JP2019101099A - 画像形成装置および押圧力変更制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】印字率が高い箇所が部分的に存在する画像を形成することに起因する雨だれの発生を防止することが可能な画像形成装置および押圧力変更制御方法を提供する。【解決手段】画像形成装置は、像担持体に当接し、像担持体上において残留したトナーをクリーニングするクリーニング部と、像担持体の回転軸方向に像担持体の表面を複数の部分に区分し、当該部分毎に、雨だれの発生に関連するパラメーターの値を取得するパラメーター値取得部と、回転軸方向においてクリーニング部の押圧力を変更する押圧力変更部と、部分におけるパラメーターの値が第１の閾値より大きい場合、部分に対するクリーニング部の押圧力を第１の押圧力に設定する一方、部分におけるパラメーターの値が第１の閾値より小さい第２の閾値未満である場合、部分に対するクリーニング部の押圧力を第１の押圧力より小さい第２の押圧力に設定するように押圧力変更部を制御する制御部と、を備える。【選択図】図２

Description

本発明は、画像形成装置および押圧力変更制御方法に関する。

従来、感光体ドラム上に形成された静電潜像をトナーで現像してトナー像を形成し、形成されたトナー像を用紙（記録媒体）に転写し、転写されたトナー像を加熱定着することで、用紙上に画像を形成する電子写真方式の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おいて、用紙上にトナー像を転写した後の感光体ドラム上に残留したトナー（以下、「残留トナー」という）をクリーニングするクリーニング部を備えた画像形成装置が提供されている。そのようなクリーニング部としては、感光体ドラムの表面に当接しながら回転することで残留トナーを回収するクリーニングブラシと、感光体ドラムの回転方向においてクリーニングブラシよりも下流側に配置され、感光体ドラムに当接して残留トナーを除去するクリーニングブレードと、感光体ドラムの回転方向においてクリーニングブレードよりも下流側に配置され、感光体ドラムに当接してクリーニングブレードをすり抜けた残留トナーを除去するスクレーパーとを備えて構成されている。

引用文献１には、トナー保持部材として捲縮加工を施した繊維を少なくとも含む部材を用い、当該トナー保持部材に多量のトナーを保持させることによって、感光体ドラムの表面に付着した放電生成物を長期間にわたって除去する技術が開示されている。引用文献１に記載の技術によれば、「Ｄｅｌｅｔｉｏｎ」と呼ばれる画像の白抜けや、当該「Ｄｅｌｅｔｉｏｎ」の発生を防止するために回転ブラシクリーナーを用いることに起因する「雨だれ状のＦｉｌｍｉｎｇ」の発生を防止することができる。

特開２００８−１１６５７５号公報

ところで、図１に示すように、用紙１０の用紙搬送方向に対して平行に高画像濃度の帯チャート画像２０，３０を連続して出力すると、感光体ドラムの表面上において当該帯チャート画像２０、３０に対応する位置だけカバレッジ（印字率）が高くなる。

高画像濃度の帯チャート画像２０，３０を連続して出力する、すなわち印字率が高い箇所が部分的に存在する画像を形成する場合のように、クリーニング装置による感光体ドラムのクリーニングにおいて、大量のトナーに含まれるトナー微粒子やトナー外添剤がクリーニングブレードをすり抜ける際、感光体ドラムの表面に押し付けられ、当該トナー微粒子やトナー外添剤は、感光体ドラムの表面上に核として強固に付着する。その後のクリーニングにおいて、感光体ドラムの表面上に付着した核を起点として更にトナー微粒子やトナー外添剤が付着し、当該核が大きな雨粒のような塊に成長する。核が存在する場所では、潜像を形成する露光が遮断されるため、当該場所にはトナーが付着せず、用紙１０に形成された画像中に白く抜けた部分として現れる。このような現象は画像不良の１つとして知られており、「雨だれ（ダッシュマーク）」と称されることもある。

従来では、擦過力の強いクリーニングブラシ等を用いて感光体ドラムの表面を研磨することにより、トナー微粒子やトナー外添剤が感光体ドラムの表面に付着し続けないようにする対策が行われている。しかし、最近の感光体ドラムは、無機フィラーとモノマーとからなる硬化型表面層から形成されており、当該感光体ドラムの表面を研磨することは困難になってきている。

なお、特許文献１に記載の技術は、「Ｄｅｌｅｔｉｏｎ」の発生を防止するために回転ブラシクリーナーを用いることに起因する「雨だれ状のＦｉｌｍｉｎｇ」の発生を防止することを目的としたものであって、印字率が高い箇所が部分的に存在する画像を形成することに起因する雨だれの発生を防止することを目的としたものではなく、したがってそのための構成を有していない。

本発明は、印字率が高い箇所が部分的に存在する画像を形成することに起因する雨だれの発生を防止することが可能な画像形成装置および押圧力変更制御方法を提供することを目的とする。

本発明に係る画像形成装置は、
回転可能な像担持体と、
前記像担持体に当接し、前記像担持体上において残留したトナーをクリーニングするクリーニング部と、
前記像担持体の回転軸方向に前記像担持体の表面を複数の部分に区分し、当該部分毎に、画像不良としての雨だれの発生に関連するパラメーターの値を取得するパラメーター値取得部と、
前記像担持体の回転軸方向において前記クリーニング部の押圧力を変更する押圧力変更部と、
前記部分におけるパラメーターの値が第１の閾値より大きい場合、当該部分に対する前記クリーニング部の押圧力を第１の押圧力に設定する一方、前記部分におけるパラメーターの値が前記第１の閾値より小さい第２の閾値未満である場合、当該部分に対する前記クリーニング部の押圧力を前記第１の押圧力より小さい第２の押圧力に設定するように前記押圧力変更部を制御する制御部と、
を備える。

