JP2019109347A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】クリーニング部材における部分的な汚れが発生しているか否かを判定し、ひいては部分的な汚れに起因した画像不良の発生を低減することが可能な画像形成装置を提供する。【解決手段】画像形成装置は、像担持体に画像を形成する画像形成部と、クリーニングバイアスが印加されることで像担持体上の画像を除去するクリーニング部材と、回収バイアスが印加されることでクリーニング部材により除去された画像をクリーニング部材から回収する回収部材と、回収バイアスを印加された回収部材に流れる電流を検出する電流検出部と、電流検出部により検出された電流に基づいて、クリーニング部材の表面に部分的な汚れがあるか否かについて判定する制御部と、を備える。【選択図】図３

Description

本発明は、画像形成装置に関する。

一般に、電子写真プロセス技術を利用した画像形成装置（プリンター、複写機、ファクシミリ等）は、帯電した感光体ドラム（像担持体）に対して、画像データに基づくレーザー光を照射（露光）することにより静電潜像を形成する。そして、静電潜像が形成された感光体ドラムへ現像装置よりトナーを供給することにより静電潜像を可視化してトナー像を形成する。さらに、このトナー像を直接または間接的に用紙に転写させた後、定着ニップで加熱、加圧して定着させることにより用紙にトナー像を形成する。

画像形成装置には、感光体ドラムや中間転写ベルト等の像担持体から転写されずに残ったトナーを除去するためのクリーニングユニットが設けられる。クリーニングユニットには、像担持体からトナーを除去するクリーニング部材と、当該クリーニング部材からトナーを回収する回収部材とが設けられる（例えば、特許文献１参照）。

クリーニング部材には、像担持体から除去したトナーが付着していくため、徐々にクリーニング部材におけるクリーニング効率が低下する。そのため、クリーニング部材を回復させる動作が定期的に行われる。具体的には、像担持体を空回転して、クリーニング部材および回収部材に所定のバイアスを印加することで、クリーニング部材に付着したトナーを回収部材により回収する。

特開２０１５−１９４７８２号公報

しかしながら、縦帯画像を連続して印字する場合、クリーニング部材における当該縦帯画像に対応する部分に部分的な汚れが発生する。このような部分的な汚れが、回復動作の合間に発生すると、クリーニング部材における汚れが発生した部分で、像担持体に付着したトナーが除去されにくくなるため、形成される画像に縦スジ等の画像不良が発生する。

また、回復動作が行われる間隔を短くすると、回復動作が行われる際、画像形成動作が停止されるため、画像形成装置における生産性の低下が発生したり、像担持体にブレード部材を接触させる構成の場合、像担持体が摩耗しやすくなるという問題が生じる。

本発明の目的は、クリーニング部材における部分的な汚れが発生しているか否かを判定し、ひいては部分的な汚れに起因した画像不良の発生を低減することが可能な画像形成装置を提供することである。

本発明に係る画像形成装置は、
像担持体に画像を形成する画像形成部と、
クリーニングバイアスが印加されることで前記像担持体上の画像を除去するクリーニング部材と、
回収バイアスが印加されることで前記クリーニング部材により除去された画像を前記クリーニング部材から回収する回収部材と、
前記回収バイアスを印加された前記回収部材に流れる電流を検出する電流検出部と、
前記電流検出部により検出された電流に基づいて、前記クリーニング部材の表面に部分的な汚れがあるか否かについて判定する制御部と、
を備える。

本発明によれば、クリーニング部材における部分的な汚れが発生し、ひいては部分的な汚れに起因した画像不良の発生を低減することができる。

本発明の実施の形態に係る画像形成装置の全体構成を概略的に示す図である。 本実施の形態に係る画像形成装置の制御系の主要部を示す図である。 感光体ドラムからトナーが除去される様子を示す図である。 トナーが付着していないクリーニングローラーを示す図である。 感光体ドラム上に形成されたベタ画像を示す図である。 図４Ａに示すクリーニングローラーの、図４Ｂに示す感光体ドラムからトナーを除去した際における表面状態を示す図である。 部分的な汚れが発生したクリーニングローラーを示す図である。 図５Ａに示すクリーニングローラーの、図４Ｂに示す感光体ドラムからトナーを除去した際における表面状態を示す図である。 クリーニングローラーの部分的な汚れに起因して発生した画像不良の一例を示す図である。 クリーニングローラーにおける汚れ判定制御を説明するための図である。 電流検出部による検出電流を示す図である。 電流検出部による検出電流を平滑化したものを示す図である。 パターン画像の一例を示す図である。 パターン画像の一例を示す図である。 画像形成装置における汚れ判定制御を実行するときの動作例を示すフローチャートである。 一次転写ニップ部分の拡大図である。 回収ローラーおよび一次転写ニップ部分の検出電流の時間変化を示す図である。 画像形成装置における原因判定制御を実行するときの動作例を示すフローチャートである。

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１は、本発明の実施の形態に係る画像形成装置１の全体構成を概略的に示す図である。図２は、本実施の形態に係る画像形成装置１の制御系の主要部を示す図である。

図１に示すように、画像形成装置１は、電子写真プロセス技術を利用した中間転写方式のカラー画像形成装置である。すなわち、画像形成装置１は、感光体ドラム４１３上に形成されたＹ（イエロー）、Ｍ（マゼンタ）、Ｃ（シアン）、Ｋ（ブラック）の各色トナー像を中間転写ベルト４２１に一次転写し、中間転写ベルト４２１上で４色のトナー像を重ね合わせた後、給紙トレイユニット５１ａ〜５１ｃから送出された用紙Ｓに二次転写することにより、画像を形成する。

また、画像形成装置１には、ＹＭＣＫの４色に対応する感光体ドラム４１３を中間転写ベルト４２１の走行方向に直列配置し、中間転写ベルト４２１に一回の手順で各色トナー像を順次転写させるタンデム方式が採用されている。

