JP4396090B2 - 帯電装置、画像形成装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、帯電ロール等の帯電部材を用いて像担持体や中間転写体を帯電させる帯電装置等に係り、特に、この帯電部材表面に付着した異物を除去する機能を備えた帯電装置等に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、電子写真方式を用いたプリンタや複写機などの画像形成装置では、感光体ドラム等の像担持体上に静電潜像を形成するために、像担持体を予め所定の電位に帯電する帯電装置が用いられている。また、中間転写ベルトなどの中間転写体を用いたタイプの画像形成装置では、像担持体上に形成されたトナー像を中間転写体に一次転写するために中間転写体を帯電する帯電装置が用いられる。
【０００３】
この種の帯電装置として、近年、帯電ロールを用いた接触型帯電装置が種々提案され、また、実用化されてきている。帯電ロールを用いた接触型帯電装置では、像担持体の表面に弾性ロールを接触するように配置し、この帯電ロールにバイアス電圧を印加してその接触部近傍において帯電を行うものがある。このような接触型帯電装置は、コロナ放電を利用するコロトロン等の非接触型帯電装置と比較して、オゾンや窒素酸化物等の放電生成物が生成されにくく、また、帯電装置自体を小型化できるという利点がある。一方、帯電ロールは像担持体に接触して配置されることから、像担持体に付着した残トナー、埃、紙粉等の異物が帯電ロールに転移して付着しやすくなる。このため、このような異物が付着した部位の帯電性能の変動に伴って異常放電や不安定な放電が発生し、カブリなどの画質欠陥が発生しやすくなるという問題があった。
【０００４】
このような問題を解決するため、帯電ロールの表面にクリーニングブレード等のクリーナを押し付け、帯電ロールに付着した異物を取り除くようにした技術が提案されている。また、帯電ロールのクリーニングに関しては、例えば、像担持体上に形成される画像の画素数を計数し、その累積値が予め決められた所定の値に到達したタイミングで帯電ロールのクリーニングを実行させるもの(特許文献１参照)や、周囲の温度・湿度に基づいて、所定のタイミングで帯電ロールのクリーニングを実行させるもの(特許文献２参照)が提案されている。
【０００５】
【特許文献１】
特開２００２−１１６６１０号公報(第４頁−第８頁、図１)
【特許文献２】
特開平１１−６５２４１号公報(第４頁−第６頁)
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述のように構成した場合には、帯電ロールに付着した異物がクリーナによって除去されずに残ることがあり、異常放電や不安定な放電の発生を抑制できないという技術的課題については、これら特許文献１や２に記載の発明では触れられていなかった。また、状況によっては、帯電ロールが早く劣化してしまい、本来予定していた寿命よりも短寿命化してしまうという技術的課題がみられた。
【０００７】
本発明は、以上の技術的課題を解決するためになされたものであって、その目的とするところは、帯電部材を適切にクリーニングすると共に、帯電部材の寿命を長期化することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
かかる目的のもと、本発明では、帯電部材の清掃を行うための閾値を一定とするのではなく、帯電部材が接触する像担持体の使用状況に応じて変更することで、適切なクリーニングを行うと共に、帯電部材の寿命の長期化を達成するようにした。
すなわち、本発明の帯電装置は、回動可能に配設される像担持体に対し回動可能に接触配置され、像担持体を帯電する帯電部材と、帯電部材に対して接離自在に配設され、所定の閾値に達したタイミング毎に帯電部材に接触して帯電部材の表面を清掃する清掃部材とを含み、像担持体の使用状況に応じて、閾値を変更することを特徴としている。
【０００９】
ここで、閾値は、清掃部材により帯電部材の表面が清掃された後で像担持体に形成された画像の画素数の累積値、清掃部材により帯電部材が清掃された後における像担持体の回転数の累積値、像担持体によって形成され且つ記録媒体にプリントされたプリント枚数の累積値、のうちの少なくともいずれか一つに対応することを特徴とすることができ、像担持体の使用状況が連続して同じ傾向を示した場合に変更されることを特徴とすることができる。また、像担持体の使用状況は、清掃部材により帯電部材が清掃された後における像担持体の回転数の累積値と像担持体によって形成され且つ記録媒体にプリントされたプリント枚数の累積値との相関関係に基づいて決定されることを特徴とすることができ、像担持体の周囲の温度および湿度に基づいて決定されることを特徴とすることができる。
【００１０】
また、本発明の画像形成装置は、複数の像担持体と、複数の像担持体に対してそれぞれ回転可能に接触配置され、像担持体を帯電する複数の帯電手段と、複数の帯電手段に対してそれぞれ接離自在に配設され、帯電手段に接触した場合に帯電手段の表面を清掃する清掃手段と、像担持体に形成される画像の画素数の累積値を計数する画素数計数手段と、画素数計数手段により計数された画素数の累積値が所定の画素数閾値を越えた場合に、清掃手段による帯電手段の清掃を実行させる清掃実行手段と、像担持体の回転数の累積値と像担持体によって形成され且つ記録媒体にプリントされたプリント枚数の累積値との相関関係に基づいて、清掃実行手段による清掃実行基準となる画素数閾値を変更する画素数閾値変更手段とを備えることを特徴としている。
【００１１】
ここで、画素数閾値変更手段は、清掃手段により帯電手段が清掃された後における像担持体の回転数の累積値とプリント枚数の累積値との比に基づいて、画素数閾値を変更することを特徴とすることができる。そして、この場合には、画素数閾値変更手段は、像担持体の回転数の累積値とプリント枚数の累積値との比が所定の設定値を下回った場合に、画素数閾値を高くすること、あるいは、像担持体の回転数の累積値とプリント枚数の累積値との比が所定の設定値を上回った場合に、画素数閾値を低くすること、を特徴とすることができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照して、実施の形態について詳細に説明する。
―実施の形態１―
図１は実施の形態１に係る画像形成装置の全体構成を示した図であり、所謂タンデム型のデジタルカラープリンタを示している。図１に示す画像形成装置は、本体１に、各色の階調データに対応して画像形成を行う画像プロセス系１０、記録用紙(シート)を搬送するシート搬送系４０、例えばパーソナルコンピュータや画像読み取り装置等に接続され、受信された画像データに対して所定の画像処理を施す画像処理系であるＩＰＳ(Image Processing System)５０とを備えている。
【００１３】