本発明に係る押圧力変更制御方法は、
回転可能な像担持体と、前記像担持体に当接し、前記像担持体上において残留したトナーをクリーニングするクリーニング部とを備える画像形成装置における押圧力変更制御方法であって、
前記像担持体の回転軸方向に前記像担持体の表面を複数の部分に区分し、当該部分毎に、画像不良としての雨だれの発生に関連するパラメーターの値を取得し、
前記部分におけるパラメーターの値が第１の閾値より大きい場合、当該部分に対する前記クリーニング部の押圧力を第１の押圧力に設定する一方、前記部分におけるパラメーターの値が前記第１の閾値より小さい第２の閾値未満である場合、当該部分に対する前記クリーニング部の押圧力を前記第１の押圧力より小さい第２の押圧力に設定するように、クリーニング部の押圧力を変更する制御を行う。

本発明によれば、印字率が高い箇所が部分的に存在する画像を形成することに起因する雨だれの発生を防止することができる。

従来技術の問題点を説明する図である。 本実施の形態における画像形成装置の制御ブロックを示す図である。 本実施の形態における画像形成部の構成を示す図である。 押圧力変更部を構成するバックアップ部材を示す斜視図である。 押圧力変更部を概略的に示す図である。 部分カバレッジの変化に応じて設定されるスクレーパーの押圧力を説明する図である。 本実施の形態における画像形成装置の押圧力変更制御動作を示すフローチャートである。 本実施形態の変形例１における押圧力変更部を概略的に示す図である。 本実施形態の変形例２における押圧力変更部を概略的に示す図である。 本実施形態の変形例３における押圧力変更部を概略的に示す図である。 本実施形態の変形例４における像担持体の回転周期毎に発生している雨だれの大きさの変化を説明する図である。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
図２に示す画像形成装置１００は、電子写真プロセスにより用紙１０に画像を形成する。画像形成装置１００は、制御部１０１、原稿読み取り部１１０、操作表示部１２０、画像処理部１３０、画像書き込み部１４０、画像形成部１５０、搬送部１６０、定着部１７０、通信部１７１、記憶部１７２、押圧力変更部２００および画像読取部２１０を備える。なお、制御部１０１は、パラメーター値取得部としても機能する。

制御部１０１は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）１０２、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）１０３、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）１０４等を備えている。ＣＰＵ１０２は、ＲＯＭ１０３から処理内容に応じたプログラムを読み出してＲＡＭ１０４に展開し、展開したプログラムと協働して画像形成装置１００の各ブロックの動作を制御する。このとき、記憶部１７２に格納されている各種データが参照される。記憶部１７２は、例えば不揮発性の半導体メモリ（いわゆるフラッシュメモリ）やハードディスクドライブで構成される。

制御部１０１は、通信部１７１を介して、ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）、ＷＡＮ（Ｗｉｄｅ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）等の通信ネットワークに接続された外部装置（例えばパーソナルコンピューター）との間で、各種データの送受信を行う。制御部１０１は、例えば、外部装置から送信された画像データを受信し、この画像データ（入力画像データ）に基づいて用紙１０に画像を形成させる。通信部１７１は、例えばＬＡＮカード等の通信制御カードで構成される。

原稿読み取り部１１０は、コンタクトガラス上に搬送された原稿を光学的に走査し、原稿からの反射光をＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ）センサーの受光面上に結像させ、原稿を読み取る。なお、コンタクトガラス上への原稿の搬送は、自動原稿給紙装置（ＡＤＦ）により行われるが、手作業で原稿をコンタクトガラス上に載置する場合もある。

操作表示部１２０は、タッチパネル式の画面を有する。ユーザーが行う各種の指示および設定のための入力操作は、タッチパネル式の画面を介して行うことができる。本実施の形態では、ユーザーは、操作表示部１２０を介して印刷ジョブを入力することができる。操作表示部１２０は、ユーザーにより印刷ジョブを入力する操作を受け付けた場合、当該印刷ジョブの内容を示す印刷ジョブ情報を制御部１０１に出力する。

画像処理部１３０は、アナログディジタル（Ａ／Ｄ）変換処理を行う回路およびディジタル画像処理を行う回路を含む。画像処理部１３０は、原稿読み取り部１１０のＣＣＤセンサーにより取得されたアナログ画像信号から、Ａ／Ｄ変換処理によりディジタル画像データを生成して画像書き込み部１４０に出力する。

画像書き込み部１４０は、画像処理部１３０により生成されたディジタル画像データに基づいてレーザー光を発光し、当該発光したレーザー光を、画像形成部１５０の感光体ドラム（像担持体）に照射することにより、感光体ドラム上に静電潜像を形成する（露光工程）。

画像形成部１５０は、上記の露光工程に加え、露光工程前に行われる帯電工程、露光工程後に行われる現像工程、現像工程後の転写工程および転写工程後のクリーニング工程をそれぞれ実行するための構成を備えている。帯電工程では、画像形成部１５０は、帯電装置からのコロナ放電により、感光体ドラム表面を一様に帯電させる。現像工程では、画像形成部１５０は、現像装置内の現像剤に含まれるトナーを感光体ドラム上の静電潜像に付着させることにより、感光体ドラム上にトナー像を形成する。本実施の形態における現像剤は、重合法により作成された６［μｍ］トナーと、６０［μｍ］キャリアーとからなる２成分現像剤である。

転写工程では、画像形成部１５０は、感光体ドラム上のトナー像を、搬送部１６０により搬送された用紙１０に転写させる。

クリーニング工程では、後述するクリーニング部１９０は、クリーニングブラシ等を感光体ドラムに接触させることにより、転写工程後の感光体ドラムに残留しているトナー（以下、「残留トナー」という）をクリーニングする。図３Ａに、上記の各工程を実行するための構成である感光体ドラム１５１、帯電部１５２、現像装置１５３、転写部１５４およびクリーニング部１９０を概略的に示す。

定着部１７０は、定着ローラーおよび加圧ローラーを備える。加圧ローラーは、定着ローラーと圧接した状態で配置されている。定着ローラーと加圧ローラーとの圧接部には定着ニップ部が形成されている。定着部１７０は、定着ニップ部に導入された用紙１０上のトナー像に熱および圧力を加えること（加熱定着）により、トナー像を用紙１０に定着させる（定着工程）。この結果、用紙１０上には定着トナー像が形成される。定着部１７０により加熱定着された用紙１０は、画像形成装置１００の外部に排出される。

