JP6570271B2 - 画像形成装置およびカートリッジ - Google Patents

Description

本発明は、画像形成装置およびカートリッジに関するものである。

画像形成装置は、感光ドラムに対し、帯電、露光、現像剤による現像を行い、感光ドラム上へ形成された像を、転写、定着のプロセスによって記録材へプリントする。それら各種プロセスを行うにあたって、現像剤の物性を最適化するために、現像剤の表面にはＳｉ等の微粒子を外添する技術が一般的に用いられている。この現像剤表面の外添剤が大きく関わるクリーニングと、現像剤の劣化に関して説明する。

＜クリーニング＞
感光ドラムについては、現像剤によって形成された像を転写した後に、その表面に残ってしまった現像剤（所謂現像残）を、クリーニング部材で清掃することで、良好な画像形成を連続的に行うことができる。クリーニング部材としては、ゴム製のクリーニングブレードを用いる方式が知られている。

接触現像において感光ドラムは現像の際に現像剤担持体と接触するが、感光ドラム表面へ付着した現像剤は、現像に用いられるだけでなく、感光ドラムとクリーニングブレード間に潤滑性を与え、クリーニング性を安定化する働きもある。安定したクリーニング性が得られないと、現像剤がクリーニングブレードをすり抜け、次の画像形成で使われることで所謂かぶりになる他、すり抜けた現像剤が帯電部材に付着してスジの画像弊害として現れる場合もある。

＜現像剤の劣化＞
画像形成装置の現像方式としては、非磁性一成分現像剤を現像剤担持体上にコートさせ、像担持体へ接触現像することで顕像化させる方式が広く知られている。この現像方式において、現像剤担持体は、その表面にコートする現像剤量を規制する規制部材と圧接されており、この圧接部において現像剤を摺擦することで現像剤を帯電させる。現像剤担持体の表面へコートする現像剤は、コート層が厚くなると現像剤担持体や規制部材と接触できずに帯電不良の現像剤が発生しカブリ等の原因となるため、薄層コートされなければならない。

それ故、薄層コートになるよう現像剤担持体と規制部材は十分な圧力をもって当接されており、現像剤はこの圧接部を通過するときに受ける力によって、その表面に有する外添剤が剥離や埋没してしまう（以後現像剤劣化と呼ぶ）。

また、接触現像方式においては現像剤担持体と感光ドラムが当接するが、現像剤担持体上での薄層コートを感光ドラム上でより厚くコートするために、現像剤担持体と感光ドラムに周速差をつけることがある。この場合には、現像剤担持体と感光ドラムとの当接部においても現像剤は摺擦され、現像剤劣化を進める一つの要因となっている。この様に耐久を通して現像剤劣化が進むと、現像剤が現像剤担持体や規制部材へ融着することで画像にスジが発生してしまう場合がある。

そこで、現像剤劣化を抑制する方法として、以下の様な例がある。例えば、複数画像の連続プリント中の非画像形成時間(所謂紙間)が長い場合には、現像ローラの駆動速度を変化させることで現像剤劣化を抑制する方法が特許文献１に記載されている。

また、例えば小サイズ紙を印刷した時などには、定着器の非通紙部の温度上昇を抑制するために紙間を長くする場合がある。その場合、紙間を長くした間は感光ドラムに当接していた現像装置を一旦離間・駆動停止し、画像形成を再開するタイミングで現像装置を駆動再開・感光ドラムへ当接させる方法が特許文献２に記載されている。これによって、画像形成に寄与しない時間は、現像剤担持体、感光ドラム、現像剤劣化を抑制することが可能である。

特開２００４−２７２１７２号公報 特開２０１０−１４００１６号公報

しかしながら、上記従来技術においては、耐久を通して、紙間が長い場合に現像離間を行うものであった。そのため、特に耐久初期や耐久末期においては、クリーニンブブレードの先端部に溜まる外添物（いわゆる阻止層）が不安定になる場合がある他、感光ドラム表面の滑り性を保つ外添剤が少ないことで、クリーニング不良を生じる場合があった。

本発明の目的は、現像剤劣化を抑制しつつ、耐久前半や耐久末期におけるクリーニング性能を安定化し、クリーニング不良による画像弊害を抑制する画像形成装置およびカートリッジを提供することにある。