画像プロセス系１０は、水平方向に一定の間隔を置いて並列的に配置される、イエロー(Ｙ)、マゼンタ(Ｍ)、シアン(Ｃ)、黒(Ｋ)の４つの画像形成ユニット１１Ｙ,１１Ｍ,１１Ｃ,１１Ｋ、この画像形成ユニット１１Ｙ,１１Ｍ,１１Ｃ,１１Ｋの感光体ドラム１２に形成された各色のトナー像を中間転写ベルト２１上に多重転写させる転写ユニット２０、画像形成ユニット１１Ｙ,１１Ｍ,１１Ｃ,１１Ｋに対してレーザ光を照射する光学系ユニットであるＲＯＳ(Raster Output Scanner)３０を備えている。また本体１には、転写ユニット２０によって二次転写された記録用紙(シート)上の画像を、熱および圧力を用いて記録用紙に定着させる定着器２９を備えている。更に、画像形成ユニット１１Ｙ,１１Ｍ,１１Ｃ,１１Ｋに対して各色のトナーを供給するためのトナーカートリッジ１９Ｙ,１９Ｍ,１９Ｃ,１９Ｋが設けられている。
【００１４】
転写ユニット２０は、中間転写体である中間転写ベルト２１を駆動するドライブロール２２、中間転写ベルト２１に一定のテンションを付与するテンションロール２３、重畳された各色のトナー像を記録用紙に二次転写するためのバックアップロール２４、中間転写ベルト２１上に存在する残留トナー等を除去するクリーニング装置２５を備えている。中間転写ベルト２１は、このドライブロール２２とテンションロール２３およびバックアップロール２４との間に一定のテンションで掛け回されており、定速性に優れた専用の駆動モータ(図示せず)によって回転駆動されるドライブロール２２により、矢印方向に所定の速度で循環駆動される。この中間転写ベルト２１は、例えば、チャージアップを起こさないベルト素材(ゴムまたは樹脂)にて抵抗調整されたものが使用されている。クリーニング装置２５は、クリーニングブラシ２５ａおよびクリーニングブレード２５ｂを備えており、トナー像の転写工程が終了した後の中間転写ベルト２１の表面から残留トナーや紙粉等を除去して、次の画像形成プロセスに備えるように構成されている。
【００１５】
ＲＯＳ３０は、図示しない半導体レーザ、変調器の他、半導体レーザから出射されたレーザ光(ＬＢ-Ｙ,ＬＢ-Ｍ,ＬＢ-Ｃ,ＬＢ-Ｋ)を偏向走査するポリゴンミラー３１を備えている。図１に示す例では、ＲＯＳ３０は、画像形成ユニット１１Ｙ,１１Ｍ,１１Ｃ,１１Ｋの下方に備えられることから、トナー等の落下による汚損の危険性を有している。そこで、ＲＯＳ３０は、各構成部材を密閉するための直方体状のフレーム３２を設け、また、レーザ光(ＬＢ-Ｙ,ＬＢ-Ｍ,ＬＢ-Ｃ,ＬＢ-Ｋ)が通過するガラス製のウィンドウ３３をこのフレーム３２の上方に設けて、走査露光と共にシールド効果を高めるように構成されている。
【００１６】
シート搬送系４０は、画像が記録される記録用紙(シート)を積載して供給する給紙装置４１、給紙装置４１から記録用紙を取り上げて供給するナジャーロール４２、ナジャーロール４２から供給された記録用紙を１枚ずつ分離して搬送するフィードロール４３、フィードロール４３により１枚ずつに分離された記録用紙を画像転写部に向けて搬送する搬送路４４を備えている。また、搬送路４４を介して搬送された記録用紙に対し、二次転写位置に向けてタイミングを合わせて搬送するレジストロール４５、二次転写位置に設けられバックアップロール２４に圧接して記録用紙上に画像を二次転写する二次転写ロール４６を備えている。更に、定着器２９によってトナー画像が定着された記録用紙を本体１の機外に排出する排出ロール４７、排出ロール４７によって排出された記録用紙を積載する排出トレイ４８を有する。また、定着器２９によって定着された記録用紙を反転させて両面記録を可能とする両面用搬送ユニット４９を備えている。
【００１７】
次に、画像プロセス系１０における画像形成ユニット１１Ｙ,１１Ｍ,１１Ｃ,１１Ｋについて詳述する。
図２は、画像形成ユニット１１Ｙ,１１Ｍ,１１Ｃ,１１Ｋの構成を説明するための図であり、ここでは、イエロー(Ｙ)の画像形成ユニット１１Ｙとマゼンタ(Ｍ)の画像形成ユニット１１Ｍとが示されている。他の画像形成ユニット１１Ｃ,１１Ｋもほぼ同様に構成されている。
【００１８】
画像形成ユニット１１Ｙ,１１Ｍ,１１Ｃ,１１Ｋは、トナー像を担持させる像担持体としての感光体ドラム１２、帯電ロール１３aを用いて感光体ドラム１２を帯電させる帯電器１３、帯電器１３によって帯電され、ＲＯＳ３０からのレーザ光(ＬＢ-Ｙ,ＬＢ-Ｍ,ＬＢ-Ｃ,ＬＢ-Ｋ)によって感光体ドラム１２上に形成された静電潜像を現像ロール１４ａによって現像する現像器１４、中間転写ベルト２１を挟んで感光体ドラム１２に対向して設けられ、感光体ドラム１２上に現像されたトナー像を中間転写ベルト２１上に転写する一次転写ロール１５、転写後に感光体ドラム１２上に残った残留トナーを除去するクリーニング装置１６を備えている。これらのうち、帯電器１３の詳細については後述する。
【００１９】
尚、本実施の形態では、画像形成ユニット１１Ｙ,１１Ｍ,１１Ｃ,１１Ｋの感光体ドラム１２、帯電器１３、およびクリーニング装置１６を一体化し、カートリッジ化することで、画像形成装置の本体１からこのカートリッジだけを取り外し、また、カートリッジだけを本体１に対して取り付け可能に構成されている。そして、この各々のカートリッジには、不揮発性メモリ(図示せず)が搭載されている。この不揮発性メモリには、例えば、感光体ドラム１２の回転数、高圧電圧印加時間、プリント枚数など、所定の画像形成ユニット１１Ｙ,１１Ｍ,１１Ｃ,１１Ｋにて、そのカートリッジが装着された際の、各々のカートリッジ使用履歴情報が格納されている。これらのカートリッジは、画像形成ユニット１１Ｙ,１１Ｍ,１１Ｃ,１１Ｋの間で差し替えて用いることもできる。各々のカートリッジに夫々不揮発性メモリが搭載されていることにより、カートリッジが異なるユニットで用いられた場合であっても、トータルとしての自らの使用履歴情報を、カートリッジ自らが保存することができる。その結果、カートリッジ毎に、例えば、正しい寿命を判断することができる。
【００２０】
次に、帯電器１３について詳細に説明する。
図３は、帯電器１３を示した図であり、図４は帯電器１３から帯電ロール１３ａを取り外したハウジング５１を示した図である。この帯電器１３は、感光体ドラム１２(図１参照)の表面に接触してこの感光体ドラム１２の表面を所定の電位に帯電する帯電ロール１３ａと、この帯電ロール１３ａを収容するハウジング５１とを備えている。なお、帯電ロール１３ａの両端には金属製のシャフト１３ｂが取り付けられている。
本実施の形態において、帯電ロール１３ａは例えば外径φ１４、スチレンゴムの下地層にポリアミドにカーボンを分散した表面層を形成したもので構成される。なお、表面層にはフッ素やナイロンを分散させることもある。また、その硬度(アスカＣ)は７０°以下、表面粗さ Rzは０．９以下、摩擦係数は０．２以下、静電容量 １５００〜３０００ｐＦである。
【００２１】
また、ハウジング５１は、帯電ロール１３ａの一側面を覆う側壁部５２、この側壁部５２の長手方向両端部に一体的に設けられ帯電ロール１３ａのシャフト１３ｂを回転自在に支持する軸受け部５３、帯電ロール１３ａの下端面を覆う底壁部を兼ねるクリーナ５４を有している。なお、軸受け部５３には、帯電ロール１３ａのシャフト１３ｂを回転自在に支持する軸受け５５が、感光体ドラム１２(図１参照)と接離する方向に移動自在に取り付けられている。また、軸受け５５は、軸受け部５３に取り付けられたコイルスプリング５６によって感光体ドラム１２と接近する方向に付勢されている。このコイルスプリング５６を介して帯電ロール１３ａに対し所定のバイアス電圧が印加されるようになっている。本実施の形態では、帯電ロール１３ａを回転駆動する駆動機構は特に設けられておらず、帯電ロール１３ａが接触する感光体ドラム１２(図１参照)の回転に伴って従動回転するようになっている。
