JP2012185244A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】クリーニングブレードの欠けや摩耗を早期に検知することができるようにする。
【解決手段】画像形成装置１は、感光体２１と、クリーニング部２６と、付着部４３ａと、検知部３２とを備えている。クリーニング部２６は、感光体２１に当接し、転写材にトナー像を転写した後の感光体２１の表面に残るトナーを除去するクリーニングブレード４３を有している。付着部４３ａには、感光体２１とクリーニングブレード４３との当接箇所から感光体２１の回転方向Ｒの下流側であって、感光体２１とクリーニングブレード４３によって形成される空間５０に舞い上がったトナーが付着する。そして、検知部３２は、付着部４３ａに付着したトナーを検知する。
【選択図】図２

Description

本発明は、感光体や中間転写ベルト等の像担持体の表面に残留するトナーを除去するクリーニング部を備えた画像形成装置に関するものである。

一般的に、画像形成装置は、まず像担持体である感光体を帯電させると共に原稿画像に合わせて電荷を消去、いわゆる露光し、感光体に静電潜像を形成する。この感光体の静電潜像に現像部を用いてトナーを付着させて、感光体にトナー像を形成する。そして、感光体に形成したトナー像を中間転写ベルトや用紙等の転写材に転写して、画像を形成している。また、感光体表面に残留しているトナーは、クリーニング部によって除去される。

代表的なクリーニング方式としては、弾性ゴム等からなるクリーニングブレードを感光体や中間転写ベルト等の像担持体の表面に圧接させて、像担持体の表面に残留しているトナーを掻き落とす方式である。

このクリーニングブレードを用いた方式では、クリーニングブレードを感光体や中間転写ベルト等に圧接させているため、感光体や中間転写ベルト等の表面とクリーニングブレードとの間に摩擦力が生じる。この摩擦力によって、クリーニングブレードには、時間の経過とともに摩耗が発生する。

さらに時間が経過すると、クリーニングブレードの摩耗が増大し、クリーニングブレードに欠けが生じる。そして、クリーニングブレードに欠けが生じると、その欠けの部分から残留トナーが擦り抜けて像担持体の表面にトナーが残る。この像担持体の表面に残留するトナーによって、帯電不良、露光不良や転写材に残留トナーの付着が発生し、次回以降の画像形成に悪影響を与えていた。

このため、クリーニングブレードの欠けを検知するために、従来では、像担持体の表面に残るトナー、すなわちクリーニングブレードの欠けから擦り抜けたトナーを捕集する捕集手段を設けている。そして、この捕集手段に捕集されたトナーを検知センサによって検知することで、クリーニングブレードの欠けを検知するものが提案されている（例えば、特許文献１を参照）。

特開２００５−２２１９８９号公報

しかしながら、特許文献１に記載された画像形成装置では、クリーニングブレードからトナーが擦り抜けることによって、クリーニングブレードの欠けを検知していたため、クリーニングブレードの欠けを検知した時には、すでに像担持体の表面にクリーニングブレードから擦り抜けた残留トナーが付着している。その結果、クリーニングブレードから擦り抜けたトナーが転写材に付着したり、帯電不良等が生じたりすることで、画像不良が発生するおそれがあった。

本発明の目的は、上記従来技術における実情を考慮し、クリーニングブレードの欠けや摩耗をトナーの擦り抜けが発生する前に検知することができる画像形成装置を提供することにある。

上記課題を解決し、本発明の目的を達成するため、本発明の画像形成装置は、転写材に転写されるトナー像が形成される像担持体と、像担持体に当接し、転写材にトナー像を転写した後の像担持体の表面に残るトナーを除去するクリーニングブレードを有するクリーニング部を備える。さらに、像担持体とクリーニングブレードとの当接箇所から像担持体の移動方向の下流側であって、像担持体とクリーニングブレードによって形成される空間に舞い上がったトナーが付着する付着部と、付着部に付着したトナーを検知する検知手段と、を備えている。

上記構成の画像形成装置によれば、クリーニングブレードと像担持体の当接箇所から舞い上がり、かつ付着部に付着したトナーを検知しているため、トナーの擦り抜けが発生する前にクリーニングブレードの摩耗を早期に検知することができる。これにより、クリーニングブレードに欠けが生じる前に、新しいクリーニングブレードに交換することができ、トナーの擦り抜けによって生じる画像不良の発生を防ぐことが可能となる。

本発明の第１の実施の形態例にかかる画像形成装置を示す全体構成図である。 本発明の第１の実施の形態例にかかる画像形成装置のクリーニング部を示す概略断面図である。 本発明の第１の実施の形態例にかかる画像形成装置の制御系を示すブロック図である。 クリーニング部のクリーニングブレードからトナーの擦り抜けが発生するまでの状態を示す説明図である。 本発明の第１の実施の形態例にかかる画像形成装置の検知部によるクリーニングブレードの摩耗検知と、従来の画像形成装置の検知部によるクリーニングブレードの摩耗検知を説明する説明図である。 本発明の第１の実施の形態例にかかる画像形成装置のクリーニング部のクリーニングブレードの自動交換動作について説明する図であり、図６Ａはトナーの舞い上がりが発生した状態を示す説明図、図６Ｂはクリーニングブレードの交換時の状態を示す説明図である。 本発明の第１の実施の形態例にかかる画像形成装置のクリーニングブレードの摩耗検知の処理を示すフローチャートである。 本発明の第１の実施の形態例にかかる画像形成装置のクリーニングブレードの摩耗検知の処理における他の例を示すフローチャートである。 本発明の第２の実施の形態例にかかる画像形成装置のクリーニング部を示す概略断面図である。

