JP4935106B2 - 画像形成装置及び像担持体のメンテナンス方法 - Google Patents

Description

本発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリ、これらの複合機等の電子写真方式を用いた画像形成装置等に関するものである。

電子写真方式を利用したプリンタや複写機等の画像形成装置では、有機感光体等からなる回転状態の感光体ドラム（像担持体）の表面を帯電器により帯電した後にレーザ露光器等のＲＯＳ(Raster Output Scanner)により露光するという公知の電子写真プロセスによって、像担持体の表面に静電潜像を形成する。そして、像担持体の表面に形成された静電潜像を現像器にて現像してトナー像を形成する。次いで、このトナー像を転写装置により用紙に静電的に転写し、例えば定着装置によりトナー像を用紙に定着させることにより画像形成が行われる。

このような画像形成装置において、帯電器として、感光体ドラムに接触して帯電するロール型帯電器（接触帯電手段）を用いる場合には、窒素酸化物等の放電生成物が感光体ドラム又は帯電器へ付着して電荷保持性が損なわれる。このため、放電生成物によって白抜け状の画像欠陥（いわゆる白抜け又は画像流れ）が生じてしまう。
また、通紙枚数が増えていくと、感光体ドラムに付着した転写残トナーの蓄積により感光体ドラム及びロール型帯電器が汚染され、帯電不良となり、画像不良を発生させる場合もある。特に、地図やグラフ、写真等の画像密度が高い画像では、ロール型帯電器に付着する残留トナー量が増えるため、ロール型帯電器の汚れが速く進んでしまう。そして、この状態にて、高湿度環境下でのレストを行うと、帯電ロール上に蓄積した放電生成物や残留トナー、外添剤等が吸湿すると共に感光体ドラム側に付着し、感光体ドラムの帯電性を低下させ、像流れによる白抜けが生じてしまう（いわゆる朝一ディレッション(Deletion)）。

このような事態に対処するために従来から種々の方策が提案されている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１には、接触帯電装置を使用する画像形成装置において、帯電部材と感光体とを接触状態で放置した場合に、感光体上の付着物によって画像欠陥が生じるのを抑制するための構成が開示されている。具体的には、特許文献１には、画像形成プロセスの実行回数に対応する値を計数する計数手段と、画像形成プロセスの開始指示があったときに、感光体の前回転動作を実行し、その後で画像形成プロセスを開始すると共に、前回転動作の時間を、計数手段の計数値に応じて自動的に調整する制御手段と、を備えた画像形成装置が開示されている。

特開平７−１３４４５３号公報

このように特許文献１に開示されている構成では、通常の画像形成プロセスの実行に先立って、画像を形成する感光体ドラムを駆動する前回転動作（空転）を実行することで、感光体ドラム上の付着物によって画像欠陥が生じるのを抑制している。しかし、感光体への付着物の堆積量は、各ユーザの使用方法により異なってくる。例えば、画像密度の低い（ピクセル数の小さい）プリントを多く行う場合、プリント枚数を多くプリントしても、感光体への付着物は少ない。しかしながら、画像密度の高い（ピクセル数の大きい）プリントを行う場合、感光体への付着物の堆積量は、低像密度画像に比べ多くなる。よって、低像密度サンプルしかプリントしないユーザにおいては、感光体への付着物の堆積が少なく、白ぬけが生じない場合がある。したがって、前回転動作が必要ない場合にも、一律に前回転動作を実行することになる。このため、前回転動作により感光体ドラムの膜減りが促進されてしまい、感光体ドラムの製品寿命が低下してしまうという問題がある。また、必要以上に前回転動作が行われることによってプリント生産性が低下してしまうという問題がある。

本発明は、以上のような技術的課題を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、像担持体の製品寿命を維持しつつ画像欠陥の発生を抑制することにある。
また別の目的は、プリント生産性の低下を抑制しつつ画像欠陥の発生を抑制することにある。

かかる目的のもと、本発明が適用される画像形成装置は、駆動力を受けて回転する像担持体と、像担持体をクリーニングするためのクリーニング部材と、像担持体にトナー像を形成するトナー像形成手段と、取得したプリントジョブのプリント枚数及びピクセル数から像密度を演算する演算手段と、演算手段により演算された像密度の値を累積像密度として格納する格納手段と、格納手段により格納される累積像密度を、累積像密度に演算手段による演算後の像密度を加えて得た累積像密度に書き換える書き換え手段と、トナー像形成手段によるトナー像の形成が行われることなく像担持体を回転させる空転を行うか否かを書き換え手段により書き換えられた累積像密度を用いて判別する判別手段と、判別手段により空転を行うと判別されたときに空転を実行する実行手段と、を含むものである。