【００２２】
図５は、クリーナ５４の端部を拡大した図であり、図６はクリーナ５４の全体を示す図である。クリーナ５４は、帯電ロール１３ａの下側に配置された平板５７と、この平板５７の端部から上方に短く起立した側壁部５８とを備えており、平板５７の略山型に形成された上面５７ａには、クリーニングブラシ５９が両面テープ等によって固着されている。また、クリーナ５４は、図４および図６に示すように、ハウジング５１の軸受け部５３に、軸６０を中心にして回動自在に取り付けられており、図４に示すように、その一部に設けられた図示しないストッパが軸受け部５３と係合することによって、側壁部５２と略直交した状態で停止するようになっている。また、クリーナ５４は、図７に示すように、逆方向に回動した状態で、その幅方向の先端部５４ａが、側壁部５２内面の下端部に設けられたストッパ６１に当接することによって停止するようになっている。
【００２３】
ここで、クリーニングブラシ５９は、フィルムラミネートの上に基布部および植毛部を形成してなり、フィルムラミネートの底部には両面テープが取り付けられる。また、基布部はナイロン、植毛部は導電性のＰＥＴベルトロン(カネボウ株式会社の商品名：ＰＥＴとカーボンとが練りこまれたナイロンあるいはポリエステルがポリマーのファイバー)および非導電性の６.６ナイロンの混毛で構成され、そのパイル密度は、２５０±２．５ｋｆ／ｉｎｃｈ、ＰＥＴベルトロンは４４Ｔ／１２ｆ、６.６ナイロンは４８Ｔ／１４ｆである。
【００２４】
図８は、クリーナ５４(図７参照)を回動させる回動機構６２およびこの回動機構６２を駆動する駆動機構７４を示す斜視図であり、図９はその側面図である。回動機構６２は、帯電器１３の下方に配設されており、クリーナ５４を帯電ロール１３ａの表面に対して接離する方向に駆動するカム６３を有している。このカム６３は、断面略円形状の細長い棒状に形成された軸部６４と、この軸部６４の上面に長手方向に沿って一体的に形成された幅の狭い平板部６５と、この平板部６５上に両面テープによる接着によって固着された薄い合成樹脂製のマイラーフィルム(商品名)６６とを有している。このマイラーフィルム６６としては、例えば厚さ１２５μｍのものが用いられる。なお、マイラーフィルム６６の厚さを適宜異ならせることにより、マイラーフィルム６６の弾性変形量を可変でき、クリーニングブラシ５９を帯電ロール１３ａの表面に当接させる押圧力を調節することが可能である。
【００２５】
また、カム６３は、その軸方向端部に設けられたアーム部６８により回動するように構成されており、このカム６３をアーム部６８によって回動することにより、マイラーフィルム６６がクリーナ５４の背面を押し上げ、クリーナ５４に取り付けられたクリーニングブラシ５９を帯電ロール１３ａの表面に当接させるようになっている。なお、マイラーフィルム６６はクリーナ５４を回動させる際に特に軸方向中央部が弾性変形しやすく、クリーナ５４の回動が不十分となるのを防止するため、クリーナ５４の背面中央部にはリブ６９が複数本取り付けられている。
【００２６】
一方、駆動機構７４は、駆動源としての駆動モータ７５を備えている。この駆動モータ７５に取り付けられたギヤ７６には、二段の減速ギヤ７６,７７を介してアーム７９と一体的に設けられた扇型のギヤ８０が噛み合わされている。そして、アーム７９は、駆動モータ７５を所定量だけ回転駆動することによって揺動するようになっている。なお、アーム７９には、カム６３に当接する突起７９ａ(図９参照)が形成されている。このように、アーム７９を揺動させることで、例えば図９に示すように帯電ロール１３ａにクリーニングブラシ５９を当接させたり、例えば図１０に示すように、帯電ロール１３ａからクリーニングブラシ５９を離間させたりできるようになっている。なお、本実施の形態では、通常は帯電ロール１３ａからクリーニングブラシ５９を離間させておき、適宜タイミングで帯電ロール１３ａにクリーニングブラシ５９を当接させて帯電ロール１３ａ表面のクリーニングを実行するようになっている。
【００２７】
そして、本実施の形態では、図９に示すように、揺動するアーム７９によって付勢されたクリーニングブラシ５９が、感光体ドラム１２の軸中心１２１と帯電ロール１３ａの軸中心１３１とを結ぶ直線Ａ方向に向かって押圧力を働かせるようになっている。したがって、クリーニングブラシ５９の押圧力はすべて帯電ロール１３ａに対して働くこととなり、クリーニングブラシ５９による帯電ロール１３ａのクリーニング性能を向上させることができる。
また、クリーニングブラシ５９を用いて帯電ロール１３ａをクリーニングしているため、クリーニングブレード等を用いる場合と比較して、両者間に働く摩擦抵抗を低くすることができる。これにより、感光体ドラム１２に従動する帯電ロール１３ａの回転が妨げられにくくなり、クリーニングムラ等を抑えた安定なクリーニングを行わせることができる。
【００２８】
さらに、クリーニングブラシ５９は、通常時において帯電ロール１３ａから離間しているので、感光体ドラム１２に従動する帯電ロール１３ａの回転が妨げられにくくなり、画像形成時における帯電ロール１３ａの回転不良およびこれに伴う帯電不良や画像形成不良を防止することができる。
さらにまた、クリーニングブラシ５９は、帯電ロール１３ａの下方向に取り付けられているため、一旦クリーニングブラシ５９で除去された残トナーや埃等の異物が重力によって帯電ロール１３ａ側とは逆方向に落下するため、これら異物が帯電ロール１３ａ側に再度転移するという事態を防止することができる。
【００２９】
次に、図１に示す画像形成装置の動作について説明する。図示しない原稿読み取り装置によって読み取られた原稿の色材反射光像や、図示しないパーソナルコンピュータ等にて形成された色材画像データは、例えばＲ(赤)、Ｇ(緑)、Ｂ(青)の各８ビットの反射率データとしてＩＰＳ５０に入力される。ＩＰＳ５０では、入力された反射率データに対して、シェーディング補正、位置ズレ補正、明度/色空間変換、ガンマ補正、枠消しや色編集、移動編集等の各種画像編集等の所定の画像処理が施される。画像処理が施された画像データは、イエロー(Ｙ)、マゼンタ(Ｍ)、シアン(Ｃ)、黒(Ｋ)の４色の色材階調データに変換され、ＲＯＳ３０に出力される。
【００３０】
ＲＯＳ３０では、入力された色材階調データに応じて、半導体レーザ(図示せず)から出射されたレーザ光(ＬＢ-Ｙ,ＬＢ-Ｍ,ＬＢ-Ｃ,ＬＢ-Ｋ)を、ｆ−θレンズ(図示せず)を介してポリゴンミラー３１に出射している。ポリゴンミラー３１では、入射されたレーザ光を各色の階調データに応じて変調し、偏向走査して、図示しない結像レンズおよび複数枚のミラーを介して画像形成ユニット１１Ｙ,１１Ｍ,１１Ｃ,１１Ｋの感光体ドラム１２に照射している。画像形成ユニット１１Ｙ,１１Ｍ,１１Ｃ,１１Ｋの感光体ドラム１２では、帯電された表面が走査露光され、静電潜像が形成される。形成された静電潜像は、各々の画像形成ユニット１１Ｙ,１１Ｍ,１１Ｃ,１１Ｋにて、イエロー(Ｙ)、マゼンタ(Ｍ)、シアン(Ｃ)、黒(Ｋ)の各色のトナー像として現像される。
