JP4076136B2 - 画像形成装置および画像形成方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子写真方式の画像形成装置および画像形成方法に関し、詳しくは、像担持体表面に付着したフィルミング物質の除去装置および除去方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
像担持体上に静電潜像を形成し、これをトナーによって可視画像化するとともに、このトナー像を転写材に転写して像担持体を繰り返し使用する方式の画像形成装置は従来より周知である。このような画像形成装置は例えば電子写真複写機、プリンタ或いはファクシミリ等として構成される。ところで、この種の画像形成装置においては、ＮＯｘや硝酸化合物、トナーのＷＡＸ成分、紙粉等が像担持体表面に固着する、いわゆるフィルミング現象が発生する恐れがある。このフィルミング現象が発生すると、トナー像のかすれや、像流れ、地汚れ等が生じ、トナー像の画質低下、像担持体の低寿命化を招く。
【０００３】
フィルミング現象の原因物質、すなわちフィルミング物質を除去する方法については従来、多数提案されている。研磨材や研磨ブラシで像担持体表面を研磨しながらフィルミング物質を除去したり、ブレードやブラシを像担持体に圧接させてフィルミング物質を掻き取ったりする方法などがある。クリーニングブラシを像担持体に圧接させて像担持体表面を研磨する際、像担持体に対しクリーニングブラシをカウンター方向に回転させるとフィルミング物質の除去能力が上がることは良く知られている。これと逆に、クリーニングブラシを像担持体に対しトレーリング方向に回転させると、研磨能力が低下するものの、像担持体の高寿命化に繋がる。
【０００４】
フィルミング物質の除去機構として、コピー枚数毎にクリーニングブラシを通常位置から像担持体に圧接する向きに移動させる機構を配備した画像形成装置が提案されている（特許文献１参照）。しかしこの技術では、フィルミング物質がどの程度像担持体上に付着しているかの判定が不可能であり、フィルミング物質が付着していない場合でも像担持体表面を削ってしまうことがあるため、像担持体の寿命低下を招く問題があった。また、像担持体と現像ローラとの線速差を通常よりも大きくすることで、フィルミング物質を除去する方法なども提案されている（特許文献２参照）。さらに、導電性基体上の絶縁性皮膜を非接触（特許文献３〜７参照）、または接触（特許文献８参照）で測定する様々な技術は公知である。
【０００５】
像担持体の感光層膜厚を測定する手段の一つとして、電流値方式がある。この電流値方式は、感光層の静電容量の変化により膜厚を測定するものである。膜厚が小さくなれば、それだけ感光層全体の静電容量は上昇するので、静電容量の変化を電流値により測定すれば、感光層の膜厚を測定することができる。
【０００６】
【特許文献１】
特開平５−８０６８３号公報
【特許文献２】
特開平５−１１６７０号公報
【特許文献３】
特開平１−１３６００９号公報
【特許文献４】
特公平７−１１１３４１号公報
【特許文献５】
特開平７−９１９４８号公報
【特許文献６】
特許第３２１４１９０号明細書
【特許文献７】
特開平１１−１７４９０４号公報
【特許文献８】
特開平８−２２０９５０号公報
【０００７】
しかし、上記電流値方式では、高精度な膜厚検知を行うことができない。すなわち、電子写真方式の画像形成装置には、像担持体表面に当接させて使用する種々の当接部材が配備されており、例えば転写装置では当接部材の接離機構を設けるなどの処置を施すことが可能であるが、全ての当接物について接離機構を設けるのは精度的に不可能であり、そのため膜厚測定時に当接物または、その近傍部材で電流の漏れがある程度生じる結果、感光層の残存膜厚を高精度に測定できなくなる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記問題点に鑑みなされたもので、その目的は、電子写真方式の画像形成装置において、必要最少限の像担持体表面層の削れ量でフィルミング物質を除去することにより、高品質の画像を安定して形成するとともに、像担持体の長寿命化を実現することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明の骨子は、電子写真方式の画像形成装置および画像形成方法において、当該画像形成装置を構成する各種装置または手段に、所定の動作を実行させるすることにより、感光体表面上のフィルミング物質除去機能（実際の感光層削れ量）を、基準のフィルミング物質除去機能（後記する感光層削れ量の基準値Ｖｓ）よりも高める点にある。本発明は特に、像担持体表面上のフィルミング物質の付着程度を実測し、その結果に基づいてフィルミング物質除去機能を高めるか否かを判断することにより、像担持体表面層の削れ量を必要要最少限として、像担持体上でフィルミング現象が発生しない程度に像担持体表面をクリーニングするように構成したことに特徴がある。
【００１０】
すなわち本発明に係る画像形成装置および画像形成方法は、
（１）転写装置への多数の通紙枚数（複写機の場合はコピー枚数、プリンタの場合は印刷枚数、ファクシミリの場合は送信枚数、複合機の場合は、処理枚数）と、感光層削れ量との関係に基づいて求められた、像担持体表面上でフィルミング現象が発生しない場合の転写紙１枚当たりの感光層削れ量の基準値Ｖｓと、
（２）画像形成プロセス中における適宜の第１の時点、および該時点から数えて適宜の多数枚の転写紙について転写処理を施した後の第２の時点における感光層削れ量を測定することによって、転写紙１枚当たりの感光層削れ量の実測値Ｖｍを求め、この実測値Ｖｍが上記基準値Ｖｓよりも小さい場合に、所定の動作を行うことで、感光層削れ量を高める（換言すると、像担持体表面のクリーニング機能を高める）ようにしたものである。
【００１１】
請求項１に係る発明は、像担持体表面上に２成分現像剤による可視像を形成する現像装置と、該可視像を転写紙に転写する転写装置と、可視像転写後の像担持体表面上に残留する２成分現像剤を除去するクリーニング装置と、像担持体感光層の膜厚を検知する膜厚検知手段と、像担持体の回転速度（無端ベルト状感光体の場合は循環走行速度。以下同じ）を制御する像担持体回転速度制御手段、前記現像ローラの回転速度を制御する現像ローラ回転速度制御手段の少なくとも一方と、前記各装置および前記各手段の動作を制御する動作制御装置とを備えた画像形成装置であって、前記転写装置への多数の通紙枚数と、前記膜厚検知手段による感光層膜厚検知によって測定した感光層削れ量との関係に基づいて求められた、前記像担持体表面上でフィルミング現象が発生しない場合の転写紙１枚当たりの感光層削れ量の基準値Ｖｓ（以下、単に感光層削れ量の基準値Ｖｓと記載する場合がある。）があらかじめ記録されているとともに、前記動作制御手段からの指令により、画像形成プロセス中における適宜の第１の時点、および該時点から数えて適宜の多数枚の転写紙について転写処理を施した後の第２の時点において、それぞれ前記膜厚検知手段での感光層膜厚検知により感光層削れ量を測定することによって、転写紙１枚当たりの感光層削れ量の実測値Ｖｍが求められ（以下、単に感光層削れ量の実測値Ｖｍと記載する場合がある。）、該実測値Ｖｍが前記基準値Ｖｓ未満であるときには、前記動作制御手段からの指令に基づいて、前記像担持体回転速度制御手段、前記現像ローラ回転速度制御手段の少なくとも一方により像担持体、現像ローラの少なくとも一方の回転速度を変えて、像担持体表面と現像ローラ表面との回転線速差をこれまでよりも増大することによって、磁気ブラシによる像担持体表面の洗浄機能を高める動作を所定時間実行するようにしたことを特徴とする画像形成装置である。
【００１６】
請求項２に係る発明は、前記膜厚検知手段を複数、前記像担持体表面の複数箇所に対応して分散配備し、これら膜厚検知手段での感光層膜厚検知により感光層削れ量を測定することによって感光層削れ量の実測値Ｖｍを求め、これら複数の実測値Ｖｍなかに感光層削れ量の基準値Ｖｓ未満ものが含まれているときには、前記洗浄機能高める動作を実行するようにしたことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置である。