前記判別手段は、累積像密度のほか、機内の湿度と、前回のプリントジョブ終了後の経過時間と、を用いて空転の要否を判別することを特徴とすることができる。

また、実行手段により空転が実行されると格納手段により格納される累積像密度の値を０に置き換えるリセット手段をさらに含むことを特徴とすることができる。また、トナー像形成手段は、像担持体に接触して像担持体を帯電する接触帯電部材を有することを特徴とすることができる。

他の観点から捉えると、本発明が適用される像担持体のメンテナンス方法は、駆動力を受けて回転すると共にプリントジョブの実行によりトナー像が形成される像担持体のメンテナンス方法であって、プリントジョブのプリント枚数及びピクセル数を取得してプリントジョブ中に像密度を演算する演算ステップと、演算ステップにより演算された像密度の値を累積像密度として格納する格納ステップと、格納ステップにより格納される累積像密度を、累積像密度に演算ステップによる演算後の像密度を加えて得た累積像密度に書き換える書き換えステップと、画像不良となる異物が像担持体に蓄積しているか否かを書き換えステップにより書き換えられた累積像密度を用いて判別する判別ステップと、判別ステップにより異物が像担持体に蓄積していると判別されたときに像担持体をクリーニングするために像担持体を空転させる空転ステップと、を含むものである。

判別ステップは、累積像密度のほか、機内の湿度と、前回のプリントジョブ終了後の経過時間と、を用いて異物の蓄積の有無を判別することを特徴とすることができる。

また、空転ステップを行ったときには累積像密度の値を０に置き換えるリセットステップを更に含むことを特徴とすることができる。

演算ステップ、判別ステップ及び空転ステップは、プリントジョブの実行に先立って行われることを特徴とすることができる。また、空転ステップにおける実施時間は、可変であることを特徴とすることができる。

本発明によれば、像担持体の製品寿命を維持しつつ画像欠陥の発生を抑制することが可能になる。

以下、添付図面を参照して、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
図１は、本実施の形態に係る画像形成装置を示す概略構成図である。図１に示す画像形成装置は、所謂タンデム型の画像形成装置であって、例えば電子写真方式にて各色成分のトナー像が形成される複数の画像形成ユニット１０(１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋ）と、各画像形成ユニット１０にて形成された各色成分トナー像を順次転写（一次転写）して保持させる無端状の中間転写ベルト（トナー像の担持体）１５と、中間転写ベルト１５上に転写された重ね画像を転写材としての用紙Ｐに一括転写（二次転写）させる二次転写装置２０と、二次転写された画像を用紙Ｐ上に定着させる定着装置３０と、を備えている。また、各装置（各部）の動作を制御する制御部４０を有している。

本実施の形態において、各画像形成ユニット１０（１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋ）は、矢印Ａ方向に回転する感光体ドラム（像担持体）１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃ，１１Ｋの周囲に電子写真用デバイス（トナー像形成手段）が配設されている。すなわち、これらの感光体ドラム１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃ，１１Ｋが帯電される帯電器１２と、感光体ドラム１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃ，１１Ｋ上に静電潜像が書込まれるレーザ露光器１３（図１において露光ビームを符号Ｂｍで示す）と、各色成分トナーが収容されて感光体ドラム１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃ，１１Ｋ上の静電潜像をトナーにより可視像化する現像装置１４と、が配設されている。また、感光体ドラム１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃ，１１Ｋ上に形成された各色成分トナー像を中間転写ベルト１５に転写する一次転写ロール１６と、感光体ドラム１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃ，１１Ｋ上の残留トナーが除去されるドラムクリーナ（クリーニング部材）１７と、が配設されている。これらの画像形成ユニット１０は、中間転写ベルト１５の上流側から、イエロー（Ｙ色）、マゼンタ（Ｍ色）、シアン（Ｃ色）、黒（Ｋ色）の順に配置されている。

また、中間転写体である中間転写ベルト１５は、ポリイミドあるいはポリアミド等の樹脂にカーボンブラック等の導電剤を適当量含有させたフィルム状の無端ベルトである。この中間転写ベルト１５は、各種ロールによって図１に示す矢印Ｂ方向に所定の速度で循環駆動（回動）可能に構成されている。この各種ロールとして、図示しないモータにより駆動されて中間転写ベルト１５を回動させる駆動ロール３１と、中間転写ベルト１５に対して一定の張力を与えると共に中間転写ベルト１５の蛇行を防止する機能を備えたテンションロール３２とを有する。他の各種ロールとして、中間転写ベルト１５を支持し、一定の張力を与える従動ロール３５と、二次転写する部分に設けられたバックアップロール（支持ロール）２８とを有している。

各感光体ドラム１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃ，１１Ｋに対向して設けられた中間転写モジュール１８において、略直線状に延びる中間転写ベルト１５の内側に設けられる各一次転写ロール１６には、トナーの帯電極性と逆極性の電圧が印加されるようになっている。これにより、各々の感光体ドラム１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃ，１１Ｋ上のトナー像が中間転写ベルト１５に順次、静電吸引され、中間転写ベルト１５上に重ねトナー像が形成されるようになっている。

