回転駆動させることにより、クリーニングの良否判断を正確に行うことが可能となる。

また、クリーニングの良否判断の精度を向上させるために、駆動ローラ９の回転数とモータ２５の回転数をできる限り等しい状態に設定することが望ましいので、駆動ローラ９とモータ２５との間の減速比は１に近いことが望ましい。

図３は、本発明の実施例１に係る画像形成装置の電気回路の一部を示すブロック図である。
図３において、符号２７は画像形成装置全体を制御する制御手段としての制御ユニットである。この制御ユニット２７は、検出タイミング制御部２８と、演算部２９と、閾値記憶部３０と、追加クリーニング判断部３１（追加クリーニング判断手段）とを有する。

上記検出タイミング制御部２８は、電流検出器２６による負荷電流の検出タイミングを制御する手段である。詳しくは、電流検出器２６は、クリーニングブレードが中間転写ベルト上のテストパターン像に接触しているときと接触していないときの所定のタイミングでモータ２５に生じる負荷電流を検出するように制御されている。

なお、上記「クリーニングブレードがテストパターン像に接触しているとき」とは、テストパターン像がクリーニングブレードを通過しているときである。また、上記「クリーニングブレードがテストパターン像と接触していないとき」とは、中間転写ベルトが回転駆動中であって、テストパターン像がクリーニングブレードに到達する前、又はテストパターン像がクリーニングブレードを通過した後をいう。

また、上記負荷電流の検出タイミングは、濃度センサ２３がテストパターン像の濃度を検知するタイミングに基づいて制御される。濃度センサ２３がテストパターン像（濃度）を検知することにより中間転写ベルト上でのテストパターン像の位置を把握することができるので、その位置情報と中間転写ベルトの回転速度を考慮することにより、テストパターン像がクリーニングブレードに接触するタイミングを予測することができる。

上記演算部２９は、電流検出器２６で検出した負荷電流のデータを用いて演算処理する手段である。詳しくは、演算部２９は、クリーニングブレードがテストパターン像に接触しているときに検出した負荷電流と接触していないときに検出した負荷電流をそれぞれ所定時間分だけ積算し、それら積算した値の差分（差の絶対値）を算出するようになっている。この差分は、図４で説明したクリーニングブレードの掻き取り動作によって生じるトルクの上昇量に対応した値である。ここでは、前記差分を算出するにあたって、負荷電流を所定時間分だけ積算した値を用いることにより、負荷電流のばらつきなどによる誤差を低減させて、より高精度にクリーニングの良否を判断できるようにしている。また、負荷電流の積算値を算出する代わりに、負荷電流の所定時間当たりの平均値を算出するようにしてもよい。

上記閾値記憶部３０は、クリーニングの良否を判断するための境界値として設定された閾値を記憶している。この閾値は、実験やシミュレーションを行うことによって予め設定されている。

また、上記追加クリーニング判断部３１は、演算部２９が算出した値と閾値記憶部３０が記憶した閾値とを比較し、その結果に基づいて追加クリーニングを行うか否かを判断する手段である。この実施例では、追加クリーニング判断部３１の判断結果に基づいて、モータ２５（モータドライバ）を制御可能に構成されている。追加クリーニング判断部３１が追加クリーニングを行うと判断した場合は、通常のクリーニング後、モータ２５を駆動させてさらに中間転写ベルトを１回転以上させ、中間転写ベルト上のテストパターン像をクリーニングブレードに少なくとも１回接触させる。

以下、図１〜図３及び図７のフローチャートを参照しつつ、実施例１に係るクリーニング方法について説明する。
転写電圧の調整モードの実行を開始し、テストパターン像を感光体ドラム２上に形成する（図７のＳ１）。また、これとほぼ同時に、中間転写ベルト８を回転させ（図７のＳ２）、テストパターン像の形成直後にモータ２５に生じる負荷電流を電流検出器２６にて検出する（図７のＳ３）。このとき検出されるモータ２５の負荷電流は、テストパターン像がクリーニングブレード２４に到達する前に検出される。すなわち、これはクリーニングブレード２４がテストパターン像と接触していない状態で生じる負荷電流である。そして、検出した負荷電流のデータを演算部２９によって所定時間分だけ積算し、その積算した値を初期電流値Ａ１として図示しない記憶部に記憶する（図７のＳ４）。