上記目的を達成するため、本発明に係る画像形成装置は、像担持体と前記像担持体に当接する清掃部材とを含む第１のユニットおよび画像形成に際し前記像担持体に当接する現像剤担持体を含む第２のユニットの少なくとも一方をカートリッジとして装置本体に対し着脱可能とする画像形成装置であって、前記カートリッジの使用量に関する情報をカウントするカウント手段と、制御手段と、を有し、前記制御手段は、連続プリント中の非画像形成時間が所定時間を超え、かつ前記カウント手段の出力が第１の値より大きくない場合に、前記非画像形成時間中に前記像担持体と前記現像剤担持体の当接が維持された状態で前記連続プリントを実行し、前記非画像形成時間が前記所定時間を超え、かつ前記カウント手段の出力が前記第１の値より大きい場合に、前記非画像形成時間中に前記像担持体と前記現像剤担持体との離間を実行する、ことを特徴とする。

また、本発明に係る別の画像形成装置は、像担持体と前記像担持体に当接する清掃部材とを含む第１のユニットおよび画像形成に際し前記像担持体に当接する現像剤担持体を含む第２のユニットの少なくとも一方をカートリッジとして装置本体に対し着脱可能とする画像形成装置であって、前記カートリッジの使用量に関する情報をカウントするカウント手段と、環境温度を測定する温度測定手段と、制御手段と、を有し、前記制御手段は、連続プリント中の非画像形成時間が所定時間を超え、かつ前記カウント手段の出力が第１の値より大きくない場合に、前記非画像形成時間中に前記像担持体と前記現像剤担持体の当接が維持された状態で前記連続プリントを実行し、前記非画像形成時間が前記所定時間を超え、かつ前記カウント手段の出力が前記第１の値より大きく第２の値より大きくない場合に、前記非画像形成時間中に前記像担持体と前記現像剤担持体との離間を実行し、前記非画像形成時間が前記所定時間を超え、前記カウント手段の出力が前記第２の値より大きく、かつ前記環境温度が所定温度より高い場合に、前記非画像形成時間中に前記像担持体と前記現像剤担持体との離間を実行し、前記非画像形成時間が前記所定時間を超え、前記カウント手段の出力が前記第２の値より大きく、かつ前記環境温度が所定温度より低い場合に、前記非画像形成時間中に前記像担持体と前記現像剤担持体の当接が維持された状態で前記連続プリントを実行する、ことを特徴とする。

また、本発明に係る別の画像形成装置は、像担持体と前記像担持体に当接する清掃部材とを含む第１のユニットおよび画像形成に際し前記像担持体に当接する現像剤担持体を含む第２のユニットの少なくとも一方をカートリッジとして装置本体に対し着脱可能とする画像形成装置であって、環境温度を測定する温度測定手段と、制御手段と、を有し、前記制御手段は、連続プリント中の非画像形成時間が所定時間を超え、かつ前記温度測定手段の出力が第１の値より大きくない場合に、前記非画像形成時間中に前記像担持体と前記現像剤担持体の当接が維持された状態で前記連続プリントを実行し、連続プリント中の非画像形成時間が所定時間を超え、かつ前記温度測定手段の出力が前記第１の値より大きい場合に、前記非画像形成時間中に前記像担持体と前記現像剤担持体との離間を実行する、ことを特徴とする。