図２に示すように、画像形成装置１は、画像読取部１０、操作表示部２０、画像処理部３０、画像形成部４０、用紙搬送部５０、定着部６０および制御部１０１を備える。

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１の各ブロック等の動作を集中制御する。このとき、記憶部７２に格納されている各種データが参照される。記憶部７２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７１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の装置（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、外部の装置から送信された画像データ（入力画像データ）を受信し、この画像データに基づいて用紙Ｓに画像を形成させる。通信部７１は、例えばＬＡＮカード等の通信制御カードで構成される。

図１に示すように、画像読取部１０は、ＡＤＦ（Auto Document Feeder）と称される自動原稿給紙装置１１および原稿画像走査装置１２（スキャナー）等を備えて構成される。

自動原稿給紙装置１１は、原稿トレイに載置された原稿Ｄを搬送機構により搬送して原稿画像走査装置１２へ送り出す。自動原稿給紙装置１１により、原稿トレイに載置された多数枚の原稿Ｄの画像（両面を含む）を連続して一挙に読み取ることが可能となる。

原稿画像走査装置１２は、自動原稿給紙装置１１からコンタクトガラス上に搬送された原稿又はコンタクトガラス上に載置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１２ａの受光面上に結像させ、原稿画像を読み取る。画像読取部１０は、原稿画像走査装置１２による読取結果に基づいて入力画像データを生成する。この入力画像データには、画像処理部３０において所定の画像処理が施される。

図２に示すように、操作表示部２０は、例えばタッチパネル付の液晶ディスプレイ（ＬＣＤ：Liquid Crystal Display）で構成され、表示部２１及び操作部２２として機能する。表示部２１は、制御部１０１から入力される表示制御信号に従って、各種操作画面、画像の状態、各機能の動作状況等の表示を行う。操作部２２は、テンキー、スタートキー等の各種操作キーを備え、ユーザーによる各種入力操作を受け付けて、操作信号を制御部１０１に出力する。

画像処理部３０は、入力画像データに対して、初期設定又はユーザー設定に応じたデジタル画像処理を行う回路等を備える。例えば、画像処理部３０は、制御部１０１の制御下で、階調補正データ（階調補正テーブル）に基づいて階調補正を行う。また、画像処理部３０は、入力画像データに対して、階調補正の他、色補正、シェーディング補正等の各種補正処理や、圧縮処理等を施す。これらの処理が施された画像データに基づいて、画像形成部４０が制御される。

図１に示すように、画像形成部４０は、入力画像データに基づいて、Ｙ成分、Ｍ成分、Ｃ成分、Ｋ成分の各有色トナーによる画像を形成するための画像形成ユニット４１Ｙ、４１Ｍ、４１Ｃ、４１Ｋ、中間転写ユニット４２等を備える。

Ｙ成分、Ｍ成分、Ｃ成分、Ｋ成分用の画像形成ユニット４１Ｙ、４１Ｍ、４１Ｃ、４１Ｋは、同様の構成を有する。図示及び説明の便宜上、共通する構成要素は同一の符号で示し、それぞれを区別する場合には符号にＹ、Ｍ、Ｃ、又はＫを添えて示すこととする。図１では、Ｙ成分用の画像形成ユニット４１Ｙの構成要素についてのみ符号が付され、その他の画像形成ユニット４１Ｍ、４１Ｃ、４１Ｋの構成要素については符号が省略されている。

画像形成ユニット４１は、露光装置４１１、現像装置４１２、感光体ドラム４１３、帯電装置４１４、及びドラムクリーニング装置４１５等を備える。

感光体ドラム４１３は、例えばドラム状の金属基体の外周面に、有機光導電体を含有させた樹脂よりなる感光層が形成された有機感光体よりなる。

制御部１０１は、感光体ドラム４１３を回転させる駆動モーター（図示略）に供給される駆動電流を制御することにより、感光体ドラム４１３を一定の周速度で回転させる。

帯電装置４１４は、例えば帯電チャージャーであり、コロナ放電を発生させることにより、光導電性を有する感光体ドラム４１３の表面を一様に負極性に帯電させる。

露光装置４１１は、例えば半導体レーザーで構成され、感光体ドラム４１３に対して各色成分の画像に対応するレーザー光を照射する。その結果、感光体ドラム４１３の表面のうちレーザー光が照射された画像領域には、背景領域との電位差により各色成分の静電潜像が形成される。

現像装置４１２は、二成分逆転方式の現像装置であり、感光体ドラム４１３の表面に各色成分の現像剤を付着させることにより静電潜像を可視化してトナー像を形成する。

現像装置４１２には、例えば帯電装置４１４の帯電極性と同極性の直流現像バイアス、または交流電圧に帯電装置４１４の帯電極性と同極性の直流電圧が重畳された現像バイアスが印加される。その結果、露光装置４１１によって形成された静電潜像にトナーを付着させる反転現像が行われる。

ドラムクリーニング装置４１５は、中間転写ベルト４２１に転写されずに像担持体の一例としての感光体ドラム４１３の表面に残留するトナーを除去する。図３に示すように、ドラムクリーニング装置４１５は、ドラムクリーニングブレード４１５Ａと、クリーニングローラー４１５Ｂと、回収ローラー４１５Ｃと、回収バイアス印加部４１５Ｄと、電流検出部４１５Ｅと、回収ブレード４１５Ｆとを有する。クリーニングローラー４１５Ｂは、本発明の「クリーニング部材」に対応する。回収ローラー４１５Ｃは、本発明の「回収部材」に対応する。

ドラムクリーニングブレード４１５Ａは、弾性体よりなる平板状に形成されており、感光体ドラム４１３の表面に当接することで、感光体ドラム４１３上のトナーＴを除去する。ドラムクリーニングブレード４１５Ａは、クリーニングローラー４１５Ｂよりも下流側に位置し、クリーニングローラー４１５Ｂにより除去しきれなかったトナーＴを除去する。

クリーニングローラー４１５Ｂは、感光体ドラム４１３と対向し、図示しないバイアス印加部からクリーニングバイアスが印加される。これにより、感光体ドラム４１３に付着したトナーＴがクリーニングローラー４１５Ｂ側に電気的に移動するので、感光体ドラム４１３に付着したトナーＴがクリーニングローラー４１５Ｂにより除去される。