その後、感光体ドラム２から中間転写ベルト８へテストパターン像が転写され、濃度センサ２３によってテストパターン像の濃度が検知される（図７のＳ５）。濃度が検知された後、中間転写ベルト８上のテストパターン像はベルトクリーニング装置１３へと供給される。そして、テストパターン像がクリーニングブレード２４を通過中にモータ２５に生じる負荷電流を電流検出器２６にて検出する（図７のＳ６）。なお、このときの負荷電流の検出タイミングは、上記濃度センサ２３がテストパターン像の濃度を検知したタイミングに基づいて、検出タイミング制御部２８が制御する。検出された負荷電流のデータは演算部２９によって所定時間分だけ積算され、その積算された値は通過時電流値Ａ２として図示しない記憶部に記憶される（図７のＳ７）。

さらに、演算部２９において、上記記憶された初期電流値Ａ１及び通過時電流値Ａ２を用いて、これらの差分Ｄを算出する（図７のＳ８）。そして、追加クリーニング判断部３１において、演算部２９で算出した差分Ｄと、閾値記憶部３０に予め記憶されている閾値Ｌとを比較し、差分Ｄが閾値Ｌ以下となるかを判断する（図７のＳ９）。

差分Ｄが閾値Ｌ以下である場合は、クリーニングブレード２４の掻き取り動作によるトルク上昇がほとんどない状態を示す。従って、この場合は、クリーニング不良が生じていると判断し、追加クリーニングを実行する（図７のＳ１０）。ここでは、追加クリーニングとして、中間転写ベルト８を２回転させる。追加クリーニングを実行することによって、中間転写ベルト８上のテストパターン像は、さらに２回クリーニングブレード２４と接触することになり、その結果、中間転写ベルト８上のテストパターン像が完全に除去される。なお、追加クリーニングにおいて、中間転写ベルト８を回転させる回数は、適宜変更可能である。

また、追加クリーニング時に中間転写ベルト８を回転させる際、中間転写ベルト８に対するクリーニングブレード２４の接触圧を一時的に大きくして、クリーニング性を向上させてもよい。中間転写ベルト８に対するクリーニングブレード２４の接触圧を大きくする手段としては、クリーニングブレード２４と対向する位置に設けたクリーニング対向ローラをクリーニングブレード２４側へ強く押し当てたり、クリーニングブレード２４を中間転写ベルト８側へ付勢するバネ等の付勢力を強くしたりするなどがある。

一方、差分Ｄが閾値Ｌより大きい場合は、クリーニングブレード２４の掻き取り動作によるトルク上昇がある程度生じている状態を示す。従って、この場合は、クリーニングが良好に行われていると判断し、追加クリーニングを行わず、クリーニングを終了する。以降、転写電圧の調整モードが実行されるごとに、上記工程を繰り返し行う。

次に、本発明の実施例２に係る構成について説明する。
上記実施例１では、クリーニング特性値として、モータに生じる負荷電流（トルク）を検出するようにしているが、実施例２では、クリーニング特性値として、クリーニングブレードに生じる振動を検出するようにしている。クリーニング動作中、クリーニングブレードが中間転写ベルト上のテストパターン像に接触した際、クリーニングが良好に行われていれば、クリーニングブレードがテストパターン像を掻き取る動作によってクリーニングブレードの先端に振動（スティックスリップ）が発生する。一方、クリーニングが良好に行われていない場合は、クリーニングが良好に行われている場合に比べて、前記クリーニングブレードに発生する振動が小さくなる。このことから、クリーニングブレードに生じる振動の大きさを検出することによって、クリーニングの良否を判断することが可能である。

そのため、図８に示すように、実施例２に係るベルトクリーニング装置１３は、クリーニング特性検出手段としての振動検出手段３２を、クリーニングブレード２４の先端に有している。なお、図８において、図２と同一の符号は、同一の部材又は装置を示している。

上記振動検出手段３２としては、例えば、圧電素子を使用することが可能である。圧電素子は、圧力を加えることにより電圧を発生したり、逆に電圧を与えると変形したりする特性を持つものである。従って、振動が発生すると圧電素子に力が加わり、それに応じて電圧を発生するので、発生した電圧を計測することで振動状態を定量的に検出することが可能である。また、圧電素子を振動検出手段３２として使用した場合は、ベルトクリーニング装置１３にも大きなスペースを必要とせずに設置することが可能となる。