【００３１】
画像形成ユニット１１Ｙ,１１Ｍ,１１Ｃ,１１Ｋの感光体ドラム１２上に形成されたトナー像は、中間転写体である中間転写ベルト２１上に多重転写される。このとき、黒色のトナー像を形成する黒の画像形成ユニット１１Ｋは、中間転写ベルト２１の移動方向の最下流側に設けられ、黒色のトナー像は、中間転写ベルト２１に対して最後に一次転写される。
【００３２】
一方、シート搬送系４０では、画像形成のタイミングに合わせてナジャーロール４２が回転し、給紙装置４１から所定サイズの記録用紙が供給される。フィードロール４３により１枚ずつ分離された記録用紙は、搬送路４４を経てレジストロール４５に搬送され、一旦、停止される。その後、トナー像が形成された中間転写ベルト２１の移動タイミングに合わせてレジストロール４５が回転し、記録用紙は、バックアップロール２４および二次転写ロール４６によって形成される二次転写位置に搬送される。二次転写位置にて下方から上方に向けて搬送される記録用紙には、圧接力および所定の電界を用いて、４色が多重されているトナー像が副走査方向に順次、転写される。そして、各色のトナー像が転写された記録用紙は、定着器２９によって熱および圧力で定着処理を受けた後、排出ロール４７によって本体１の上部に設けられた排出トレイ４８に排出される。尚、排出トレイ４８にそのまま排出せずに、図示しない切り替えゲートによって搬送方向を切り替え、定着器２９によって定着された記録用紙を両面用搬送ユニット４９によって反転させることもできる。この反転された記録用紙をレジストロール４５に搬送した後、前述と同様な流れによって、印刷されていない他の面について画像を形成することで、記録用紙の両面に画像を形成することが可能となる。
【００３３】
次に、図２に示す画像形成ユニット１１Ｙにおける画像形成動作について詳述する。なお、他の画像形成ユニット１１Ｍ,１１Ｃ,１１Ｋについても同様である。
画像形成動作が開始されると、感光体ドラム１２が回転を開始し、感光体ドラム１２の表面が帯電ロール１３ａによって所定の電位に帯電される。そして、所定の電位に帯電した感光体ドラム１２表面に選択的にレーザ光ＬＢ-Ｙが照射され、作成すべき画像に対応した静電潜像が形成される。次に、回転する現像ロール１４ａから感光体ドラム１２に対し、形成された静電潜像に対応して選択的にトナーが転移し、作成すべき画像に対応したトナー像が形成される。さらに、一次転写ロール１５に印加される一次転写バイアスにより、感光体ドラム１２上に形成されたトナー像が中間転写ベルト２１上に転写される。そして、中間転写ベルト２１に転写されずに感光体ドラム１２上に残留した残留トナーは、クリーニングブレード１６ａによって掻き取られる。
【００３４】
ところで、上述した画像形成ユニット１１Ｙ,１１Ｍ,１１Ｃ,１１Ｋでは、クリーニングブレード１６ａで除去しきれなかった残留トナーや異物が帯電ロール１３ａに徐々に付着し、感光体ドラム１２の帯電性能が低下したり、あるいは感光体ドラム１２に形成されるトナー像が汚れてしまうという事態を招く。そこで、本実施の形態では、所定のタイミングで帯電ロール１３ａのクリーニングが実行されるようになっている。
【００３５】
なお、本実施の形態では、中間転写ベルト２１の速度と同じ速度で、黒の画像形成ユニット１１Ｋの感光体ドラム１２(１２Ｋ)を回転駆動させている。即ち、白黒モードで１９４ｍｍ/ｓｅｃ、フルカラーモードで１０４ｍｍ/ｓｅｃ、厚紙(白黒)モードで１０４ｍｍ/ｓｅｃ、厚紙(フルカラー)モードで５２ｍｍ/ｓｅｃである。このとき、黒の画像形成ユニット１１Ｋを除くカラー用の画像形成ユニット１１Ｙ,１１Ｍ,１１Ｃは、フルカラー(フルカラーモード、厚紙(フルカラー)モード)のときには黒の画像形成ユニット１１Ｋと同様なプロセススピードを維持している。しかしながら、白黒モード(厚紙(白黒)モード)のときには、黒の画像形成ユニット１１Ｋよりも遅い、例えば５２ｍｍ/ｓｅｃのプロセススピードにて、感光体ドラム１２等が回転駆動している。従って、選択されるモードによって各感光体ドラム１２の速度は異なり、その結果各感光体ドラム１２に従動回転する各帯電ロール１３ａの回転速度も異なることになる。
【００３６】
図１１は、帯電ロール１３ａのクリーニング動作を制御するクリーニング制御装置１００を示している。クリーニング制御装置１００のＣＰＵ１０１は、ＲＯＭ１０２に記憶されたプログラムに従い、ＲＡＭ１０３との間で適宜データのやりとりを行いながら処理を実行する。
【００３７】
このクリーニング制御装置１００には、入力インターフェース１０４を介して種々の情報が入力されるようになっている。このような情報としては、ＩＰＳ５０から送信されるプリント枚数情報および形成画素数情報がある。このプリント枚数情報とは、画像形成装置によって画像形成が行われた記録用紙の枚数をいう。また、形成画素数情報とは、各感光体ドラム１２に形成されるトナー像の画素数をいい、画像形成動作に伴って形成される画像用のトナー像の他、ウォーミングアップ動作等において形成されるパッチ画像等の非画像用のトナー像のものも含む。また、各感光体ドラム１２に取り付けられたエンコーダ１１１から送信される各感光体ドラム１２の回転数(ドラムサイクル)情報がある。これは、画像形成動作時の回転数は勿論のこと、ウォーミングアップ動作時等の非画像形成動作時の回転も含むものである。
【００３８】
さらに、閾値メモリ１１２から送信されるプリント枚数閾値、ドラムサイクル数閾値、形成画素数閾値の各閾値情報がある。これら各閾値は、後述する帯電ロール１３ａのクリーニング実行の可否を判断するための基準値である。本実施の形態では、プリント枚数閾値の初期値は３００枚、ドラムサイクル数閾値の初期値は２０００サイクル、形成画素数閾値の初期値は１５０ｋpixelに設定されている。さらにまた、累積カウンタ１１３から送信される累積プリント枚数、累積ドラムサイクル数、累積形成画素数の各累積値情報がある。これら各累積値は、直前に帯電ロール１３ａのクリーニングが実行されてからのプリント枚数、ドラムサイクル数、形成画素数を累積した値である。そして、履歴メモリ１１４から送信されるクリーニング履歴情報がある。これは、累積形成画素数が形成画素数閾値に到達することにより帯電ロール１３ａのクリーニングが行われた回数である。また、画像形成装置内に設けられた温度センサ１１５および湿度センサ１１６から送信される温度情報、湿度情報がある。
【００３９】
一方、このクリーニング制御装置１００は、出力インターフェース１０５を介して、上述した駆動機構７４、各感光体ドラム１２を駆動する感光体駆動モータ１２０に対する駆動制御を行うと共に、閾値メモリ１１２、累積カウンタ１１３および履歴メモリ１１４に対するデータの書込制御を行うようになっている。
【００４０】