二次転写装置２０は、中間転写ベルト１５のトナー像担持面側に配置される二次転写ロール２２と、その対向ロールとしてのバックアップロール２８と、を備えている。すなわち、二次転写ロール２２は、中間転写ベルト１５を挟んでバックアップロール２８に圧接配置されている。このように構成された二次転写装置２０によって、中間転写ベルト１５上に多重転写された可視像が、後述する用紙トレイ５０から搬送された用紙Ｐに転写される。

バックアップロール２８の下流側には、二次転写後の中間転写ベルト１５上の残留トナーや紙粉を除去し、中間転写ベルト１５の表面をクリーニングするベルトクリーナ３７が設けられている。
また、本実施の形態では、用紙Ｐを収容する用紙トレイ５０を備えている。この用紙トレイ５０に集積された用紙Ｐは、所定のタイミングで取り出されて二次転写装置２０による二次転写位置へと搬送される。また、二次転写位置で二次転写されると、用紙Ｐは、定着装置３０へと搬送される。

次に、本実施の形態に係る画像形成装置の基本的な作像プロセスについて説明する。図示しない画像読取装置や図示しないパーソナルコンピュータ（ＰＣ）等から出力される画像データは、図１に示す画像形成装置に入力される。画像形成装置では、図示しない画像処理装置にて所定の画像処理が施された後、画像形成ユニット１０等によって作像作業が実行される。画像処理装置では、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、レーザ露光器１３に出力される。

レーザ露光器１３では、入力された色材階調データに応じて、例えば半導体レーザから出射された露光ビームＢｍを画像形成ユニット１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋの各々の感光体ドラム１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃ，１１Ｋに照射している。画像形成ユニット１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋの感光体ドラム１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃ，１１Ｋでは、帯電器１２によって表面が帯電された後、このレーザ露光器１３によって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１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋにて、イエロー、マゼンタ、シアン、黒の各色のトナー像として現像される。
画像形成ユニット１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋの感光体ドラム１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃ，１１Ｋ上に形成されたトナー像は、各感光体ドラム１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃ，１１Ｋと中間転写ベルト１５とが当接する一次転写部にて、中間転写ベルト１５上に転写される。より具体的には、一次転写部において、一次転写ロール１６にて中間転写ベルト１５の基材に対しトナーの帯電極性と逆極性の電圧が付加され、未定着トナー像が中間転写ベルト１５の表面に順次重ね合わせられて一次転写が行われる。このようにして一次転写された未定着トナー像は、中間転写ベルト１５の回転に伴って二次転写装置２０に搬送される。

二次転写装置２０では、用紙Ｐへの二次転写のタイミングに合わせ、中間転写ベルト１５が間に挟まれた状態にて二次転写ロール２２がバックアップロール２８に押圧される。このとき、タイミングを合わせて搬送された用紙Ｐは、中間転写ベルト１５と二次転写ロール２２との間に挟み込まれる。そして、二次転写ロール２２に対向電極として転写電界が形成され、二次転写ロール２２とバックアップロール２８とによって押圧される二次転写位置にて、中間転写ベルト１５上に担持された未定着トナー像が用紙Ｐに静電転写される。
その後、トナー像が静電転写された用紙Ｐは、二次転写ロール２２によって中間転写ベルト１５から剥離された状態でそのまま搬送される。そして、定着装置３０における最適な搬送速度に合わせて速度が変えられて、用紙Ｐが定着装置３０まで搬送される。用紙Ｐ上の未定着トナー像は、定着装置３０によって熱および圧力で定着処理を受けることで用紙Ｐ上に定着される。定着画像が形成された用紙Ｐは、排出ロール（図示せず）によって装置の外部に排出される。
一方、用紙Ｐへの転写が終了した後、中間転写ベルト１５上に残った残留トナーは、中間転写ベルト１５の回動に伴ってクリーニング部まで搬送され、ベルトクリーナ３７によって中間転写ベルト１５上から除去される。

図２は、画像形成ユニット１０の一部を成す感光体ドラム１１及び帯電器１２について制御部４０との関係を含めて説明するための説明図である。
図２に示すように、感光体ドラム１１を回転駆動するための駆動モータ（実行手段）１１ａと、帯電器１２に電力を供給する電源１２ｂと、が制御部４０に制御されている。この駆動モータ１１ａは、画像形成ユニット１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋの各々の感光体ドラム１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃ，１１Ｋを回転駆動するための共通の駆動源である。

感光体ドラム１１は、電気的に接地された円筒状基体の表面に感光層を形成したものである。この感光層としては、有機感光材料、アモルファスセレン系感光材料、アモルファスシリコン系感光材料などが用いられる。

帯電器１２は、感光体ドラム１１に接触して回転する帯電ロール１２ａを有する。この帯電ロール１２ａの表面は、半導電性を有するものであり、電源１２ｂから直流電圧に交番電圧が重畳された電圧波形の電力が供給される。そして、帯電ロール１２ａが感光体ドラム１１との接触部近傍の微小空隙で放電を発生させることにより感光体ドラム１１を一様に帯電させるものである。