以下、本発明の画像形成装置の実施の形態例について、図１〜図９を参照して以下の順序で説明する。なお、各図において共通の部材には、同一の符号を付している。また、本発明は、以下の形態に限定されるものではない。
１．第１の実施の形態例
１−１．画像形成装置の構成
１−２．画像形成装置の動作
２．第２の実施の形態例

＜１．第１の実施の形態例＞
１−１．画像形成装置の構成
まず、図１〜図８を参照して本発明の第１の実施の形態例（以下、「本例」ともいう。）にかかる画像形成装置について説明する。
図１は、本発明の画像形成装置の第１の実施の形態例を示す全体構成図である。

図１に示すように、画像形成装置１は、電子写真方式により用紙に画像を形成するものであり、原稿搬送部１１と、画像読取部１２と、画像形成部１３と、操作表示部１４と、制御部１５を有する。

原稿搬送部１１は、画像読取部１２の読取位置に原稿を１枚ずつ搬送する。画像読取部１２は、原稿搬送部１１により搬送された原稿又は原稿台１６に載置された原稿の画像を読み取って、画像データを生成する。

画像形成部１３は、像担持体の一例を示すドラム状の感光体２１と、感光体２１の周囲に配置された帯電部２２、露光部２３、現像部２４、転写部２５Ａ、分離部２５Ｂ及びクリーニング部２６を有している。帯電部２２は、感光体２１の表面を一様に帯電する。露光部２３は、原稿から読み取られた画像データに基づいて、感光体２１上に露光走査を行って潜像を形成する。現像部２４は、潜像を現像して感光体２１の表面にトナー像を形成する。

用紙Ｓ１は、用紙収納部２７に収納されている。この用紙Ｓ１は、給紙部２８Ａにより給紙されて転写位置へ送られる。転写部２５Ａは、転写位置へ送られた用紙Ｓ１上に感光体２１に形成されたトナー像を転写する。分離部２５Ｂは、トナー像が転写された用紙Ｓ１の裏面の電荷を消去して、用紙Ｓ１を感光体２１から分離する。感光体２１から分離した用紙Ｓ１は、中間搬送部２８Ｂにより搬送され、定着部２９へ送られる。定着部２９は、用紙Ｓ１に転写されたトナー像を加熱定着させる。

定着部２９の下流には、切換ゲート２８Ｃが配置されている。切換ゲート２８Ｃは、定着部２９を通過した用紙Ｓ１の搬送路を切り換える。すなわち、切換ゲート２８Ｃは、片面画像形成におけるフェースアップ排紙を行う場合に、用紙Ｓ１を直進させる。これにより、用紙Ｓ１は、一対の排紙ローラ２８Ｄによって排紙される。また、切換ゲート２８Ｃは、片面画像形成におけるフェースダウン排紙及び両面画像形成を行う場合に、用紙Ｓ１を下方に案内する。

フェースダウン排紙を行う場合は、切換ゲート２８Ｃによって用紙Ｓ１を下方に案内した後に、用紙Ｓ１の後端が切換ゲート２８Ｃを通過した時点で用紙Ｓ１の搬送方向を切り換え、一対の排紙ローラ２８Ｄによって排紙する。また、両面画像形成を行う場合は、切換ゲート２８Ｃによって用紙Ｓ１を下方に案内した後に、用紙反転搬送部２８Ｅに送り込む。そして、表裏反転した用紙Ｓ１を、再給紙路２８Ｆを介して再び転写位置に送る。

また、一対の排紙ローラ２８Ｄの下流側に、用紙Ｓ１を折ったり、用紙Ｓ１に対してステープル処理等を行ったりする後処理装置を配置してもよい。

クリーニング部２６は、転写材である用紙Ｓ１にトナー像を転写した後の感光体２１の表面に残留しているトナーを除去する。なお、このクリーニング部２６の詳細な構成については、後述する。

操作表示部１４は、タッチパネル等を有しており、ユーザが画像形成装置１を動作させるためのジョブ情報を入力する入力部として機能する。この操作表示部１４では、例えば、用紙Ｓ１のサイズの選択や枚数の選択等をジョブ情報として入力することができる。操作表示部１４で入力されたジョブ情報は、制御部１５に送信される。さらに、操作表示部１４は、後述するクリーニング部２６（図２参照）のクリーニングブレード４３の交換時期をユーザに知らせる報知手段としての役割も有している。

また、操作表示部１４は、スタートボタンを有している。このスタートボタンをユーザが押圧することにより、画像形成装置１が、操作表示部１４により入力されたジョブ情報に関連する動作を開始する。制御部１５は、受信したジョブ情報に基づいて画像形成装置１の画像形成動作を制御するものであり、例えばＣＰＵ（中央演算処理装置）からなる。

