JP5297917B2 - クリーニング装置、画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、プリンタ、複写機或いは複合機等の画像形成装置の技術分野に属し、特に、像担持ドラムに残留するトナー等の付着物を除去するクリーニングの技術に関するものである。

複写機やプリンタ等の電子写真方式の画像形成装置においては、像担持体として感光体ドラムが広く用いられている。この感光体ドラムを用いる画像形成装置では、前記感光体ドラムの周面を帯電装置によって一様に所定電位に帯電し、画像データに基づき、前記感光体ドラムの周面に対して露光装置のＬＥＤ光等を照射することにより部分的に電位を光減衰させて原稿画像に対応した静電潜像を形成し、この静電潜像を現像装置で現像することにより、感光体ドラムの周面にトナー像を形成し、該トナー像を、感光体ドラムと転写部材とを接触或いは近接させて構成した転写領域を用紙が通過するときに、前記トナー像を該用紙に転写する構成とされている。

この種の画像形成装置にあっては、トナー像を用紙に転写させた後、一部のトナーが用紙に転写されずに感光体ドラムの周面に付着したまま残留することがある。この感光体ドラムの周面に付着した残留トナーは、次の新たな画像形成の障害となるので、感光体ドラムのクリーニングが必要となる。ここで用いられるクリーニング方法としては、例えば、感光体ドラムの周面に、クリーニングローラや回転ブラシなどの回転部材を押し付けることで、該回転部材に残留トナーを移動させて回収する方法や、感光体ドラムの周面にクリーニングブレードを接触させて残留トナーを掻き取る方法、或いは、これらの方法を組み合わせたクリーニング方法が広く知られている。

一方、感光体としてアモルファスシリコン感光体を用いた場合には、その周面に、帯電装置の放電によって生じた放電生成物が付着し易い。この放電生成物が水分を吸収すると、感光体の周面の電気抵抗が低下して、静電潜像を乱す像流れという不具合が発生することがある。このため、トナーに微量の研磨剤を添加し、該トナーをクリーニングローラの周面に担持させ、このトナーによって感光体の周面に付着した放電生成物を研磨するようにしてクリーニングする方法が知られている。

また、下記特許文献１には、感光体ドラムの表面を研磨する磁気ブラシと、感光体ドラムの表面反射光量を検出する光量センサとを備え、前記感光体ドラムの表面反射光量の値に応じて前記磁気ブラシを画像形成以外のタイミングで動作させる点が開示されている。

下記特許文献２には、感光体ドラムの周面の各部位における画像面積率のバラツキがあっても、該周面に付着する異物を効果的に除去することを目的として、感光体ドラムの回転時間が所定時間に達するまで、感光体ドラムを主走査方向に６分割したブロック毎に、書き込まれるドット数をカウントし、ブロック毎の画像面積率を求め、求めた画像面積率が基準値以下のブロックについては、所定のトナー消費パターンの静電潜像を感光体上に形成して現像手段でトナーを付着させ、クリーニング手段に強制的にトナーを入力する技術が開示されている。

特開平１０−１３３５１０号公報 特開２００６−１２６７５３号公報

前記特許文献１に係る画像形成装置にあっては、感光体ドラムの表面反射光量の測定は、感光体ドラムの膜削れによるバラツキやトナーの飛散による前記光量センサ自体の汚れによる該光量センサの検出精度の低下が発生したり、或いは、感光体ドラムの軸方向全体に前記表面反射光量の検出を行えなかったりすることで、必要なときに磁気ブラシによる感光体ドラムの表面の研磨動作が実施されず、不要なときに磁気ブラシによる感光体ドラムの表面の研磨動作が実施されるという事態が生じる可能性がある。

また、前記特許文献２に係る画像形成装置にあっては、研磨不良の対策とクリーニングブラシの逆回転による毛倒れや目詰まりの抑制を目的として、印字されない部分にトナーを供給するため、トナー消費量の増加が問題となる。また、逆転動作を入れながらトナー消費を抑制するためにトナーを供給しない場合は、充分な研磨が行われず画像不良が発生する。

本発明は、このような事情に鑑みて為された発明であり、前記光量センサのような新たなセンサを搭載することによるコストアップやトナー消費量の増大を防止又は抑制しながらクリーニング動作を行うことのできるクリーニング装置及び画像形成装置を提供することを目的とする。

請求項１に記載の発明は、像担持ドラムの周面に摺接する周面を有し、この像担持ドラムの周面に摺接する周面がトナーを担持して該トナーを用いて前記像担持ドラムの周面に付着した付着物を除去するクリーニングローラと、画像データに基づくトナー像を前記像担持ドラムに形成する画像形成動作が行われている画像形成期間において形成される画像の印字率を検出する印字率検出部と、前記印字率検出部により検出された印字率に基づいて、前記クリーニングローラによる前記付着物の除去能力増大の要否を判断し、その判断結果に応じて、前記画像形成期間終了後の非画像形成期間における前記クリーニングローラの回転動作を制御するローラ制御部とを備えるクリーニング装置である。