また、このクリーニング制御装置１００では、帯電ロール１３ａの使用状態を把握する処理、帯電ロール１３ａをクリーニングする必要があるかどうかを判断する処理、そして、帯電ロール１３ａの使用状態に基づいて帯電ロール１３ａのクリーニング実行条件を変更する処理、が実行される。次に、これら各処理について詳細に説明する。
【００４１】
図１２は、帯電ロール１３ａの使用状態を把握する処理を説明するためのフローチャートである。
まず、ＩＰＳ５０よりプリント枚数Ｐが入力される(ステップＳ００１)。なお、ウォーミングアップ動作等、非画像形成動作の場合はＰ＝０となる。次に、累積カウンタ１１３から累積プリント枚数Ｐ0が読み出され(ステップＳ００２)、これら累積プリント枚数Ｐ0とプリント枚数Ｐとを加えたものを新たな累積プリント枚数Ｐ0とし(ステップＳ００３)、これを累積カウンタ１１３に書き込む(ステップＳ００４)。
次に、エンコーダ１１１からドラムサイクル数Ｃが入力される(ステップＳ００５)。なお、ウォーミングアップ動作等の非画像形成動作においても感光体ドラム１２が回転する場合は、ドラムサイクル数Ｃは所定の値を持つ。次に累積カウンタ１１３から累積ドラムサイクル数Ｃ0が読み出され(ステップＳ００６)、これら累積ドラムサイクル数Ｃ0とドラムサイクル数Ｃとを加えたものを新たな累積ドラムサイクル数Ｃ0とし(ステップＳ００７)、これを累積カウンタ１１３に書き込む(ステップＳ００８)。
【００４２】
さらに、ＩＰＳ５０から形成画素数Ｘが入力される(ステップＳ００９)。なお、ウォーミングアップ動作等の非画像形成動作においても位置合わせ用のパッチ画像が形成される場合は、形成画素数Ｘは所定の値を持つ。次に累積カウンタ１１３から累積形成画素数Ｘ0が読み出され(ステップＳ０１０)、これら累積形成画素数Ｘ0と形成画素数Ｘとを加えたものを新たな累積形成画素数Ｘ0とし(ステップＳ０１１)、これを累積カウンタ１１３に書き込み(ステップＳ０１２)、一連の処理を終了する。
【００４３】
図１３および図１４は、帯電ロール１３ａをクリーニングする必要があるか否かを判断する処理を説明するためのフローチャートである。
最初に、図１３に示すフローチャートについて説明する。
まず、累積カウンタ１１３から累積プリント枚数Ｐ0が読み出され(ステップＳ１０１)、次いで閾値メモリ１１２からプリント枚数閾値Ｐsが読み出され(ステップＳ１０２)、累積プリント枚数Ｐ0がプリント枚数閾値Ｐsより大きいか否かが判断される(ステップＳ１０３)。
ここで、累積プリント枚数Ｐ0がプリント枚数閾値Ｐsより大きい場合は、次に、累積カウンタ１１３からドラムサイクル数Ｃ0が読み出され(ステップＳ１０４)、次いで閾値メモリ１１２からドラムサイクル数閾値Ｃsが読み出され(ステップＳ１０５)、累積ドラムサイクル数Ｃ0がドラムサイクル数閾値Ｃsより大きいか否かが判断される(ステップＳ１０６)。
【００４４】
ここで、累積ドラムサイクル数Ｃ0がドラムサイクル数閾値Ｃsより大きい場合は、感光体駆動モータ１２０を駆動することで感光体ドラム１２およびこれに圧接する帯電ロール１３ａを所定時間だけ回転させると共に、駆動機構７４によりクリーニングブラシ５９を帯電ロール１３ａに接触させることにより、帯電ロール１３ａをクリーニングする(ステップＳ１０７)。そして、後述する閾値変更処理を行った後(ステップＳ１０８)、累積プリント枚数Ｐ0、累積ドラムサイクル数Ｃ0、累積形成画素数Ｘ0をすべて０にリセットして累積カウンタ１１３に書き込み(ステップＳ１０９)、一連の処理を終了する。なお、ステップＳ１０３で累積プリント枚数Ｐ0がプリント枚数閾値Ｐs以下であると判断された場合、および、ステップＳ１０６で累積ドラムサイクル数Ｃ0がドラムサイクル数閾値Ｃ以下であると判断された場合には、帯電ロール１３ａをクリーニングすることなくそのまま終了する。
【００４５】
次に、図１４に示すフローチャートについて説明する。
まず、累積カウンタ１１３から累積形成画素数Ｘ0が読み出され(ステップＳ２０１)、次いで閾値メモリ１１２から形成画素数閾値Ｘsが読み出され(ステップＳ２０２)、累積形成画素数Ｘ0が形成画素数閾値Ｘsより大きいか否かが判断される(ステップＳ２０３)。
ここで、累積形成画素数Ｘ0が形成画素数閾値Ｘsより大きいと判断された場合は、感光体駆動モータ１２０を駆動することで感光体ドラム１２およびこれに圧接する帯電ロール１３ａを所定時間だけ回転させると共に、駆動機構７４によりクリーニングブラシ５９を帯電ロール１３ａに接触させることにより、帯電ロール１３ａのクリーニングする(ステップＳ２０４)。そして、後述する閾値変更処理を行った後(ステップＳ２０５)、累積プリント枚数Ｐ0、累積ドラムサイクル数Ｃ0、累積形成画素数Ｘ0をすべて０にリセットして累積カウンタ１１３に書き込み(ステップＳ２０６)、一連の処理を終了する。なお、ステップＳ２０３で累積形成画素数Ｘ0が形成画素数閾値Ｘs以下であると判断された場合には、帯電ロール１３ａのクリーニングは実行されずにそのまま終了する。
【００４６】
このように、本実施の形態では、累積プリント枚数Ｐ0がプリント枚数閾値Ｐsより大きく且つ累積ドラムサイクル数Ｃ0がドラムサイクル数閾値Ｃsより大きい場合、および、累積形成画素数Ｘ0が形成画素数閾値Ｘsより大きい場合に、帯電ロール１３ａをクリーニングするようになっている。
【００４７】
図１５は、帯電ロール１３ａの使用状態に基づいて帯電ロール１３ａのクリーニング実行条件を変更する処理、すなわち、上述した閾値変更処理（図１３のステップＳ１０８、図１４のステップＳ２０５参照）を説明するためのフローチャートである。
まず、履歴メモリ１１４からクリーニング履歴Ｎが読み出され（ステップＳ３０１）、次いで、今回の帯電ロール１３ａのクリーニングが、形成画素数に基づくもの、すなわち累積形成画素数Ｘ０が形成画素数閾値Ｘｓに到達したことが原因かどうかが判断される（ステップＳ３０２）。ここで、今回の帯電ロール１３ａのクリーニングが、累積形成画素数Ｘ０が形成画素数閾値Ｘｓに到達することが原因で行われていた場合には、クリーニング履歴Ｎに１を加えたものを新たなクリーニング履歴Ｎとして履歴メモリ１１４に書き込む（ステップＳ３０３）。
【００４８】
次に、更新されたクリーニング履歴Ｎが予め設定された閾値Ａ(任意の整数)以上となっているか否かが判断される(ステップＳ３０４)。すなわち、例えばＡ＝５に設定される場合には、５回連続して形成画素数に基づく帯電ロール１３ａのクリーニングが行われたかどうかが判断される。ここで、クリーニング履歴Ｎが閾値Ａ以上となった場合には、累積カウンタ１１３から累積プリント枚数Ｐ0および累積ドラムサイクル数Ｃ0が読み出され(ステップＳ３０５)、次いで閾値メモリ１１２から形成画素数閾値Ｘsが読み出され(ステップＳ３０６)、累積プリント枚数Ｐ0および累積ドラムサイクル数Ｃ0の比率Ｚ＝Ｃ0／Ｐ0が計算される(ステップＳ３０７)。この比率Ｚは、後述するランレングス(１ジョブ当たりのプリント枚数)に対応するものである。
【００４９】