［クリーニング部］
次に、図２を参照してクリーニング部２６について説明する。
図２は、クリーニング部２６を示す概略断面図である。
この図２に示すように、クリーニング部２６は、ブレードユニット３１と、検知手段である検知部３２と、クリーニングブラシ３３と、フリッカー３４と、スクレーパ３５と、トナー回収部３６を有している。

そして、ブレードユニット３１、クリーニングブラシ３３、フリッカー３４、スクレーパ３５及びトナー回収部３６は、中空のクリーニング筐体３７に収納されている。クリーニング筐体３７は、底部を構成する第１の筐体３７ａと、この第１の筐体３７ａの鉛直方向の上方に接続される第２の筐体３７ｂとを有している。また、クリーニング筐体３７は、感光体２１と対向する側に開口を形成している。

クリーニングブラシ３３は、クリーニング筐体３７に回転可能に支持されるブラシ軸３３ａと、ブラシ軸３３ａの全周に巻き付けられたブラシ部３３ｂとを有し、略円柱状に形成されている。このクリーニングブラシ３３は、ブラシ部３３ｂをクリーニング筐体３７の開口から露出させた状態で、クリーニング筐体３７に回転可能に支持される。また、クリーニングブラシ３３のブラシ部３３ｂは、感光体２１の表面に当接する。そして、このクリーニングブラシ３３は、不図示の駆動機構によって感光体２１の移動方向である回転方向Ｒとは逆方向に回転駆動し、感光体２１の表面に残留するトナーを掻き落とす。

クリーニングブラシ３３のブラシ部３３ｂは、例えば、ポリプロピレン等の樹脂製のブラシ繊維から構成されており、潤滑剤としてフッ素系樹脂粉体が予め塗布されている。また、クリーニングブラシ３３には、円柱状のフリッカー３４が当接している。

フリッカー３４は、例えば、ステンレス製の丸棒からなり、感光体２１の回転方向Ｒと同一方向に回転する。そして、フリッカー３４は、クリーニングブラシ３３のブラシ部３３ｂを摺擦することによりブラシ部３３ｂに付着したトナーを除去する。このフリッカー３４には、スクレーパ３５が当接している。

スクレーパ３５は、弾力を持った樹脂性のフィルム部材からなり、固定部材３８を介してクリーニング筐体３７に固定されている。このスクレーパ３５は、フリッカー３４に吸着されたトナーをクリーニング筐体３７の底部である第１の筐体３７ａ側に掻き落とすものである。第１の筐体３７ａには、トナー回収部３６が設けられている。

トナー回収部３６は、クリーニングブラシ３３や後述するブレードユニット３１のクリーニングブレード４３によって掻き落とされたトナーを回収し、図示しないトナー容器へ順次送り出している。

ブレードユニット３１は、クリーニングブラシ３３と感光体２１との当接箇所である接触点よりも感光体２１の移動方向である回転方向Ｒの下流側に配置されている。ブレードユニット３１は、回転部材４０と、回転部材４０を支持する回転軸４１と、回転部材４０に取り付けられたブレード回転軸４２と、ブレード回転軸４２に固定される２つのクリーニングブレード４３、４３´とを有している。回転軸４１は、クリーニング筐体３７に取り付けられている。この回転軸４１には、不図示の駆動部が設けられている。そして、回転軸４１は、回転部材４０を矢印Ｐの方向に回転可能に支持している。

ブレード回転軸４２は、回転部材４０に回転可能に支持されている。このブレード回転軸４２の軸方向の一端部には、ブレード回転軸４２を回転駆動させる不図示の回転機構が設けられている。この回転機構は、例えば、ラチェット機構とばね部材から構成される。そして、ラチェット機構のロックが外れると、ばね部材のばね力によってブレード回転軸４２が矢印Ｍの方向に回転する。なお、ブレード回転軸４２を回転させる回転機構としては、ラチェット機構とばね部材だけでなく、駆動モータ等を用いてもよい。

クリーニングブレード４３と交換用のクリーニングブレード４３´には、それぞれ支持部材４５と、固定部４４が設けられている。そして、固定部４４が固定ねじ４６を介してブレード回転軸４２の周面部に取り付けられることで、２つのクリーニングブレード４３、４３´は、ブレード回転軸４２に固定される。このクリーニングブレード４３と交換用のクリーニングブレード４３´は、ブレード回転軸４２を中心に対称な位置に取り付けられている。なお、ブレードユニット３１によって２つのクリーニングブレード４３、４３´の自動交換機構を構成している。

２つのクリーニングブレード４３、４３´は、弾性ゴム等によって板状に形成された部材である。この２つのクリーニングブレード４３、４３´のうち一つのクリーニングブレード４３は、ブレード回転軸４２に取り付けられた状態で、感光体２１の表面に当接している。具体的には、クリーニングブレード４３における支持部材４５と反対側の端部の角部（いわゆるエッジ）が、感光体２１の表面に対して鋭角に当接している。

そして、このクリーニングブレード４３は、クリーニングブラシ３３で除去しきれなかった感光体２１の表面に残留するトナーを掻き落とすものである。

本例では、ブレード回転軸４２に２つのクリーニングブレード４３、４３´を設けた例を説明したが、ブレード回転軸４２にクリーニングブレード４３を１つだけ、あるいは３つ以上設けてもよい。なお、クリーニングブレード４３を１つだけ設けた場合、クリーニングブレード４３の交換は、サービスマンまたはユーザによって行われる。