【００１７】
請求項３に係る発明は、像担持体表面上に現像剤による可視像を形成する現像装置と、前記可視像を転写紙に転写する転写装置と、可視像転写後の像担持体表面上に残留する現像剤を除去するクリーニング装置と、像担持体感光層の膜厚を検知する膜厚検知手段と、前記各装置および前記膜厚検知手段の各動作を制御する制御手段とを備え、かつ像担持体表面上のフィルミング物質除去機能を可変とした画像形成装置による画像形成方法であって、前記像担持体表面上でフィルミング現象が発生しない場合の転写紙１枚当たりの感光層削れ量の基準値Ｖｓを、前記転写装置への多数の通紙枚数と、前記膜厚検知手段による感光層膜厚検知によって測定した感光層削れ量との関係に基づいて、あらかじめ求めておくとともに、画像形成プロセス中における適宜の第１の時点、および該時点から数えて適宜の多数数の転写紙について転写処理を施した後の第２の時点において、それぞれ前記膜厚検知手段での感光層膜厚検知により感光層削れ量を測定することによって、転写紙１枚当たりの感光層削れ量の実測値Ｖｍを求め、該感光層削れ量の実測値Ｖｍが感光層削れ量の基準値Ｖｓ未満であるときには、像担持体表面上のフィルミング物質除去機能を、これまでよりも高めるための所定の動作を所定時間実行させることを特徴とする画像形成方法である。
【００１９】
請求項４に係る発明は、像担持体表面上のフィルミング物質除去機能を高めるための前記所定の動作が、（１）像担持体回転速度制御手段、現像ローラ回転速度制御手段の少なくとも一方により像担持体、現像ローラの少なくとも一方の回転速度を変えて、像担持体表面と現像ローラ表面との回転線速差をこれまでよりも増大することにより、磁気ブラシによる像担持体表面の洗浄機能を高めた状態にして像担持体表面をクリーニングする動作、（２）接圧制御手段により、クリーニングブラシの像担持体表面に対する当接圧力をこれまでの当接圧力よりも高めた状態にして像担持体表面をクリーニングする動作、（３）ブラシ回転速度制御手段により、クリーニングブラシの回転速度をこれまでの回転速度よりも高めた状態にして像担持体表面をクリーニングする動作、（４）ブラシ駆動モータによりクリーニングブラシの回転方向を、これまでのトレーリング方向からカウンター方向に切り替えて像担持体表面をクリーニングする動作のうちの、いずれか少なくとも一つであることを特徴とする請求項３に記載の画像形成方法である。
【００２０】
像担持体表面の回転周速と現像ローラ表面の回転周速との差（線速差）を高める方法としては、以下のものが挙げられる。
（１）像担持体と現像ローラがトレーリング方向に回転する場合
・像担持体の回転速度を高める。
・現像ローラの回転速度を高める。
・像担持体の回転速度を低下させる。
・現像ローラの回転速度を低下させる。
・像担持体の回転速度を高め、現像ローラの回転速度を低下させる。
・現像ローラの回転速度を高め、像担持体の回転速度を低下させる。
（２）像担持体と現像ローラがカウンター方向に回転する場合
・像担持体の回転速度を高める。
・現像ローラの回転速度を高める。
・像担持体および現像ローラの回転速度を高める。
【００２１】
【発明の実施の形態】
および
【実施例】
以下、本発明の実施の形態および実施例を、図面を参照しながら説明する。
第１の実施の形態および実施例１
本実施の形態および実施例ではリコー製のＩｍａｇｉｏ ＭＦ８５７０（デジタル式の複合型複写機）を改造して用いた。その要部構造は図１に示すとおりである。また図２は、この画像形成装置の内部構造を示す模式図である。
【００２２】
図１において、符号１０はドラム状感光体である。現像装置Ａはトナー搬送スクリュー１１、攪拌ローラ１２、Ｔセンサ（トナーセンサ）１３、パドルローラ１４、第１スリーブ（第１現像ローラ）１５、第２スリーブ（第２現像ローラ）１６、ドクタ１７、セパレータ１８、現像フィルタ１９等を備えている。
【００２３】
クリーニング装置Ｂは、クリーニングブレード２１、クリーニングブラシ（ファーブラシ）２２、トナー受け２３、トナー回収コイル２４等を備えている。このクリーニング装置Ｂでは、画像形成プロセス後に感光体表面上に残るトナーをクリーニングブレード２１で除去回収し、これをファーブラシ２２、トナー回収コイル２４およびトナーリサイクル装置２５等を介して現像装置Ａにリサイクルする。クリーニングブラシ２２は、図略のモータにより回転駆動される。
【００２４】
図２に記載された符号について説明すると、３１は転写装置、３２は感光体１０の表層厚さを測定するための非接触式膜厚測定器である。３３は除電装置、３４は帯電装置、３５は露光装置である。
【００２５】
本実施例では感光体１０として、表面にオーバーコートを施して耐磨耗性を上げた直径１００ｍｍのものを使用した。また、クリーニングブラシの仕様は、下記表１に示すとおりである。
【００２６】
【表１】
【００２７】
本実施例では感光体表層の膜厚検知手段として、渦電流センサと光学式センサとを備えた公知の非接触式膜厚測定器を用いた。この場合、図２に示すように、非接触式膜厚測定器を、感光体１０の回転方向に関して転写装置３１の下流側でクリーニング装置Ｂの上流側に、かつ感光体１０の直近に配置した。
【００２８】
表層膜厚測定の基本原理は図３に示すとおりで、導電性の基体５０までの距離ｄａを、基体上に発生する渦電流を利用することにより電磁式センサ４２（うず電流式測定プローブ）で測定するとともに、絶縁性被膜５１までの距離ｄｂを投光部と受光部とを有する光学式センサ４４（光学式測定プローブ）で測定し、これら各測定値の差：ｄａ−ｄｂから被膜５１の膜厚Ｄを求めるものである。図３において符号４０はプローブケースである。また、上記測定プローブ４２からの出力信号Ｓａおよび、測定プローブ４４からの出力信号Ｓｂは、演算処理回路４８に入力され、ここで上記測定値の差（Ｄ＝ｄａ−ｄｂ）が算出される。このような非接触式膜厚測定器を用いることで、新品の像担持体（感光体）の表層膜厚を測定し、以後、新品像担持体の表層膜厚と経時像担持体の表層膜厚との差によって、像担持体表層の削れ量を算出する。
【００２９】
ここで、本実施例の画像形成装置における、フィルミング物質除去時の動作について説明する。まず、像担持体表面上にフィルミング現象が発生しないときのコピー枚数と像担持体表面削れ量との間には、図４に示すような関係がある。このグラフの傾きである０．５×１０-5（単位はμｍ／枚）の値を「基準傾き」とする。この基準傾きは、上記した感光層削れ量の基準値Ｖｓに相当する。また、上記関係は実測により求めたものである。
【００３０】
図５に示すように、上記膜厚測定器によって計測された適宜の点Ｐ１、すなわちコピー枚数Ｘｎにおける像担持体表面削れ量Ｙｎと、次回に計測された別の点Ｐ２、すなわちコピー枚数Ｘｎ＋1 における像担持体表面削れ量Ｙｎ＋1 とから、これら２点を結ぶ線分の傾きを求める（以後、この傾きを「２点間傾き」と呼ぶ）。この２点間傾きは、上記した感光層削れ量の実測値Ｖｍに該当する。この２点間傾き、つまり点Ｐ１と点Ｐ２を結ぶ線分の傾きは、上記基準傾きよりも大きいため、新たな動作は行わない。２点間傾きが上記基準傾きと等しい場合にも、新たな動作は行わない。
【００３１】
つぎに、点Ｐ２とＰ３を結ぶ線分の傾きを求める。このＰ３では、コピー枚数Ｘｎ＋2 における像担持体表面削れ量がＹｎ＋2 となっている。この２点間傾きは基準傾きよりも小さいので、感光体表面のフィルミング物質を除去するために、感光体の回転速度をつぎのように変更することにより、像担持体表面と現像ローラ表面との線速差を増大してフィルミング物質の除去機能を高める。なお、図５において横軸のコピー枚数は、原点（０枚）から数えた合計のコピー枚数を示す。
【００３２】