帯電器１２について更に説明すると、本実施の形態では、接触帯電方式の帯電器１２を用いている。この接触帯電方式は、感光体ドラム１１の表面に接触させた導電性部材に電圧を印加することにより感光体ドラム１１の表面を帯電させるものである。導電性部材の形状は、ブラシ状、ブレード状、ピン電極状、あるいはローラー状等何れでもよいが、特にローラー状部材が好ましいことから、本実施の形態では、帯電ロール１２ａを用いている。帯電ロール１２ａは、外側から抵抗層とそれらを支持する弾性層と芯材とから構成される。さらに必要に応じて、抵抗層の外側に保護層を設けることができる。

帯電ロール１２ａは、感光体ドラム１１に接触させることにより特に駆動手段を有しなくとも感光体ドラム１１と同じ周速度で回転し、帯電手段として機能する。しかし、帯電ロール１２ａを駆動するための駆動手段を取り付け、感光体ドラム１１とは異なる周速度で回転させて帯電する構成を採用することも考えられる。

帯電ロール１２ａにおいて、芯材の材質としては導電性を有するもので、一般には鉄、銅、真鍮、ステンレス、アルミニウム、ニッケル等が用いられる。また、その他導電性粒子等を分散した樹脂成形品等を用いることができる。弾性層の材質としては、導電性又は半導電性を有するもので、一般にはゴム材に導電性粒子又は半導電性粒子を分散したものである。ここにいうゴム材としては、ＥＰＤＭ、ポリブタジエン、天然ゴム、ポリイソブチレン、ＳＢＲ、ＣＲ、ＮＢＲ、シリコンゴム、ウレタンゴム、エピクロルヒドリンゴム、ＳＢＳ、熱可塑性エラストマー、ノルボーネンゴム、フロロシリコーンゴム、エチレンオキシドゴム等が用いられる。また、ここにいう導電性粒子又は半導電性粒子としては、カーボンブラック、亜鉛、アルミニウム、銅、鉄、ニッケル、クロム、チタニウム等の金属、ＺｎＯ−Ａｌ₂Ｏ₃、ＳｎＯ₂−Ｓｂ₂Ｏ₃、Ｉｎ₂Ｏ₃−ＳｎＯ₂、ＺｎＯ−ＴｉＯ₂、Ｍｇｏ−Ａｌ₂Ｏ₃、ＦｅＯ−ＴｉＯ₂、ＴｉＯ₂、ＳｎＯ₂、Ｓｂ₂Ｏ₃、Ｉｎ₂Ｏ₃、ＺｎＯ、ＭｇＯ等の金属酸化物を用いることができ、これらの材料は単独あるいは２種以上混合して用いても良い。

抵抗層および保護層の材質としては、結着樹脂に導電性粒子あるいは半導電性粒子を分散し、その抵抗を制御したもので、抵抗率としては１０³〜１０¹⁴Ωｃｍ、好ましくは１０⁵〜１０¹²Ωｃｍ、さらに好ましくは１０⁷〜１０¹²Ωｃｍがよい。また膜厚としては０．０１〜１０００μｍ、好ましくは０．１〜５００μｍ、さらに好ましくは０．５〜１００μｍがよい。結着樹脂としては、アクリル樹脂、セルロース樹脂、ポリアミド樹脂、メトキシメチル化ナイロン、エトキシメチル化ナイロン、ポリウレタン樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリエステル樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリビニル樹脂、ポリアリレート樹脂、ポリチオフェン樹脂、ＰＦＡ、ＦＥＰ、ＰＥＴ等のポリオレフィン樹脂、スチレンブタジエン 樹脂等が用いられる。導電性粒子あるいは半導電性粒子としては、弾性層と同様のカーボンブラック、金属、金属酸化物が用いられる。また必要に応じてヒンダードフェノール、ヒンダードアミン等の酸化防止剤、クレー、カオリン等の充填剤や、シリコーンオイル等の潤滑剤を添加することができる。これらの層を形成する手段としてはブレードコーティング法、マイヤーバーコーティング法、スプレーコーティング法、浸漬コーティング法、ビードコーティング法、エアーナイフコーティング法、カーテンコーティング法等を用いることができる。

これらの導電性部材を用いて感光体ドラム１１を帯電させる方法としては、導電性部材に電圧を印加するが、印加電圧は直流電圧、あるいは直流電圧に交流電圧を重畳したものが好ましい。電圧の範囲としては、直流電圧は要求される感光体帯電電位に応じて正または負の５０〜２０００Ｖが好ましく、特に１００〜１５００Ｖが好ましい。交流電圧を重畳する場合は、ピーク間電圧が４００〜１８００Ｖ、好ましくは８００〜１６００Ｖ、さらに好ましくは１２００〜１６００Ｖが好ましい。交流電圧の周波数は５０〜２００００Ｈｚ、好ましくは１００〜５０００Ｈｚである。