また、クリーニングブレード４３における感光体２１との当接箇所から感光体２１の回転方向Ｒの下流側で、かつ感光体２１と対向する一面４３ａ、いわゆる腹面は、付着部としての役割を有している。このクリーニングブレード４３の一面４３ａには、クリーニングブレード４３における感光体２１との当接箇所から感光体２１の回転方向Ｒの下流側であって、感光体２１とクリーニングブレード４３で形成される空間５０に舞い上がったトナーが付着する。このように、クリーニングブレード４３の一面４３ａを付着部として用いることで、新たに付着部として部材を設ける必要がなくなり、部品点数を削減することができる。

さらに、感光体２１とクリーニングブレード４３との当接箇所から感光体２１の回転方向Ｒの下流側には、検知部３２が配置されている。検知部３２は、発光素子と受光素子を有する反射型の光学センサである。検知部３２の発光素子は、クリーニングブレード４３の一面４３ａに光を照射している。そして、検知部３２は、クリーニングブレード４３の一面４３ａから反射した光を受光素子で受光し、クリーニングブレード４３の一面４３ａ、すなわち付着部に付着したトナーを検知している。検知部３２は、検知したトナー、すなわち受光素子で受光した検知光量に応じて検知信号を生成している。そして、検知部３２は、生成した検知信号を制御部１５に送信する。

なお、検知部３２によるクリーニングブレード４３の一面４３ａに付着したトナーの検知は、クリーニングブレード４３の一面４３ａ全体を検知してもよく、あるいはクリーニングブレード４３の一面４３ａの一部を検知するようにしてもよい。ここで、感光体２１とクリーニングブレード４３との当接箇所から空間５０に舞い上がるトナーは、感光体２１とクリーニングブレード４３の当接箇所の両端部で多く発生する。そのため、クリーニングブレード４３の一面４３ａの一部を検知する場合は、感光体２１とクリーニングブレード４３との当接箇所の端部を検知することが好ましい。

また、露光部２３（図１参照）に用いられている光源を、検知部３２を構成する発光素子として適用してもよい。さらに、本例では、検知部３２として反射型の光学センサを用いた例を説明したが、検知部３２としては、透過型の光学センサを用いてもよい。透過型の光学センサを用いる場合、クリーニングブレード４３には、透明または半透明（透光性を有する）の部材を用いることが好ましい。そして、検知部３２を構成する発光素子と受光素子は、クリーニングブレード４３を間に挟んで対向する位置に配置される。

［画像形成装置の各部のハードウェア構成］
次に、図３を参照して、本例の画像形成装置１の各部のハードウェア構成について説明する。
図３は、本例の画像形成装置１の制御系を示すブロック図である。

図３に示すように、画像形成装置１は、制御部１５と、制御部１５が実行するプログラム等を記憶するためのＲＯＭ（Read Only Memory）１０２と、制御部１５の作業領域として使用されるＲＡＭ（Random Access Memory）１０３と、を有する。さらに、大容量記憶装置としてのハードディスクドライブ（ＨＤＤ）１０４と、報知手段の一例を示す操作表示部１４を有する。なお、ＲＯＭ１０２としては、通常電気的に消去可能なプログラマブルＲＯＭが用いられる。

制御部１５は、ＲＯＭ１０２、ＲＡＭ１０３、ＨＤＤ１０４及び操作表示部１４にそれぞれシステムバス１０７を介して接続され、装置全体を制御する。また、制御部１５は、画像読取部１２、画像処理部１１０、画像形成部１３、給紙部２８Ａ、クリーニング部２６にシステムバス１０７を介して接続されている。

ＨＤＤ１０４は、画像読取部１２で読み取って得た原稿画像の画像データを記憶したり、出力済みの画像データ等を記憶したりする。操作表示部１４は、液晶表示装置（ＬＣＤ）又は有機ＥＬＤ（Electro Luminescence Display）等のディスプレイからなるタッチパネルである。この操作表示部１４は、ユーザに対する指示メニューや取得した画像データに関する情報や、クリーニングブレード４３の交換時期等を表示する。さらに、操作表示部１４は、複数のキーを備え、ユーザのキー操作による各種の指示、文字、数字などのデータの入力を受け付けて入力信号を出力する。

画像読取部１２は、原稿画像を光学的に読み取って電気信号（画像データ）に変換する。画像読取部１２によって生成された画像データや、画像形成装置１に接続された外部装置の一例を示すＰＣ（パーソナルコンピュータ）１２０から送信される画像データは、画像処理部１１０に送られ、画像処理される。画像処理部１１０は、受信した画像データをアナログ処理、Ａ／Ｄ変換、シェーディング補正、画像圧縮等の処理を行う。

なお、本例では、外部装置としてパーソナルコンピュータを用いた例を説明したが、これに限定されるものではなく、外部装置は、例えばファクシミリ装置等その他各種の装置を用いることができる。