実施例２に係るクリーニング方法は、基本的に上記実施例１と同様の方法で行う。すなわち、クリーニングブレードが中間転写ベルト上のテストパターン像に接触しているときと接触していないときの所定のタイミングでクリーニングブレードに生じる振動を振動検出手段３２で検出し、それらの差分を算出し、その差分と予め設定した閾値とを比較する。そして、差分が閾値以下の場合は、クリーニング不良が発生していると判断して、追加クリーニングを実行する。一方、差分が閾値より大きい場合は、クリーニングが良好に行われていると判断し、追加クリーニングを実行せずにクリーニングを終了する。また、実施例２において、クリーニングに関する制御系の電気回路やクリーニング方法のフローチャートは、実施例１のモータの負荷電流を検知する点をクリーニングブレードの振動を検知する点に代える以外は、実施例１で説明した電気回路（図３参照）やフローチャート（図７参照）と同様であるので、詳しい説明を省略する。

以上のように、本発明は、クリーニング動作に起因する負荷電流値（トルク）あるいは振動等のクリーニング特性値を検出することにより、クリーニング時にクリーニング不良が発生しているか否かを判断することが可能である。

従って、本発明によれば、クリーニングブレードの劣化などでクリーニング性が経時的に低下しても、その結果生じるクリーニング不良を発見することができる。そして、クリーニング不良を発見した場合は、追加クリーニングを行うことによって、確実にクリーニングを行うことができる。これにより、信頼性の高い画像形成装置を提供することが可能である。さらに、上記本発明の実施例のように、検出手段として安定性のある電流検出器や振動検出手段を適用することにより、信頼性の向上が期待できる。

また、本発明によれば、クリーニング不良が生じていないと判断した場合は、追加クリーニングを行うことがないので、クリーニングブレードや中間転写ベルト等に余計な負荷を与えることがない。これにより、クリーニングブレードや中間転写ベルト等の摩耗を抑制することができ、クリーニング性の長期的維持及び長寿命化を図れる。さらに、不要な追加クリーニングを行うことによるプリント速度等の稼働性の低下や無駄なエネルギー消費を防止できる。

また、本発明は上述の実施例に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加え得ることは勿論である。例えば、本発明を、濃度検知用のパッチ状のテストパターン像以外に、画像の位置ずれ検知用のライン状のテストパターン像をクリーニングする装置として適用することも可能である。また、本発明を、トナーの付着量が多い上記テストパターン像以外に、トナーの付着量が比較的少ない転写後の残留トナーをクリーニングする装置として適用することも可能である。さらに、本発明を、トナー以外の付着物（クリーニング除去物）をクリーニングする装置として適用することもできる。

また、中間転写ベルトに対するトナー（又はその他の付着物）の付着力が大きいほど、クリーニングが良好なときとそうでないときのトルク差（クリーニングブレードの掻き取り動作によるトルク上昇）が大きくなるため、クリーニング良否の判断が行いやすくなり、その判断精度が向上する。一般に、中間転写ベルトに対するトナーの付着力は、トナーと中間転写ベルトのそれぞれの材質などによって異なる。中間転写ベルトに対するトナーの付着力を定量化する方法としては、例えば、中間転写ベルト上に付着させたトナー（ベタのパッチ）を、所定の風圧で吹き飛ばし、吹き飛んだ直径（あるいは面積）を比較する方法がある。この方法で、ポリエチレン系の中間転写ベルトと、ポリイミド系の中間転写ベルトを比較した場合、ポリエチレン系の中間転写ベルトの方がトナーの吹き飛び径が小さくトナーの付着力が大きい。従って、中間転写ベルトの材料として、ポリエチレン系の素材を用いた場合は、中間転写ベルトに対するトナーの付着力が大きくなるため、クリーニング良否の判断精度が向上する。

また、上記本発明の実施例では、中間転写ベルトをクリーニングする場合を例に上げて説明したが、中間転写ベルト等のベルト状の回転体以外に、感光体ドラム等のドラム状の回転体やそれ以外の回転体をクリーニングする場合にも本発明を適用可能である。また、本発明に係る画像形成装置としては、図１に示すカラー画像形成装置に限らず、モノクロ画像形成装置や、複写機、プリンタ、ファクシミリ、あるいはこれらの複合機等であってもよい。

７転写装置
８中間転写ベルト
９駆動ローラ
１３ベルトクリーニング装置
２４クリーニングブレード（クリーニング部材）
２５モータ
２６電流検出器（クリーニング特性検出手段）
３１追加クリーニング判断部（追加クリーニング判断手段）
３２振動検出手段（クリーニング特性検出手段）