本実施の形態に用いられるトナー粒子について説明する。トナー粒子には、少なくとも結着樹脂と着色剤とが含まれる。結着樹脂としては、公知のものが使用され、スチレン、クロロスチレン等のスチレン類、エチレン、プロピレン、ブチレン、イソプレン等のモノオレフィン、酢酸ビニル、安息香酸ビニル等のビニルエステル類、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸ブチル、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル等のα-メチレン脂肪族モノカルボン酸エステル類、ビニルメチルエーテル、ビニルエチルエーテル等のビニルエーテル類、ビニルメチルケトン、ビニルヘキシルケトン等のビニルケトン類、それら単独重合体あるいは共重合体を例示することができ、特に代表的な結着樹脂としては、ポリスレン、スチレン-アクリル酸アルキル共重合体、スチレン-メタクリル酸アルキル共重合体、スチレン-アクリルニトリル共重合体、スチレン−ブタジエン共重合体、スチレン−無水マレイン酸共重合体、ポリエチレン、ポリプロピレン、等をあげることができる。さらにポリエステル、ポリウレタン、エポキシ樹脂、シリコン樹脂、ポリアミド、変性ロジン、パラフィンワックス等をあげることができる。

また、着色剤としては、カーボンブラック、アニリンブルー、カルコイブルー、クロムイエロー、ウルトラマリンブルー、デュポンオイルレッド、キリンイエロー、メチレンブルークロリド、フタロシアニンブルー、マラカイトグリーンオキサレート、ランプブラック、ローズベンガル、C.I.ピグメント・レッド48:1、C.I.ピグメント・レッド122、C.I.ピグメント・レッド57:1 、C.I.ピグメント・イエロー97、C.I.ピグメント・イエロー12、C.I.ピグメント・ブルー15:1、C.I.ピグメント・ブルー15:3等を代表的なものとして例示することができる。

また、必要に応じて帯電制御剤を添加してもよい。帯電制御剤としては、公知のものを使用できるが、フッ素系界面活性剤、サリチル酸金属錯体、アゾ系金属化合物のような含金属染料、マレイン酸を単量体成分として含む共重合体のごとき高分子酸、四級アンモニウム塩、ニグロシン等のアジン系染料、カーボンブラック、及び帯電制御樹脂等が用いられるが、特にＺｎ、Ａｌのサリチル酸錯体、四級アンモニウム塩がこのましい。これらのものは、０．１〜１０重量％の範囲で用いられる。

トナー粒子の形成方法としては、原料を混練、粉砕、分級する混練粉砕法にて得られた粒子に、機械的衝撃力または熱エネルギーを加えることによりトナー粒子を得る方法、重合性単量体を乳化重合させて得られた結着樹脂を含んでなる分散液と、着色剤を含んでなる分散液と、離型剤を含んでなる分散液と、さらに必要に応じて帯電制御剤等を含んでなる分散液と、を混合し、凝集させ、加熱融着させ、トナー粒子を得る乳化重合凝集法、結着樹脂の前駆体である重合性単量体と、着色剤と、離型剤と、さらに必要に応じて帯電制御剤等と、を含んでなる溶液を水系溶媒に懸濁させて重合することによりトナー粒子を得る懸濁重合法、結着樹脂と、着色剤と、離型剤と、さらに必要に応じて帯電制御剤等と、を含んでなる溶液を水系溶媒に懸濁させて造粒することによりトナー粒子を得る溶解懸濁法等を用いることができる。また上記のような方法で得られたトナー粒子をコア粒子として、このコア粒子表面にさらに凝集粒子を付着させ加熱融合させることにより、コアシェル構造をもたせたトナー粒子としてもよい。

このようにして得られたトナー表面に外添剤を添加する外添混合は、例えばＶ型ブレンダやヘンシェルミキサー、レディゲミキサー等によって行うことができる。また、この際必要に応じて種々の添加剤を添加してもよい。これらの添加剤としては、他の公知の流動化剤、ポリスチレン微粒子、ポリメチルメタクリレート微粒子、ポリフッ化ビニリデン微粒子等のクリーニング助剤または転写助剤等があげられる。

図３は、制御部４０の構成を示すブロック図である。
図３に示すように、制御部４０は、各種の情報を取得する取得部４１と、取得部４１により取得された各種の情報を一時的に格納する格納部（ＮＶＭ、格納手段）４２と、格納部４２に格納されている各種の情報について演算処理を行う処理部（演算手段）４３と、処理部４３による処理結果に基づいて各装置（各部）の動作について判断を行う判断部（判別手段、実行手段）４４と、を備えている。