２成分現像剤を用いる現像装置Ａの現像ローラの回転周速をＶｇ、感光体１０の回転周速をＶｋとするとき、通常作像時には両者の比Ｖｇ／Ｖｋを１．５とする。また、感光体表面上のフィルミング物質除去時には、Ｖｇは変更せず、Ｖｋを通常時の１／５とする（感光体の回転周速Ｖｋを、通常時の１／５にする）ことで、両者の比Ｖｇ／Ｖｋを７．５とし、この新たな動作を所定時間継続する。こうすることで、２成分現像剤（磁気ブラシ）による感光体表面の掻き取り力が向上する結果、フィルミング物質が除去される。なお膜厚測定は、たとえば画像形成装置の電源を入れた直後、または適宜枚数（例えば５００枚）の連続コピーが終了した時に行う。また、この継続時間が長すぎると感光層が過剰に研磨される場合があるので、あらかじめ上記継続時間とフィルミング物質除去結果との関係についての実験データをとっておき、これを参照して上記継続時間を必要最少限に止めるようにする。
【００３３】
つぎに、点Ｐ３とＰ４を結ぶ線分の傾きを求める。このＰ４では、コピー枚数Ｘｎ＋3 における像担持体表面削れ量がＹｎ＋3 となっている。この２点間傾きは基準傾きよりも大きいので、感光体表面上のフィルミング物質を除去するための動作は行わない。なお、この２点間傾きが異常に大きくなったのは、上記動作によりフィルミング物質が殆ど除去されたためと推察される。このように本実施例では、感光体表面層の膜厚変化量を基に、像担持体表面と現像ローラ表面との線速差を増大してフィルミング物質を除去することにより像流れなど、感光体表面上におけるトナー像の画質低下が防止されることが確認された。
【００３４】
第２の実施の形態および実施例２
感光体表面上にフィルミング物質が強固に固着している場合には、像担持体表面と現像ローラ表面との線速差を高め、磁気ブラシによる掻き取り力を向上させる動作だけでは、フィルミング物質を充分に除去できないことがある。そこで、本実施の形態および実施例では、基準傾きよりも小さい２点間傾きが連続して２回検知されたときに、クリーニングブラシの像担持体に対する当接力を上げる動作を行う。
【００３５】
クリーニングブラシの像担持体に対する当接力を調整することができる、クリーニングブラシ支持機構の一例を図６に示す。揺動腕６１の一端部（揺動中心側）に加圧スプリング６２の自由端を係止し、他端部にクリーニングブラシ２２を設ける。このクリーニングブラシは、図略の駆動機構により回転自在とする。加圧ソレノイド６３の動作軸の先端部を揺動腕６１の中間部に係止する。このクリーニングブラシ支持機構では加圧ソレノイド６３をＯＮとし、動作軸をアクチュエータ側に後退させれば、クリーニングブラシ２２の像担持体表面に対する当接圧力（ブラシの食い込み量）が増大する。
【００３６】
上記のように、基準傾きよりも小さい２点間傾きが連続して２回検知されたときには、加圧ソレノイド６３をＯＮにすることで、クリーニングブラシ２２を、通常のクリーニング動作中よりも大きな摺擦力で像担持体表面に摺擦させてフィルミング物質の除去機能を高める（除去速度：「除去量／時間」を通常よりも高める）動作を所定時間継続する。この動作継続時間は、あらかじめ設定しても良いが、この動作終了後に新たに求めた２点間傾きが、基準傾き以上の値となった時点で加圧ソレノイド６３をＯＦＦし、通常の摺擦力とすることもできる。
【００３７】
第３の実施の形態および実施例３
本実施の形態および実施例では、基準傾きよりも小さい２点間傾きが１回または、連続して２回以上検知されたときには、図６においてクリーニングブラシ２２の回転速度を、通常のクリーニング動作中の回転速度の２〜５倍になるように制御する。そのために、図６において、クリーニングブラシ２２を図略の変速機付きモータ（クリーニングブラシモータ）で回転させるように構成する。この場合、上記モータ回転速度倍率を下記表２のように設定する。ここで、「モータ回転速度倍率１」は通常のクリーニング動作中の回転速度を示し、「モータ回転速度倍率２」は通常のクリーニング動作中の回転速度の２倍であることを示す。なお、クリーニングブラシ２２のドラム状感光体１０に対する当接力を増大する制御と、クリーニングブラシの回転速度を増大する制御とを同時に行うことも有効である。
【００３８】
【表２】
【００３９】
本実施の形態および実施例では、ドラム状感光体１０表面に強固に付着したフィルミング物質であっても容易に除去することが可能であり、像流れなど、感光体表面上におけるトナー像の画質低下が的確に防止されることが確認された。
【００４０】
第４の実施の形態および実施例４
クリーニングブラシの回転方向をトレーリング方向に固定すると、像担持体表面を研磨する機能がカウンター方向に比べ低いため、カウンター方向よりは像担持体の高寿命化に繋がるものの、像担持体表面に付着している強固なフィルミング物質の除去能力は低くなる。これと逆に、クリーニングブラシの回転方向をカウンター方向に固定すると、像担持体の表面の研磨能力がトレーリング方向に比べて勝るので、強固なフィルミング物質の除去能力はトレーリング方向よりも高くなるものの、像担持体の寿命低下に繋がる。そこで本実施例では、クリーニングブラシを単独で回転駆動することができる、正逆回転自在のブラシ駆動モータ（図略）を配備し、以下の制御を行う。
【００４１】
ジョブスタート時はクリーニングブラシの回転方向を、像担持体に対しトレーリング方向とする。そして、ジョブスタート継続後のある時点において、基準傾きよりも小さい２点間傾きが検知された場合には、クリーニングブラシを像担持体に対しカウンター方向の回転に切り替える。以降、２点間傾きが、基準傾きよりも大きい値を検知するまで回転方向は変えない。そして、２点間傾きが、基準傾きよりも大きい値を検知したら、クリーニングブラシを像担持体に対しトレーリング方向に切り替える。以後は、この制御を繰り返す。
【００４２】
本実施の形態および実施例では、像担持体表面に付着した強固なフィルミング物質を効率良く除去し、かつクリーニングブラシを像担持体に対しカウンター方向にのみ回転した時よりも、像担持体表面の削れ量が減少し、像担持体高寿命化にも繋がった。
【００４３】
第５の実施の形態および実施例５
本実施の形態および実施例では強固なフィルミング物質であっても、少ない動作でフィルミング物質を除去できるように、基準傾きよりも小さい２点間傾きの連続検知回数に応じて、下記表３に示す制御を行う。
【００４４】
【表３】
【００４５】
本実施の形態および実施例では、像担持体表面に付着した強固なフィルミング物質を、必要最少限の動作で効率良く除去し、かつ必要最少限の像担持体削れ量に止めながらフィルミング物質を除去した結果、像担持体高寿命化にも繋がった。
【００４６】
第６の実施の形態および実施例６
クリーニングブレードやクリーニングブラシによって像担持体表面が削られる際、像担持体表面全体が均一に削れる場合は極めて少ない。その理由としては、（ａ）クリーニングブレードの「へたり」や、クリーニングブラシの「毛倒れ」等によって、ブレードおよび／またはブラシと像担持体表面との当接圧力にムラが生じたり、（ｂ）転写画像たとえばコピー画像の画像面積率が転写材の場所によって異なるため、ブレードおよび／またはブラシへのトナー入力量（２成分現像剤の供給量）に違いが生じることから、トナー入力量の多いところでは像担持体表面が削れやすく、トナー入力量の少ないところでは削れにくかったりするということが挙げられる。したがって、一つの膜厚測定器で像担持体全体の膜厚を把握することは難しい。
【００４７】
そこで本実施の形態および実施例では少なくとも、像担持体の通紙領域内の両端および中央の３ヶ所に膜厚測定器を配備し、検知範囲を広げることによりフィルミング物質の検知漏れを少なくする。膜厚の検知タイミングは、基本的には上記実施例１の場合と同様にするが、複数の膜厚測定器のうち、いずれか一つの２点間傾きが基準傾き未満のときに、フィルミング物質除去モードを移行させる。本実施例では、複数の膜厚測定器を使用することで，フィルミング物質除去の精度が向上した。
【００４８】
本発明の画像形成装置では、以下の実施の形態も可能である。
（１）像担持体表面上に現像剤による可視像を形成する現像装置と、前記可視像を転写紙に転写する転写装置と、可視像転写後の像担持体表面上に残留する現像剤を除去するクリーニング装置と、像担持体感光層の膜厚を検知する膜厚検知手段と、前記各装置および前記膜厚検知手段の動作を制御する動作制御装置とを備えた画像形成装置であって、