クリーニング部１９０は、図３Ａに示すように、クリーニングブラシ１９２、クリーニングブレード１９３、およびスクレーパー１９４等を備えている。

クリーニングブラシ１９２は、転写ニップよりも感光体ドラム１５１の回転方向下流側で感光体ドラム１５１に当接して設けられ、感光体ドラム１５１の表面上から残留トナーを拾い上げる。クリーニングブラシ１９２は、感光体ドラム１５１の表面に接触して対向配置され、制御部１０１の制御を受けた駆動装置（図示せず）により図３中の矢印方向に回転可能に構成されている。クリーニングブラシ１９２は、回転部材の表面に、弾性を有する導電性繊維（例えば、アクリル樹脂）が複数植毛されて構成されている。

クリーニングブレード１９３は、ゴム等の弾性部材であり、感光体ドラム１５１上の残留トナーを掻き落とすとともに、残留トナー以外の紙粉等の付着物を除去する。

スクレーパー１９４は、クリーニングブレード１９３よりも感光体ドラム１５１の回転方向下流側に配置され、感光体ドラム１５１に当接してクリーニングブレード１９３をすり抜けた残留トナーを掻き取る。スクレーパー１９４の材料には、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）等の樹脂材が用いられる。

以下に、感光体ドラム１５１に対するスクレーパー１９４の押圧力の強さと雨だれの発生、成長との関係を説明する。スクレーパー１９４の押圧力が強い場合、感光体ドラム１５１の表面上にトナー微粒子やトナー外添剤（以下、トナー微粒子等）が核として付着しやすく、雨だれが発生しやすいが、感光体ドラム１５１の表面上の残留トナーを掻き取る力は増えるため、核が成長し難くなる。一方、スクレーパー１９４の押圧力が弱い場合、感光体ドラム１５１の表面上にトナー微粒子等が核として付着し難く、雨だれが発生し難いが、感光体ドラム１５１の表面上の残留トナーを掻き取る力は減るため、トナー微粒子等が核として一旦付着すると、核が成長しやすい。

以下に、感光体ドラム１５１に対するスクレーパー１９４の押圧力の強さと部分カバレッジとの関係を説明する。ここで、部分カバレッジとは、感光体ドラム１５１の回転軸方向に感光体ドラム１５１の表面を複数の部分に区分し、形成されるトナー像の当該部分毎のカバレッジをいう。例えば、スクレーパー１９４の押圧力を弱くすれば、トナー微粒子等が核として付着し難くなるが、部分カバレッジが極端に高い箇所がある場合は、トナー微粒子等が核として付着してしまい、さらに核が成長しやすいため、画像不良として認識される確率が高くなる。例えば、スクレーパー１９４の押圧力を強くすれば、核が成長し難くなるため、画像不良として認識される確率は減るが、雨だれが発生しやすくなり、部分カバレッジが少し高い箇所がある場合でもトナー微粒子等が核として付着してしまう。

本実施の形態では、画像形成装置１００は、部分カバレッジ算出部と押圧力変更部２００とを備える。制御部１０１（パラメーター取得部）は、画像不良としての雨だれの発生に関連するパラメーターの値を取得するものであって、部分カバレッジ算出部を有する。制御部１０１は、部分カバレッジを算出する。なお、部分カバレッジは、ある区間（例えば印刷枚数の２００００枚を１０００枚毎に区切った区間）の平均値として算出したものでもよく、または直近の印刷枚数（例えば１０００枚）の移動平均として算出したものでもよい。

上記するように、感光体ドラム１５１の表面は複数の部分に区分される。当該部分を「感光体ドラムの部分」、または、単に「部分」という。図３Ｂは、押圧力変更部２００を概略的に示す図である。図４は、押圧力変更部２００を構成するバックアップ部材２０１を示す斜視図である。図５は押圧力変更部２００を概略的に示す図である。なお、図４に、感光体ドラム１５１を破線で示し、また、スクレーパー１９４を一点鎖線で示す。

押圧力変更部２００は、図４に示すように、感光体ドラム１５１の回転軸方向Ａに沿って、感光体ドラム１５１の部分Ｐに対応して配置されている。押圧力変更部２００は、回転軸方向Ａにおいてスクレーパー１９４の押圧力を変更する。

押圧力変更部２００は、スクレーパー１９４の自由長を変更することで、部分Ｐに対するスクレーパー１９４の押圧力を、第１の押圧力と、第１の押圧力より小さい第２の押圧力との間で変更する。具体的には、押圧力変更部２００は、バックアップ部材２０１とアクチュエータ２０２とを有する。

バックアップ部材２０１は、スクレーパー１９４を感光体ドラム１５１の表面に対して所定の角度（当接角度）に保つように、スクレーパー１９４を支持する。バックアップ部材２０１は、スクレーパー１９４を所定の角度に保ちつつ、スクレーパー１９４に対して相対移動して、スクレーパー１９４を支持する部分の長さを変える。つまり、押圧力変更部２００は、バックアップ部材２０１をスクレーパー１９４に対して相対移動させることにより、部分Ｐに対するスクレーパー１９４の自由長Ｌ（図５Ａ及び図５Ｂ参照）を変更する。

アクチュエータ２０２は、図５Ａに示すように、モーター２０３、ピニオン２０４、及びラック２０５を有している。ピニオン２０４はモーター２０３の動力により回転し、ラック２０５に噛合している。ラック２０５は、バックアップ部材２０１に固定されている。アクチュエータ２０２は、ピニオン２０４を回転させることにより、ラック２０５及びバックアップ部材２０１をスクレーパー１９４に対して相対移動させる。これにより、スクレーパー１９４の自由長Ｌが変わる。その結果、スクレーパー１９４の剛性が変わるため、部分Ｐに対するスクレーパー１９４の押圧力が変更される。具体的には、アクチュエータ２０２は、バックアップ部材２０１の先端部をスクレーパー１９４の下端部に移動させて、スクレーパー１９４を図５Ａに示す自由長Ｌにして、スクレーパー１９４の押圧力を第１の押圧力に変更する。また、アクチュエータ２０２は、バックアップ部材２０１の先端部をスクレーパー１９４の上端部に移動させて、スクレーパー１９４を図５Ｂに示す自由長Ｌにして、スクレーパー１９４の押圧力を第２の押圧力に変更する。ここで、第１の押圧力は、感光体ドラム１５１の表面に付着するトナー微粒子等としての核を成長し難くする力である。また、第２の押圧力は核を発生し難くする力である。