特開２００６−２５９１６７号公報

Claims

回転体の表面に接触してその表面をクリーニングするクリーニング部材を備えたクリーニング装置において、
前記クリーニング部材のクリーニング動作に起因するクリーニング特性値を検出するクリーニング特性検出手段と、
前記クリーニング特性検出手段の検出情報に基づいて追加クリーニングを行うか否かを判断する追加クリーニング判断手段を備えたことを特徴とするクリーニング装置。
前記クリーニング特性値を、クリーニング動作中に前記回転体の駆動手段に生じるトルクとした請求項１に記載のクリーニング装置。
前記回転体を駆動させるモータに生じる負荷電流を検出することによって、前記トルクを検出するようにした請求項２に記載のクリーニング装置。
クリーニング動作中に前記クリーニング部材がクリーニング除去物と接触しているときと接触していないときの前記モータに生じる負荷電流を前記クリーニング特性検出手段によって検出し、前記クリーニング部材がクリーニング除去物に接触しているときに検出した負荷電流と接触していないときに検出した負荷電流との差分が予め設定した閾値以下である場合に、前記追加クリーニング判断手段が前記追加クリーニングを行うと判断するように構成した請求項３に記載のクリーニング装置。
前記クリーニング部材がクリーニング除去物に接触しているときに検出した負荷電流と接触していないときに検出した負荷電流とのそれぞれ所定時間分の積算値の差分を算出し、その差分が予め設定した閾値以下である場合に、前記追加クリーニング判断手段が前記追加クリーニングを行うと判断するように構成した請求項４に記載のクリーニング装置。
前記回転体を個別の駆動手段によって独立して回転駆動させるように構成した請求項２から５のいずれか１項に記載のクリーニング装置。
前記クリーニング特性値を、クリーニング動作中に前記クリーニング部材に生じる振動とした請求項１に記載のクリーニング装置。
前記追加クリーニングを、前記回転体を回転させてその回転体上のクリーニング除去物を前記クリーニング部材に少なくとも１回以上接触させることにより行うようにした請求項１から７のいずれか１項に記載のクリーニング装置。
前記追加クリーニングを行う際に、前記回転体に対する前記クリーニング部材の接触圧を大きくするように構成した請求項８に記載のクリーニング装置。
表面に転写された画像を記録媒体に転写する回転体と、前記回転体の表面に接触してその表面をクリーニングするクリーニング装置を備えた転写装置において、
前記クリーニング装置として請求項１から９のいずれか１項に記載のクリーニング装置を備えたことを特徴とする転写装置。
前記回転体の表面に担持させるテストパターン像を形成するパターン形成手段を備え、
前記クリーニング装置によって前記テストパターン像をクリーニングするように構成した請求項１０に記載の転写装置。
前記テストパターン像の濃度を検知する濃度検知手段を備え、その濃度検知手段が前記テストパターン像の濃度を検知するタイミングに基づいて、前記クリーニング特性検出手段の検出タイミングを制御するように構成した請求項１１に記載の転写装置。
表面に画像を担持する回転体と、前記回転体の表面に接触してその表面をクリーニングするクリーニング装置を備えた画像形成装置において、
前記クリーニング装置として請求項１から９のいずれか１項に記載のクリーニング装置を備えたことを特徴とする画像形成装置。
回転体の表面に接触したクリーニング部材によって前記回転体の表面をクリーニングするクリーニング方法において、
前記クリーニング部材のクリーニング動作に起因するクリーニング特性値を検出し、そのクリーニング特性値の検出結果に基づいて追加クリーニングを行うか否かを判断することを特徴とするクリーニング方法。
クリーニング動作中に前記回転体の駆動手段に生じるトルクを前記クリーニング特性値として検出する請求項１４に記載のクリーニング方法。
前記回転体を駆動させるモータに生じる負荷電流を検出することによって、前記トルクを検出する請求項１５に記載のクリーニング方法。
クリーニング動作中に前記クリーニング部材がクリーニング除去物と接触しているときと接触していないときの前記モータに生じる負荷電流を検出し、前記クリーニング部材がクリーニング除去物に接触しているときに検出した負荷電流と接触していないときに検出した負荷電流との差分が予め設定した閾値以下である場合に、前記追加クリーニングを行う請求項１６に記載のクリーニング方法。
クリーニング動作中に前記クリーニング部材に生じる振動を前記クリーニング特性値として検出する請求項１４に記載のクリーニング方法。