感光層削れ量の基準値Ｖｓがあらかじめ記録されているとともに、前記動作制御装置からの指令により感光層削れ量の実測値Ｖｍが求められ、
該実測値Ｖｍが基準値Ｖｓ以上であるときにはその旨出力し、該実測値Ｖｍが基準値Ｖｓ未満であるときには、その旨の警報を出力することを特徴とする画像形成装置。
【００４９】
（２）上記（１）の画像形成装置において、実測値Ｖｍと基準値Ｖｓとの差（または比）を出力するようにしたもの。
すなわち、上記請求項１，２では、感光層削れ量の実測値Ｖｍが感光層削れ量の基準値Ｖｓよりも小さいときに、像担持体表面のクリーニング機能を高めた状態にして像担持体表面をクリーニングする動作を行うようにしているが、上記（２）の画像形成装置では、これに替えて、実測値Ｖｍが基準値Ｖｓ未満であるときには、その旨の警報と、実測値Ｖｍと基準値Ｖｓとの差を出力させ、像担持体表面のクリーニング機能を高めた状態にしての上記クリーニングする動作を行うか否かを、上記差を基に判断できるように構成しても良い。
【００５０】
（３）上記（１）の画像形成装置において前記警報が出力されたときには、マニュアル操作での指令に基づいて前記動作制御装置からの指令により、前記クリーニング装置が有する像担持体表面に付着したフィルミング物質除去機能を、これまでよりも高めるための所定の動作が所定時間実行されるように構成することもできる。またこの場合、上記実測値Ｖｍと基準値Ｖｓとの差が相当に小さいときには、上記クリーニング動作を省略することができる。
【００５１】
（４）さらに、請求項２の画像形成装置では、複数の実測値Ｖｍのなかに感光層削れ量の基準値Ｖｓ未満ものが一つでも含まれているときには、上記所定の動作を実行するようにしているが、これに替えて、上記複数の実測値Ｖｍの算術平均値が感光層削れ量の基準値Ｖｓ未満のときに、上記所定の動作を実行するように構成することもできる。
【００５２】
【発明の効果】
以上の説明で明らかなように、本発明によれば、以下の効果が得られる。
（１）請求項１の画像形成装置による効果
像担持体、現像ローラの少なくとも一方の回転速度を変えて、像担持体表面と現像ローラ表面との回転線速差をこれまでよりも増大することによって、磁気ブラシによる像担持体表面のクリーニング機能を高める動作を実行するようにしたので、像担持体表面上の像流れ等の発生を防ぐことができて高品質の画像を安定して形成できるうえ、像担持体の長寿命化が実現できる。
【００５５】
（２）請求項２の画像形成装置による効果
像担持体表面のできるだけ広い範囲にわたって感光層膜厚を検知できるようにするべく、膜厚検知手段を複数、像担持体表面の複数箇所に対応して分散配備し、これら膜厚検知手段での感光層膜厚検知により感光層削れ量を測定することによって感光層削れ量の実測値Ｖｍを求め、これら複数の実測値Ｖｍのなかに感光層削れ量の基準値Ｖｓ未満ものが含まれているときには、所定の動作を実行するようにしたように構成したので、像担持体表面全域におけるフィルミング物質がほぼ全て消滅する。したがって、本発明によれば上記請求項１の発明による効果に加えて、フィルミング物質の除去精度が向上する効果がある。
【００５６】
（３）請求項３，４の画像形成方法による効果
請求項７の画像形成方法によれば、上記請求項１の画像形成装置による効果と同様の効果が得られる。
請求項４の画像形成方法によれば、像担持体表面と現像ローラ表面との回転線速差を増大する動作、クリーニングブラシの像担持体表面に対する当接圧力を高める動作、クリーニングブラシの回転速度をこれまでの回転速度よりも高める動作、クリーニングブラシの回転方向をカウンター方向に切り替える動作の少なくとも一つを実行するようにしたので、像担持体表面上のフィルミング物質の厚さや、付着の程度（付着が強固か否か）に応じて、最適の動作を選択することができる。したがって、像担持体表面上の像流れ等の発生を、より的確に防ぐことができて高品質の画像を安定して形成できるうえ、像担持体の長寿命化が実現できる。また、像担持体表面に付着した強固なフィルミング物質を必要最少限の動作で、かつ請求項１の画像形成装置に比べて効率良く除去することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例１に係る画像形成装置（デジタル式複合型複写機）の要部構造を示す断面図である。
【図２】図１の画像形成装置の要部構造を示す模式的説明図である。
【図３】非接触式膜厚測定器による感光体表層膜厚の測定原理説明図である。
【図４】画像形成プロセスにおいて像流れなど、感光体表面上におけるトナー像の画質低下が発生しないときの、コピー枚数と感光体表面削れ量の関係（「基準傾き」）を示すグラフである。
【図５】「基準傾き」および、非接触式膜厚測定器で計測して得られる「２点間傾き」を示す説明図である。
【図６】感光体表面に対するクリーニングブラシの接圧を制御する接圧制御機構の構造説明図である。
【符号の説明】
１０：ドラム状感光体
１１：トナー搬送スクリュー
１２：攪拌ローラ
１３：トナーセンサ
１４：パドルローラ
１５：第１スリーブ（第１現像ローラ）
１６：第２スリーブ（第２現像ローラ）
１７：ドクタ
１８：セパレータ
１９：現像フィルタ
２１：クリーニングブレード
２２：クリーニングブラシ（ファーブラシ）
２３：トナー受け
２４：トナー回収コイル
２５：トナーリサイクル装置
３１：転写装置
３２：非接触型膜厚測定器
３３：除電装置
３４：帯電装置
３５：露光装置
４０：プローブケース
４２：電磁式センサ（うず電流式測定プローブ）
４４：光学式センサ（光学式測定プローブ）
４８：演算処理回路
５０：導電性基体
５１：絶縁性被膜
６１：揺動腕
６２：加圧スプリング
６３：加圧ソレノイド
Ａ：現像装置
Ｂ：クリーニング装置
Ｄ：膜厚
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子写真方式の画像形成装置および画像形成方法に関し、詳しくは、像担持体表面に付着したフィルミング物質の除去装置および除去方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
像担持体上に静電潜像を形成し、これをトナーによって可視画像化するとともに、このトナー像を転写材に転写して像担持体を繰り返し使用する方式の画像形成装置は従来より周知である。このような画像形成装置は例えば電子写真複写機、プリンタ或いはファクシミリ等として構成される。ところで、この種の画像形成装置においては、ＮＯｘや硝酸化合物、トナーのＷＡＸ成分、紙粉等が像担持体表面に固着する、いわゆるフィルミング現象が発生する恐れがある。このフィルミング現象が発生すると、トナー像のかすれや、像流れ、地汚れ等が生じ、トナー像の画質低下、像担持体の低寿命化を招く。
【０００３】
フィルミング現象の原因物質、すなわちフィルミング物質を除去する方法については従来、多数提案されている。研磨材や研磨ブラシで像担持体表面を研磨しながらフィルミング物質を除去したり、ブレードやブラシを像担持体に圧接させてフィルミング物質を掻き取ったりする方法などがある。クリーニングブラシを像担持体に圧接させて像担持体表面を研磨する際、像担持体に対しクリーニングブラシをカウンター方向に回転させるとフィルミング物質の除去能力が上がることは良く知られている。これと逆に、クリーニングブラシを像担持体に対しトレーリング方向に回転させると、研磨能力が低下するものの、像担持体の高寿命化に繋がる。
【０００４】
フィルミング物質の除去機構として、コピー枚数毎にクリーニングブラシを通常位置から像担持体に圧接する向きに移動させる機構を配備した画像形成装置が提案されている（特許文献１参照）。しかしこの技術では、フィルミング物質がどの程度像担持体上に付着しているかの判定が不可能であり、フィルミング物質が付着していない場合でも像担持体表面を削ってしまうことがあるため、像担持体の寿命低下を招く問題があった。また、像担持体と現像ローラとの線速差を通常よりも大きくすることで、フィルミング物質を除去する方法なども提案されている（特許文献２参照）。さらに、導電性基体上の絶縁性皮膜を非接触（特許文献３〜７参照）、または接触（特許文献８参照）で測定する様々な技術は公知である。