そして、得られた比率Ｚが予め決められた閾値Ｂ以上となっているかどうかが判断され(ステップＳ３０８)、比率Ｚが予め決められた閾値Ｂ以上となっている場合には、形成画素数閾値Ｘsを(１−α)倍し、現状よりも小さい新たな形成画素数閾値Ｘsを設定する(ステップＳ３０９)。一方、比率Ｚが予め決められた閾値Ｂ未満となっているときには、形成画素数閾値Ｘsを(１＋β)倍し、現状よりも大きな新たな形成画素数閾値Ｘsを設定する(ステップＳ３１０)。なお、閾値Ｂは、ドラムサイクル閾値Ｃ0の初期値が２０００サイクルであり、プリント枚数閾値の初期値が３００枚であることから、０．１５とした。そして、更新された形成画素数閾値Ｘsを履歴メモリ１１４に書き込み(ステップＳ３１１)、一連の処理を終了する。なお、係数αの詳細については後述する。
【００５０】
なお、ステップＳ３０２において、累積形成画素数Ｘ0が形成画素数閾値Ｘsに到達しないで帯電ロール１３ａのクリーニングが行われていた場合(累積プリント枚数Ｐ0がプリント枚数閾値Ｐsより大きくなり且つ累積ドラムサイクル数Ｃ0がドラムサイクル数閾値Ｃsより大きくなって帯電ロール１３ａのクリーニングが行われた場合)には、クリーニング履歴Ｎを０にリセットして履歴メモリ１１４に書き込み(ステップＳ３１２)、処理を終了する。また、ステップＳ３０４において、クリーニング履歴Ｎが予め設定された閾値Ａ未満の場合には、そのまま処理を終了する。
【００５１】
図１６は、本実施の形態にかかる画像形成装置において、ＪＩＳＡ４サイズまたはＪＩＳＡ３サイズの用紙に対するトナー像の占有面積(Print Image Area Coverage)をパラメータとしたときの、累積プリント枚数Ｐ0と累積形成画素数Ｘ0との関係を示す図である。同図より、Print Image Area Coverageが同じ場合には、累積プリント枚数Ｐ0と累積形成画素数Ｘ0とが、正比例の関係にあることがわかる。また、Print Image Area Coverageが大きい場合には、同じ累積プリント枚数Ｐ0でも累積形成画素数Ｘ0が多くなることが理解される。さらに同図には、ランレングス(Run Length:Ｒ／Ｌ)が小さい場合のクリーニング閾値を示す曲線Ｂ、Ｒ／Ｌが普通の場合のクリーニング閾値を示す曲線Ｃ、Ｒ／Ｌが大きい場合のクリーニング閾値を示す曲線Ｃも示されている。このＲ／Ｌは、上述したように１ジョブすなわち一画像形成動作当たりのプリント枚数であり、Ｒ／Ｌの値が大きいほど一画像形成動作当たりのプリント枚数が多いことを意味する。
【００５２】
一般に、累積形成画素数Ｘ0の増加に伴い、帯電ロール１３ａの汚れは増加していく。同じ累積プリント枚数Ｐ0でも、Ｒ／Ｌの値が大きければ、累積形成画素数Ｘ0が多い場合にも、帯電ロール１３ａに汚れが付着しにくくなることが理解される。また、同じ累積プリント枚数Ｐ0でも、Ｒ／Ｌの値が小さければ、累積形成画素数Ｘ0が少ない場合にも、帯電ロール１３ａに汚れが付着しやすくなることが理解される。
【００５３】
Ｒ／Ｌが大きい場合すなわち１ジョブ当たりのプリント枚数が多い場合は、感光体ドラム１２から帯電ロール１３ａに転移した汚れが、再度帯電ロール１３ａから感光体ドラム１２に転移できる機会が多くなる。従って、帯電ロール１３ａに汚れが付着して残るといった事態は生じにくい。一方Ｒ／Ｌが小さい場合すなわち１ジョブ当たりのプリント枚数が少ない場合は、感光体ドラム１２から帯電ロール１３ａに転移した汚れが、再度帯電ロール１３ａから感光体ドラム１２に転移できる機会が少なくなる。このため、Ｒ／Ｌの値が小さい場合には、帯電ロール１３ａに汚れが堆積しやすくなる。
【００５４】
また、Ｒ／Ｌと、上述した閾値変更処理で用いた比率Ｚ（累積ドラムサイクル数Ｃ0／累積プリント枚数Ｐ0）との間には、相関関係がある。
図１７は、画像形成プロセスにおける感光体ドラム１２および帯電ロール１３ａの回転状態を示すタイミングチャートであり、(ａ)は同じ画像を２枚連続して作成する場合、(ｂ)は同じ画像を１枚ずつ２回に分けて作成する場合を示している。画像形成プロセスにおいては、画像形成開始前の立ち上げ時間Ｔa、画像形成時間Ｔb、画像形成後の立ち下げ時間Ｔcが必要になるが、同じ画像を２枚連続して作成する場合は立ち上げ時間Ｔaおよび立ち下げ時間Ｔcを一度経ればよいものの、同じ画像を１枚ずつ２回に分けて作成する場合は、立ち上げ時間Ｔaおよび立ち下げ時間Ｔcを二度経る必要がある。つまり、プリント枚数は２枚で同じでも、１枚ずつプリントする場合は、感光体ドラム１２の回転数が立ち上げ時間Ｔaおよび立ち下げ時間Ｔbの分だけ増加することになる。
【００５５】
したがって、Ｒ／Ｌが小さいほど、立ち上げ時間Ｔaおよび立ち下げ時間Ｔcの合計時間(感光体ドラム１２の空回転時間)が多くなり、これに対応して比率Ｚは大きくなる。また、Ｒ／Ｌが大きいほど、立ち上げ時間Ｔaおよび立ち下げ時間の合計時間(感光体ドラム１２の空回転時間)が少なくなり、これに対応して比率Ｚは小さくなる。
【００５６】
また、図１８は、比率Ｚ（累積ドラムサイクル数Ｃ0／累積プリント枚数Ｐ0）と、形成画素数閾値Ｘsの最適値との関係を示す図である。同図より、比率Ｚが閾値Ｂである場合に、最適な形成画素数閾値Ｘsが１５０ｋpixelとなり、Ｚ0よりも大きい場合(Ｒ／Ｌが小さい場合)には、形成画素数閾値Ｘsが１５０ｋpixelよりも低い値(但し、最小値は１２０ｋpixel)となり、Ｚ0よりも小さい場合(Ｒ／Ｌが大きい場合)には、、形成画素数閾値Ｘsが１５０ｋpixelよりも高い値(但し、最大値は１８０ｋpixel)となる。すなわち、係数αおよびβ(図１５のステップＳ３０９およびＳ３１０参照)は、比率Ｚが初期値Ｚ0のときの形成画素数閾値Ｘs(１５０ｋpixel)に対する増減係数となる。
【００５７】
ここで、比率Ｚが大きいとき(Ｒ／Ｌが小さいとき)に形成画素数閾値Ｘsを初期値よりも低く設定しているのは、図１６を用いて説明したように、累積形成画素数Ｘ0が少なくても帯電ロール１３ａが汚れやすいためである。これにより、帯電不良等、帯電ロール１３ａに汚れが付着することによって生じる不具合の発生を防止することができる。
【００５８】
一方、比率Ｚが小さいとき(Ｒ／Ｌが大きいとき)に形成画素数閾値Ｘsを初期値よりも高く設定しているのは、累積画素数Ｘ0が多くても帯電ロール１３ａが汚れにくいためである。これにより不必要に帯電ロール１３ａをクリーニングしなくなるため、帯電ロール１３ａを長寿命化することができる。
【００５９】
また、本実施の形態では、複数回連続して形成画素数に基づくクリーニングが行われた場合にのみ形成画素数閾値Ｘsを変更するようにしているので、制御が煩雑にならずに済むという利点がある。
【００６０】
さらに、本実施の形態で説明したタンデム型のカラー画像形成装置では、各感光体ドラム１２によってドラムサイクルや形成画素数が異なるため、各感光体ドラム１２毎に形成画素数閾値Ｘsを設定することで、使用状況に応じた帯電ロール１３ａのクリーニングを行わせることができる。
【００６１】
さらにまた、本実施の形態で説明したタンデム型のカラー画像形成装置では、使用するユーザによってカラー画像の形成が多かったり、モノクロ(黒色)画像の形成が多かったりする。また、使用するユーザによって平均的なＲ／Ｌも異なることになる。そこで、本実施の形態で説明した手法を用いることにより、ユーザの使用状況に応じて帯電ロール１３ａのクリーニングを実行することが可能となり、種々のユーザに適応させることができる。