回収ローラー４１５Ｃは、クリーニングローラー４１５Ｂ上に移動したトナーＴを回収する。回収バイアス印加部４１５Ｄは、回収ローラー４１５Ｃに例えば、定電圧である回収バイアスを印加する。回収バイアスは、クリーニングバイアスが印加されたクリーニングローラー４１５Ｂと、回収ローラー４１５Ｃとの間で、トナーが回収ローラー４１５Ｃ側に移動するような電位差を発生させるバイアスである。

これにより、クリーニングローラー４１５Ｂ上のトナーＴが回収ローラー４１５Ｃ側に電気的に移動することで、回収ローラー４１５Ｃは、クリーニングローラー４１５Ｂ上のトナーＴを回収する。

電流検出部４１５Ｅは、回収バイアスが印加された回収ローラー４１５Ｃ上の電流を検出する。制御部１０１は、電流検出部４１５Ｅにより検出された電流に基づいて、クリーニングローラー４１５Ｂにおける部分的な汚れの発生の有無を判定する汚れ判定制御を行う。汚れ判定制御については後述する。

回収ブレード４１５Ｆは、平板状に形成されており、回収ローラー４１５Ｃに当接することで回収ローラー４１５Ｃ上のトナーを除去する。

図１に示すように、中間転写ユニット４２は、中間転写ベルト４２１、一次転写ローラー４２２、複数の支持ローラー４２３、二次転写ローラー４２４、及びベルトクリーニング装置４２６等を備える。

中間転写ベルト４２１は無端状ベルトで構成され、複数の支持ローラー４２３にループ状に張架される。複数の支持ローラー４２３のうちの少なくとも１つは駆動ローラーで構成され、その他は従動ローラーで構成される。例えば、Ｋ成分用の一次転写ローラー４２２よりもベルト走行方向下流側に配置されるローラー４２３Ａが駆動ローラーであることが好ましい。これにより、一次転写部におけるベルトの走行速度を一定に保持しやすくなる。駆動ローラー４２３Ａが回転することにより、中間転写ベルト４２１は矢印Ａ方向に一定速度で走行する。

中間転写ベルト４２１は、導電性および弾性を有するベルトであり、表面に高抵抗層を有する。中間転写ベルト４２１は、制御部１０１からの制御信号によって回転駆動される。

一次転写ローラー４２２は、各色成分の感光体ドラム４１３に対向して、中間転写ベルト４２１の内周面側に配置される。中間転写ベルト４２１を挟んで、一次転写ローラー４２２が感光体ドラム４１３に圧接されることにより、感光体ドラム４１３から中間転写ベルト４２１へトナー像を転写するための一次転写ニップが形成される。

二次転写ローラー４２４は、駆動ローラー４２３Ａのベルト走行方向下流側に配置されるバックアップローラー４２３Ｂに対向して、中間転写ベルト４２１の外周面側に配置される。中間転写ベルト４２１を挟んで、二次転写ローラー４２４がバックアップローラー４２３Ｂに圧接されることにより、中間転写ベルト４２１から用紙Ｓへトナー像を転写するための二次転写ニップが形成される。

一次転写ニップを中間転写ベルト４２１が通過する際、感光体ドラム４１３上のトナー像が中間転写ベルト４２１に順次重ねて一次転写される。具体的には、一次転写ローラー４２２に一次転写バイアスを印加し、中間転写ベルト４２１の裏面側、つまり一次転写ローラー４２２と当接する側にトナーと逆極性の電荷を付与することにより、トナー像は中間転写ベルト４２１に静電的に転写される。

その後、用紙Ｓが二次転写ニップを通過する際、中間転写ベルト４２１上のトナー像が用紙Ｓに二次転写される。具体的には、二次転写ローラー４２４に二次転写バイアスを印加し、用紙Ｓの裏面側、つまり二次転写ローラー４２４と当接する側にトナーと逆極性の電荷を付与することにより、トナー像は用紙Ｓに静電的に転写される。トナー像が転写された用紙Ｓは定着部６０に向けて搬送される。

ベルトクリーニング装置４２６は、二次転写後に中間転写ベルト４２１の表面に残留する転写残トナーを除去する。

定着部６０は、用紙Ｓの定着面、つまりトナー像が形成されている面側に配置される定着面側部材を有する上側定着部６０Ａ、用紙Ｓの裏面つまり定着面の反対の面側に配置される裏面側支持部材を有する下側定着部６０Ｂ、および加熱源等を備える。定着面側部材に裏面側支持部材が圧接されることにより、用紙Ｓを挟持して搬送する定着ニップが形成される。

定着部６０は、トナー像が二次転写され、搬送されてきた用紙Ｓを定着ニップで加熱、加圧することにより、用紙Ｓにトナー像を定着させる。定着部６０は、定着器Ｆ内にユニットとして配置される。

上側定着部６０Ａは、定着面側部材である無端状の定着ベルト６１、加熱ローラー６２および定着ローラー６３を有する。定着ベルト６１は、加熱ローラー６２と定着ローラー６３とによって張架されている。

下側定着部６０Ｂは、裏面側支持部材である加圧ローラー６４を有する。加圧ローラー６４は、定着ベルト６１との間で用紙Ｓを挟持して搬送する定着ニップを形成している。

また、定着部６０の下流側には、画像検出部７３が設けられている。画像検出部７３は、例えばスキャナーであり、定着ニップを通過した用紙Ｓに形成された画像を検出する。

用紙搬送部５０は、給紙部５１、排紙部５２、及び搬送経路部５３等を備える。給紙部５１を構成する３つの給紙トレイユニット５１ａ〜５１ｃには、坪量やサイズ等に基づいて識別された用紙Ｓ（規格用紙、特殊用紙）が予め設定された種類毎に収容される。搬送経路部５３は、レジストローラー対５３ａを含む複数の搬送ローラー対を有する。レジストローラー対５３ａが配設されたレジストローラー部は、用紙Ｓの傾きおよび片寄りを補正する。