また、本発明に係る別の画像形成装置は、像担持体と前記像担持体に当接する清掃部材とを含む第１のユニットおよび画像形成に際し前記像担持体に当接する現像剤担持体を含む第２のユニットを有する画像形成装置であって、環境温度を測定する温度測定手段と、制御手段と、を有し、前記制御手段は、連続プリント中の非画像形成時間が所定時間を超え、かつ前記温度測定手段の出力が第１の値より大きくない場合に、前記非画像形成時間中に前記像担持体と前記現像剤担持体の当接が維持された状態で前記連続プリントを実行し、連続プリント中の非画像形成時間が所定時間を超え、かつ前記温度測定手段の出力が前記第１の値より大きい場合に、前記非画像形成時間中に前記像担持体と前記現像剤担持体との離間を実行する、ことを特徴とする。
また、本発明に係る別の画像形成装置は、像担持体と前記像担持体に当接する清掃部材とを含む第１のユニットおよび画像形成に際し前記像担持体に当接する現像剤担持体を含む第２のユニットの少なくとも一方をカートリッジとして装置本体に対し着脱可能とする画像形成装置であって、環境温度を測定する温度測定手段と、制御手段と、を有し、前記制御手段は、連続プリント中の非画像形成時間が所定時間を超え、かつ前記カートリッジの使用量が第１の値より少ない場合に、前記非画像形成時間中に前記像担持体と前記現像剤担持体の当接が維持された状態で前記連続プリントを実行し、連続プリント中の非画像形成時間が所定時間を超え、かつ前記カートリッジの使用量が前記第１の値より多く第２の値より少ない場合に、前記非画像形成時間中に前記像担持体と前記現像剤担持体との離間を実行し、連続プリント中の非画像形成時間が所定時間を超え、前記カートリッジの使用量が前記第２の値より多く、かつ前記環境温度が所定温度より高い場合に、前記非画像形成時間中に前記像担持体と前記現像剤担持体との離間を実行し、連続プリント中の非画像形成時間が所定時間を超え、前記カートリッジの使用量が前記第２の値より多く、かつ前記環境温度が所定温度より低い場合に、前記非画像形成時間中に前記像担持体と前記現像剤担持体の当接が維持された状態で前記連続プリントを実行する、ことを特徴とする。
また、本発明に係る別の画像形成装置は、像担持体と、前記像担持体に当接する清掃部材と、を含む第１のユニットと、前記像担持体に当接可能な現像剤担持体を含む第２のユニットと、を有するカートリッジと、第１の画像形成動作と、第２の画像形成動作とが含まれる連続プリントであって、前記第１の画像形成動作と前記第２の画像形成動作の間に所定時間を超える非画像形成時間が含まれた連続プリントを実行可能な制御手段と、を有し、前記制御手段は、前記カートリッジの使用量が第１の所定量以上の場合に、前記非画像形成時間中に前記像担持体から前記現像剤担持体を離間させる第１のモードで前記連続プリントを実行可能であり、かつ、前記使用量が前記第１の所定量より少ない場合に、前記非画像形成時間中に前記像担持体に前記現像剤担持体が当接した状態が維持される第２のモードで前記連続プリントを実行可能であることを特徴とする。
また、本発明に係る別の画像形成装置は、像担持体と、前記像担持体に当接する清掃部材と、を含む第１のユニットと、前記像担持体に当接可能な現像剤担持体を含む第２のユニットと、温度を測定する温度測定手段と、第１の画像形成動作と、第２の画像形成動作とを含む連続プリントであって、前記第１の画像形成動作と前記第２の画像形成動作の間に所定時間を超える非画像形成時間が含まれた連続プリントを実行可能な制御手段と、を有し、前記制御手段は、前記温度測定手段が第１の温度以上の温度を検知した場合に、前記非画像形成時間中に前記像担持体から前記現像剤担持体を離間させる第１のモードで前記連続プリントを実行可能であり、かつ、前記温度測定手段が前記第１の温度未満の温度を検知した場合に、前記非画像形成時間中に前記像担持体に前記現像剤担持体が当接した状態が維持される第２のモードで前記連続プリントを実行可能であることを特徴とする。
また、本発明に係るカートリッジは、像担持体と前記像担持体に当接する清掃部材とを含む第１のユニットおよび画像形成に際し前記像担持体に当接する現像剤担持体を含む第２のユニットの少なくとも一方を装置本体に対し着脱可能とするカートリッジであって、前記カートリッジの使用量に関する情報を記憶する記憶手段と、制御手段と、を有し、前記制御手段は、連続プリント中の非画像形成時間が所定時間を超え、かつ前記記憶手段に記憶された前記カートリッジの使用量が第１の値より少ない場合に、前記非画像形成時間中に前記像担持体と前記現像剤担持体の当接が維持された状態で前記連続プリントを実行し、連続プリント中の非画像形成時間が所定時間を超え、かつ前記記憶手段に記憶された前記カートリッジの使用量が前記第１の値より多い場合に、前記非画像形成時間中に前記像担持体と前記現像剤担持体との離間を実行する、ことを特徴とする。
また、本発明に係る別のカートリッジは、像担持体と前記像担持体に当接する清掃部材とを含む第１のユニットおよび画像形成に際し前記像担持体に当接する現像剤担持体を含む第２のユニットの少なくとも一方を装置本体に対し着脱可能とするカートリッジであって、環境温度を測定する温度測定手段と、制御手段と、を有し、連続プリント中の非画像形成時間が所定時間を超え、かつ前記温度測定手段の出力が第１の値より大きくない場合に、前記非画像形成時間中に前記像担持体と前記現像剤担持体の当接が維持された状態で前記連続プリントを実行し、連続プリント中の非画像形成時間が所定時間を超え、かつ前記温度測定手段の出力が前記第１の値より大きい場合に、前記非画像形成時間中に前記像担持体と前記現像剤担持体との離間を実行する、ことを特徴とする。