【００６２】
―実施の形態２―
本実施の形態は、実施の形態１とほぼ同様であるが、さらに環境情報に基づいて、プリント枚数閾値、ドラムサイクル数閾値、形成画素数閾値の各閾値の設定値を変更するようにしたものである。なお、本実施の形態において、実施の形態１と同様のものについては、同じ符号を付してその詳細な説明を省略する。
【００６３】
図１９は、周囲の環境条件に基づいて帯電ロール１３ａのクリーニング条件を変更する処理を説明するためのフローチャートである。
まず、履歴メモリ１１４から低温低湿クリーニング履歴Ｎ1および高温高湿クリーニング履歴Ｎ2が読み出され(ステップＳ４０１)、次いで、温度センサ１１５から温度情報が入力され(ステップＳ４０２)、さらに湿度センサ１１６から湿度情報が入力される(ステップＳ４０３)。そして、画像形成装置(Ｍ／Ｃ)内の環境が低温低湿環境下であるか否かが判断される(ステップＳ４０４)。なお、低温低湿環境の定義は任意に設定可能で、例えば本実施の形態では低温は２０℃以下、低湿は３０％以下とした。ここで、画像形成装置(Ｍ／Ｃ)内の環境が低温低湿環境下であった場合には、低温低湿クリーニング履歴Ｎ1に１を加えたものを新たな低温低湿クリーニング履歴Ｎ1として履歴メモリ１１４に書き込む(ステップＳ４０５)。
【００６４】
次に、更新された低温低湿クリーニング履歴Ｎ1が予め設定された閾値Ｅ(任意の整数)以上となっているか否かが判断される(ステップＳ４０６)。すなわち、例えばＥ＝５に設定される場合には、５回連続して低温低湿環境下で帯電ロール１３ａのクリーニングが行われたかどうかが判断される。ここで、低温低湿クリーニング履歴Ｎ1が閾値Ｅ以上となった場合は、閾値メモリ１１２からプリント枚数閾値Ｐs、ドラムサイクル数閾値Ｃs、形成画素数閾値Ｘsが読み出され(ステップＳ４０７)、これらをそれぞれ(１−α)倍し、現状よりも小さい新たなプリント枚数閾値Ｐs、ドラムサイクル数閾値Ｃs、形成画素数閾値Ｘsを設定する(ステップＳ４０８)。そして、更新されたプリント枚数閾値Ｐs、ドラムサイクル数閾値Ｃs、形成画素数閾値Ｘsを履歴メモリ１１４に書き込み(ステップＳ４０９)、一連の処理を終了する。
【００６５】
一方、ステップＳ４０４において、画像形成装置(Ｍ／Ｃ)内の環境が低温低湿環境下ではなかった場合には、低温低湿クリーニング履歴Ｎ1を０にリセットして履歴メモリ１１４に書き込む(ステップＳ４１０)。そして、画像形成装置(Ｍ／Ｃ)内の環境が高温高湿環境下であるか否かが判断される(ステップＳ４１１)。なお、高温高湿環境の定義も任意に設定可能で、例えば本実施の形態では高温は２５℃以上、高湿は６５％以上とした。ここで、画像形成装置(Ｍ／Ｃ)内の環境が高温高湿環境下であった場合には、高温高湿クリーニング履歴Ｎ2に１を加えたものを新たな高温高湿クリーニング履歴Ｎ2として履歴メモリ１１４に書き込む(ステップＳ４１２)。
【００６６】
次に、更新された高温高湿クリーニング履歴Ｎ2が予め設定された閾値Ｆ(任意の整数)以上となっているか否かが判断される(ステップＳ４１３)。すなわち、例えばＦ＝５に設定される場合には、５回連続して高温高湿環境下で帯電ロール１３ａのクリーニングが行われたかどうかが判断される。ここで、高温高湿クリーニング履歴Ｎ2が閾値Ｆ以上となった場合は、閾値メモリ１１２からプリント枚数閾値Ｐs、ドラムサイクル数閾値Ｃs、形成画素数閾値Ｘsが読み出され(ステップＳ４１４)、これらをそれぞれ(１＋β)倍し、現状よりも大きい新たなプリント枚数閾値Ｐs、ドラムサイクル数閾値Ｃs、形成画素数閾値Ｘsを設定する(ステップＳ４１５)。そして、更新されたプリント枚数閾値Ｐs、ドラムサイクル数閾値Ｃs、形成画素数閾値Ｘsを履歴メモリ１１４に書き込み(ステップＳ４０９)、一連の処理を終了する。
【００６７】
さらに、ステップＳ４１１において、画像形成装置(Ｍ／Ｃ)内の環境が高温高湿環境下ではなかった場合には、高温高湿クリーニング履歴Ｎ2を０にリセットして履歴メモリ１１４に書き込み、処理を終了する。また、ステップＳ４０６において低温低湿クリーニング履歴Ｎ1が閾値Ｅ未満であった場合、および、ステップＳ４１３において高温高湿クリーニング履歴Ｎ2が閾値Ｆ未満であった場合には、そのまま処理を終了する。
【００６８】
ここで、図２０は、Ｍ／Ｃ内環境(低温低湿−高温高湿)と、プリント枚数閾値Ｐs、ドラムサイクル数閾値Ｃs、形成画素数閾値Ｘs(図中では三者をまとめて閾値としている)の最適値との関係を示す図である。同図より、通常の環境(温度２２℃、湿度５５％)よりも低温低湿環境下では、最適な各閾値Ｐs、Ｃs、Ｘsが通常の環境下よりも低い値となり、通常の環境下よりも高温高湿環境下では、各閾値Ｐs、Ｃs、Ｘsが通常の環境下よりも高い値となる。
【００６９】
ここで、低温低湿環境下において各閾値Ｐｓ、Ｃｓ、Ｘｓを通常環境下よりも低く設定しているのは、低温低湿環境下では、クリーニングブレード１６ａが硬化してクリーニング性能が低下するために汚れのすり抜け量が多くなり、これらが帯電ロール１３ａに付着しやすいためである。但し、低温低湿環境下で帯電ロール１３ａに付着した汚れは、付着強度が小さいためクリーニングブラシ５９で掻き取りやすく、したがってクリーニングの実行頻度を増やすことによって汚れの量が多くても対応可能となる。これにより、帯電不良等、帯電ロール１３ａに汚れが付着することによって生じる不具合の発生を防止することができる。
【００７０】
一方、高温高湿環境下において各閾値Ｐs、Ｃs、Ｘsを通常環境下よりも高く設定しているのは、高温高湿環境下の場合、頻繁にクリーニングを繰り返すと汚れの再付着が生じやすくなるためである。これにより不必要に帯電ロール１３ａをクリーニングしなくなるため、帯電ロール１３ａを長寿命化することができる。
【００７１】
また、図２１は、実施の形態１および２で説明した手法を用いて、ロングランテストを行った結果を示す図である。同図において、横軸は累積プリント枚数Ｐ0を、縦軸は帯電ロール１３ａに生じた汚れのグレードを示している。また、このロングランテストでは、最初の５０００枚のプリントは通常の環境下(B-Zone:気温２２℃、湿度５５％)で行い、次の５０００枚のプリントは高温高湿環境下(A-Zone:気温２８℃、湿度８５％)で行い、最後の１００００枚のプリントは低温低湿環境下(C-Zone:気温１０℃、湿度５％)で行っている。また、比較のため、従来の手法(各閾値を一定として制御を行う)も合わせてテストした。
同図より、実施の形態１や２で説明した手法、すなわち、各感光体ドラム１２の使用状況に応じて、帯電ロール１３ａのクリーニング実行条件を変更することにより、帯電ロール１３ａに付着する汚れが抑えられることが理解される。
【００７２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、帯電部材を適切にクリーニングすると共に、帯電部材の寿命を長期化することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 実施の形態１が適用される画像形成装置の全体構成を示した図である。