給紙トレイユニット５１ａ〜５１ｃに収容されている用紙Ｓは、最上部から一枚ずつ送出され、搬送経路部５３により画像形成部４０に搬送される。画像形成部４０においては、中間転写ベルト４２１のトナー像が用紙Ｓの一方の面に一括して二次転写され、定着部６０において定着工程が施される。画像形成された用紙Ｓは、排紙ローラー５２ａを備えた排紙部５２により機外に排紙される。

次に、クリーニングローラー４１５Ｂにおける汚れ判定制御について説明する。本実施の形態では、制御部１０１が、電流検出部４１５Ｅにより検出された電流に基づいて、クリーニングローラー４１５Ｂの表面における部分的な汚れが発生しているか否かについて判定する。

ここで、クリーニングローラー４１５Ｂの部分的な汚れについて説明する。上述したように、クリーニングローラー４１５Ｂは、クリーニングバイアスが印加されることで感光体ドラム４１３に付着したトナーを除去する。まず、何の汚れも付着していないクリーニングローラー４１５Ｂ（図４Ａ参照）により、感光体ドラム４１３の軸方向全体に形成されたベタ画像Ｔ１０（図４Ｂ参照）を除去すると、図４Ｃに示すように、クリーニングローラー４１５Ｂの軸方向全体に除去トナーＴ２０が付着する。

しかし、縦帯画像等を連続して印字するような印刷ジョブが行われると、図５Ａに示すように、クリーニングローラー４１５Ｂの一部に汚れ部Ｘが発生する。このような状態で、図４Ｂに示すようなベタ画像Ｔ１０を感光体ドラム４１３から除去しようとすると、図５Ｂに示すように、汚れ部Ｘに対応する部分に対応する除去トナーＴ２０よりもトナー量の少ない量の除去トナーＴ２１が汚れ部Ｘの部分に付着する。

つまり、汚れ部Ｘの部分におけるトナー除去量が減少するため、感光体ドラム４１３上には、汚れ部Ｘに対応する部分にトナーが残ってしまう。感光体ドラム４１３の、汚れ部Ｘに対応する部分にトナーが残った状態で、例えば、当該ベタ画像Ｔ１０を用紙Ｓに形成させると、図５Ｃに示すように、用紙Ｓに形成されるベタ画像Ｔ２０上に縦スジＴ１１等の画像不良が発生する。

つまり、クリーニングローラー４１５Ｂに部分的に汚れが発生してしまうと、縦スジＴ１１のような目立った画像不良が発生するという問題が生じる。

また、画像形成装置１においては、使用を続けていくと、クリーニングローラー４１５Ｂが全体的に汚れていくため、一定周期でクリーニングローラー４１５Ｂの回復動作が行われる。回復動作は、感光体ドラム４１３を空回転させて、クリーニングローラー４１５Ｂにクリーニングバイアスを印加するとともに回収ローラー４１５Ｃに回収バイアスを印加することで、クリーニングローラー４１５Ｂに付着したトナーを回収ローラー４１５Ｃにより回収する動作である。このような動作が数回転分繰り返されることで、クリーニングローラー４１５Ｂの汚れが解消されて、クリーニングローラー４１５Ｂが回復する。

回復動作の間は、画像形成装置１における画像形成動作が停止された状態となるが、この回復動作の合間において、クリーニングローラー４１５Ｂに部分的な汚れが発生してしまうと、上記の画像不良が発生してしまう。当該画像不良を抑制するため、回復動作が行われる間隔を短くすると、そのたびに画像形成装置１における画像形成動作が停止されるため、画像形成装置１における生産性の低下が発生する。また、感光体ドラム４１３を空回転させる回数が増えるため、感光体ドラム４１３がドラムクリーニングブレード４１５Ａとの接触に起因して、摩耗しやすくなるという問題が生じる。

本実施の形態では、クリーニングローラー４１５Ｂに部分的な汚れが発生しているか否かについて判定することができるため、上記のようなクリーニングローラー４１５Ｂの部分的な汚れに起因した問題の発生を抑制することができる。

次に、クリーニングローラー４１５Ｂにおける汚れ判定制御の具体例について説明する。図６は、クリーニングローラー４１５Ｂにおける汚れ判定制御を説明するための図である。図６における上側の図は、感光体ドラム４１３に形成されるパターン画像Ｐが、感光体ドラム４１３の画像形成位置からクリーニングローラー４１５Ｂにおける画像除去位置に向かう第１方向に向けて進行する様子を示している。

図６における下側の図は、パターン画像Ｐを感光体ドラム４１３からクリーニングローラー４１５Ｂにより除去したときに、回収ローラー４１５Ｃから検出される電流値の時間変化を示している。図６における時間Ｔ１は、パターン画像Ｐの左側の端部が、クリーニングローラー４１５Ｂの位置に到達した時間を示している。図６における時間Ｔ２は、パターン画像Ｐの右側の端部が、クリーニングローラー４１５Ｂの位置に到達した時間を示している。

図６に示すように、制御部１０１は、汚れ判定制御に用いるパターン画像Ｐを感光体ドラム４１３に形成するように画像形成部４０を制御する。パターン画像Ｐは、第１方向に延び、クリーニングローラー４１５Ｂの１周期分の長さを有するとともに、クリーニングローラー４１５Ｂの軸方向における画像除去領域に対応する幅で形成された矩形状の画像である。なお、パターン画像Ｐは、第１方向において、クリーニングローラー４１５Ｂの１周期以上の長さを有していても良い。

パターン画像Ｐは、トナー量がそれぞれ異なる第１領域部Ｐ１および第２領域部Ｐ２を有する。第１領域部Ｐ１は、トナー量が０となるように形成された領域、つまり、トナーが形成されない領域である。第２領域部Ｐ２は、トナー量が全ての位置において均一な量になるようにトナーが形成された領域である。なお、第１領域部Ｐ１のトナー量は、第２領域部Ｐ２のトナー量よりも少ないトナー量であっても良い。