【０００５】
像担持体の感光層膜厚を測定する手段の一つとして、電流値方式がある。この電流値方式は、感光層の静電容量の変化により膜厚を測定するものである。膜厚が小さくなれば、それだけ感光層全体の静電容量は上昇するので、静電容量の変化を電流値により測定すれば、感光層の膜厚を測定することができる。
【０００６】
【特許文献１】
特開平５−８０６８３号公報
【特許文献２】
特開平５−１１６７０号公報
【特許文献３】
特開平１−１３６００９号公報
【特許文献４】
特公平７−１１１３４１号公報
【特許文献５】
特開平７−９１９４８号公報
【特許文献６】
特許第３２１４１９０号明細書
【特許文献７】
特開平１１−１７４９０４号公報
【特許文献８】
特開平８−２２０９５０号公報
【０００７】
しかし、上記電流値方式では、高精度な膜厚検知を行うことができない。すなわち、電子写真方式の画像形成装置には、像担持体表面に当接させて使用する種々の当接部材が配備されており、例えば転写装置では当接部材の接離機構を設けるなどの処置を施すことが可能であるが、全ての当接物について接離機構を設けるのは精度的に不可能であり、そのため膜厚測定時に当接物または、その近傍部材で電流の漏れがある程度生じる結果、感光層の残存膜厚を高精度に測定できなくなる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記問題点に鑑みなされたもので、その目的は、電子写真方式の画像形成装置において、必要最少限の像担持体表面層の削れ量でフィルミング物質を除去することにより、高品質の画像を安定して形成するとともに、像担持体の長寿命化を実現することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明の骨子は、電子写真方式の画像形成装置および画像形成方法において、当該画像形成装置を構成する各種装置または手段に、所定の動作を実行させるすることにより、感光体表面上のフィルミング物質除去機能（実際の感光層削れ量）を、基準のフィルミング物質除去機能（後記する感光層削れ量の基準値Ｖｓ）よりも高める点にある。本発明は特に、像担持体表面上のフィルミング物質の付着程度を実測し、その結果に基づいてフィルミング物質除去機能を高めるか否かを判断することにより、像担持体表面層の削れ量を必要要最少限として、像担持体上でフィルミング現象が発生しない程度に像担持体表面をクリーニングするように構成したことに特徴がある。
【００１０】
すなわち本発明に係る画像形成装置および画像形成方法は、
（１）転写装置への多数の通紙枚数（複写機の場合はコピー枚数、プリンタの場合は印刷枚数、ファクシミリの場合は送信枚数、複合機の場合は、処理枚数）と、感光層削れ量との関係に基づいて求められた、像担持体表面上でフィルミング現象が発生しない場合の転写紙１枚当たりの感光層削れ量の基準値Ｖｓと、
（２）画像形成プロセス中における適宜の第１の時点、および該時点から数えて適宜の多数枚の転写紙について転写処理を施した後の第２の時点における感光層削れ量を測定することによって、転写紙１枚当たりの感光層削れ量の実測値Ｖｍを求め、この実測値Ｖｍが上記基準値Ｖｓよりも小さい場合に、所定の動作を行うことで、感光層削れ量を高める（換言すると、像担持体表面のクリーニング機能を高める）ようにしたものである。
【００１１】
請求項１に係る発明は、像担持体表面上に２成分現像剤による可視像を形成する現像装置と、該可視像を転写紙に転写する転写装置と、可視像転写後の像担持体表面上に残留する２成分現像剤を除去するクリーニング装置と、像担持体感光層の膜厚を検知する膜厚検知手段と、像担持体の回転速度（無端ベルト状感光体の場合は循環走行速度。以下同じ）を制御する像担持体回転速度制御手段、前記現像ローラの回転速度を制御する現像ローラ回転速度制御手段の少なくとも一方と、前記各装置および前記各手段の動作を制御する動作制御装置とを備えた画像形成装置であって、前記転写装置への多数の通紙枚数と、前記膜厚検知手段による感光層膜厚検知によって測定した感光層削れ量との関係に基づいて求められた、前記像担持体表面上でフィルミング現象が発生しない場合の転写紙１枚当たりの感光層削れ量の基準値Ｖｓ（以下、単に感光層削れ量の基準値Ｖｓと記載する場合がある。）があらかじめ記録されているとともに、前記動作制御手段からの指令により、画像形成プロセス中における適宜の第１の時点、および該時点から数えて適宜の多数枚の転写紙について転写処理を施した後の第２の時点において、それぞれ前記膜厚検知手段での感光層膜厚検知により感光層削れ量を測定することによって、転写紙１枚当たりの感光層削れ量の実測値Ｖｍが求められ（以下、単に感光層削れ量の実測値Ｖｍと記載する場合がある。）、該実測値Ｖｍが前記基準値Ｖｓ未満であるときには、前記動作制御手段からの指令に基づいて、前記像担持体回転速度制御手段、前記現像ローラ回転速度制御手段の少なくとも一方により像担持体、現像ローラの少なくとも一方の回転速度を変えて、像担持体表面と現像ローラ表面との回転線速差をこれまでよりも増大することによって、磁気ブラシによる像担持体表面の洗浄機能を高める動作を所定時間実行するようにしたことを特徴とする画像形成装置である。
【００１６】
請求項２に係る発明は、前記膜厚検知手段を複数、前記像担持体表面の複数箇所に対応して分散配備し、これら膜厚検知手段での感光層膜厚検知により感光層削れ量を測定することによって感光層削れ量の実測値Ｖｍを求め、これら複数の実測値Ｖｍなかに感光層削れ量の基準値Ｖｓ未満ものが含まれているときには、前記洗浄機能高める動作を実行するようにしたことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置である。
【００１７】
請求項３に係る発明は、像担持体表面上に現像剤による可視像を形成する現像装置と、前記可視像を転写紙に転写する転写装置と、可視像転写後の像担持体表面上に残留する現像剤を除去するクリーニング装置と、像担持体感光層の膜厚を検知する膜厚検知手段と、前記各装置および前記膜厚検知手段の各動作を制御する制御手段とを備え、かつ像担持体表面上のフィルミング物質除去機能を可変とした画像形成装置による画像形成方法であって、前記像担持体表面上でフィルミング現象が発生しない場合の転写紙１枚当たりの感光層削れ量の基準値Ｖｓを、前記転写装置への多数の通紙枚数と、前記膜厚検知手段による感光層膜厚検知によって測定した感光層削れ量との関係に基づいて、あらかじめ求めておくとともに、画像形成プロセス中における適宜の第１の時点、および該時点から数えて適宜の多数数の転写紙について転写処理を施した後の第２の時点において、それぞれ前記膜厚検知手段での感光層膜厚検知により感光層削れ量を測定することによって、転写紙１枚当たりの感光層削れ量の実測値Ｖｍを求め、該感光層削れ量の実測値Ｖｍが感光層削れ量の基準値Ｖｓ未満であるときには、像担持体表面上のフィルミング物質除去機能を、これまでよりも高めるための所定の動作を所定時間実行させることを特徴とする画像形成方法である。
【００１９】
請求項４に係る発明は、像担持体表面上のフィルミング物質除去機能を高めるための前記所定の動作が、（１）像担持体回転速度制御手段、現像ローラ回転速度制御手段の少なくとも一方により像担持体、現像ローラの少なくとも一方の回転速度を変えて、像担持体表面と現像ローラ表面との回転線速差をこれまでよりも増大することにより、磁気ブラシによる像担持体表面の洗浄機能を高めた状態にして像担持体表面をクリーニングする動作、（２）接圧制御手段により、クリーニングブラシの像担持体表面に対する当接圧力をこれまでの当接圧力よりも高めた状態にして像担持体表面をクリーニングする動作、（３）ブラシ回転速度制御手段により、クリーニングブラシの回転速度をこれまでの回転速度よりも高めた状態にして像担持体表面をクリーニングする動作、（４）ブラシ駆動モータによりクリーニングブラシの回転方向を、これまでのトレーリング方向からカウンター方向に切り替えて像担持体表面をクリーニングする動作のうちの、いずれか少なくとも一つであることを特徴とする請求項３に記載の画像形成方法である。