本発明によれば、現像剤劣化を抑制しつつ、耐久前半や耐久末期におけるクリーニング性能を安定化し、クリーニング不良による画像弊害を抑制する画像形成装置およびカートリッジを提供することにある。

本発明の実施形態に係る画像形成装置の主断面図である。 本発明の実施形態に係るプロセスカートリッジの主断面図である。 本発明の第１の実施形態に係る画像形成間の動作を表す図である。 本発明の第２の実施形態に係る画像形成間の動作を表す図である。

以下に、本発明の好ましい実施形態を添付の図面に基づいて詳細に説明する。

《第１の実施形態》
（画像形成装置）
図１乃至図３を参照して、本発明の実施形態に係る画像形成装置について説明する。なお、本実施形態においては、画像形成装置の一例であるモノクロレーザープリンタを用いて、現像剤劣化を抑制しつつ、耐久前半におけるクリーニング性能を安定化する画像形成装置（装置本体に対し着脱可能なプロセスカートリッジを備える）を説明する。但し、この実施形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、それらの相対配置、定める閾値等は、発明が適用される装置の構成や各種条件によって適宜変更されるべきものであり、この発明の範囲を以下の実施形態に限定するものではない。

（画像形成装置の全体構成およびプロセスカートリッジの構成）
図１及び図２を参照して、画像形成装置全体の構成について説明する。図１は本発明の実施形態に係る画像形成装置の概略構成を断面的に示したものである。なお、図１においては、各構成については簡略的に示している。また、図２は本発明の実施形態に係るプロセスカートリッジの模式的断面図である。

本実施形態に係る画像形成装置１００は、装置本体に対して着脱自在に構成されるプロセスカートリッジ１０を備えている。プロセスカートリッジ１０は、像担持体としての感光ドラム１１（図２）を備えている。図２において、感光ドラム１１の周囲には、感光ドラム１１の表面を帯電するための帯電ローラ１２、及び感光ドラム１１の表面をクリーニングするための清掃部材であるクリーニングブレード１４が設けられている。

また、感光ドラム１１の表面に形成された静電潜像を現像剤により現像する現像装置２０も設けられている。なお、感光ドラム１１の表面に照射されるレーザー光１０９の通り道を確保するために開口部１３も設けられている。

（画像形成プロセス）
次に、画像形成のプロセスについて説明する。画像形成が始まると、感光ドラム１１は図２中矢印Ａ方向に回転し、帯電ローラ１２は感光ドラム１１の回転に従動して、矢印Ｂ方向に回転する。そして、感光ドラム１１の表面は帯電ローラ１２により一様に帯電される。その後、感光ドラム１１の表面には、露光装置１０８からレーザー光１０９（図１）が照射されて、静電潜像が形成される。

一方、現像装置２０においては、感光ドラム１１の回転開始後に、感光ドラム１１から離間していた現像剤担持体としての現像ローラ２３が感光ドラム１１と当接する方向に移動する。続いて、現像ローラ２３は図２中矢印Ｃ方向に、現像剤供給部材としてのトナー供給ローラ２４は矢印Ｄ方向にそれぞれ回転を始める。そして、感光ドラム１１上に形成された静電潜像は現像装置２０で現像される。

現像された現像剤像は、図１に示すように、転写ローラ１１２との電位差により記録媒体としてのシート１０１に転写される。現像剤像が転写されたシート１０１は、定着装置１１４に搬送されて、加熱かつ加圧される。これにより、シート１０１上に現像剤像が定着される。その後、シート１０１は画像形成装置１００の外部に排出される。シート１０１に転写されずに感光ドラム１１上に残った現像剤は、クリーニングブレード１４（図２）によって掻き取られる。その後、再び上記プロセスが繰り返される。