制御部１０１は、上記したように、感光体ドラム１５１の各部分における部分カバレッジを算出する。制御部１０１は、部分カバレッジが第１の閾値より大きい場合、部分に対するスクレーパー１９４の押圧力を第１の押圧力に設定する一方、部分カバレッジが第１の閾値より小さい第２の閾値未満である場合、部分に対するスクレーパー１９４の押圧力を第２の押圧力に設定するように押圧力変更部２００を制御する。なお、第１及び第２の閾値並びに、第１及び第２の押圧力は、実験結果又はシミュレーションに基づいて予め定められる。

押圧力変更部２００の制御について図６を参照して具体的に説明する。図６は、部分カバレッジの変化に応じて設定されるスクレーパー１９４の押圧力を説明する図である。
図６Ａから図６Ｄにおいて、感光体ドラム１５１の回転軸方向に感光体ドラム１５１の表面を正面側から背面側へ複数の部分（図６Ａ等では、２１）に区分し、形成されるトナー像の当該部分毎のカバレッジ（部分カバレッジ）を示す。また、第１の閾値を「閾値１」で示し、第２の閾値を「閾値２」で示し、第１の押圧力を「高」で示し、第２の押圧力を「低」で示す。なお、説明をわかりやすくするために、一つの部分についての部分カバレッジ及び当該部分に対するスクレーパー１９４の押圧力を代表して説明する。図６Ａから図６Ｄに、代表する部分カバレッジをハッチングを付して示す。以下の説明で、部分に対するスクレーパーの押圧力を単に「スクレーパーの押圧力」という場合がある。

図６Ａに示すように、スクレーパー１９４の押圧力が「低」に設定されている場合において、制御部１０１は、部分カバレッジが閾値２より大きい場合であっても、閾値１より小さい場合（図６Ｃ参照）、スクレーパー１９４の押圧力の設定を変えない。したがって、スクレーパー１９４の押圧力は「低」に維持される。その理由は、部分カバレッジが極端に高くない場合、スクレーパー１９４の押圧力を「低」に設定しておくことで、感光体ドラム１５１の表面上にトナー微粒子等を核として付着し難くするためである。

制御部１０１は、部分カバレッジが閾値１より大きい場合（図６Ｂ参照）、スクレーパー１９４の押圧力を「高」に設定するように押圧力変更部２００を制御する。その理由は、部分カバレッジが極端に高い場合、スクレーパー１９４の押圧力を「高」に設定することで、感光体ドラム１５１の表面上に付着するトナー微粒子等を核として成長し難くするためである。

図６Ｂに示すように、スクレーパー１９４の押圧力が「高」に設定されている場合において、制御部１０１は、部分カバレッジが閾値１より小さい場合であっても、閾値２より大きい場合（図６Ｄ参照）、スクレーパー１９４の押圧力の設定を変えない。したがって、スクレーパー１９４の押圧力は「高」に維持される。その理由は、一般的には、部分カバレッジが下がると、スクレーパー１９４の押圧力を「低」に設定した方がよいが、部分カバレッジが少し高い部分がある場合に、スクレーパー１９４の押圧力を即座に「低」に設定すると、感光体ドラム１５１の表面上に付着するトナー微粒子等を核として成長しやすくする。このことから、部分カバレッジが少し高い箇所がある場合、スクレーパー１９４の押圧力を「高」に設定したままにすることで、トナー微粒子等を核として成長し難くするためである。

制御部１０１は、部分カバレッジが閾値２より小さい場合（図６Ａ参照）、スクレーパー１９４の押圧力を「低」に設定するように押圧力変更部２００を制御する。その理由は、部分カバレッジに高い箇所がない場合、スクレーパー１９４の押圧力を「低」に設定することで、感光体ドラム１５１の表面上にトナー微粒子等を核として付着し難くするためである。

次に、図７のフローチャートを参照し、スクレーパー１９４の押圧力の変更動作について説明する。図７に示す各処理は、例えば操作表示部１２０が、ユーザーにより印刷ジョブを入力する操作を受け付けて、当該印刷ジョブの内容を示す印刷ジョブ情報を制御部１０１に出力した後に実行される。なお、押圧力の変更動作を説明する場合においても、一つ部分についての部分カバレッジ及び当該部分に対するスクレーパー１９４の押圧力を代表して説明する。

先ず、制御部１０１は、部分カバレッジ（感光体ドラム１５１に形成されるトナー像の部分毎のカバレッジ）を算出する（ステップＳ１００）。

次に、制御部１０１は、スクレーパー１９４の押圧力が「低」であるか否かについて判断する（ステップＳ１２０）。スクレーパー１９４の押圧力が「低」である場合（ステップＳ１２０：ＹＥＳ）、処理がステップＳ１４０に移る。スクレーパー１９４の押圧力が「高」である場合（ステップＳ１２０：ＮＯ）、処理がステップＳ２００に移る。

ステップＳ１４０において、制御部１０１は、部分カバレッジの最大値が第１の閾値以上であるか否かについて判断する。部分カバレッジの最大値が第１の閾値以上である場合（ステップＳ１４０：ＹＥＳ）、処理がステップＳ１６０に移る。部分カバレッジの最大値が第１の閾値未満である場合（ステップＳ１４０：ＮＯ）、処理がステップＳ１８０に移る。

ステップＳ１６０において、制御部１０１は、スクレーパー１９４の押圧力を「高」に設定するように押圧力変更部２００を制御する。ステップＳ１６０の処理が完了することによって、画像形成装置１００は図７における処理を終了する。