パターン画像Ｐは、第１方向における全ての位置に、第１領域部Ｐ１と第２領域部Ｐ２とが存在するように形成される。具体的には、第１領域部Ｐ１は、パターン画像Ｐにおいて、第１方向の一方側端部（左端部）および軸方向の一端部（下端部）から、第１方向の他方側端部（右端部）および軸方向の他端部（上端部）まで延びるように形成される。第２領域部Ｐ２は、パターン画像Ｐにおける、第１領域部Ｐ１のない部分に形成される。

パターン画像Ｐにおける、第１方向における全範囲のうち、第１方向における両端部を除いた領域、つまり、第１方向の位置Ｙ１と、位置Ｙ２との間の領域は、部分的な汚れの有無の判定対象となる判定領域である。

つまり、位置Ｙ１がクリーニングローラー４１５Ｂに到達する時間Ｔ３から、位置Ｙ２がクリーニングローラー４１５Ｂに到達する時間Ｔ４までの範囲が、クリーニングローラー４１５Ｂの部分的な汚れの発生の有無を判定する範囲である。判定領域が位置Ｙ１と位置Ｙ２との間の領域である理由については後述する。

制御部１０１は、判定領域に対応する部分において電流検出部４１５Ｅにより検出された電流の時間変化における電流の変化量に応じて、クリーニングローラー４１５Ｂの表面における部分的な汚れがあるか否かについて判定する。

電流検出部４１５Ｅでは、回収ローラー４１５Ｃによりクリーニングローラー４１５Ｂから回収したトナーの電荷が例えば負極性である場合、当該電荷を打ち消すように、逆極性の正極性の電荷が生成されるため、その一連の動きが電流として検出される。つまり、電流検出部４１５Ｅは、回収ローラー４１５Ｃが回収したトナー量が多いほど、大きい電流を検出する。

第２領域部Ｐ２の部分では、トナーが感光体ドラム４１３からクリーニングローラー４１５Ｂに移動し、ひいては回収ローラー４１５Ｃに回収される。そのため、電流検出部４１５Ｅにより、トナーの移動量に伴う電流が検出される。

第１領域部Ｐ１の部分では、トナーが感光体ドラム４１３からクリーニングローラー４１５Ｂに移動せず、回収ローラー４１５Ｃにもトナーが回収されない。そのため、電流検出部４１５Ｅによりトナーの移動に伴う電流が検出されない。

ここで、クリーニングローラー４１５Ｂが汚れ部Ｘを有する場合、第２領域部Ｐ２の汚れ部Ｘに対応する部分については、トナーが感光体ドラム４１３からクリーニングローラー４１５Ｂに移動しにくい、又は、移動しない。そのため、電流検出部４１５Ｅにより検出される電流値が、汚れ部Ｘが大きくなるほど小さくなる。つまり、パターン画像Ｐにおける、第２領域部Ｐ２の汚れ部Ｘに対応する領域Ｗ１，Ｗ３においては、第２領域部Ｐ２の汚れ部Ｘに対応する部分からトナーが回収されないので、クリーニングローラー４１５Ｂが汚れ部Ｘを有さない場合と比較して、電流検出部４１５Ｅの電流値が小さくなる。

それに対し、パターン画像Ｐにおける、第１領域部Ｐ１の汚れ部Ｘに対応する領域Ｗ２においては、汚れ部Ｘに対応する位置に第１領域部Ｐ１があり、汚れ部Ｘではない部分に対応する位置に第２領域部Ｐ２がある。第１領域部Ｐ１の部分は、除去されるトナーがないが、第２領域部Ｐ２の部分は、クリーニングローラー４１５Ｂの汚れ部Ｘではない部分により、トナーが除去される。そのため、軸方向全体の電流量が、クリーニングローラー４１５Ｂが汚れ部Ｘを有する影響を受けにくく、結果として、領域Ｗ２においては、クリーニングローラー４１５Ｂが汚れ部Ｘを有さない場合と略同等の電流値が検出される。

すなわち、電流検出部４１５Ｅにおける検出電流値が領域Ｗ２に対応する部分が、領域Ｗ１，Ｗ３に対応する部分よりも大きくなる。言い換えると、クリーニングローラー４１５Ｂに部分的な汚れがあると、判定領域における電流変化量が増大する。

そのため、本実施の形態では、制御部１０１は、判定領域における電流変化量が所定閾値以上である場合、クリーニングローラー４１５Ｂに部分的な汚れがあると判定する。

電流変化量は、例えば、判定領域における最大電流値と最小電流値との差分としても良いし、判定領域における平均電流値と最大電流値との差分値としても良い。所定閾値は、例えば、クリーニングローラー４１５Ｂの部分的な汚れに起因した画像不良が発生する程度の電流変化量を示す値であり、任意に設定可能な値である。

これにより、クリーニングローラー４１５Ｂに部分的な汚れがあることを容易に判定することができるので、クリーニングローラー４１５Ｂにおける回復動作を実行するか否かについての判定基準とすることができる。

また、制御部１０１は、クリーニングローラー４１５Ｂに部分的な汚れがあると判定した場合、クリーニングローラー４１５Ｂにおける回復動作を実行すると判定する。クリーニングローラー４１５Ｂに部分的な汚れがある場合、縦スジ等の画像不良が発生する可能性が高いため、部分的な汚れがあると判定した場合、速やかにクリーニングローラー４１５Ｂにおける回復動作を実行することで、クリーニングローラー４１５Ｂの部分的な汚れを除去することができる。

また、判定領域が時間Ｔ３から時間Ｔ４までの範囲とされる理由について説明する。時間Ｔ１から時間Ｔ３までの範囲と、時間Ｔ４から時間Ｔ２までの範囲とにおける、第１方向の各位置におけるパターン画像Ｐのトナー量が、第１方向の位置によって比較的大きく変動する。