画像形成部１３は、画像処理部１１０によって画像処理された画像データを受け取り、用紙Ｓ１上に画像を形成する。

さらに、制御部１５には、システムバス１０７を介してクリーニング部２６の検知部３２が接続されている。制御部１５は、検知部３２からの検知信号に基づいてクリーニングブレード４３の交換時期を判断する。そして、制御部１５は、クリーニングブレード４３が交換時期であると判断すると、操作表示部１４に交換時期である事を表示してユーザに報知する。あるいは、制御部１５は、ブレードユニット３１の自動交換機構を駆動させてクリーニングブレード４３の交換を行う。

なお、報知手段として操作表示部１４に表示させる例を説明したが、報知手段は、これに限定されるものではなく、ブザー音等の音声によってユーザにクリーニングブレード４３の交換時期を報知させるようにしてもよい。

１−２．画像形成装置の動作
［従来例との比較］
次に、図４及び図５を参照して、本例のクリーニング部２６を有する画像形成装置１と従来のクリーニング部を有する特許文献１に記載された画像形成装置によるクリーニングブレードの摩耗検知について説明する。

図４は、正常なクリーニングブレード４３の状態からトナーの擦り抜けが発生するまでの状態について示す説明図である。図５Ａは、時間経過によるクリーニングブレード４３の摩耗量を示すグラフであり、図５Ｂは、時間経過とクリーニングブレード４３から舞い上がるトナー量とクリーニングブレード４３から擦り抜けたトナーの量を示すグラフである。図５Ｃは、本例の検知部３２によって検知される検知光量と従来の検知部によって検知される検知光量を示すグラフである。

まず、図４Ａに示すように、クリーニングブレード４３が正常な状態、すなわちクリーニングブレード４３が摩耗していない状態では、クリーニングブレード４３は、感光体２１の表面に密接している。そのため、トナーＦの擦り抜けや微少なトナーｆの舞い上がりは、発生していない。

しかし、図５Ａに示すように、クリーニングブレード４３は、時間ｔ_１までの時間経過によって摩耗していくことが分かる。クリーニングブレード４３に微少な摩耗が生じてくると、クリーニングブレード４３のエッジが感光体２１の表面を押さえつける力が弱まる。その結果、感光体２１とクリーニングブレード４３との当接箇所から感光体２１の移動方向である回転方向Ｒの下流側に空気が通り抜ける。

空気の通り抜けが生じた場合、図４Ｂに示すように、クリーニングブレード４３の摩耗量が微少であるため、視認できる程度の大きなトナーＦは、感光体２１の回転方向Ｒの下流側に擦り抜けられない。したがって、感光体２１の表面にトナーＦが残留することがないため、図５Ｃの点線で示すように、感光体２１の表面に残留するトナーＦを検知する従来の画像形成装置の検知部の検知光量は、時間ｔ_１において低下しない。

空気が感光体２１とクリーニングブレード４３との当接箇所から感光体２１の回転方向Ｒの下流側に通り抜けると、図４Ｂに示すように、この空気に乗って感光体２１の回転方向Ｒの下流側における空間５０に視認できない程度の微少なトナーｆが舞い上がる。そして、感光体２１とクリーニングブレード４３との当接箇所から空間５０に舞い上がった微少なトナーｆは、付着部であるクリーニングブレード４３における感光体２１に対向する側の一面４３ａに付着する。

また、図５Ａ、図５Ｂに示すように、クリーニングブレード４３の摩耗量が増大することで、感光体２１とクリーニングブレード４３との当接箇所から舞い上がる微少なトナーｆの量が増加する。したがって、付着部であるクリーニングブレード４３の一面４３ａに付着する微少なトナーｆの量も増える。その結果、図５Ｃに示すように、本例の検知部３２によって検知される検知光量が低下する。そして、付着部に付着した微少なトナーｆの量が増加し、時間ｔ_１において検知光量が予め設定した閾値Ｑに達すると、本例の画像形成装置１は、クリーニングブレード４３が摩耗した状態であると判定する。

なお、本例の画像形成装置１の閾値Ｑは、後述する図４Ｃに示すようにトナーＦの擦り抜けが発生する前の状態でクリーニングブレード４３の摩耗を検知できる値に設定されている。

さらに、時間ｔ_２まで経過する間に、クリーニングブレード４３の摩耗が進行すると、クリーニングブレード４３に欠けが生じる。その結果、図４Ｃに示すように、微少なトナーｆの舞い上がりは起こらなくなるが、視認できる程度の大きなトナーＦの擦り抜けが発生し、感光体２１の表面にトナーＦが残留する。この感光体２１の表面に残留するトナーＦが画像不良の原因となる。従来の画像形成装置では、この状態で初めてクリーニングブレード４３の欠けを検知することができる。これに対し、本例の画像形成装置１では、画像不良の原因となるトナーＦの擦り抜けが発生する前にクリーニングブレード４３の摩耗を検知することができる。その結果、本例の画像形成装置１によれば、画像不良が発生することを未然に防ぐことが可能である。

そして、図５Ｂに示すように、時間ｔ_２まで経過する間に、微少なトナーｆの舞い上がり量は減少するが、視認できる程度の大きなトナーＦの擦り抜け量は増加する。図５Ｃに示すように、本例の画像形成装置１がクリーニングブレード４３の摩耗を検知した後に、従来の画像形成装置では、検知部によって検知される検知光量が低下し始める。そして、時間ｔ_２において検知光量が閾値Ｑまで低下すると、従来の画像形成装置は、クリーニングブレード４３の欠けを検知する。