【００２０】
像担持体表面の回転周速と現像ローラ表面の回転周速との差（線速差）を高める方法としては、以下のものが挙げられる。
（１）像担持体と現像ローラがトレーリング方向に回転する場合
・像担持体の回転速度を高める。
・現像ローラの回転速度を高める。
・像担持体の回転速度を低下させる。
・現像ローラの回転速度を低下させる。
・像担持体の回転速度を高め、現像ローラの回転速度を低下させる。
・現像ローラの回転速度を高め、像担持体の回転速度を低下させる。
（２）像担持体と現像ローラがカウンター方向に回転する場合
・像担持体の回転速度を高める。
・現像ローラの回転速度を高める。
・像担持体および現像ローラの回転速度を高める。
【００２１】
【発明の実施の形態】
および
【実施例】
以下、本発明の実施の形態および実施例を、図面を参照しながら説明する。
第１の実施の形態および実施例１
本実施の形態および実施例ではリコー製のＩｍａｇｉｏ ＭＦ８５７０（デジタル式の複合型複写機）を改造して用いた。その要部構造は図１に示すとおりである。また図２は、この画像形成装置の内部構造を示す模式図である。
【００２２】
図１において、符号１０はドラム状感光体である。現像装置Ａはトナー搬送スクリュー１１、攪拌ローラ１２、Ｔセンサ（トナーセンサ）１３、パドルローラ１４、第１スリーブ（第１現像ローラ）１５、第２スリーブ（第２現像ローラ）１６、ドクタ１７、セパレータ１８、現像フィルタ１９等を備えている。
【００２３】
クリーニング装置Ｂは、クリーニングブレード２１、クリーニングブラシ（ファーブラシ）２２、トナー受け２３、トナー回収コイル２４等を備えている。このクリーニング装置Ｂでは、画像形成プロセス後に感光体表面上に残るトナーをクリーニングブレード２１で除去回収し、これをファーブラシ２２、トナー回収コイル２４およびトナーリサイクル装置２５等を介して現像装置Ａにリサイクルする。クリーニングブラシ２２は、図略のモータにより回転駆動される。
【００２４】
図２に記載された符号について説明すると、３１は転写装置、３２は感光体１０の表層厚さを測定するための非接触式膜厚測定器である。３３は除電装置、３４は帯電装置、３５は露光装置である。
【００２５】
本実施例では感光体１０として、表面にオーバーコートを施して耐磨耗性を上げた直径１００ｍｍのものを使用した。また、クリーニングブラシの仕様は、下記表１に示すとおりである。
【００２６】
【表１】
本実施例では感光体表層の膜厚検知手段として、渦電流センサと光学式センサとを備えた公知の非接触式膜厚測定器を用いた。この場合、図２に示すように、非接触式膜厚測定器を、感光体１０の回転方向に関して転写装置３１の下流側でクリーニング装置Ｂの上流側に、かつ感光体１０の直近に配置した。
【００２８】
表層膜厚測定の基本原理は図３に示すとおりで、導電性の基体５０までの距離ｄａを、基体上に発生する渦電流を利用することにより電磁式センサ４２（うず電流式測定プローブ）で測定するとともに、絶縁性被膜５１までの距離ｄｂを投光部と受光部とを有する光学式センサ４４（光学式測定プローブ）で測定し、これら各測定値の差：ｄａ−ｄｂから被膜５１の膜厚Ｄを求めるものである。図３において符号４０はプローブケースである。また、上記測定プローブ４２からの出力信号Ｓａおよび、測定プローブ４４からの出力信号Ｓｂは、演算処理回路４８に入力され、ここで上記測定値の差（Ｄ＝ｄａ−ｄｂ）が算出される。このような非接触式膜厚測定器を用いることで、新品の像担持体（感光体）の表層膜厚を測定し、以後、新品像担持体の表層膜厚と経時像担持体の表層膜厚との差によって、像担持体表層の削れ量を算出する。
【００２９】
ここで、本実施例の画像形成装置における、フィルミング物質除去時の動作について説明する。まず、像担持体表面上にフィルミング現象が発生しないときのコピー枚数と像担持体表面削れ量との間には、図４に示すような関係がある。このグラフの傾きである０．５×１０-5（単位はμｍ／枚）の値を「基準傾き」とする。この基準傾きは、上記した感光層削れ量の基準値Ｖｓに相当する。また、上記関係は実測により求めたものである。
【００３０】
図５に示すように、上記膜厚測定器によって計測された適宜の点Ｐ１、すなわちコピー枚数Ｘｎにおける像担持体表面削れ量Ｙｎと、次回に計測された別の点Ｐ２、すなわちコピー枚数Ｘｎ＋1 における像担持体表面削れ量Ｙｎ＋1 とから、これら２点を結ぶ線分の傾きを求める（以後、この傾きを「２点間傾き」と呼ぶ）。この２点間傾きは、上記した感光層削れ量の実測値Ｖｍに該当する。この２点間傾き、つまり点Ｐ１と点Ｐ２を結ぶ線分の傾きは、上記基準傾きよりも大きいため、新たな動作は行わない。２点間傾きが上記基準傾きと等しい場合にも、新たな動作は行わない。
【００３１】
つぎに、点Ｐ２とＰ３を結ぶ線分の傾きを求める。このＰ３では、コピー枚数Ｘｎ＋2 における像担持体表面削れ量がＹｎ＋2 となっている。この２点間傾きは基準傾きよりも小さいので、感光体表面のフィルミング物質を除去するために、感光体の回転速度をつぎのように変更することにより、像担持体表面と現像ローラ表面との線速差を増大してフィルミング物質の除去機能を高める。なお、図５において横軸のコピー枚数は、原点（０枚）から数えた合計のコピー枚数を示す。
【００３２】
２成分現像剤を用いる現像装置Ａの現像ローラの回転周速をＶｇ、感光体１０の回転周速をＶｋとするとき、通常作像時には両者の比Ｖｇ／Ｖｋを１．５とする。また、感光体表面上のフィルミング物質除去時には、Ｖｇは変更せず、Ｖｋを通常時の１／５とする（感光体の回転周速Ｖｋを、通常時の１／５にする）ことで、両者の比Ｖｇ／Ｖｋを７．５とし、この新たな動作を所定時間継続する。こうすることで、２成分現像剤（磁気ブラシ）による感光体表面の掻き取り力が向上する結果、フィルミング物質が除去される。なお膜厚測定は、たとえば画像形成装置の電源を入れた直後、または適宜枚数（例えば５００枚）の連続コピーが終了した時に行う。また、この継続時間が長すぎると感光層が過剰に研磨される場合があるので、あらかじめ上記継続時間とフィルミング物質除去結果との関係についての実験データをとっておき、これを参照して上記継続時間を必要最少限に止めるようにする。
【００３３】
つぎに、点Ｐ３とＰ４を結ぶ線分の傾きを求める。このＰ４では、コピー枚数Ｘｎ＋3 における像担持体表面削れ量がＹｎ＋3 となっている。この２点間傾きは基準傾きよりも大きいので、感光体表面上のフィルミング物質を除去するための動作は行わない。なお、この２点間傾きが異常に大きくなったのは、上記動作によりフィルミング物質が殆ど除去されたためと推察される。このように本実施例では、感光体表面層の膜厚変化量を基に、像担持体表面と現像ローラ表面との線速差を増大してフィルミング物質を除去することにより像流れなど、感光体表面上におけるトナー像の画質低下が防止されることが確認された。
【００３４】
第２の実施の形態および実施例２
感光体表面上にフィルミング物質が強固に固着している場合には、像担持体表面と現像ローラ表面との線速差を高め、磁気ブラシによる掻き取り力を向上させる動作だけでは、フィルミング物質を充分に除去できないことがある。そこで、本実施の形態および実施例では、基準傾きよりも小さい２点間傾きが連続して２回検知されたときに、クリーニングブラシの像担持体に対する当接力を上げる動作を行う。
【００３５】
クリーニングブラシの像担持体に対する当接力を調整することができる、クリーニングブラシ支持機構の一例を図６に示す。揺動腕６１の一端部（揺動中心側）に加圧スプリング６２の自由端を係止し、他端部にクリーニングブラシ２２を設ける。このクリーニングブラシは、図略の駆動機構により回転自在とする。加圧ソレノイド６３の動作軸の先端部を揺動腕６１の中間部に係止する。このクリーニングブラシ支持機構では加圧ソレノイド６３をＯＮとし、動作軸をアクチュエータ側に後退させれば、クリーニングブラシ２２の像担持体表面に対する当接圧力（ブラシの食い込み量）が増大する。