本発明によれば、前記画像の印字率に基づいて、前記クリーニングローラによる前記付着物の除去能力増大の要否を判断し、その判断結果に応じて、前記画像形成期間終了後の非画像形成期間における前記クリーニングローラの回転動作を制御するようにしたので、新たなセンサを搭載することなく、既存の構成（前記印字率検出部）を用いて、適切なクリーニング動作を行うことができる。なお、印字率とは、画像形成可能な面積（用紙面積）に対する印字される面積の割合である。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のクリーニング装置において、前記像担持ドラムの周面に接触することにより、該周面に付着したトナーを該周面から除去するクリーニングブレードと、前記クリーニングブレードにより前記像担持ドラムの周面から除去されたトナーを所定位置で受けとめて貯留し、前記クリーニングローラの周面まで達した貯留トナーを前記クリーニングローラの周面に担持させるトナー受け部材とを更に備え、前記ローラ制御部は、前記クリーニングローラの周面が前記像担持ドラムとの接触部位で上から下に向けて前記像担持ドラムの周面と同方向に移動し、且つ、前記トナー受け部材に対向する位置で、前記トナー貯留部に貯留されているトナーを下から上に掬い上げる方向に移動するように前記クリーニングローラを回転させるとともに、前記印字率検出部により検出された印字率が予め定められた閾値より小さいとき、前記クリーニングローラによる前記付着物の除去能力の増大が必要であると判断し、前記非画像形成期間における前記クリーニングローラの回転速度を、前記画像形成期間における前記クリーニングローラの回転速度より大きくするものである。

請求項２に記載の発明によれば、前記クリーニングローラによる前記付着物の除去能力の増大が必要である場合には、前記非画像形成期間における前記クリーニングローラの回転速度を、前記画像形成期間における前記クリーニングローラの回転速度より大きくするようにしたので、トナー受け部材から像担持ドラムとクリーニングローラとの接触部位に向けて供給されるトナーの量が増大されるため、前記接触部位の上部にトナー溜まりができる。これにより、像担持ドラムとクリーニングローラとが、充分な量のトナーを介して摺接し、前記クリーニングローラによる前記付着物の除去能力が増大される。

請求項３に記載の発明は、請求項１に記載のクリーニング装置において、前記ローラ制御部は、前記印字率検出部により検出された印字率が予め定められた閾値より小さいとき
、前記クリーニングローラによる前記付着物の除去能力の増大が必要であると判断し、前記非画像形成期間における前記クリーニングローラの回転速度と前記像担持ドラムの回転速度との速度差の絶対値が、前記画像形成期間における前記クリーニングローラの回転速度と前記像担持ドラムの回転速度との速度差の絶対値より大きくなるように、前記非画像形成期間における前記クリーニングローラの回転動作を制御するものである。

請求項３に記載の発明によれば、前記クリーニングローラによる前記付着物の除去能力の増大が必要である場合には、前記非画像形成期間における前記クリーニングローラの回転速度と前記像担持ドラムの回転速度との速度差の絶対値が、前記画像形成期間における前記クリーニングローラの回転速度と前記像担持ドラムの回転速度との速度差の絶対値より大きくなるように、前記非画像形成期間における前記クリーニングローラの回転動作を制御するようにしたので、像担持ドラムとクリーニングローラとの摩擦の程度が増大される。その結果、前記クリーニングローラによる前記付着物の除去能力が増大される。

前記非画像形成期間における前記クリーニングローラの回転速度と前記像担持ドラムの回転速度との速度差の絶対値が、前記画像形成期間における前記クリーニングローラの回転速度と前記像担持ドラムの回転速度との速度差の絶対値より大きくする形態とは、例えば、請求項４に記載の発明のように、前記画像形成期間、前記クリーニングローラの周面が前記像担持ドラムとの接触部位において該像担持ドラムの周面と同方向に移動する方向に前記クリーニングローラを回転させている場合には、前記非画像形成期間における前記クリーニングローラの回転方向を逆転させる形態が想定される。

請求項５に記載の発明は、請求項１、３、及び４の何れか一項に記載のクリーニング装置において、前記像担持ドラムの周面に接触することにより、該周面に付着したトナーを該周面から除去するクリーニングブレードと、前記クリーニングブレードにより前記像担持ドラムの周面から除去されたトナーを所定位置で受けとめて貯留し、前記クリーニングローラの周面まで達した貯留トナーを前記クリーニングローラの周面に担持させるトナー受け部材とを更に備えるものである。

この発明によれば、前記トナー受け部材を設け、前記クリーニングブレードにより前記像担持ドラムの周面から除去されたトナーを前記トナー受け部材によって所定位置で受けとめて貯留し、前記クリーニングローラの周面まで達した貯留トナーを前記クリーニングローラの周面に担持させるようにしたので、クリーニングを実施するたびに新たなトナーを必要とすることなく、前記画像形成期間に像担持ドラムのクリーニング（前記除去動作）を行うことができる。

請求項６に記載の発明は、前記像担持ドラムと、前記像担持ドラムの周面を均一に帯電する帯電部と、前記帯電部による帯電動作後の像担持ドラムの周面に対して画像データに基づく露光動作を行って静電潜像を形成する露光部と、前記像担持ドラムの周面に形成された静電潜像をトナーで顕像化する現像部と、前記像担持ドラムの周面に形成されたトナー像を所定の記録媒体に転写する転写部と、前記転写部による転写後の前記像担持ドラムの周面に付着する付着物を除去するための請求項１乃至５の何れか一項に記載のクリーニング装置とを備える画像形成装置である。

この発明によれば、画像形成装置において、請求項１乃至５の何れか一項に記載の発明による効果が得られる。

本発明によれば、新たなセンサを搭載することによるコストアップや、現像部のトナーを画像形成用として用いずにクリーニング用のトナーとして使用することによるトナーの消費量の増大を防止又は抑制しながら適切なクリーニング動作を行うことができる。