【図２】 画像形成ユニットの構成を説明するための図である。
【図３】 帯電器を示した斜視図である。
【図４】 帯電器のハウジングを示した図である。
【図５】 帯電器に取り付けられるクリーナの端部を拡大した図である。
【図６】 帯電器に取り付けられるクリーナの全体を示す図である。
【図７】 帯電器のクリーナが揺動した状態を示した斜視図である。
【図８】 回動機構、駆動機構を示した斜視図である。
【図９】 クリーナ、回動機構、駆動機構によるクリーニング状態を示した図である。
【図１０】 クリーナ、回動機構、駆動機構による比クリーニング状態を示した図である。
【図１１】 帯電ロールのクリーニング動作を制御するクリーニング制御装置を示すブロック図である。
【図１２】 帯電ロールの使用状態を把握する処理を説明するためのフローチャートである。
【図１３】 帯電ロールをクリーニングする必要があるか否かを判断する処理を説明するためのフローチャート１である。
【図１４】 帯電ロールをクリーニングする必要があるか否かを判断する処理を説明するためのフローチャート２である。
【図１５】 実施の形態１において、帯電ロールの使用状態に基づいて帯電ロールのクリーニング実行条件を変更する処理を示すフローチャートである。
【図１６】 所定サイズの用紙に対するトナー像の占有面積をパラメータとしたときの、累積プリント枚数と累積形成画素数との関係を示す図である。
【図１７】 画像形成プロセスにおける感光体ドラムおよび帯電ロールの回転状態を示すタイミングチャートであり、(ａ)は同じ画像を２枚連続して作成する場合、(ｂ)は同じ画像を１枚ずつ２回に分けて作成する場合を示す図である。
【図１８】 比率Ｚ（累積ドラムサイクル数／累積プリント枚数）と、形成画素数閾値の最適値との関係を示す図である。
【図１９】 実施の形態２において、周囲の環境条件に基づいて帯電ロールのクリーニング条件を変更する処理を説明するためのフローチャートである。
【図２０】 Ｍ／Ｃ内環境(低温低湿−高温高湿)と、プリント枚数閾値、ドラムサイクル数閾値、形成画素数閾値の最適値との関係を示す図である。
【図２１】 実施の形態１および２で説明した手法を用いて、ロングランテストを行った結果を示す図である。
【符号の説明】
１…本体、１０…画像プロセス系、１１Ｙ,１１Ｍ,１１Ｃ,１１Ｋ…画像形成ユニット、１２…感光体ドラム、１３…帯電器、１３ａ…帯電ロール、１４…現像器、１５…一次転写ロール、１６…クリーニング装置、２０…転写ユニット、２１…中間転写ベルト、３０…ＲＯＳ、４０…シート搬送系、５０…ＩＰＳ(Image Processing System)、５１…ハウジング、５４…クリーナ、５９…クリーニングブラシ、６２…回動機構、７４…駆動機構、１００…クリーニング制御装置、１１１…エンコーダ、１１２…閾値メモリ、１１３…累積カウンタ、１１４…履歴メモリ、１１５…温度センサ、１１６…湿度センサ、１２０…感光体駆動モータ

Claims (5)

1. 回動可能に配設される像担持体に対し回動可能に接触配置され、当該像担持体を帯電する帯電部材と、
   前記帯電部材に対して接離自在に配設され、当該帯電部材が清掃された後において、前記像担持体によって形成され、記録媒体にプリントされたプリント枚数の累積値が当該プリント枚数の累積値に対する閾値より大きく且つ当該像担持体の回転数の累積値が当該回転数の累積値に対する閾値より大きい場合、または、当該像担持体に形成された画像の画素数の累積値が当該画素数の累積値に対する閾値より大きい場合の少なくともいずれか一方が満たされた場合に、当該帯電部材に接触して当該帯電部材の表面を清掃する清掃部材とを含み、
   前記像担持体に形成された画像の画素数の累積値に対する閾値を越えることによって行われる前記帯電部材の清掃が所定の回数連続した場合に、前記清掃部材により当該帯電部材が清掃された後における前記回転数の累積値の前記プリント枚数の累積値に対する比に応じて、前記画素数の累積値に対する閾値が変更される
   ことを特徴とする帯電装置。
2. 回動可能に配設される像担持体に対し回動可能に接触配置され、当該像担持体を帯電する帯電部材と、
   前記帯電部材に対して接離自在に配設され、当該帯電部材が清掃された後において、前記像担持体によって形成され、記録媒体にプリントされたプリント枚数の累積値が当該プリント枚数の累積値に対する閾値より大きく且つ当該像担持体の回転数の累積値が当該回転数の累積値に対する閾値より大きい場合、または、当該像担持体に形成された画像の画素数の累積値が当該画素数の累積値に対する閾値より大きい場合の少なくともいずれか一方が満たされた場合に当該帯電部材に接触して当該帯電部材の表面を清掃する清掃部材とを含む帯電装置であって、
   前記清掃部材により前記帯電部材の表面が清掃された後において、当該帯電部材が清掃されたときの前記像担持体の周囲の温度および湿度に応じて、高温高湿または低温低湿の環境と判断され、当該環境の一方において前記帯電部材の清掃が所定の回数連続した場合に、
   前記清掃部材により前記帯電部材の表面が清掃された後における前記画素数の累積値、前記回転数の累積値、前記プリント枚数の累積値のそれぞれに対する閾値のうちの少なくともいずれか一つが変更される
   ことを特徴とする帯電装置。
3. 複数の像担持体と、
   複数の前記像担持体に対してそれぞれ回転可能に接触配置され、当該像担持体を帯電する複数の帯電手段と、
   複数の前記帯電手段に対してそれぞれ接離自在に配設され、当該帯電手段に接触した場合に当該帯電手段の表面を清掃する清掃手段と、
   前記像担持体に形成される画像の画素数の累積値を計数する画素数計数手段と、
   前記画素数計数手段により計数された前記画素数の累積値が所定の画素数閾値を越えた場合に、前記清掃手段による前記帯電手段の清掃を実行させる清掃実行手段と、
   前記清掃実行手段による清掃実行基準となる前記画素数閾値を変更する画素数閾値変更手段とを備え、
   前記画素数閾値変更手段は、前記像担持体に形成された画像の画素数の累積値が所定の画素数閾値を越えたことによって行われる前記帯電手段の清掃が所定の回数連続した場合に、前記像担持体の回転数の累積値の、当該像担持体によって形成され且つ記録媒体にプリントされたプリント枚数の累積値に対する比に基づいて、前記画素数閾値を変更する
   ことを特徴とする画像形成装置。
4. 前記画素数閾値変更手段は、前記像担持体の回転数の累積値の前記プリント枚数の累積値に対する比が所定の設定値を下回った場合に、前記画素数閾値を高くすることを特徴とする請求項３に記載の画像形成装置。
5. 前記画素数閾値変更手段は、前記像担持体の回転数の累積値の前記プリント枚数の累積値に対する比が所定の設定値を上回った場合に、前記画素数閾値を低くすることを特徴とする請求項３に記載の画像形成装置。

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