（現像装置）
ここで、図２を参照して、現像装置２０について詳細に説明する。現像装置２０は、感光ドラム１１との対向位置に開口部を有する現像容器２１を備えている。この現像容器２１には、現像剤としてのトナー２２が収納されている。また、現像装置２０は、現像剤担持体としての現像ローラ２３と、現像剤供給部材としてのトナー供給ローラ２４とを備えている。

現像ローラ２３は、感光ドラム１１上の静電潜像までトナーを担持しながら搬送する役割を担っている。トナー供給ローラ２４は、現像ローラ２３の表面に摺動する発泡層を有しており、現像ローラ２３に現像容器２１内のトナーを供給する役割を担っている。また、現像装置２０は、現像ローラ２３に付着したトナー２２を、現像前に規制して付着量を安定させるトナー規制部材２５も備えている。

トナー規制部材２５は、厚さ１００μｍのＳＵＳ板の先端が、２５〜３５ｇ／ｃｍの圧力で現像ローラ２３と当接しており、当接の方向は、当接部に対して自由端側の先端が現像ローラ２３の回転方向上流側に位置するカウンター方向となっている。勿論、材質、形状、当接圧はこれに限るものではない。

また、トナー２２は、非磁性一成分の重合トナーであり、表面に外添剤として粒径３０ｎｍの疎水性Ｓｉ（シリコン）を１．５ｗｔ％外添している。外添量や外添する物質は、これに限るものではない。トナー２２表面を外添剤２２ａで被膜することで負帯電性能を向上し、かつトナー２２間に微小な間隙を設けることができ、流動性の向上を達成している。

この現像装置２０に対し、画像形成時には画像形成装置１００の有する現像駆動モーター（不図示）からの駆動がかかる。その際、画像形成装置１００は現像駆動の回転時間を現像回転カウント手段（図２のカウント手段Ｖ）によってカウントする。そして、その出力であるカウント値とその時の回転スピードとを乗算することで、プロセスカートリッジの使用量に関する情報として現像ローラの回転量としての総回転距離が算出できる。

算出された現像ローラ総回転距離は、一定時間ごとに、プロセスカートリッジ１０に備わるカートリッジ情報記憶装置（情報を記憶する記憶手段）に記録手段（不図示）により記録される。これにより、カウント手段の出力が積算値として記録されることとなる。

（クリーニングブレード）
図２で、クリーニングブレード１４は、厚さ２ｍｍ、２３℃におけるＭＤ−１硬度が６０〜８０°のウレタンゴム１４ａが、クリーニング支持板金１４ｂによって支持されて一体となり形成される。クリーニングブレード１４は、プロセスカートリッジ１０の枠体に固定され、ウレタンゴム１４ａの先端が７０ｇｆ／ｃｍ程度の圧力で感光ドラム１１に当接するよう設置されている。

クリーニングブレード１４はウレタンゴム１４ａの自由端先端にて、転写されずに感光ドラム１１の表面に残った転写残を掻き取る役割がある。掻き取られた転写残はウレタンゴム１４ａの自由端先端に滞留（いわゆる阻止層を形成）し、感光ドラム１１とウレタンゴム１４ａとの間に潤滑性を与え、クリーニング性を安定化する。

（耐久前半のクリーニング性）
プロセスカートリッジ１０の使用開始時には、ウレタンゴム１４ａの先端およびドラム表面には、当然ながらトナー２２や外添剤２２ａは存在しない。プロセスカートリッジ１０の使用を進めるにつれて、転写残によってウレタンゴム１４ａの先端にトナー２２や外添剤２２ａが滞留するとともに、ドラム表面に定常的に付着する外添剤２２ａが増加し、一定以上となると安定する（いわゆる阻止層を形成）。

クリーニング性はウレタンゴム１４ａの挙動に依るため、ウレタンゴム１４ａの先端に滞留するトナー２２や外添剤２２ａ、および感光ドラム１１の表面状態が安定すると、クリーニング性も安定する。逆に、クリーニング性が安定する前に、感光ドラム１１に対してトナー２２や外添剤２２ａの供給がない状態で長時間の駆動が続くと、ウレタンゴム１４ａの先端および感光ドラム１１の表面状態を崩すこととなり、クリーニング性が不安定となる。