本発明に係る画像形成装置の一実施形態の内部構成を概略的に示す図である。 クリーニングユニットの構成を示す図である。 第１の実施形態に係る画像形成装置の電気的な構成を示すブロック図である。 第１の実施形態における制御部の処理を示すフローチャートである。 変形形態に係る画像形成装置の電気的な構成を示すブロック図である。 図５に示す変形形態における制御部の処理を示すフローチャートである。 他の変形形態に係る画像形成装置の電気的な構成を示すブロック図である。 駆動時間と駆動電流の上昇分との関係を示すテーブルを示す図である。 他の変形形態に係る画像形成装置の電気的な構成を示すブロック図である。 クリーニングローラの回転速度を上げて、クリーニングローラと感光体ドラムとの接触部位の上部にトナー溜まりが生じている状態を示す図である。

以下、図面を用いて、本発明に係るクリーニング装置を備えた画像形成装置の実施形態について説明する。図１は、画像形成装置の一例を示す正面図である。

図１に示すように、画像形成装置１は、像担持ドラムとして周面がアモルファスシリコンからなる円柱状の感光体ドラム２を有し、その感光体ドラム２の周囲に、帯電器（帯電部に相当）３、現像装置（現像部に相当）４、転写体の一例としての転写ローラ（転写部に相当）５、クリーニングユニット６及び除電器７が、感光体ドラム２の回転方向に沿って配置されている。現像装置４には、トナーが保持されている。トナーは、バインダー樹脂をその母粒子として、その周面にシリカ、アルミナ、ジルコニア、チタニアなどの研磨剤が付着した構成を有している。なお、トナーには、前記バインダー樹脂の他、顔料、ワックス、帯電制御剤などが例えば３０％程度含有されている。

この画像形成装置１による画像形成動作は、以下のように行われる。帯電器３によって感光体ドラム２の表面を所定電位に均一に帯電した後、感光体ドラム２の表面に、図略の露光部により画像データに応じてレーザ光９を照射することによる露光を行い、これにより感光体ドラム２上に静電潜像が形成される。その後、現像装置４によって感光体ドラム２上の静電潜像が現像されてトナー像とされ、感光体ドラム２上のトナー像は、転写ローラ５によって転写材、例えば記録用紙Ｐに転写される。この転写の際、感光体ドラム２と転写ローラ５との間に転写バイアス電界を印加し、帯電したトナーを、記録媒体としての記録用紙１２にスムーズに移動させるようにしている。なお、記録媒体には、中間転写体等、一時的にトナー像を担持する部材も含むものとする。

転写後に感光体ドラム２上に残留したトナーは、クリーニングユニット６により除去される。その後、感光体ドラム２上の残留電位が除電器７によって消去される。そして、再び帯電器３によって帯電されて、以上の画像形成処理が繰り返される。

一方、記録用紙Ｐは、用紙カセット１３から繰り出されて搬送ライン１４に沿って搬送され、感光体ドラム２と転写ローラ５との間に送られ、ここで転写ローラ５によって感光体ドラム２上のトナー像が転写され、その後、定着ユニット１５を経て排紙トレイ１６に排紙される。なお、搬送ライン１４の転写ローラ５よりも上流側にはレジストローラ対１７が設けられていて、このレジストローラ対１７に記録用紙Ｐが突き当たって一旦停止され、感光体ドラム２への画像形成とタイミングを合わせて、レジストローラ対１７が駆動され、記録用紙Ｐを感光体ドラム２と転写ローラ５との間の転写ニップに向けて送り出す。

このように構成された画像形成装置１にあっては、感光体ドラム２の上方に転写ローラ５が配置され、感光体ドラム２と転写ローラ５との間を通るように搬送ライン１４が設けられている。また、その搬送ライン１４の下側であって、転写ローラ５よりも感光体ドラム２の回転方向下流側にはクリーニングユニット６が設けられている。

図２は、クリーニングユニット６の構成を示す拡大図である。

クリーニングユニット６は、クリーニングローラ１０と、該クリーニングローラ１０よりも下側、つまり、クリーニングローラ１０から見て感光体ドラム２の回転方向下流側に設置されたクリーニングブレード１１と、クリーニングローラ１０の近傍に設置されたプレートロール（トナー受け部材に相当）１２とを有する。

クリーニングローラ１０は、円柱形状を有し、前記感光体ドラム２の回転軸Ｏと平行な回転軸Ｑを回転中心として、周面が前記感光体ドラム２の周面に摺接（接触）しながら回転するものである。クリーニングローラ１０は、駆動モータ２０（図１参照）により駆動される。駆動モータ２０は、正逆両方向に回転可能に構成されており、クリーニングローラ１０は、該駆動モータ２０の回転方向に応じた方向に回転する。駆動モータ２０の回転方向の切替えは、例えば電圧印加方向を切替える後述のローラ制御部２４（図３参照）により行われる。

クリーニングローラ１０は、例えば発泡ゴムを用いて構成されており、周面に細かな凹凸を有する。クリーニングローラ１０の周面には、この凹凸によってトナーが付着する。

クリーニングブレード１１は、クリーニングローラ１０より下側の所定位置（感光体ドラム２の回転方向下流側の位置）で感光体ドラム２の周面に接触して該感光体ドラム２の周面からトナーを掻き取るものである。

プレートロール１２は、前記クリーニングブレード１１により掻き取られたトナーの貯留スペースを形成するための部材である。すなわち、プレートロール１２は、クリーニングローラ１０の断面における径方向外側、クリーニングローラ１０に対して感光体ドラム２の反対側にクリーニングローラ１０の周面から所定長さの間隙を介してクリーニングローラ１０の周面に沿って湾曲する湾曲面を有して成り、該プレートロール１２、前記クリーニングローラ１０及び感光体ドラム２の周面及びクリーニングブレード１１により囲まれるスペースが前記貯留スペースとして形成されている。