取得部４１が取得する情報としては、プリントジョブ(print job)の画素情報等、機内の湿度情報ＨＵＭ及び、プリントジョブ終了後のレスト時間である計時情報ＴＩＭＥである。これらについて具体的に説明すると、取得部４１は、レーザ露光器１３によりレーザ光を感光体ドラム１１上に照射して静電潜像を作成する際の画素情報を取得（サンプリング）する。すなわち、画像の濃淡は、照射画素数によってコントロールされているため、制御部４０の処理部４３が、単位面積当たりのピクセル数ないしは画素数をカウントして、像密度ＰＩＣx（図４参照）を演算する。また、取得部４１は、プリントジョブのプリント枚数も取得する。このため、演算した像密度ＰＩＣxは、処理部４３によってプリント枚数との掛け合わせを行って累積演算され、累積像密度ＰＩＣ（図４参照）として格納部４２に格納される。したがって、累積像密度ＰＩＣは、プリント毎のピクセルカウントにプリント枚数を乗じて得た値であるということができる。このような累積像密度ＰＩＣは、４つの色の各々、すなわちイエロー（Ｙ色）、マゼンタ（Ｍ色）、シアン（Ｃ色）、黒（Ｋ色）ごとに演算処理されて格納部４２に格納される。

また、画像形成装置内の湿度が図示しない湿度計（環境センサ）により常時測定されており、その測定結果が湿度情報ないしは機内湿度ＨＵＭとして制御部４０の取得部４１に入力される。この湿度情報ＨＵＭは、相対湿度であるが、絶対湿度が取得部４１に入力されるように構成することも考えられる。また、湿度及び温度が取得部４１に入力され、制御部４０の処理部４３にて絶対湿度を演算するように構成することも考えられる。

また、プリントジョブが終了してから次のプリントジョブが開始されるまでの間の経過時間が図示しない計時手段により計測されており、その計測結果が計時情報ないしはレスト時間ＴＩＭＥとして制御部４０の取得部４１に入力される。

ここで、格納部４２には、取得部４１が取得した画素情報、湿度情報ＨＵＭ及び計時情報ＴＩＭＥが一時的に格納されるほか、判断部４４が判断するのに必要な閾値ＳＨ_pic，ＳＨ_hum，ＳＨ_time（図４参照）が格納されている。また、処理部４３は、判断部４４が判断するのに必要なデータの加工を行い、かつ、その加工データを格納部４２に格納する。そして、判断部４４は、判断結果に応じて帯電器１２の電源１２ｂへの指示と感光体ドラム１１の駆動モータ１１ａへの指示とを行う。

図４は、感光体ドラム１１及び帯電器１２についての制御の処理手順を示すフローチャートである。
図４に示すように、ユーザにより図示しないＵＩを通じて又はネットワーク接続された図示しないパソコンを通じて、プリントジョブを受け付けると（ステップ１０１）、前回のプリントジョブの終了からの経過時間（レスト時間）の計測を終了し、計測結果を計時情報ＴＩＭＥとして制御部４０の取得部４１（図３参照）が取得し、制御部４０の格納部４２（図３参照）に格納される（ステップ１０２）。

そして、制御部４０の判断部４４（図３参照）は、格納部４２に一時的に格納されている累積像密度ＰＩＣを読み出すと共に（ステップ１０３）、格納部４２に予め格納されている閾値ＳＨ_picを読み出す。そして、判断部４４は、累積像密度ＰＩＣが閾値ＳＨ_picよりも小さいか否か（ＰＩＣ≧ＳＨ_pic）を判断する（ステップ１０４）。なお、上述したように、累積像密度ＰＩＣは、色ごとに演算処理されて格納部４２に格納されるが、その各々について判断される。

各色の累積像密度ＰＩＣのうちの少なくともいずれか１つが閾値ＳＨ_picよりも小さくないと判断部４４が判断したとき、言い換えると、累積像密度ＰＩＣが閾値ＳＨ_picと等しい（ＰＩＣ＝ＳＨ_pic）又は閾値ＳＨ_picよりも大きい（ＰＩＣ＞ＳＨ_pic）と判断したときには、判断部４４は、プリントジョブを行う前に空回転（空転）実施の必要性について判断するために、次のような処理手順を行う。すなわち、判断部４４は、まず、格納部４２に一時的に格納されている機内湿度ＨＵＭを読み出すと共に（ステップ１０５）、格納部４２に予め格納されている閾値ＳＨ_picを読み出す。そして、判断部４４は、機内湿度ＨＵＭが閾値ＳＨ_humよりも小さいか否か（ＨＵＭ≧ＳＨ_hum）を判断する（ステップ１０６）。

機内湿度ＨＵＭが閾値ＳＨ_humと等しい又は閾値ＳＨ_humよりも大きいと判断したときには、判断部４４は、更に空回転実施の必要性について判断するために、格納部４２に一時的に格納されているレスト時間ＴＩＭＥを読み出すと共に（ステップ１０７）、格納部４２に予め格納されている閾値ＳＨ_timeを読み出す。そして、判断部４４は、レスト時間ＴＩＭＥが閾値ＳＨ_timeよりも小さいか否か（ＴＩＭＥ≧ＳＨ_time）を判断する（ステップ１０８）。