パターン画像Ｐの左端部と位置Ｙ１との範囲における第１領域部Ｐ１と、位置Ｙ２とパターン画像Ｐの右端部との範囲における第１領域部Ｐ１とは、三角形状となっている。つまり、これらの範囲における第１領域部Ｐ１の軸方向の幅が第１方向の位置によって変動するとともに、判定領域における第１領域部Ｐ１の軸方向の幅よりも小さくなっている。

そのため、第２領域部Ｐ２の第１方向の幅が判定領域よりも広くなるので、クリーニングローラー４１５Ｂによるトナーの除去量が、判定領域より大きくなり、ひいては回収ローラー４１５Ｃでの検出電流値が大きくなる。そうなると、この部分において、汚れ部Ｘがあるものと判定してしまう可能性があるからである。

また、判定領域における第１領域部Ｐ１の幅は一定であることが好ましいが、図６に示す判定領域のように、位置Ｙ１付近および位置Ｙ２付近のように、多少幅が小さい部分を含んでいても良い。

また、制御部１０１は、クリーニングローラー４１５Ｂに部分的な汚れがないと判定した場合、回復動作を実行するか否かについて判定する。例えば、制御部１０１は、回収ローラー４１５Ｃの検出電流値の最小値が所定電流値以上である場合、クリーニングローラー４１５Ｂの回復動作を実行すると判定する。制御部１０１は、検出電流値の最小値が所定電流未満である場合、クリーニングローラー４１５Ｂの回復動作を実行しないと判定する。

所定電流値は、クリーニングローラー４１５Ｂがある程度汚れていることを示す電流値であり、任意に設定可能な値である。

このようにすることで、クリーニングローラー４１５Ｂが全体として汚れている場合、速やかに回復動作を行うことができる。また、クリーニングローラー４１５Ｂが全体として汚れていない場合、回復動作を行わないため、画像形成装置１における画像形成動作を無駄に停止することがなくなり、ひいては生産性の低下を抑制することができるとともに、無駄な回復動作を行わないことにより、感光体ドラム４１３の摩耗を抑制することができる。なお、回復動作の実行の有無は、印刷枚数により判定しても良い。

また、制御部１０１は、クリーニングローラー４１５Ｂにおける部分的な汚れの発生の有無を判定する制御を所定のタイミングで行うようにしても良い。所定のタイミングとしては、例えば、前回、回復動作を実行してから印刷枚数が所定枚数（例えば、１０００枚）より多くなったタイミングや、同じ印刷ジョブを複数回連続で処理した後のタイミング等が挙げられる。

また、電流検出部４１５Ｅによる検出電流の時間変化は、実際は、図７Ａに示すように、上下に振動した波形が得られるが、当該波形において例えば移動平均をとることにより、平滑化した波形を検出電流の時間変化としても良い。図７Ｂの実線は、破線で示される図７Ａの波形を平滑化したものである。

また、パターン画像Ｐとしては、図６に示すものを例示したが、例えば、図８Ａに示すように、第２領域部Ｐ２と第１領域部Ｐ１とを入れ替えたものを用いても良い。つまり、図８Ａに示すパターン画像Ｐでは、第１領域部Ｐ１を、トナーを有する領域とし、第２領域部Ｐ２を、トナーを有さない領域としても良い。

また、パターン画像Ｐとしては、図８Ｂに示すように、第１方向の各位置におけるトナー量が均一になるようなものを用いても良い。具体的には、第１領域部Ｐ１は、第１方向の両端部において四角形状となる第１部分Ｐ１１と、上端部の第１部分Ｐ１１から下端部の第１部分Ｐ１１に向けて延びる第２部分Ｐ１２とを有する。第１部分Ｐ１１の軸方向の幅と第２部分Ｐ１２の軸方向の幅とは同じ大きさとなっている。このようにすることで、第１方向の全てを判定領域とすることができる。

次に、画像形成装置１における汚れ制御を実行するときの動作例について説明する。図９は、画像形成装置１における汚れ判定制御を実行するときの動作例を示すフローチャートである。図９における処理は、制御部１０１が印刷ジョブの実行指示を受け付けたときに実行される。

図９に示すように、制御部１０１は、印刷ジョブを開始する（ステップＳ１０１）。次に、制御部１０１は、印刷枚数をカウントする（ステップＳ１０２）。なお、ステップＳ１０２における印刷枚数は、例えば、記憶部７２において記憶されている印刷枚数であって、前回回復動作を実行してからカウントされる印刷枚数である。記憶部７２では、印刷枚数がカウントされる度に、その数が更新される。

次に、制御部１０１は、印刷ジョブが終了したか否かについて判定する（ステップＳ１０３）。判定の結果、印刷ジョブが終了していない場合（ステップＳ１０３、ＮＯ）、処理はステップＳ１０２に戻る。一方、印刷ジョブが終了した場合（ステップＳ１０３、ＹＥＳ）、制御部１０１は、印刷枚数が１０００枚より多いか否かについて判定する（ステップＳ１０４）。

判定の結果、印刷枚数が１０００枚以下である場合（ステップＳ１０４、ＮＯ）、本制御は終了する。一方、印刷枚数が１０００枚より多い場合（ステップＳ１０４、ＹＥＳ）、制御部１０１は、パターン画像を感光体ドラム４１３に形成する（ステップＳ１０５）。

次に、制御部１０１は、回収ローラー４１５Ｃにおける電流変化量を検出する（ステップＳ１０６）。次に、制御部１０１は、電流変化量が所定閾値以上であるか否かについて判定する（ステップＳ１０７）。

判定の結果、電流変化量が所定閾値未満である場合（ステップＳ１０７、ＮＯ）、本制御は終了する。一方、電流変化量が所定閾値以上である場合（ステップＳ１０７、ＹＥＳ）、制御部１０１は、クリーニングローラー４１５Ｂの回復動作を実行する（ステップＳ１０８）。