ステップＳ１８０において、制御部１０１は、スクレーパー１９４の押圧力を「低」に設定するように押圧力変更部２００を制御する。ステップＳ１８０の処理が完了することによって、画像形成装置１００は図７における処理を終了する。

ステップＳ２００において、制御部１０１は、部分カバレッジの最大値が第２の閾値以上であるか否かについて判断する。部分カバレッジの最大値が第２の閾値以上である場合（ステップＳ２００：ＹＥＳ）、処理がステップＳ２２０に移る。部分カバレッジの最大値が第２の閾値未満である場合（ステップＳ２００：ＮＯ）、処理がステップＳ２４０に移る。

ステップＳ２２０において、制御部１０１は、スクレーパー１９４の押圧力を「高」に設定するように押圧力変更部２００を制御する。ステップＳ２２０の処理が完了することによって、画像形成装置１００は図７における処理を終了する。

ステップＳ２４０において、制御部１０１は、スクレーパー１９４の押圧力を「低」に設定するように押圧力変更部２００を制御する。ステップＳ２４０の処理が完了することによって、画像形成装置１００は図７における処理を終了する。

以上詳しく説明したように、本実施の形態では、画像形成装置１００は、回転可能な感光体ドラム１５１と、感光体ドラム１５１に当接し、感光体ドラム１５１の表面上において残留したトナーをクリーニングするスクレーパー１９４と、感光体ドラム１５１に形成されるトナー像における部分毎の部分カバレッジを取得する部分カバレッジ算出部と、部分に対するスクレーパー１９４の押圧力を変更する押圧力変更部２００と、部分における部分カバレッジが第１の閾値より大きい場合、部分に対するスクレーパー１９４の押圧力を第１の押圧力に設定する一方、部分における部分カバレッジが第１の閾値より小さい第２の閾値未満である場合、部分に対するスクレーパー１９４の押圧力を第２の押圧力に設定するように押圧力変更部２００を制御する制御部１０１と、を備える。

このように構成した本実施の形態によれば、部分毎の部分カバレッジに応じて、当該部分に対するスクレーパー１９４の押圧力を設定することで、トナー微粒子やトナー外添剤が感光体ドラム１５１の表面上に核として付着し難くし、かつ、付着した核を成長し難くすることができる。これにより、カバレッジが高い箇所が部分的に存在する画像を形成することに起因する雨だれの発生を防止することができる。

また、上記実施の形態によれば、押圧力変更部２００がスクレーパー１９４の当接角度を保ちつつ、スクレーパー１９４に対してバックアップ部材２０１を相対移動させることで、感光体ドラム１５１の表面に対するスクレーパー１９４の押圧力を変更するように構成される。これにより、簡単な構成にてスクレーパー１９４の当接角度を保ったままで、部分に対するスクレーパー１９４の押圧力を変更することができる。

次に、上記実施の形態の変形例１について図８を参照して説明する。図８は押圧力変更部２００を概略的に示す図である。

上記実施の形態では、アクチュエータ２０２はモーター２０３等を有する。バックアップ部材２０１は、モーター２０３の動力によりスクレーパー１９４の一端部側と他端部側との間を移動する。

これに対して、変形例１では、アクチュエータ２０２Ａはソレノイド２０６を有する。ソレノイド２０６は、制御部１０１により図８Ａに示すオフ状態と図８Ｂに示すオン状態とに制御される。スクレーパー１９４の端部（図８で上端部）は支持部材１９５によって固定されている。

バックアップ部材２０１Ａの先端部（図８Ａで下端部）は、スクレーパー１９４に対する角度θを一定に保ちながら、ソレノイド２０６の動力によりスクレーパー１９４に沿って移動する。バックアップ部材２０１Ａの先端部は、ソレノイド２０６が図８Ａに示すオフ状態の場合、スクレーパー１９４の下端部に当接し、スクレーパー１９４の自由長Ｌを短くする。これにより、部分に対するスクレーパー１９４の押圧力が高くなる。バックアップ部材２０１Ａの先端部は、ソレノイド２０６が図８Ｂに示すオン状態の場合、スクレーパー１９４の上端部に当接し、スクレーパー１９４の自由長Ｌを長くする。これにより、部分に対するスクレーパー１９４の押圧力が低くなる。

変形例１では、バックアップ部材２０１Ａの先端部がスクレーパー１９４に対して所定の角度θで当接している。この当接によって、スクレーパー１９４を感光体ドラム１５１側へ押し付ける力が生じるため、部分に対するスクレーパー１９４の押圧力が上記実施の形態における部分に対するスクレーパー１９４の押圧力より高くなる。

次に、上記実施の形態の変形例２について図９を参照して説明する。図９は押圧力変更部２００を概略的に示す図である。なお、図９にはモーター等を有するアクチェエータが省略されている。

上記変形例１においては、バックアップ部材２０１Ａの先端部（図８Ａで下端部）は、スクレーパー１９４に対する角度θを一定に保ちながら、スクレーパー１９４に沿って移動する。

これに対して、変形例２では、バックアップ部材２０１Ｂの先端部は、感光体ドラム１５１の表面に対する角度θ１を一定に保ちながら、スクレーパー１９４に対して移動する。なお、スクレーパー１９４における感光体ドラム１５１の表面に当接している端部と反対側の端部（図９Ａで上端部）は、固定されている。

バックアップ部材２０１Ｂの先端部は、図９Ａに示すように、スクレーパー１９４に当接しているが、スクレーパー１９４を感光体ドラム１５１側へ押し込んでいない。バックアップ部材２０１Ｂの先端部は、図９Ｂに示すように、スクレーパー１９４を感光体ドラム１５１側へ押し込む。これにより、スクレーパー１９４が撓んで、スクレーパー１９４の復元力が発生し、復元力により、スクレーパー１９４の先端部が感光体ドラム１５１の表面を押し込む。その結果、部分に対するスクレーパー１９４の押圧力が図９Ａに示すスクレーパー１９４の押圧力より高くなる。また、バックアップ部材２０１Ｂの先端部は、図９Ｂに示すように、スクレーパー１９４の下端部に移動するため、スクレーパー１９４の自由長Ｌが短くなる。