【００３６】
上記のように、基準傾きよりも小さい２点間傾きが連続して２回検知されたときには、加圧ソレノイド６３をＯＮにすることで、クリーニングブラシ２２を、通常のクリーニング動作中よりも大きな摺擦力で像担持体表面に摺擦させてフィルミング物質の除去機能を高める（除去速度：「除去量／時間」を通常よりも高める）動作を所定時間継続する。この動作継続時間は、あらかじめ設定しても良いが、この動作終了後に新たに求めた２点間傾きが、基準傾き以上の値となった時点で加圧ソレノイド６３をＯＦＦし、通常の摺擦力とすることもできる。
【００３７】
第３の実施の形態および実施例３
本実施の形態および実施例では、基準傾きよりも小さい２点間傾きが１回または、連続して２回以上検知されたときには、図６においてクリーニングブラシ２２の回転速度を、通常のクリーニング動作中の回転速度の２〜５倍になるように制御する。そのために、図６において、クリーニングブラシ２２を図略の変速機付きモータ（クリーニングブラシモータ）で回転させるように構成する。この場合、上記モータ回転速度倍率を下記表２のように設定する。ここで、「モータ回転速度倍率１」は通常のクリーニング動作中の回転速度を示し、「モータ回転速度倍率２」は通常のクリーニング動作中の回転速度の２倍であることを示す。なお、クリーニングブラシ２２のドラム状感光体１０に対する当接力を増大する制御と、クリーニングブラシの回転速度を増大する制御とを同時に行うことも有効である。
【００３８】
【表２】
本実施の形態および実施例では、ドラム状感光体１０表面に強固に付着したフィルミング物質であっても容易に除去することが可能であり、像流れなど、感光体表面上におけるトナー像の画質低下が的確に防止されることが確認された。
【００４０】
第４の実施の形態および実施例４
クリーニングブラシの回転方向をトレーリング方向に固定すると、像担持体表面を研磨する機能がカウンター方向に比べ低いため、カウンター方向よりは像担持体の高寿命化に繋がるものの、像担持体表面に付着している強固なフィルミング物質の除去能力は低くなる。これと逆に、クリーニングブラシの回転方向をカウンター方向に固定すると、像担持体の表面の研磨能力がトレーリング方向に比べて勝るので、強固なフィルミング物質の除去能力はトレーリング方向よりも高くなるものの、像担持体の寿命低下に繋がる。そこで本実施例では、クリーニングブラシを単独で回転駆動することができる、正逆回転自在のブラシ駆動モータ（図略）を配備し、以下の制御を行う。
【００４１】
ジョブスタート時はクリーニングブラシの回転方向を、像担持体に対しトレーリング方向とする。そして、ジョブスタート継続後のある時点において、基準傾きよりも小さい２点間傾きが検知された場合には、クリーニングブラシを像担持体に対しカウンター方向の回転に切り替える。以降、２点間傾きが、基準傾きよりも大きい値を検知するまで回転方向は変えない。そして、２点間傾きが、基準傾きよりも大きい値を検知したら、クリーニングブラシを像担持体に対しトレーリング方向に切り替える。以後は、この制御を繰り返す。
【００４２】
本実施の形態および実施例では、像担持体表面に付着した強固なフィルミング物質を効率良く除去し、かつクリーニングブラシを像担持体に対しカウンター方向にのみ回転した時よりも、像担持体表面の削れ量が減少し、像担持体高寿命化にも繋がった。
【００４３】
第５の実施の形態および実施例５
本実施の形態および実施例では強固なフィルミング物質であっても、少ない動作でフィルミング物質を除去できるように、基準傾きよりも小さい２点間傾きの連続検知回数に応じて、下記表３に示す制御を行う。
【００４４】
【表３】
本実施の形態および実施例では、像担持体表面に付着した強固なフィルミング物質を、必要最少限の動作で効率良く除去し、かつ必要最少限の像担持体削れ量に止めながらフィルミング物質を除去した結果、像担持体高寿命化にも繋がった。
【００４６】
第６の実施の形態および実施例６
クリーニングブレードやクリーニングブラシによって像担持体表面が削られる際、像担持体表面全体が均一に削れる場合は極めて少ない。その理由としては、（ａ）クリーニングブレードの「へたり」や、クリーニングブラシの「毛倒れ」等によって、ブレードおよび／またはブラシと像担持体表面との当接圧力にムラが生じたり、（ｂ）転写画像たとえばコピー画像の画像面積率が転写材の場所によって異なるため、ブレードおよび／またはブラシへのトナー入力量（２成分現像剤の供給量）に違いが生じることから、トナー入力量の多いところでは像担持体表面が削れやすく、トナー入力量の少ないところでは削れにくかったりするということが挙げられる。したがって、一つの膜厚測定器で像担持体全体の膜厚を把握することは難しい。
【００４７】
そこで本実施の形態および実施例では少なくとも、像担持体の通紙領域内の両端および中央の３ヶ所に膜厚測定器を配備し、検知範囲を広げることによりフィルミング物質の検知漏れを少なくする。膜厚の検知タイミングは、基本的には上記実施例１の場合と同様にするが、複数の膜厚測定器のうち、いずれか一つの２点間傾きが基準傾き未満のときに、フィルミング物質除去モードを移行させる。本実施例では、複数の膜厚測定器を使用することで，フィルミング物質除去の精度が向上した。
【００４８】
本発明の画像形成装置では、以下の実施の形態も可能である。
（１）像担持体表面上に現像剤による可視像を形成する現像装置と、前記可視像を転写紙に転写する転写装置と、可視像転写後の像担持体表面上に残留する現像剤を除去するクリーニング装置と、像担持体感光層の膜厚を検知する膜厚検知手段と、前記各装置および前記膜厚検知手段の動作を制御する動作制御装置とを備えた画像形成装置であって、
感光層削れ量の基準値Ｖｓがあらかじめ記録されているとともに、前記動作制御装置からの指令により感光層削れ量の実測値Ｖｍが求められ、
該実測値Ｖｍが基準値Ｖｓ以上であるときにはその旨出力し、該実測値Ｖｍが基準値Ｖｓ未満であるときには、その旨の警報を出力することを特徴とする画像形成装置。
【００４９】
（２）上記（１）の画像形成装置において、実測値Ｖｍと基準値Ｖｓとの差（または比）を出力するようにしたもの。
すなわち、上記請求項１，２では、感光層削れ量の実測値Ｖｍが感光層削れ量の基準値Ｖｓよりも小さいときに、像担持体表面のクリーニング機能を高めた状態にして像担持体表面をクリーニングする動作を行うようにしているが、上記（２）の画像形成装置では、これに替えて、実測値Ｖｍが基準値Ｖｓ未満であるときには、その旨の警報と、実測値Ｖｍと基準値Ｖｓとの差を出力させ、像担持体表面のクリーニング機能を高めた状態にしての上記クリーニングする動作を行うか否かを、上記差を基に判断できるように構成しても良い。
【００５０】
（３）上記（１）の画像形成装置において前記警報が出力されたときには、マニュアル操作での指令に基づいて前記動作制御装置からの指令により、前記クリーニング装置が有する像担持体表面に付着したフィルミング物質除去機能を、これまでよりも高めるための所定の動作が所定時間実行されるように構成することもできる。またこの場合、上記実測値Ｖｍと基準値Ｖｓとの差が相当に小さいときには、上記クリーニング動作を省略することができる。
【００５１】
（４）さらに、請求項２の画像形成装置では、複数の実測値Ｖｍのなかに感光層削れ量の基準値Ｖｓ未満ものが一つでも含まれているときには、上記所定の動作を実行するようにしているが、これに替えて、上記複数の実測値Ｖｍの算術平均値が感光層削れ量の基準値Ｖｓ未満のときに、上記所定の動作を実行するように構成することもできる。
【００５２】
【発明の効果】
以上の説明で明らかなように、本発明によれば、以下の効果が得られる。
（１）請求項１の画像形成装置による効果
像担持体、現像ローラの少なくとも一方の回転速度を変えて、像担持体表面と現像ローラ表面との回転線速差をこれまでよりも増大することによって、磁気ブラシによる像担持体表面のクリーニング機能を高める動作を実行するようにしたので、像担持体表面上の像流れ等の発生を防ぐことができて高品質の画像を安定して形成できるうえ、像担持体の長寿命化が実現できる。