なお、感光体ドラムの半径が例えば２０ｍｍから５０ｍｍの範囲で設定され、クリーニングローラの半径が例えば１０ｍｍ〜３０ｍｍの範囲で設定された場合には、プレートロール１２と前記クリーニングローラ１０との離間距離は、例えば１ｍｍ〜５ｍｍの範囲で設定される。

プレートロール１２は、前記貯留スペースに貯留されたトナーがクリーニングローラ１０の周面に付着し易くするために、クリーニングローラ１０と感光体ドラム２との接触部位（以下、ニップ部という）と同等の高さ位置又はそれより高い位置まで延びるのが好ましい。なお、ここで、前記高さとは地面と垂直な方向における高さをいう。

クリーニングユニット６においては、現像装置４から供給され感光体ドラム２の周面に形成された静電潜像が現像装置４によってトナー像とされ、このトナー像が記録用紙Ｐに転写される際に、記録用紙Ｐに転写されずに感光体ドラム２の周面に残留したトナーをクリーニングブレード１１により掻き取る。この掻き取られたトナーは、前記貯留スペースに貯留される。前記貯留スペースに貯留されるトナーがクリーニングローラ１０の周面の位置まで達すると、前記クリーニングローラ１０は周面で該トナーを担持し、図２の矢印Ｃに示すように、クリーニングローラ１０は、前記貯留スペースに貯留されたトナーを掬い上げる。

図３は、図１に示す画像形成装置１の電気的構成の一例を示すブロック図である。図３に示すように、画像形成装置１は、前述の感光体ドラム２、帯電器３、現像装置４、転写ローラ５、クリーニングユニット６及び除電器７に加えて、入力操作部１８と、制御部２１とを備えている。

入力操作部１８は、詳細には説明しないが、印刷枚数等を入力するための数字キー、印刷動作等を開始させるためのスタートボタン、印刷動作等の停止、入力操作の取り消しを行うためのストップ／クリアボタン、各種設定を初期状態又は標準動作状態にするリセットボタン等を含むものである。

制御部２１は、例えば所定の演算処理を実行するＣＰＵ（Central Processing Unit）と、所定の制御プログラムが記憶されたＲＯＭ（Read Only Memory）と、データを一時的に記憶するＲＡＭ（Random Access Memory）等とを備えて構成されており、制御部２１には、前述の感光体ドラム２、帯電器３、現像装置４、転写ローラ５、クリーニングユニット６及び除電器７が接続されている。

本実施形態における制御部２１は、ドラム制御部２２と、駆動電流検出部（電力検出部の一例）２３と、ローラ制御部２４として機能する。

ドラム制御部２２は、感光体ドラム２の回転動作を制御するものであり、本実施形態においては、当該画像形成装置１で画像形成動作を実施するときには、感光体ドラム２を予め定められた回転方向（図１の矢印Ａで示す方向）に回転させる。また、ドラム制御部２２は、当該画像形成装置１で画像形成動作を実施しない期間において、後述するようにクリーニングローラ１０の回転速度を上げるときには、引き続き同じ速度で感光体ドラム２を回転させ、それ以外の場合には、感光体ドラム２の回転動作を停止させる。感光体ドラム２やクリーニングローラ１０の周面の移動速度を周速という。前記画像形成時における感光体ドラム２の周速は、例えば７５ｍｍ／秒〜５００ｍｍ／秒の範囲で設定される。

ドラム制御部２２は、感光体ドラム２の回転速度が変化しても速やかに感光体ドラム２の回転速度を変化前の速度に戻すように駆動モータ３０の回転速度を制御する。感光体ドラム２の回転速度を検出する構成としては、ドラム制御部２２は、例えば感光体ドラム２にエンコーダを設置し、このエンコーダの出力信号に基づいて感光体ドラム２の速度を検出する構成が一例として採用可能である。

すなわち、エンコーダは、複数のエンコードパターンを有するエンコード板と、エンコーダブラシとを備えて構成されており、感光体ドラム２の回転により、エンコーダブラシが接触するエンコーダパターンが切り替わるように、前記エンコーダ板及びエンコーダブラシのうち一方が、感光体ドラム２の回転部分に設置され、他方が回転軸に設置されている。エンコーダブラシは、接触するエンコードパターンの種類に応じた信号を出力する。ドラム制御部２２は、エンコーダブラシの出力信号の種類が切り替わるスピードに基づいて、感光体ドラム２の回転速度を検出する。

ドラム制御部２２は、検出した感光体ドラム２の回転速度と画像形成装置１に予め記憶されている基準値との差を算出し、この差が零になるように駆動モータ３０の動作を制御する。なお、本実施形態では、感光体ドラム２を駆動する駆動モータ３０は定電圧で駆動されているので、感光体ドラム２の回転速度を上げる場合には、駆動モータ３０に供給する電流を大きくし、感光体ドラム２の回転速度を下げる場合には、駆動モータ３０に供給する電流を小さくする。

駆動電流検出部２３は、感光体ドラム２を駆動する駆動モータ３０の駆動電流（駆動モータ３０の消費電流）を検出するものである。

ローラ制御部２４は、クリーニングローラ１０の回転動作を制御するものであり、図２の矢印Ｂで示すように、感光体ドラム２の回転方向と反対方向にクリーニングローラ１０を回転させる（前記クリーニングローラ１０の周面と前記感光体ドラム２の周面との接触部位で前記感光体ドラム２の周面と同方向に移動する方向に前記クリーニングローラ１０を回転させる）。