上記変形例２によれば、スクレーパー１９４の自由長Ｌが短くなるとともに、復元力により、スクレーパー１９４の先端部が感光体ドラム１５１の表面を押し込むため、部分に対するスクレーパー１９４の押圧力を、変形例１における部分に対するスクレーパー１９４の押圧力より高くなすることが可能となる。

次に、上記実施の形態の変形例３について図１０を参照して説明する。図１０は押圧力変更部２００を概略的に示す図である。なお、図１０にはモーター等を有するアクチェエータが省略されている。

上記変形例２では、バックアップ部材２０１Ｂの先端部は、感光体ドラム１５１の表面に対する角度θ１を一定に保ちながら、スクレーパー１９４に対して移動する。

これに対して、変形例３では、バックアップ部材２０１Ｃの先端部（図１０Ａで下端部）は、感光体ドラム１５１の表面に対する角度を変える。バックアップ部材２０１Ｃの基端部（図１０Ａで上端部）は軸支されている。なお、スクレーパー１９４における感光体ドラム１５１の表面に当接している端部と反対側の端部（図１０Ａで上端部）は、固定されている。

バックアップ部材２０１Ｃの先端部は、図１０Ａに示すように、スクレーパー１９４に当接しているが、スクレーパー１９４を感光体ドラム１５１側へ押し込んでいない。バックアップ部材２０１Ｃの先端部は、図１０Ｂに示すように、軸支された基端部回りに回動してスクレーパー１９４を感光体ドラム１５１側へ押し込む。これにより、スクレーパー１９４が撓んで、スクレーパー１９４の復元力が発生し、復元力により、スクレーパー１９４の先端部が感光体ドラム１５１の表面を押し込む。その結果、部分に対するスクレーパー１９４の押圧力が図１０Ａに示すスクレーパー１９４の押圧力より高くなる。
上記変形例３によれば、バックアップ部材２０１Ｃがスクレーパー１９４を撓ませる簡易な構成によって、部分に対するスクレーパー１９４の押圧力を変更することが可能となる。
次に、上記実施の形態の変形例４について図１１を参照して説明する。上記実施の形態では、制御部１０１は、部分カバレッジを雨だれの発生に関連するパラメーターの値として取得し、部分カバレッジを第１及び第２の閾値と比較し、比較結果に基づいて押圧力変更部２００を制御する。

図１１は、感光体ドラム１５１の回転周期毎に発生している雨だれの大きさの変化を説明する図である。変形例１では、画像読取部２１０（図２参照）が備えられている。画像読取部２１０は、画像形成部１５０により用紙１０に転写されたトナー像を読み取り、トナー像において感光体ドラム１５１の回転周期毎に雨だれが発生している場合、当該雨だれの大きさ（感光体ドラム１５１の周方向長さ）を算出する。

図１１Ａおよび図１１Ｂに、雨だれの大きさを「雨だれの長さ」として示す。制御部１０１は、画像読取部２１０により算出された雨だれの長さを、雨だれの発生に関連するパラメーターの値として取得し、雨だれの長さが第１の閾値より長い場合（例えば図１１Ｂに示すように、雨だれ成長後の場合）、スクレーパー１９４の押圧力を「高」に設定する一方、雨だれの長さが第２の閾値未満である場合（例えば図１１Ａに示すように、雨だれ発生し始めの場合）、スクレーパー１９４の押圧力を「低」に設定するように押圧力変更部２００を制御する。

変形例４によれば、画像読取部２１０が備えられているため、雨だれのレベルを正確に認識することができる。なお、上記実施の形態における部分カバレッジの情報と、変形例における画像読取部２１０の情報とを組み合わせてもよい。これにより、部分カバレッジが高くても条件が良くて雨だれが発生しない場合や、感光体ドラム１５１の回転周期毎に発生する欠陥のうち、異物付着等の突発的な発生する成長しない欠陥の場合を排除することができ、雨だれレベルをより正確に認識することができる。

次に、上記実施の形態の変形例５について説明する。感光体ドラム１５１の表面における部分に対するスクレーパー１９４の押圧力を高く設定した場合、当該部分の表面に塗布された潤滑剤塗布量が、残トナー（感光体ドラム１５１上における転写後のトナー）によって削れて減少する。潤滑剤塗布量の減少部分においては、スクレーパー１９４が感光体ドラム１５１の表面から大きな摩擦力を受けるため、スクレーパー１９４のめくれや、スクレーパー１９４におけるトナーのすり抜けが発生するおそれがある。

そこで、変形例５では、潤滑剤塗布量を部分毎に調整する塗布量調整部が備えられる。制御部１０１は、部分に対するスクレーパー１９４の押圧力に応じて当該部分における潤滑剤塗布量を調整するように塗布量調整部を制御する。

モノクロの画像形成装置１００における塗布量調整部は、感光体ドラム１５１の表面全体に潤滑剤を塗布する１つの潤滑剤塗布部（図示略）と、感光体ドラム１５１の非画像形成領域にパッチ画像を形成するパッチ画像形成部（図示略）とを備える。制御部１０１は、感光体ドラム１５１の部分（潤滑剤塗布量の減少部分）を含む表面全体に潤滑剤を塗布するように潤滑剤塗布部を制御する。これにより、減少部分における潤滑剤塗布量は適量となるが、減少部分を除く部分における潤滑剤塗布量は過剰となる。制御部１０１は、減少部分を除く部分に相当する非画像形成領域にパッチ画像を形成するようにパッチ画像形成部を制御する。これにより、パッチ画像を形成したトナー（残トナー）によって、減少部分を除く部分に塗布された潤滑剤が削られる。その結果、減少部分を除く部分における潤滑剤塗布量は適量となる。

一方、カラーの画像形成装置１００における塗布量調整部（図示略）は、感光体ドラム１５１の部分毎に潤滑剤を塗布する複数の潤滑剤塗布装置を備える。制御部１０１は、感光体ドラム１５１の部分（潤滑剤塗布量の減少部分）に潤滑剤を塗布するように潤滑剤塗布部を制御する。これにより、減少部分における潤滑剤塗布量は適量となる。