以上のように、本例の画像形成装置１がクリーニングブレード４３の摩耗を検知した時間をｔ_１し、従来の画像形成装置がクリーニングブレード４３の欠けを検知した時間をｔ_２とすると、ｔ_１＜ｔ_２であることが分かる。これにより、本例の画像形成装置１は、感光体２１の表面に残留するトナーＦを検知する従来の画像形成装置よりもクリーニングブレード４３の摩耗を早期に検知することができる。

さらに、大量に画像形成処理を行う場合、従来の画像形成装置では、クリーニングブレード４３の欠けを検知するまでに時間がかかっていたため、大量の画像不良が発生するおそれがあった。特に、一度に大量の画像を形成する画像形成装置では問題となっていた。これに対し、本例の画像形成装置１では、クリーニングブレード４３に欠けが生じる前に、クリーニングブレード４３の微少な摩耗を検知することができるため、画像不良が大量に発生することを未然に防止することができる。

［クリーニングブレードの自動交換］
次に、図６Ａ及び図６Ｂを参照してクリーニングブレード４３の自動交換について説明する。図６Ａ及び図６Ｂはブレードユニット３１がクリーニングブレード４３を交換する状態を示す概略断面図である。

図６Ａに示すように、クリーニングブレード４３に微少な摩耗が生じると、感光体２１とクリーニングブレード４３との当接箇所から感光体２１の回転方向Ｒの下流側における空間５０に微少なトナーｆが舞い上がる。そして、クリーニングブレード４３の一面４３ａに舞い上がった微少なトナーｆが付着する。そのため、クリーニングブレード４３の一面４３ａから反射される光の量が減少し、検知部３２で検知される検知光量が低下する。

図６Ｂに示すように、検知部３２で検知される検知光量が閾値Ｑよりも低下すると、自動交換機構が駆動し、クリーニングブレード４３を交換用のクリーニングブレード４３´に交換する。具体的には、不図示の駆動部が駆動し、ブレードユニット３１の回転部材４０が回転軸４１を中心に矢印Ｐ_１の方向に回動する。回転部材４０には、ブレード回転軸４２が取り付けられており、このブレード回転軸４２には、クリーニングブレード４３が固定されている。そのため、回転部材４０の回動動作に従って、クリーニングブレード４３が感光体２１から離反する。

次に、回転部材４０が回動することで、ブレード回転軸４２の回転機構である不図示のラチェット機構のロックが外れる。そして、ブレード回転軸４２が不図示のばね部材のばね力によって所定の角度（本例では、１８０°）で矢印Ｍの方向に回転し、２つのクリーニングブレード４３、４３´の位置が入れ変わる。なお、クリーニングブレード４３を３枚設けた場合、ブレード回転軸４２は、１２０°回転する。

次に、回転部材４０が回転軸４１を中心に矢印Ｐ_２の方向に回動して図２に示す状態に戻ることで、交換用のクリーニングブレード４３´が感光体２１の表面に当接する。これにより、クリーニングブレード４３の交換動作が完了する。このように、クリーニングブレード４３を自動的に交換することで、ユーザによるクリーニングブレード４３を交換する際の時間と作業を軽減することができる。

［検知フロー］
次に、図７を参照して、本例の画像形成装置１におけるクリーニングブレード４３の摩耗検知の処理動作について説明する。
図７は、クリーニングブレード４３の摩耗検知の処理を示すフローチャートである。

図７に示すように、まず、制御部１５は、画像形成部１３による画像形成動作が終了すると、感光体２１に形成されたトナー像を転写材である用紙Ｓ１に転写した回数、すなわち用紙Ｓ１に画像を形成した回数（以下、「プリント数」という。）が所定数以上に達したか否かを判定する（ステップＳ１）。プリント数が所定数以上に達したと判定された場合、制御部１５は、クリーニングブレード４３の使用時間が所定時間以上に達したか否かを判定する（ステップＳ２）。

ステップＳ１において、プリント数が所定数に達していないと判定された場合は、プリント数が所定数に達するまで、画像形成部１３による画像形成動作を行う。同様に、ステップＳ２において、使用時間が所定時間以上に達していないと判定された場合は、使用時間が所定時間に達するまで画像形成部１３による画像形成動作を行う。

使用時間が所定時間以上に達したと判定された場合、制御部１５は、クリーニング部２６の検知部３２を動作させる。具体的には、図２に示すように、検知部３２の発光素子を発光させ、付着部であるクリーニングブレード４３の一面４３ａに光を照射する。そして、クリーニングブレード４３の一面４３ａから反射された光を検知部３２の受光素子で受光し、クリーニングブレード４３の一面４３ａに付着したトナーを検知する（ステップＳ３）。検知部３２は、受光素子で受光した検知光量を検知信号に変換し、この検知信号を制御部１５に送信する。