ここで、本実施形態においては、ローラ制御部２４は、前記駆動電流検出部２３により検出された駆動モータ３０の駆動電流に応じて、クリーニングローラ１０の回転動作を制御するようにしている。

すなわち、感光体ドラム２の周面には、帯電装置の放電によって発生した放電生成物などの付着物が付着することがある。このような付着物が感光体ドラム２の周面に付着すると、感光体ドラム２とクリーニングローラ１０との間の動摩擦力が大きくなり、一定の駆動トルクをクリーニングローラ１０に与えている状況下では感光体ドラム２の回転速度が変化（低下）する。

ここで、本実施形態においては、前述したように、感光体ドラム２の回転速度が変化しても速やかに感光体ドラム２の回転速度を変化前の回転速度に戻すように駆動モータ３０の回転速度を制御することから、感光体ドラム２の周面に付着物が付着して感光体ドラム２とクリーニングローラ１０との間の動摩擦力が大きくなって感光体ドラム２の回転速度が低下したとしても、ドラム制御部２２によって、速やかに、感光体ドラム２の回転速度が変化前の回転速度に戻るように駆動モータ３０の回転速度を上昇させる制御がなされる。このとき、駆動モータ３０は、より多くの電力を消費することとなる。つまり、駆動モータ３０の駆動電流の変化は、感光体ドラム２の周面に付着物があるか否かを表すパラメータ（指標）となる。

そこで、本実施形態では、この点に着目し、ローラ制御部２４は、画像形成期間における駆動モータ３０の駆動電流が予め定められた閾値より大きくなった場合に、その画像形成期間終了後の非画像形成期間において、クリーニングローラ１０の回転速度を所定の速度に上げるようにしている。このように、クリーニングローラ１０の回転速度を上げることで、感光体ドラム２とクリーニングローラ１０とのニップ部に向けて供給するトナーの単位時間当たりのトナー量が増大し、図１０に示すように、該ニップ部の上部にトナー溜まりＰができる。これにより、画像形成期間の場合に比して、充分なトナー量で感光体ドラム２に対する付着物の除去動作を行うことができ、クリーニングローラ１０が感光体ドラム２の周面の付着物を掻き取る能力を向上することができる。

図４は、制御部２１による処理を示すフローチャートである。

図４に示すように、入力操作部１８により画像形成動作の指示が入力されると（ステップ♯１でＹＥＳ）、ドラム制御部２２は、感光体ドラム２を所定の方向（図２の矢印Ａで示す方向）に回転させ、また、ローラ制御部２４は、クリーニングローラ１０を正回転（感光体ドラム２の回転方向と逆方向に回転）させる（ステップ♯２）。これにより、画像形成動作により感光体ドラム２の周面に付着した付着物を、感光体ドラム２の周面から除去することができる。また、駆動電流検出部２３は、感光体ドラム２を駆動する駆動モータ３０の駆動電流（駆動モータ３０の消費電流）を検出する（ステップ♯３）。

ローラ制御部２４は、画像形成動作が完了する（画像形成期間が終了する）までステップ♯２，♯３の処理を実施し（ステップ♯４でＮＯ）、画像形成動作が完了すると（ステップ♯３でＹＥＳ）、この画像形成動作が完了するまでの間に駆動モータ３０により消費された電流（駆動電流検出部２３による検出電流値）が予め定められた閾値を超えるか否かを判断する（ステップ♯５）。ローラ制御部２４は、前記駆動電流検出部２３による検出電流値が前記閾値を超えると判断した場合には（ステップ♯５でＹＥＳ）、クリーニングローラ１０の回転速度を所定の回転速度に上げる一方（ステップ♯６）、前記駆動電流検出部２３による検出電流値が前記閾値以下であると判断した場合には（ステップ♯５でＮＯ）、クリーニングローラ１０の回転を停止させ、また、ドラム制御部２２は、感光体ドラム２の回転を停止させる（ステップ♯７）。また、ステップ♯６において回転速度を上げた状態でクリーニングローラ１０を所定時間回転させた後、クリーニングローラ１０と感光体ドラム２の回転を停止させる。なお、画像形成動作において、クリーニングローラ１０の回転速度は、感光体ドラム２の回転速度より所定値だけ遅く、例えば感光体ドラム２の回転速度の例えば９５％に設定されており、クリーニングローラ１０の回転速度を上げる場合、所定の回転速度は感光体ドラム２の回転速度の、例えば、１１０％に設定されている。

以上のように、本実施形態では、感光体ドラム２の周面に付着物が付着しているか否かを、感光体ドラム２の回転駆動を行う駆動モータ３０に供給する駆動電流（駆動モータ３０の消費電流）に基づいて検出し、感光体ドラム２の周面に付着物が付着しているときには、クリーニングローラ１０の回転速度を所定の回転速度に上げるようにした。ここで、前記駆動電流検出部２３は、従来から画像形成装置１に搭載されているものである。

したがって、光を用いて感光体ドラム２の周面の表面状態を検出するセンサを画像形成装置１に別途搭載する従来技術のように、該センサの検出精度の低下についての懸念が生じることなく、従来から画像形成装置１に搭載されている構成（前記駆動電流検出部２３）を用い、感光体ドラム２の周面の表面状態に応じて、感光体ドラム２の周面をクリーニングすることができる。

また、クリーニングブレード１１により感光体ドラム２の周面から掻き取ったトナーをプレートロール１２上に溜め、この溜めたトナーをクリーニングローラ１０と感光体ドラム２とのニップ部に供給するようにしたので、クリーニングユニット６に残留トナーが供給される量が少なくなる低印字率（例えば約２％以下の印字率）の画像形成処理が実施される場合でも、画像形成のためのトナーとは別に現像装置４から感光体ドラム２にトナーをクリーニング用のトナーとして供給する必要性を解消しつつ、クリーニングローラ１０と感光体ドラム２との接触部位にトナーをより確実に供給することができ、トナー不足による研磨不良が発生するのを防止又は抑制することができる。