【００５５】
（２）請求項２の画像形成装置による効果
像担持体表面のできるだけ広い範囲にわたって感光層膜厚を検知できるようにするべく、膜厚検知手段を複数、像担持体表面の複数箇所に対応して分散配備し、これら膜厚検知手段での感光層膜厚検知により感光層削れ量を測定することによって感光層削れ量の実測値Ｖｍを求め、これら複数の実測値Ｖｍのなかに感光層削れ量の基準値Ｖｓ未満ものが含まれているときには、所定の動作を実行するようにしたように構成したので、像担持体表面全域におけるフィルミング物質がほぼ全て消滅する。したがって、本発明によれば上記請求項１の発明による効果に加えて、フィルミング物質の除去精度が向上する効果がある。
【００５６】
（３）請求項３，４の画像形成方法による効果
請求項７の画像形成方法によれば、上記請求項１の画像形成装置による効果と同様の効果が得られる。
請求項４の画像形成方法によれば、像担持体表面と現像ローラ表面との回転線速差を増大する動作、クリーニングブラシの像担持体表面に対する当接圧力を高める動作、クリーニングブラシの回転速度をこれまでの回転速度よりも高める動作、クリーニングブラシの回転方向をカウンター方向に切り替える動作の少なくとも一つを実行するようにしたので、像担持体表面上のフィルミング物質の厚さや、付着の程度（付着が強固か否か）に応じて、最適の動作を選択することができる。したがって、像担持体表面上の像流れ等の発生を、より的確に防ぐことができて高品質の画像を安定して形成できるうえ、像担持体の長寿命化が実現できる。また、像担持体表面に付着した強固なフィルミング物質を必要最少限の動作で、かつ請求項１の画像形成装置に比べて効率良く除去することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例１に係る画像形成装置（デジタル式複合型複写機）の要部構造を示す断面図である。
【図２】図１の画像形成装置の要部構造を示す模式的説明図である。
【図３】非接触式膜厚測定器による感光体表層膜厚の測定原理説明図である。
【図４】画像形成プロセスにおいて像流れなど、感光体表面上におけるトナー像の画質低下が発生しないときの、コピー枚数と感光体表面削れ量の関係（「基準傾き」）を示すグラフである。
【図５】「基準傾き」および、非接触式膜厚測定器で計測して得られる「２点間傾き」を示す説明図である。
【図６】感光体表面に対するクリーニングブラシの接圧を制御する接圧制御機構の構造説明図である。
【符号の説明】
１０：ドラム状感光体
１１：トナー搬送スクリュー
１２：攪拌ローラ
１３：トナーセンサ
１４：パドルローラ
１５：第１スリーブ（第１現像ローラ）
１６：第２スリーブ（第２現像ローラ）
１７：ドクタ
１８：セパレータ
１９：現像フィルタ
２１：クリーニングブレード
２２：クリーニングブラシ（ファーブラシ）
２３：トナー受け
２４：トナー回収コイル
２５：トナーリサイクル装置
３１：転写装置
３２：非接触型膜厚測定器
３３：除電装置
３４：帯電装置
３５：露光装置
４０：プローブケース
４２：電磁式センサ（うず電流式測定プローブ）
４４：光学式センサ（光学式測定プローブ）
４８：演算処理回路
５０：導電性基体
５１：絶縁性被膜
６１：揺動腕
６２：加圧スプリング
６３：加圧ソレノイド
Ａ：現像装置
Ｂ：クリーニング装置
Ｄ：膜厚
Claims (4)
- 像担持体表面上に２成分現像剤による可視像を形成する現像装置と、該可視像を転写紙に転写する転写装置と、可視像転写後の像担持体表面上に残留する２成分現像剤を除去するクリーニング装置と、像担持体感光層の膜厚を検知する膜厚検知手段と、像担持体の回転速度（無端ベルト状感光体の場合は循環走行速度。以下同じ）を制御する像担持体回転速度制御手段、前記現像ローラの回転速度を制御する現像ローラ回転速度制御手段の少なくとも一方と、前記各装置および前記各手段の動作を制御する動作制御装置とを備えた画像形成装置であって、
前記転写装置への多数の通紙枚数と、前記膜厚検知手段による感光層膜厚検知によって測定した感光層削れ量との関係に基づいて求められた、前記像担持体表面上でフィルミング現象が発生しない場合の転写紙１枚当たりの感光層削れ量の基準値Ｖｓ（以下、単に感光層削れ量の基準値Ｖｓと記載する場合がある。）があらかじめ記録されているとともに、前記動作制御手段からの指令により、画像形成プロセス中における適宜の第１の時点、および該時点から数えて適宜の多数枚の転写紙について転写処理を施した後の第２の時点において、それぞれ前記膜厚検知手段での感光層膜厚検知により感光層削れ量を測定することによって、転写紙１枚当たりの感光層削れ量の実測値Ｖｍが求められ（以下、単に感光層削れ量の実測値Ｖｍと記載する場合がある。）、
該実測値Ｖｍが前記基準値Ｖｓ未満であるときには、前記動作制御手段からの指令に基づいて、前記像担持体回転速度制御手段、前記現像ローラ回転速度制御手段の少なくとも一方により像担持体、現像ローラの少なくとも一方の回転速度を変えて、像担持体表面と現像ローラ表面との回転線速差をこれまでよりも増大することによって、磁気ブラシによる像担持体表面の洗浄機能を高める動作を所定時間実行するようにしたことを特徴とする画像形成装置。 - 前記膜厚検知手段を複数、前記像担持体表面の複数箇所に対応して分散配備し、これら膜厚検知手段での感光層膜厚検知により感光層削れ量を測定することによって感光層削れ量の実測値Ｖｍを求め、これら複数の実測値Ｖｍなかに感光層削れ量の基準値Ｖｓ未満ものが含まれているときには、前記洗浄機能高める動作を実行するようにしたことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
- 像担持体表面上に現像剤による可視像を形成する現像装置と、前記可視像を転写紙に転写する転写装置と、可視像転写後の像担持体表面上に残留する現像剤を除去するクリーニング装置と、像担持体感光層の膜厚を検知する膜厚検知手段と、前記各装置および前記膜厚検知手段の各動作を制御する制御手段とを備え、かつ像担持体表面上のフィルミング物質除去機能を可変とした画像形成装置による画像形成方法であって、
前記像担持体表面上でフィルミング現象が発生しない場合の転写紙１枚当たりの感光層削れ量の基準値Ｖｓを、前記転写装置への多数の通紙枚数と、前記膜厚検知手段による感光層膜厚検知によって測定した感光層削れ量との関係に基づいて、あらかじめ求めておくとともに、
画像形成プロセス中における適宜の第１の時点、および該時点から数えて適宜の多数数の転写紙について転写処理を施した後の第２の時点において、それぞれ前記膜厚検知手段での感光層膜厚検知により感光層削れ量を測定することによって、転写紙１枚当たりの感光層削れ量の実測値Ｖｍを求め、
該感光層削れ量の実測値Ｖｍが感光層削れ量の基準値Ｖｓ未満であるときには、像担持体表面上のフィルミング物質除去機能を、これまでよりも高めるための所定の動作を所定時間実行させることを特徴とする画像形成方法。 - 像担持体表面上のフィルミング物質除去機能を高めるための前記所定の動作が、
（１）像担持体回転速度制御手段、現像ローラ回転速度制御手段の少なくとも一方により像担持体、現像ローラの少なくとも一方の回転速度を変えて、像担持体表面と現像ローラ表面との回転線速差をこれまでよりも増大することにより、磁気ブラシによる像担持体表面の洗浄機能を高めた状態にして像担持体表面をクリーニングする動作、
（２）接圧制御手段により、クリーニングブラシの像担持体表面に対する当接圧力をこれまでの当接圧力よりも高めた状態にして像担持体表面をクリーニングする動作、
（３）ブラシ回転速度制御手段により、クリーニングブラシの回転速度をこれまでの回転速度よりも高めた状態にして像担持体表面をクリーニングする動作、
（４）ブラシ駆動モータによりクリーニングブラシの回転方向を、これまでのトレーリング方向からカウンター方向に切り替えて像担持体表面をクリーニングする動作のうちの、
いずれか少なくとも一つであることを特徴とする請求項３に記載の画像形成方法。
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