次に、制御部１０１は、記憶部７２における印刷枚数をリセットする（ステップＳ１０９）。ステップＳ１０９の後、本制御は終了する。

以上のように構成された本実施の形態によれば、クリーニングローラー４１５Ｂに部分的な汚れがあることを容易に判定することができるので、クリーニングローラー４１５Ｂにおける回復動作を実行するか否かについての判定基準とすることができる。その結果、クリーニングローラー４１５Ｂの部分的な汚れに起因した画像不良の発生を低減することができる。

また、クリーニングローラー４１５Ｂに部分的な汚れがあると判定した場合、速やかに回復動作を実行することができるので、クリーニングローラー４１５Ｂの部分的な汚れに起因した画像不良の発生を抑制することができ、ひいては画像品質の向上に寄与することができる。

また、クリーニングローラー４１５Ｂに部分的な汚れがないと判定した場合、回復動作を実行するか否かについて判定するので、クリーニングローラー４１５Ｂが全体的に汚れている等のように必要なときのみに回復動作を実行させることができる。回復動作は、感光体ドラム４１３、クリーニングローラー４１５Ｂや回収ローラー４１５Ｃを数回転させて行うため、ある程度時間（例えば、１０分以上）がかかる。そのため、その間において、画像形成装置１を停止させるので生産性が低下するとともに、感光体ドラム４１３とドラムクリーニングブレード４１５Ａとの接触に起因して感光体ドラム４１３が摩耗しやすくなる。

しかし、本実施の形態における汚れ判定制御は、クリーニングローラー４１５Ｂの１周期分の時間（約１０秒程度）のみである。つまり、本実施の形態では、クリーニングローラー４１５Ｂの１周期分の時間で、回復動作を必要なときのみに実行させることができる。そのため、１０分以上かかる回復動作を定期的に実行する構成と比較して、画像形成装置１を無駄に停止する時間を大幅に削減することができるので、生産性の低下を抑制することができる。また、無駄に回復動作を実行しないことで、感光体ドラム４１３とドラムクリーニングブレード４１５Ａとの接触に起因した感光体ドラム４１３の摩耗を低減することができ、ひいては感光体ドラム４１３の寿命を長くすることができる。

なお、上記実施の形態では、印刷枚数が所定枚数に到達した場合に、汚れ判定制御を行う構成であったが、本発明はこれに限定されず、画像検出部７３の検出結果に基づいて汚れ判定制御を行うようにしても良い。

具体的には、制御部１０１は、画像検出部７３の検出結果に基づいて、クリーニングローラー４１５Ｂに部分的な汚れの発生を判定する制御を行うか否かについて判定する。つまり、画像検出部７３により、図５Ｃに示すような縦スジを有するような画像不良が検出された場合、制御部１０１は、クリーニングローラー４１５Ｂに部分的な汚れの発生を判定する制御を行うと判定する。

このようにすることで、印刷ジョブ中に画像不良が発生したと同時に汚れ判定制御を行うことが可能になるので、迅速に汚れ判定制御を行うことができる。

また、制御部１０１は、クリーニングローラー４１５Ｂに部分的な汚れの発生の有無を判定する制御を行うと判定した場合、画像不良の原因を特定する原因判定制御を行うようにしても良い。

図５Ｃに示すような縦スジを有するような画像不良であっても、クリーニングローラー４１５Ｂの部分的な汚れが原因となる他に、感光体ドラム４１３と一次転写ローラー４２２との間における一次転写ニップ部分において何らかの原因があることで、当該画像不良が発生する場合がある。

そのため、制御部１０１は、回収ローラー４１５Ｃの電流の検出結果と、例えば、一次転写ニップ部分に流れる転写電流の検出結果とを用いて画像不良の原因判定制御を行う。具体的には、図１０Ａに示すように、一次転写ローラー４２２の部分に、回収ローラー４１５Ｃと同様に、電流検出部４２２Ａを設け、当該電流検出部４２２Ａの電流検出結果と、回収ローラー４１５Ｃからの電流の検出結果とを比較する。

例えば、これらの電流検出結果を比較すると、図１０Ｂに示すように、画像不良の原因となる波形において図６に示す判定領域のように電流変化量が大きくなる部分が発生する。図１０Ｂに示す例では、実線が回収ローラー４１５Ｃの電流検出結果を示し、破線が転写電流の検出結果を示している。

図１０Ｂの例では、回収ローラー４１５Ｃに電流変化量が大きくなる部分が発生しているため、制御部１０１は、クリーニングローラー４１５Ｂが画像不良の原因となる部分であると判定する。なお、一次転写ニップ部分に画像不良の原因となる部分がある場合、破線の転写電流の検出結果に、電流変化量が大きくなる部分が発生する。

このようにすることで、画像不良の発生原因を容易に特定することができる。

次に、画像形成装置１における原因判定制御を実行するときの動作例について説明する。図１１は、画像形成装置１における原因判定制御を実行するときの動作例を示すフローチャートである。図１１における処理は、制御部１０１が印刷ジョブの実行指示を受け付けたときに実行される。

図１１に示すように、制御部１０１は、画像検出部７３において画像不良を検出したか否かについて判定する（ステップＳ２０１）。判定の結果、画像不良を検出しない場合（ステップＳ２０１、ＮＯ）、処理はステップＳ２０３に遷移する。なお、ステップＳ２０１でＮＯと判定した後、印刷ジョブにおける印刷処理が完了した後に、ステップＳ２０３に遷移する。

一方、画像不良を検出した場合（ステップＳ２０１、ＹＥＳ）、制御部１０１は、画像不良の種類を記憶部７２に記憶させる（ステップＳ２０２）。次に、制御部１０１は、印刷を停止する（ステップＳ２０３）。

次に、制御部１０１は、画像不良があったか否かについて判定する（ステップＳ２０４）。判定の結果、画像不良がない場合（ステップＳ２０４、ＮＯ）、本制御は終了する。一方、画像不良があった場合（ステップＳ２０４、ＹＥＳ）、制御部１０１は、画像不良が縦スジであったか否かについて判定する（ステップＳ２０５）。