ここで、検知部３２は、受光素子で受光した検知光量を電気信号（検知信号）に変換して出力している。この検知信号の電圧値は、一例として、クリーニングブレード４３の一面４３ａから戻ってきた光量と反比例の関係になっている。そのため、クリーニングブレード４３の一面４３ａにトナーが付着していない状態では、発光素子から照射された光の多くが反射光として受光素子に戻り、受光素子の出力電圧が低くなる。また、クリーニングブレード４３の一面４３ａに、舞い上がったトナーが多量に付着した場合では、受光素子に戻る光の量が減少し、受光素子の出力電圧、すなわち検知信号の電圧値が高くなる。

次に、制御部１５は、検知部３２から送られた検知信号が所定値以上に達したか否かを判定する（ステップＳ４）。検知信号が所定値以上に達したと判定された場合には、制御部１５は、クリーニングブレード４３の自動交換を行う、及び／または、報知手段である操作表示部１４にクリーニングブレード４３の交換時期をユーザに知らせる情報を表示させる（ステップＳ５）。これにより、クリーニングブレード４３の摩耗検知が終了する。

検知信号が所定値以上に達していないと判定された場合には、検知信号が所定値以上に達するまで、画像形成部１３による画像形成動作を行う。

本例では、プリント数が所定数を超え、かつ使用時間が所定時間を超えてからクリーニングブレード４３の摩耗検知を行っている。これにより、クリーニングブレード４３の交換後の一定期間内における誤検知を低下させることができる。

なお、図７に示すフローでは、検知部３２によるクリーニングブレード４３の摩耗検知をプリント数及び使用時間のカウント後に行う例を説明したが、これに限定されるものではない。
図８は、本例の画像形成装置１におけるクリーニングブレード４３の交換又は報知フローの他の例を示すフローチャートである。

図８に示すように、プリント数及び使用時間のカウント前に、制御部１５は、クリーニング部２６の検知部３２を動作させ、クリーニングブレード４３の一面４３ａに付着したトナーを検知する（ステップＳ２１）。そして、検知部３２は、検知信号を制御部１５に送信する。制御部１５は、検知部３２から送られた検知信号が所定値以上に達したか否かを判定する（ステップＳ２２）。

検知信号が所定値以上に達したと判定された場合、制御部１５は、プリント数が第１の所定数に達したか否かを判定する（ステップＳ２３）。プリント数が第１の所定数以上の場合、制御部１５は、クリーニングブレード４３の使用時間が第１の所定時間に達したか否かを判定する（ステップＳ２４）。そして、クリーニングブレード４３の使用時間が第１の所定時間に達したと判定された場合、制御部１５は、クリーニングブレード４３の自動交換を行う、及び／または報知手段である操作表示部１４にクリーニングブレード４３の交換時期をユーザに知らせる情報を表示させる（ステップＳ２５）。

ステップＳ２３において、プリント数が第１の所定数以下と判定された場合、またはステップＳ２４において、クリーニングブレード４３の使用時間が第１の使用時間以下と判定された場合、制御部１５は、クリーニングブレード４３の自動交換を行うことなく、かつ報知手段である操作表示部１４にクリーニングブレード４３の交換時期をユーザに知らせる情報を表示させない（ステップＳ２６）。

次に、制御部１５は、画像形成部１３による画像形成動作を行い、プリント数が第１の所定数よりも多い第２の所定数に達したか、そしてクリーニングブレード４３の使用時間が第１の所定時間よりも長い第２の所定時間に達したか否かを判定する（ステップＳ２７）。また、プリント数が第２の所定数以上になり、かつクリーニングブレード４３の使用時間が第２の所定時間以上であると判定された場合、制御部１５は、ステップＳ２５においてクリーニングブレード４３の自動交換を行うか、及び／または、報知手段である操作表示部１４にクリーニングブレード４３の交換時期をユーザに知らせる情報を表示させる。

＜２．第２の実施の形態例＞
次に、図９を参照して本発明の画像形成装置の第２の実施の形態例について説明する。
図９は、第２の実施の形態例にかかる画像形成装置５１のクリーニング部５６を示す概略断面図である。

この第２の実施の形態例にかかる画像形成装置５１のクリーニング部５６と、第１の実施の形態例にかかる画像形成装置１のクリーニング部２６と異なるところは、舞い上がったトナーを捕集する捕集手段を設けた点と、検知部がトナーを検知する箇所である。そのため、ここでは、捕集手段と検知部について説明し、第１の実施の形態例にかかる画像形成装置１のクリーニング部２６と共通する部分には同一の符号を付して重複した説明を省略する。

図９に示すように、クリーニング部５６における２つの支持部材４５には、それぞれ捕集手段６１が設けられている。捕集手段６１は、感光体２１とクリーニングブレード４３との当接箇所から感光体２１の回転方向Ｒの下流側における感光体２１とクリーニングブレード４３で形成される空間５０に配置される。この捕集手段６１は、例えばポリウレタンからなる透明または半透明（透光性を有する）の部材である。そして、捕集手段６１には、感光体２１とクリーニングブレード４３との当接箇所から感光体２１の回転方向Ｒの下流側に舞い上がったトナーｆが付着する。すなわち、この第２の実施の形態例では、捕集手段６１が付着部としての役割を有している。

検知部６２は、捕集手段６１に付着したトナーｆを検知する。検知部６２は、例えば透過型の光学センサである。この場合、検知部６２を構成する発光素子と受光素子は、捕集手段６１を間に挟んで対向する位置に配置される。