本件は、前記実施形態に代えて、或いは前記実施形態に加えて、次のような変形形態も採用可能である。

（１）前記第１の実施形態においては、前記感光体ドラム２を回転駆動する駆動モータ３０の駆動電流（消費電流）に基づいて、クリーニングローラ１０の回転速度を上げるか否かを判断するようにしたが、クリーニングローラ１０の回転速度を上げるか否かを判断する際の前記パラメータ（指標）としては、前記駆動モータ３０の駆動電流に限定されるものではなく、例えば画像の印字率も採用可能である。

現像装置４は、図略の現像ローラとトナーコンテナとを有し、画像形成動作を実施するときには、トナーコンテナ内のトナーが現像ローラの周面に供給される。ここで、現像ローラの周面に供給されたトナーの一部は、該現像ローラから感光体ドラム２にトナーが供給されて画像形成に利用され、残りは、画像形成に利用されずに（現像ローラから感光体ドラム２に供給されずに）現像装置４の現像ローラに付着したまま残留する。例えば低印字率の画像形成動作を行う場合には、現像ローラに残留するトナー量が特に多くなる。このように現像ローラに残留するトナーはそのまま放置すると、所要の帯電量を持たなくなり、次回以降の画像形成時において、現像ローラから感光体ドラム２に移動するトナー量が設定値より少なくなる結果、画像の濃度に悪影響を及ぼす可能性がある。

そのため、入力操作部（スタートボタン）により画像形成指示が入力されると、当該画像形成期間における所定のタイミング、例えば１枚目の画像を形成する前のタイミングや、複数枚の記録用紙に画像を形成する場合に、或る用紙に対する画像形成動作が終了してから次の用紙に対する画像形成動作を開始するまでの間のタイミングなどにおいて、現像ローラの周面に付着したトナーを前記不要トナーとして現像装置４から感光体ドラム２に排出し、この排出した不要トナーを、クリーニング用のトナーとして利用するべく、クリーニングブレード１１を用いて貯留スペースに回収するようにしている。そのため、貯留スペースには、現像装置４から感光体ドラム２に排出された不要トナーと、感光体ドラム２から用紙に転写されずに残留したトナー（残留トナー）とが混合したトナーが貯留されることとなる。

ところで、前記不要トナーと前記残留トナーとを比較すると、前記残留トナーは、不要トナーに比して、トナーに含有される研磨剤の含有率が高い。これは、感光体ドラム２から記録用紙Ｐにトナーが転写される際、トナーに外添されている研磨剤は、感光体ドラム２から記録用紙Ｐに移動せずに感光体ドラム２に残留するためである。

そして、画像の印字率が高いほど、感光体ドラム２に残留する研磨剤の割合が高くなる。その結果、印字率が高い画像形成動作が続くと、感光体ドラム２から回収されて貯留スペースに貯留されるトナーにおける研磨剤の含有率が高くなる。このとき、充分なクリーニング動作を行うことができる。

逆に、画像の印字率が低いほど、感光体ドラム２に残留する研磨剤の割合が低くなる。その結果、印字率が低い画像形成動作が続くと、感光体ドラム２から回収されて貯留スペースに貯留されるトナーにおける研磨剤の含有率が低くなる。このとき、クリーニング動作が不十分なものとなる可能性が高くなる。

そこで、入力操作部１８により入力された指示によって実施された画像形成動作での印字率が低い場合には、該画像形成動作後の非画像形成期間に、クリーニングローラ１０の回転速度を上げることで、前記貯留スペースから前記ニップ部に供給するクリーニング用のトナーの量を増やし、充分なクリーニングが行われるようにするとよい。この実施形態に係る画像形成装置１の電気的な構成を図５に示す。なお、前記第１の実施形態と同一の部材や構成については同一の番号を付し、その説明を省略する。

図５に示すように、本実施形態に係る画像形成装置は、前記第１の実施形態に係る画像形成装置の駆動電流検出部２３に代えて印字率検出部２５を備えており、この印字率検出部２５は、入力操作部１８により入力された指示に基づいて実行される画像形成動作での各用紙の印字率を検出し、検出した各印字率の平均値を算出する。

図６は、本実施形態における制御部２１による処理を示すフローチャートである。

図６に示すように、入力操作部１８により画像形成動作の指示が入力されると（ステップ♯１１でＹＥＳ）、ドラム制御部２２は、感光体ドラム２を所定の方向（図２の矢印Ａで示す方向）に回転させ、また、ローラ制御部２４は、クリーニングローラ１０を正回転（感光体ドラム２の回転方向と逆方向に回転）させる（ステップ♯１２）。また、印字率検出部２５は、前記入力操作部１８により入力された指示に基づく画像形成動作（画像形成期間）が終了するまで各用紙の印字率を検出する（ステップ♯１３，♯１４でＮＯ）。

印字率検出部２５は、画像形成動作が完了する（画像形成期間が終了する）と（ステップ♯１４でＹＥＳ）、この画像形成動作で形成した各画像の印字率の平均値を算出して、ローラ制御部２４は、該平均値が予め定められた閾値より小さいか否かを判断する（ステップ♯１５）。