判断部４４は、レスト時間ＴＩＭＥが閾値ＳＨ_timeと等しい又は閾値ＳＨ_timeよりも大きいと判断したときには、空回転を実施する（ステップ１０９）。言い換えると、累積像密度ＰＩＣが閾値ＳＨ_pic以上になったこと、機内湿度ＨＵＭが閾値ＳＨ_hum以上になったこと、及び、レスト時間ＴＩＭＥが閾値ＳＨ_time以上になったことのすべての条件を満たしたときには、空回転の実施が行われる。すなわち、累積像密度ＰＩＣが、閾値ＳＨ_picを超え、高湿度環境でかつ画像形成装置が閾値時間以上停止した後には、白抜けが発生する可能性が高く、したがって、プリントジョブを行う前に空回転が実施される。このように、本実施の形態では、空回転を実施する条件を閾値管理している。

空回転の実施について説明すると、この空回転の実施は、帯電器１２（図１又は図２参照）への電力供給を行うことなく感光体ドラム１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃ，１１Ｋ（図１参照）を回転させることにより行われる。具体的には、判断部４４は、電源１２ｂ（図２参照）へ電力供給の指示を行うことなく、駆動モータ１１ａ（図２参照）への作動指示を行う。これにより、感光体ドラム１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃ，１１Ｋは、帯電器１２によって帯電されることなく回転する。このような空回転を実施することにより、白抜けの発生を抑制あるいは低減することができる。なお、空回転の実施継続時間は、常に一定時間とすることのほかに、必要に応じて可変とすることも考えられる。

空回転の実施が行われた後には、制御部４０の処理部４３（図３参照）は、格納部４２に格納されている累積像密度ＰＩＣを０にする（ステップ１１０）。そして、処理部４３は、リセットした累積像密度ＰＩＣを格納部４２に格納する。その後に、プリントジョブを開始する（ステップ１１１）。

プリントジョブが開始したときには、取得部４１は画素情報を取得して格納部４２に一時的に格納する。そして、処理部４３は、一時的に格納された画素情報により像密度ＰＩＣxを演算した上で（ステップ１１２）、格納部４２に格納されている累積像密度ＰＩＣに像密度ＰＩＣxを加えた値を新たなＰＩＣとし（ステップ１１３）、そのＰＩＣを格納部４２に格納する（ステップ１１４）。このように、プリントジョブにおけるプリント毎の像密度ＰＩＣxとプリント枚数を乗じた値が累積像密度ＰＩＣとして格納される。したがって、格納部４２に格納されている累積像密度ＰＩＣは、プリントジョブ中には、常に書き換えられていく。

プリントジョブが終了すると（ステップ１１５）、図示しない計時手段によって、レスト時間ＴＩＭＥの計測が開始され（ステップ１１６）、一連の処理手順を終了する。なお、レスト時間の計測は、次のプリントジョブを受け付けるまで（ステップ１０１参照）継続される。

図５は、空回転実施の閾値ＳＨ_picを説明するためのグラフであり、縦軸は累積像密度で、横軸は累積プリント枚数である。
図５に示すように、低像密度サンプルのプリントを大量に行っても感光体ドラム１１に放電生成物や残留トナー、外添剤等が付着することがなく、像流れによる白抜けが生じなかった。その一方で、高像密度サンプルのプリントを行っていくと、感光体ドラム１１への付着が確認された。このように、累積像密度が低いと、感光体ドラム１１への付着による白抜けが発生せず、累積像密度が高くなると、感光体ドラム１１への付着による白抜けが発生している。そして、このような実験結果から、図４に示す閾値ＳＨ_picとしては、８×１０００００とすることができる。

図６は、空回転実施の閾値ＳＨ_hum，ＳＨ_timeを説明するためのグラフであり、縦軸は機内湿度（％）で、横軸は経過時間である。
例えば、画像形成装置が設置されている室内の温度が２８度で湿度が８５％である場合に、プリントジョブの実行がしばらくない状態（例えば朝）では、機内の湿度は７０％程度である。その後の機内湿度は、画像形成装置が実行するプリントジョブの内容によって異なるが、少量（例えば１０枚）程度のプリントジョブを繰り返し行ったときには、図６の破線で示すように、湿度があまり下がらない。このような高湿度状態下であれば、レスト時間が例えば１０分ないしは３０分であっても、感光体ドラム１１に放電生成物や残留トナー、外添剤等が付着し、像流れによる白抜けが生じる可能性が高くなる。