なお、第２の実施の形態例では、捕集手段６１を支持部材４５に取り付けた例を説明したが、捕集手段６１を取り付ける箇所は、これに限定されるものではない。捕集手段６１は、感光体２１の回転方向Ｒの下流側における空間５０に配置されていればよく、例えば、クリーニングブレード４３や回転部材４０に取り付けてもよい。

その他の構成は、上述した第１の実施の形態例にかかる画像形成装置１のクリーニング部２６と同様であるため、それらの説明は省略する。このような構成を有するクリーニング部５６によっても、上述した第１の実施の形態例にかかるクリーニング部２６と同様の作用及び効果を得ることができる。

以上、画像形成装置の実施の形態について、その作用効果も含めて説明した。しかしながら、本発明の画像形成装置は、上述の実施の形態例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々の変形実施が可能である。

また、上述した実施の形態例では、単色画像を形成する例を説明したが、複数の画像形成部を設けてカラー画像を形成する画像形成装置に適用してもよい。カラー画像を形成する画像形成装置に適用した場合、クリーニングブレードの摩耗を判定する検知信号の所定値（閾値）は、トナーの種類、色に応じて適宜設定されるものである。

さらに、クリーニング部として感光体に残留するトナーを除去するクリーニング部に適用した例を説明したが、これに限定されるものではない。例えば、中間転写ベルトや中間転写ドラム等の中間転写体に残留するトナーを除去するクリーニング部に適用してもよい。

１，５１…画像形成装置、 １１…原稿搬送部、 １２…画像読取部、 １３…画像形成部、 １４…操作表示部（報知手段）、 １５…制御部、 ２１…感光体（像担持体）、 ２２…帯電部、 ２３…露光部、 ２４…現像部、 ２５Ａ…転写部、 ２５Ｂ…分離部、 ２６，５６…クリーニング部、 ２７…用紙収納部、 ２８Ａ…給紙部、 ２９…定着部、 ３１…ブレードユニット、 ３２，６２…検知部（検知手段）、 ３３…クリーニングブラシ、 ３３ａ…ブラシ軸、 ３３ｂ…ブラシ部、 ３４…フリッカー、 ３５…スクレーパ、 ３６…トナー回収部、 ３７…クリーニング筐体、 ４０…回転部材、 ４１…回転軸、 ４２…ブレード回転軸、 ４３…クリーニングブレード、 ４３´…交換用のクリーニングブレード、 ４３ａ…一面（付着部）、 ４４…固定部、 ４５…支持部材、 ５０…空間、 ６１…捕集手段（付着部） Ｒ…回転方向（移動方向）

Claims (10)

1. 転写材に転写されるトナー像が形成される像担持体と、
   前記像担持体に当接し、前記転写材に前記トナー像を転写した後の前記像担持体の表面に残るトナーを除去するクリーニングブレードを有するクリーニング部と、
   前記像担持体と前記クリーニングブレードとの当接箇所から前記像担持体の移動方向の下流側であって、前記像担持体と前記クリーニングブレードによって形成される空間に舞い上がったトナーが付着する付着部と、
   前記付着部に付着した前記トナーを検知する検知手段と、
   を備えた画像形成装置。
2. 前記クリーニング部は、前記検知手段によって検知した前記トナーに応じて生成される検知信号が所定値以上になった際に、前記クリーニングブレードを自動的に交換する自動交換機構を有する
   請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記クリーニング部は、交換用のクリーニングブレードを含め少なくとも２枚以上のクリーニングブレードを有する
   請求項２に記載の画像形成装置。
4. 前記自動交換機構は、前記クリーニングブレードと前記交換用のクリーニングブレードが取り付けられたブレード回転軸を有し、
   前記ブレード回転軸が回転することにより、前記交換用のクリーニングブレードに交換する
   請求項３に記載の画像形成装置。
5. 前記検知手段によって検知した前記トナーに応じて生成される検知信号が所定値以上になった際に、前記クリーニングブレードの交換時期を知らせる報知手段を有する
   請求項１〜４のいずれかに記載の画像形成装置。
6. 前記付着部は、前記クリーニングブレードにおける前記像担持体と対向する一面である
   請求項１〜５のいずれかに記載の画像形成装置。
7. 前記検知手段は、前記付着部における前記像担持体と前記クリーニングブレードの当接箇所の端部に付着した前記トナーを検知する
   請求項６に記載の画像形成装置。
8. 前記像担持体と前記クリーニングブレードが形成する前記空間に配置され、前記舞い上がったトナーを捕集する捕集手段をさらに設け、
   前記付着部は、前記捕集手段である
   請求項１〜５のいずれかに記載の画像形成装置。
9. 前記検知手段は、前記クリーニングブレードの使用時間が所定の時間に達した際に前記付着部に付着した前記トナーを検知する検知処理を行う
   請求項１〜８のいずれかに記載の画像形成装置。
10. 前記検知手段は、前記像担持体から前記転写材に前記トナー像を転写した回数が所定数に達した際に前記付着部に付着した前記トナーを検知する検知処理を行う
    請求項１〜９のいずれかに記載の画像形成装置。

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