ローラ制御部２４は、前記平均値が前記閾値より小さいと判断した場合には（ステップ♯１５でＹＥＳ）、クリーニングローラ１０の回転速度を所定の回転速度に上げる一方（ステップ♯１６）、前記平均値が前記閾値以上であると判断した場合には（ステップ♯１５でＮＯ）、クリーニングローラ１０の回転を停止させる（ステップ♯１７）。

このように、本実施形態によっても、光を用いて感光体ドラム２の周面の表面状態を検出するセンサを画像形成装置１に別途搭載する従来技術のように、該センサの検出精度の変化についての懸念が生じることなく、従来から画像形成装置１に搭載されている構成（本実施形態では、印字率検出部２５）を用い、必要なときだけ、感光体ドラム２の周面をクリーニングすることができる。

なお、ここでは、クリーニングローラ１０の回転速度の増大の要否を判断する際の他の判断パラメータとして、前記印字率のみを想定したが、現像装置４から感光体ドラム２に排出される不要トナーの吐出量を考慮にいれてもよい。

すなわち、前述したように、貯留スペースには、研磨剤の含有率が異なる残留トナーと不要トナーとが供給されるから、前記残留トナーに関連する印字率だけでなく、現像ローラから感光体ドラム２を介して貯留スペースに排出される不要トナーの排出量を考慮することで、貯留スペースから前記ニップ部に供給されるトナーの除去能力をより正確に把握することができ、クリーニングローラ１０の回転速度の増大の要否判断をより正確に行うことができる。

（２）前記実施形態では、感光体ドラム２の周面に付着した付着物をクリーニングローラ１０が除去する能力を増大する手段として、クリーニングローラ１０の回転速度を増大する手段を採用したが、クリーニングローラ１０の回転方向を、画像形成時におけるクリーニングローラ１０の回転方向と逆方向にする手段も採用することができる。この手段によっても、クリーニングローラ１０の周速と感光体ドラム２の周速との周速差が大きくなるため、クリーニングローラ１０による付着物の除去能力を増大することができる。

（３）前記第１の実施形態のように、感光体ドラム２としてアモルファスシリコンからなる円柱状の感光体ドラムを採用する場合、感光体ドラム２の使用に伴ってその周面の状態が変化（劣化）し、前記感光体ドラム２とクリーニングローラ１０との摺接状態が変化する結果、感光体ドラム２を一定速度で回転駆動するのに要するトルク、延いては感光体ドラム２を駆動する駆動モータ３０の駆動電流が増大する場合がある。または、駆動モータ３０の経時劣化や、感光体ドラム２の回転軸と回転軸の軸受との間に埃等が入り込み、両者間の動摩擦抵抗の増大、同様に感光体ドラム２の駆動モータ３０に連結されたギアとギア軸の間に埃等が入り込み、両者間の動摩擦抵抗の増大が起こりえ、これらによっても、駆動モータ３０の駆動電流が増大する場合がある。

クリーニングローラ１０の回転速度増大の要否判断は、感光体ドラム２の周面に対する付着物の付着を原因とするトルク変動に起因して変化する駆動モータ３０の駆動電流に基づいて行うべきものである点を考慮すると、使用による劣化に起因する前記駆動電流の増大分が、クリーニングローラ１０の回転速度の増大の要否判断を行うのに用いる駆動電流に含まれていることは好ましいものではない。

そこで、図７に示すように、第１の実施形態に係る構成（図３に示す構成）に加えて、制御部２１に、前記感光体ドラム２の駆動時間を検出する駆動時間検出部２６と、前記感光体ドラム２の駆動時間の増大に伴って生じる駆動電流の上昇分を予め記憶する記憶部２７とを更に備えとよい。

具体的には、図８に示すように、前記記憶部２７には、感光体ドラム２の駆動時間Ｔと、前記駆動モータ３０の駆動電流の上昇分ΔＩとの対応関係を示すテーブルが予め記憶されている。

そして、前記ローラ制御部２４は、前記駆動電流検出部２３により消費電流が検出されると、前記駆動時間検出部２６により検出される前記感光体ドラム２の駆動時間の増大に伴って生じる駆動電流の上昇分を前記記憶部２７から導き出す。例えば、駆動電流検出部２３により検出された駆動電流がＩであり、駆動時間検出部２６により検出された駆動時間がＴ_２であったときには、ローラ制御部２４は、前記駆動時間Ｔ_２に対応する駆動電流の上昇分としてΔＩ_２を導出する。

さらに、ローラ制御部２４は、この上昇分を前記駆動電流検出部２３により検出された消費電流から減算し、この減算後の駆動電流に基づいて前記クリーニングローラ１０による前記付着物の除去能力増大の要否を判断する。前記の例では、ローラ制御部２４は、上昇分ΔＩ_２を前記駆動電流検出部２３により検出された駆動電流Ｉから減算し、（Ｉ−ΔＩ_２）を求め、この駆動電流（Ｉ−ΔＩ_２）が予め定められた閾値より大きいか否かを判断する。

そして、ローラ制御部２４は、求めた駆動電流が前記予め定められた閾値より大きくなった場合に、その画像形成期間終了後の非画像形成期間において、クリーニングローラ１０の回転速度を所定の速度に上げる。

このようにすれば、感光体ドラム２の使用に起因する駆動電流の上昇分が、クリーニングローラ１０による前記付着物の除去能力増大の要否判断に影響を与えるのを回避することができ、ローラ制御部２４は、クリーニングローラ１０による前記付着物の除去能力を増大する必要があるか否かを適切に判断することができる。

なお、ここでは、感光体ドラム２の使用に伴う該感光体ドラム２の周面の劣化状態を推測するためのパラメータとして、感光体ドラム２の駆動時間を挙げたが、これに限らず、例えば当該画像形成装置１による印刷枚数も採用可能である。