なお、上記の塗布量調整部がない場合、感光体ドラム１５１に対するスクレーパー１９４の当接力を強くする領域で、トナーリフレッシュパッチ（ＲＦＰ）のパターンをソリッドからハーフトーンに変更すればよい。ＲＦＰのパターンをハーフトーンに変更することにより、より多くの潤滑剤を感光体ドラム１５１に供給することができる。

次に、上記実施の形態の変形例６について説明する。雨だれの発生しやすさを、上記実施の形態では部分カバレッジに基づいて定め、また、変形例１では画像読取部２１０の情報に基づいて定める。

これに対して、変形例６では、雨だれの発生しやすさを転写残トナー量に基づいて定める。つまり、制御部１０１は、転写残トナー量が第１の閾値より大きい場合、スクレーパー１９４の押圧力を第１の押圧力に設定する一方、転写残トナー量が第２の閾値未満である場合、スクレーパー１９４の押圧力を第２の押圧力に設定するように押圧力変更部２００を制御する。ここで、転写残トナー量は、所定位置（例えば、用紙１０を感光体ドラム１５１側から転写部１５４側へ分離する位置）近傍の印字率にトナー付着量を乗算し、当該乗算した値にさらに転写部１５４における非転写率（＝１−転写率）を乗算した値として表される。つまり、転写残トナー量は、印字率、トナー付着量および転写率に基づいて定められる。印字率などは各種のパラメーターに基づいて決定されるため、第１および第２の閾値は、各種のパラメーターに応じて変更される。この場合においても、第１および第２の閾値は、実験結果又はシミュレーションにより予め定められる。

転写率は、画像形成装置１００の周囲の温湿度環境に基づいて決定される。例えば、高湿度になると転写率が低下し、転写残トナー量が増加する。したがって、第１および第２の閾値は、画像形成装置１００の周囲の温湿度環境に応じて変更される。

転写率は、画像形成装置１００によりトナー像が転写される用紙１０の種類に基づいて決定される。例えば、用紙１０が粗くなると転写率が低下し、転写残トナー量が増加する。したがって、第１および第２の閾値は、画像形成装置１００によりトナー像が転写される用紙１０の種類に応じて変更される。

転写率は画像形成装置１００による用紙１０に対するトナー像の転写に使用される現像剤の使用履歴に基づいて決定される。例えば現像剤の使用履歴が進むと転写率が低下し、転写残トナー量が増加する。したがって、第１および第２の閾値は、画像形成装置１００による用紙１０に対するトナー像の転写に使用される現像剤の使用履歴に応じて変更される。

転写率は画像形成装置１００による用紙１０に対する画像の転写に使用される転写部材の使用履歴に基づいて決定される。例えば、転写部材の使用履歴が進むと転写率が低下し、転写残トナー量が増加する。したがって、第１および第２の閾値は、画像形成装置１００による用紙１０に対する画像の転写に使用される転写部材の使用履歴に応じて変更される。

次に、上記実施の形態の変形例７について説明する。上記実施の形態では、制御部１０１は、パラメーターの値と第１及び第２の閾値との比較結果に基づいて、スクレーパー１９４の押圧力を変更するようにする。これにより、感光体ドラム１５１の表面上にトナー微粒子等が核として付着等し難くする。しかしながら、スクレーパー１９４の押圧力を変更しない場合であっても、トナー微粒子等が核として付着等し難くすることは可能である。

変形例７では、制御部１０１は、感光体ドラム１５１の表面に対するクリーニングブレード１９３の押圧力を変更するようにしてもよい。また、制御部１０１は、クリーニングブレード１９３の硬度を切り替えるようにしてもよい。また、制御部１０１は、感光体ドラム１５１に対するクリーニングブラシ１９２の周速度比を変更するようにしてもよい。

次に、上記実施の形態の変形例８について説明する。上記実施の形態や、上記変形例では、制御部１０１は、パラメーターの値と第１及び第２の閾値との比較結果に基づいて、スクレーパー１９４などの押圧力を変更するようにして、雨だれが発生し難くしている。
これに対して、変形例８では、感光体ドラム１５１の有機感光層上に保護層が設けられる。保護層は、例えば、アクリロイル基およびメタクリロイル基の少なくとも一方を有する重合性化合物を硬化して得られる樹脂成分と、重合性官能基を有する表面処理剤によって処理された無機微粒子とを含有するものであることが好ましい。

このような保護層は、当該保護層を構成する架橋樹脂を形成すべき重合性化合物、重合開始剤、無機微粒子、および必要に応じて滑剤粒子や酸化防止剤あるいは架橋樹脂以外の樹脂を公知の溶媒に溶解または分散することにより保護層形成用塗布液を調製し、この保護層形成用塗布液を有機感光層の外周面に塗布して塗布膜を形成し、この塗布膜を乾燥し、紫外線や電子線などの活性線を照射することによって塗布膜中の重合性化合物を重合反応させて架橋樹脂を合成して硬化することにより、形成することができる。保護層の層厚は、０．２〜１０μｍであることが好ましく、より好ましくは０．５〜５μｍである。保護層は、架橋樹脂と共にその他の公知の樹脂を併用して構成することもできる。その他の公知の樹脂としては、例えば、ポリエステル樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリウレタン樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、およびアルキド樹脂などが挙げられる。なお、重合性化合物、重合開始剤、無機微粒子については、公知の技術（例えば、特開２０１４−１３７４４６号公報に開示された方法）により製造されたものが用いられる。

なお、上記実施の形態や、各種の変形例では、単色画像を形成するモノクロの画像形成装置に本発明を適用したものを示したが、複数の有色トナーを重ね合わせて多色画像を形成するカラーの画像形成装置に本発明を適用することもできる。

また、上記実施の形態や、各種の変形例では、制御部１０１は、パラメーターの値と２つの閾値との比較結果に基づいて、スクレーパー１９４などの押圧力を２つの押圧力間で変更するように押圧力変更部２００を制御する。しかし、本発明はこれに限らず、３以上の押圧力および３以上の閾値を設けることにより、さらに細かに押圧力を制御することが可能となる。