その一方で、大量のプリント（例えば５００枚）を連続して行うようなプリントジョブが実行されると、定着装置３０の発熱により機内温度が高まって機内湿度が、例えば５０％程度まで低下する。このような環境状態が続けば、感光体ドラム１１への付着が生じる可能性が低い。具体的には、発明者の実験によれば、機内湿度が５５％を下回る状態であれば、感光体ドラム１１への付着が生じることはなかった。なお、プリントジョブがその後まったく実行されなくても６時間程度は機内湿度が５５％を超えないことも発明者による実験で確認されている。

したがって、図４に示す閾値ＳＨ_humとしては、５５％とすることができる。また、図４に示す閾値ＳＨ_timeとしては、１０分ないしは３０分とすることができる。なお、このような閾値ＳＨ_hum，ＳＨ_timeは、各種の条件によって異なることが考えられるため、予め実験によって最適値を設定する必要がある。

本実施の形態によれば、一律に空回転を行うのではなく、空回転の必要性を閾値管理により判断するので、白抜けの発生を回避しつつ、プリント生産性低下及び感光体ドラム１１（図１又は図２参照）の膜減りによる寿命低減を図ることができる。

本実施の形態に係る画像形成装置を示す概略構成図である。 画像形成ユニットの一部を成す感光体ドラム及び帯電器について制御部との関係を含めて説明するための説明図である。 制御部の構成を示すブロック図である。 感光体ドラム及び帯電器についての制御の処理手順を示すフローチャートである。 空回転実施の閾値ＳＨ_picを説明するためのグラフである。 空回転実施の閾値ＳＨ_hum，ＳＨ_timeを説明するためのグラフである。

符号の説明

１１，１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃ，１１Ｋ…感光体ドラム、１１ａ…駆動モータ、１２…帯電器、１２ａ…帯電ロール、１２ｂ…電源、１７…ドラムクリーナ、４０…制御部、４１…取得部、４２…格納部、４３…処理部、４４…判断部、ＨＵＭ…湿度情報、ＰＩＣ…累積像密度、ＰＩＣx…像密度、ＴＩＭＥ…計時情報、ＳＨ_hum，ＳＨ_pic，ＳＨ_time…閾値

Claims (9)

1. 駆動力を受けて回転する像担持体と、
   前記像担持体をクリーニングするためのクリーニング部材と、
   前記像担持体にトナー像を形成するトナー像形成手段と、
   取得したプリントジョブのプリント枚数及びピクセル数から像密度を演算する演算手段と、
   前記演算手段により演算された像密度の値を累積像密度として格納する格納手段と、
   前記格納手段により格納される累積像密度を、当該累積像密度に前記演算手段による演算後の像密度を加えて得た累積像密度に書き換える書き換え手段と、
   前記トナー像形成手段によるトナー像の形成が行われることなく前記像担持体を回転させる空転を行うか否かを前記書き換え手段により書き換えられた累積像密度を用いて判別する判別手段と、
   前記判別手段により空転を行うと判別されたときに空転を実行する実行手段と、
   を含む画像形成装置。
2. 前記判別手段は、累積像密度のほか、機内の湿度と、前回のプリントジョブ終了後の経過時間と、を用いて空転の要否を判別することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記実行手段により空転が実行されると前記格納手段により格納される累積像密度の値を０に置き換えるリセット手段をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
4. 前記トナー像形成手段は、前記像担持体に接触して当該像担持体を帯電する接触帯電部材を有することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
5. 駆動力を受けて回転すると共にプリントジョブの実行によりトナー像が形成される像担持体のメンテナンス方法であって、
   プリントジョブのプリント枚数及びピクセル数を取得してプリントジョブ中に像密度を演算する演算ステップと、
   前記演算ステップにより演算された像密度の値を累積像密度として格納する格納ステップと、
   前記格納ステップにより格納される累積像密度を、当該累積像密度に前記演算ステップによる演算後の像密度を加えて得た累積像密度に書き換える書き換えステップと、
   画像不良となる異物が前記像担持体に蓄積しているか否かを前記書き換えステップにより書き換えられた累積像密度を用いて判別する判別ステップと、
   前記判別ステップにより異物が前記像担持体に蓄積していると判別されたときに当該像担持体をクリーニングするために当該像担持体を空転させる空転ステップと、
   を含む像担持体のメンテナンス方法。
6. 前記判別ステップは、累積像密度のほか、機内の湿度と、前回のプリントジョブ終了後の経過時間と、を用いて異物の蓄積の有無を判別することを特徴とする請求項５に記載の像担持体のメンテナンス方法。
7. 前記空転ステップを行ったときには累積像密度の値を０に置き換えるリセットステップを更に含むことを特徴とする請求項５に記載の像担持体のメンテナンス方法。
8. 前記演算ステップ、前記判別ステップ及び前記空転ステップは、プリントジョブの実行に先立って行われることを特徴とする請求項５に記載の像担持体のメンテナンス方法。
9. 前記空転ステップにおける実施時間は、可変であることを特徴とする請求項５に記載の像担持体のメンテナンス方法。

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