すなわち、図９に示すように、制御部２１に、当該画像形成装置１による印刷枚数を画像形成装置１の工場出荷後における使用開始から累積的に計数する印刷枚数計数部２８と、当該画像形成装置１による印刷枚数の増大に伴って生じる駆動電流の上昇分を、例えば図８における駆動時間Ｔを印刷枚数に代えたデータテーブルとして予め記憶する記憶部２９とを更に備え、前記ローラ制御部２４は、前記印刷枚数計数部２８により計数される印刷枚数に対応する駆動電流の上昇分を前記記憶部２９から導き出す。

そして、ローラ制御部２４は、前記上昇分を前記駆動電流検出部２３により検出された消費電流から減算し、この減算後の消費電流が予め定められた閾値より大きいか否かを判断し、求めた駆動電流が前記予め定められた閾値より大きくなった場合に、その画像形成期間終了後の非画像形成期間において、クリーニングローラ１０の回転速度を所定の速度に上げる。

１ 画像形成装置
２ 感光体ドラム
３ 帯電器
４ 現像装置
５ 転写ローラ
６ クリーニングユニット
１０ クリーニングローラ
１１ クリーニングブレード
１２ プレートロール
２０ 駆動モータ
２１ 制御部
２２ ドラム制御部
２３ 駆動電流検出部
２４ ローラ制御部
２５ 印字率検出部
２６ 駆動時間検出部
２７ 記憶部
２８ 印刷枚数計数部
２９ 記憶部
３０ 駆動モータ

Claims (6)

1. 像担持ドラムの周面に摺接する周面を有し、この像担持ドラムの周面に摺接する周面がトナーを担持して該トナーを用いて前記像担持ドラムの周面に付着した付着物を除去するクリーニングローラと、
   画像データに基づくトナー像を前記像担持ドラムに形成する画像形成動作が行われている画像形成期間において形成される画像の印字率を検出する印字率検出部と、
   前記印字率検出部により検出された印字率に基づいて、前記クリーニングローラによる前記付着物の除去能力増大の要否を判断し、その判断結果に応じて、前記画像形成期間終了後の非画像形成期間における前記クリーニングローラの回転動作を制御するローラ制御部と
   を備えるクリーニング装置。
2. 前記像担持ドラムの周面に接触することにより、該周面に付着したトナーを該周面から除去するクリーニングブレードと、
   前記クリーニングブレードにより前記像担持ドラムの周面から除去されたトナーを所定位置で受けとめて貯留し、前記クリーニングローラの周面まで達した貯留トナーを前記クリーニングローラの周面に担持させるトナー受け部材と
   を更に備え、
   前記ローラ制御部は、
   前記クリーニングローラの周面が前記像担持ドラムとの接触部位で上から下に向けて前記像担持ドラムの周面と同方向に移動し、且つ、前記トナー受け部材に対向する位置で、前記トナー貯留部に貯留されているトナーを下から上に掬い上げる方向に移動するように前記クリーニングローラを回転させるとともに、
   前記印字率検出部により検出された印字率が予め定められた閾値より小さいとき、前記クリーニングローラによる前記付着物の除去能力の増大が必要であると判断し、前記非画像形成期間における前記クリーニングローラの回転速度を、前記画像形成期間における前記クリーニングローラの回転速度より大きくする請求項１に記載のクリーニング装置。
3. 前記ローラ制御部は、前記印字率検出部により検出された印字率が予め定められた閾値より小さいとき、前記クリーニングローラによる前記付着物の除去能力の増大が必要であると判断し、前記非画像形成期間における前記クリーニングローラの回転速度と前記像担持ドラムの回転速度との速度差の絶対値が、前記画像形成期間における前記クリーニングローラの回転速度と前記像担持ドラムの回転速度との速度差の絶対値より大きくなるように、前記非画像形成期間における前記クリーニングローラの回転動作を制御する請求項１に記載のクリーニング装置。
4. 前記ローラ制御部は、前記画像形成期間、前記クリーニングローラの周面が前記像担持ドラムとの接触部位において該像担持ドラムの周面と同方向に移動する方向に前記クリーニングローラを回転させ、前記印字率検出部により検出された印字率が予め定められた閾値より小さいとき、前記クリーニングローラによる前記付着物の除去能力の増大が必要であると判断し、前記非画像形成期間における前記クリーニングローラの回転方向を逆転させる請求項３に記載のクリーニング装置。
5. 前記像担持ドラムの周面に接触することにより、該周面に付着したトナーを該周面から除去するクリーニングブレードと、
   前記クリーニングブレードにより前記像担持ドラムの周面から除去されたトナーを所定位置で受けとめて貯留し、前記クリーニングローラの周面まで達した貯留トナーを前記クリーニングローラの周面に担持させるトナー受け部材と
   を更に備える請求項１、３、及び４の何れか一項に記載のクリーニング装置。
6. 前記像担持ドラムと、
   前記像担持ドラムの周面を均一に帯電する帯電部と、
   前記帯電部による帯電動作後の像担持ドラムの周面に対して画像データに基づく露光動作を行って静電潜像を形成する露光部と、
   前記像担持ドラムの周面に形成された静電潜像をトナーで顕像化する現像部と、
   前記像担持ドラムの周面に形成されたトナー像を所定の記録媒体に転写する転写部と、
   前記転写部による転写後の前記像担持ドラムの周面に付着する付着物を除去するための請求項１乃至５の何れか一項に記載のクリーニング装置と
   を備える画像形成装置。

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