その他、上記実施の形態は、何れも本発明の実施するにあたっての具体化の一例を示したものに過ぎず、これらによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されてはならないものである。すなわち、本発明はその要旨、またはその主要な特徴から逸脱することなく、様々な形で実施することができる。

１００ 画像形成装置
１０１ 制御部
１０２ ＣＰＵ
１０３ ＲＯＭ
１０４ ＲＡＭ
１１０ 原稿読み取り部
１２０ 操作表示部
１３０ 画像処理部
１４０ 画像書き込み部
１５０ 画像形成部
１６０ 搬送部
１７０ 定着部
１７１ 通信部
１７２ 記憶部
１９０ クリーニング部
１９２ クリーニングブラシ
１９３ クリーニングブレード
１９４ スクレーパー
２００ 押圧力変更部
２０１，２０１Ａ，２０１Ｂ，２０１Ｃ バックアップ部材
２０２，２０２Ａ アクチュエータ
２０３ モーター
２０４ ピニオン
２０５ ラック
２０６ ソレノイド
２１０ 画像読取部

Claims (14)

1. 回転可能な像担持体と、
   前記像担持体に当接し、前記像担持体上において残留したトナーをクリーニングするクリーニング部と、
   前記像担持体の回転軸方向に前記像担持体の表面を複数の部分に区分し、当該部分毎に、画像不良としての雨だれの発生に関連するパラメーターの値を取得するパラメーター値取得部と、
   前記像担持体の回転軸方向において前記クリーニング部の押圧力を変更する押圧力変更部と、
   前記部分におけるパラメーターの値が第１の閾値より大きい場合、当該部分に対する前記クリーニング部の押圧力を第１の押圧力に設定する一方、前記部分におけるパラメーターの値が前記第１の閾値より小さい第２の閾値未満である場合、当該部分に対する前記クリーニング部の押圧力を前記第１の押圧力より小さい第２の押圧力に設定するように前記押圧力変更部を制御する制御部と、
   を備える画像形成装置。
2. 前記押圧力変更部は、前記複数の部分に対応してそれぞれ配置されている、
   請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記押圧力変更部は、前記クリーニング部の自由長を変更することにより、前記クリーニング部の押圧力を変更する、
   請求項１または２に記載の画像形成装置。
4. 前記像担持体上に塗布される潤滑剤塗布量を前記部分毎に調整する塗布量調整部を備え、
   前記制御部は、前記部分における前記潤滑剤塗布量を当該部分に対する前記クリーニング部の押圧力に応じて調整するように、前記塗布量調整部を制御する、
   請求項１から３の何れか１項に記載の画像形成装置。
5. 前記パラメーター値取得部は、前記像担持体の表面に形成されるトナー像の前記部分毎のカバレッジを部分カバレッジとして算出する部分カバレッジ算出部を有し、前記部分カバレッジ算出部により算出された部分カバレッジの最高値を前記部分におけるパラメーターの値として取得する、
   請求項１から４の何れか１項に記載の画像形成装置。
6. 前記パラメーター値取得部は、前記画像形成装置により用紙に転写された画像を当該用紙における前記部分に対応する範囲毎に読み取り、当該範囲毎の画像において前記像担持体の回転周期毎に雨だれが発生している場合に当該雨だれの大きさを算出する画像読取部を有し、前記画像読取部により算出された前記雨だれの大きさを前記部分におけるパラメーターの値として取得する、
   請求項１から４の何れか１項に記載の画像形成装置。
7. 前記クリーニング部は、前記像担持体の回転方向においてクリーニングブラシの下流側に配置され、前記像担持体に当接するクリーニングブレードと、前記像担持体の回転方向において前記クリーニングブレードの下流側に配置され、前記像担持体に当接するスクレーパーとを有し、
   前記クリーニング部の押圧力は、前記スクレーパーの押圧力である、
   請求項１〜６の何れか１項に記載の画像形成装置。
8. 前記第１および第２の閾値は、前記画像形成装置の周囲の温湿度環境に応じて変更される、
   請求項１〜６の何れか１項に記載の画像形成装置。
9. 前記第１および第２の閾値は、前記画像形成装置により画像が転写される用紙の種類に応じて変更される、
   請求項１〜６の何れか１項に記載の画像形成装置。
10. 前記第１および第２の閾値は、前記画像形成装置による用紙に対する画像の転写に使用される現像剤の使用履歴に応じて変更される、
    請求項１〜６の何れか１項に記載の画像形成装置。
11. 前記第１および第２の閾値は、前記画像形成装置による用紙に対する画像の転写に使用される転写部材の使用履歴に応じて変更される、
    請求項１〜６の何れか１項に記載の画像形成装置。
12. 前記像担持体は、有機感光層上に保護層を有する感光体である、
    請求項１〜１１の何れか１項に記載の画像形成装置。
13. 前記保護層は、アクリロイル基およびメタクリロイル基の少なくとも一方を有する重合性化合物を硬化して得られる樹脂成分と、重合性官能基を有する表面処理剤によって処理された無機微粒子とを含む、
    請求項１２に記載の画像形成装置。
14. 回転可能な像担持体と、前記像担持体に当接し、前記像担持体上において残留したトナーをクリーニングするクリーニング部とを備える画像形成装置における押圧力変更制御方法であって、
    前記像担持体の回転軸方向に前記像担持体の表面を複数の部分に区分し、当該部分毎に、画像不良としての雨だれの発生に関連するパラメーターの値を取得し、
    前記部分におけるパラメーターの値が第１の閾値より大きい場合、当該部分に対する前記クリーニング部の押圧力を第１の押圧力に設定する一方、前記部分におけるパラメーターの値が前記第１の閾値より小さい第２の閾値未満である場合、当該部分に対する前記クリーニング部の押圧力を前記第１の押圧力より小さい第２の押圧力に設定するように、クリーニング部の押圧力を変更する制御を行う、
    押圧力変更制御方法。

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