判定の結果、画像不良が縦スジではない場合（ステップＳ２０５、ＮＯ）、本制御は終了する。なお、ステップＳ２０５でＮＯと判定された場合、その他の原因を判定する制御を行っても良いし、外部に画像不良が発生している旨を報知しても良い。

一方、画像不良が縦スジである場合（ステップＳ２０５、ＹＥＳ）、制御部１０１は、パターン画像を形成して回収ローラー４１５Ｃの電流を検出する（ステップＳ２０６）。次に、制御部１０１は、パターン画像を形成して転写電流を検出する（ステップＳ２０７）。

次に、制御部１０１は、検出した回収ローラー４１５Ｃの電流と、転写電流に基づいて、画像不良の原因を特定する（ステップＳ２０８）。次に、制御部１０１は、画像不良の原因となる箇所を通信部７１を介して外部に報知する（ステップＳ２０９）。ステップＳ２０９の後、本制御は終了する。

このような構成によれば、印刷ジョブ中に画像不良が発生したと同時に汚れ判定制御を行うことが可能になるので、迅速に汚れ判定制御を行うことができる。また、画像不良の発生原因を容易に特定することができる。

また、上記実施の形態では、像担持体として感光体ドラム４１３を例示したが、本発明はこれに限定されず、中間転写ベルト４２１等であっても良い。

また、上記実施の形態では、パターン画像における第１領域部Ｐ１および第２領域部Ｐ２の何れかがトナーがない領域であったが、本発明はこれに限定されず、例えば、微小なトナー量の画像が形成されていても良い。ただし、電流変化を確実に検出する観点から、パターン画像における第１領域部Ｐ１および第２領域部Ｐ２の何れかをトナーがない領域とすることが好ましい。

また、上記実施の形態では、部分的な汚れに起因した画像不良として縦スジを例示したが、本発明はこれに限定されず、部分的な汚れに起因した画像不良である限り、縦スジ以外の画像不良であっても良い。

また、上記実施の形態では、パターン画像として、図６、図８Ａおよび図８Ｂに示す画像を例示したが、図６に示すような回収ローラー４１５Ｃにおける電流変化量の時間変化を検出可能な画像であれば、どのようなパターン画像であっても良い。

その他、上記実施の形態は、何れも本発明を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。

１ 画像形成装置
４０ 画像形成部
７３ 画像検出部
１０１ 制御部
４１５ ドラムクリーニング装置
４１５Ａ ドラムクリーニングブレード
４１５Ｂ クリーニングローラー
４１５Ｃ 回収ローラー
４１５Ｄ 回収バイアス印加部
４１５Ｅ 電流検出部
４１５Ｆ 回収ブレード

Claims (11)

1. 像担持体に画像を形成する画像形成部と、
   クリーニングバイアスが印加されることで前記像担持体上の画像を除去するクリーニング部材と、
   回収バイアスが印加されることで前記クリーニング部材により除去された画像を前記クリーニング部材から回収する回収部材と、
   前記回収バイアスを印加された前記回収部材に流れる電流を検出する電流検出部と、
   前記電流検出部により検出された電流に基づいて、前記クリーニング部材の表面に部分的な汚れがあるか否かについて判定する制御部と、
   を備える画像形成装置。
2. 前記制御部は、前記電流検出部により検出された電流の時間変化における、前記電流の変化量に応じて、前記クリーニング部材の表面に前記部分的な汚れがあるか否かについて判定する、
   請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記制御部は、前記クリーニング部材に前記部分的な汚れがあると判定した場合、前記クリーニング部材を回復させる制御を行う、
   請求項１または請求項２に記載の画像形成装置。
4. 前記制御部は、前記クリーニング部材に前記部分的な汚れがないと判定した場合、前記クリーニング部材を回復させる制御を行うか否かについて判定する、
   請求項１〜３の何れか１項に記載の画像形成装置。
5. 前記制御部は、前記クリーニング部材の表面に前記部分的な汚れの有無の判定に用いるパターン画像を前記像担持体に形成するように前記画像形成部を制御し、
   前記パターン画像は、前記部分的な汚れの有無の判定対象となる判定領域を含み、かつ、前記像担持体上の画像形成位置から前記クリーニング部材における画像除去位置に向かう第１方向に延び、かつ、前記像担持体における前記クリーニング部材の軸方向における画像除去領域に対応する幅で形成され、
   前記判定領域は、前記第１方向における全ての位置に、トナー量がそれぞれ異なる第１領域部および第２領域部を有し、
   前記第１領域部は、前記判定領域において、前記第１方向の一方側端部および前記軸方向の一端部から、前記第１方向の他方側端部および前記軸方向の他端部まで延びるように形成される、
   請求項１〜４の何れか１項に記載の画像形成装置。
6. 前記制御部は、前記第１領域部における前記軸方向の幅が一定になるように前記画像形成部を制御する、
   請求項５に記載の画像形成装置。
7. 前記パターン画像は、前記第１方向において、前記クリーニング部材の１周期以上の長さを有する、
   請求項５または請求項６に記載の画像形成装置。
8. 前記判定領域は、前記パターン画像の前記第１方向の全ての領域であり、
   前記判定領域における前記第１方向の任意の位置における、前記軸方向のトナー量は、それ以外の位置における、前記軸方向のトナー量と同じである、
   請求項５〜７の何れか１項に記載の画像形成装置。
9. 前記制御部は、前記電流検出部により検出された電流値を平滑化した値を用いて、前記部分的な汚れがあるか否かについて判定する、
   請求項１〜８の何れか１項に記載の画像形成装置。
10. 用紙に形成された前記画像を検出する画像検出部を備え、
    前記制御部は、前記画像検出部の検出結果に基づいて、前記クリーニング部材における部分的な汚れの発生の有無を判定する制御を行うか否かについて判定する、
    請求項１〜９の何れか１項に記載の画像形成装置。
11. 前記制御部は、前記部分的な汚れの発生の有無を判定する制御を行うと判定した場合、画像不良の原因を特定する制御を行う、
    請求項１０に記載の画像形成装置。

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