本実施形態においては、クリーニング性が安定するまでのプロセスカートリッジ１０の使用量として、現像ローラ２３の総回転距離にして２００メートルと設定した。そして、この２００と言う数値をカートリッジ使用量閾値Ｍとしてカートリッジ情報記憶装置（プロセスカートリッジ１０に備わる）に記憶しておき、後述する動作において参照する。

ここで、本実施形態においては、カートリッジの使用量として現像ローラの総回転距離を用いたが、当然ながらこれに限るものではない。現像ローラの回転数や現像剤使用量（あるいは現像剤残量）、総印刷枚数等を用いてカートリッジの使用量閾値Ｍを定めても良い。また、カートリッジの使用量閾値Ｍの値は、クリーニング性が安定したと判断できる値であれば、いくつであっても良い。

（現像当接離間機構）
前述した現像装置２０は、印刷ジョブが無い状態では、感光ドラム１１に対して現像ローラ２３が離間した状態（以後、現像離間状態と呼ぶ）である。そして、印刷ジョブが入り画像形成を行う際には、現像ローラ２３と感光ドラム１１が当接した状態（以後、現像当接状態と呼ぶ）に移動する。また、連続プリント中（連続プリントのジョブ最中）であっても、非画像形成時間が長い場合は一旦現像離間状態に移行した後、現像駆動を停止し、次の画像形成が始まる前に現像当接状態へ復帰することで、非画像形成中のトナー劣化を抑制することができる。ここで現像離間動作および当接動作に要する時間について述べる。

現像ローラ２３を感光ドラム１１から離間する信号を発してから、実際に離間し、その後現像ローラ２３の回転を停止するまでは０．７秒かかる。また、画像形成再開に向けて現像ローラ２３の回転開始の信号を発してから現像ローラ２３が回転し、感光ドラム１１と当接して画像形成を行うことができる安定状態になるまでは０．７秒かかる。つまり、非画像形成時間として、これらを合計した１．４秒より長い時間があれば、現像ローラ２３の動きを一旦停止し、再び画像形成中の動作まで復帰させることができる。この１．４秒を離間閾値Ｋと設定し、後述する画像形成時の動作の判断に用いる。

（画像形成動作間の時間）
本実施形態で説明する画像形成動作間の時間とは、複数イメージを連続プリントする場合に、あるイメージの画像形成後、即ち像担持体上の潜像をトナーで可視化し現像した後、次のイメージ画像形成を開始するまでの時間である（以後、紙間と呼ぶ）。ここでは、特に画像形成動作間の時間が長い例として、本実施形態における画像形成装置１００が備える自動両面印刷モードについて説明する。

図１で、画像形成装置１００が両面印刷ジョブを受信すると、シート１０１は給紙ピックアップ１０３によって引き出されて給紙経路に導入され、搬送ローラ１０４によってレジストローラ１０６まで搬送される。レジセンサ１０５は紙の先端位置と後端位置が分かるものであり、レジセンサ１０５がシ一ト１０１の先端を検知した時点を基準として、前述した画像形成プロセスが行われる。

そして、転写ローラ１１２によってトナー像がシート１０１へ転写された後、定着装置１１４によってトナー像は定着される。表面に画像形成されたシートは定着装置１１４を通過してから、正転逆転が可能な正逆転ローラ対１１９へ搬送される。ここでは、後レジセンサ１１７が紙の後端を検知してから搬送路の長さに応じた分だけ正回転による搬送を行うことで、レジストローラ１０６から排紙ローラ１１８までの第一搬送路を紙後端までが抜けるようにする。

その後、正逆転ローラ対１１９を逆回転することで紙を逆搬送する（所謂スイッチバック）。逆搬送された紙は、切り替えフラッパ１２１によって、排紙ローラ１１８から再給紙搬送ローラ１２２、再給紙搬送ローラ１２３へと続く、裏面印字のための第二搬送路へ給送される。第二搬送路へ搬送されたシート１０１は表面の印刷と同様に、転写ローラ１１２でトナー像を転写され、再度定着装置１１４にてトナー像を定着される。表面の印刷終了から裏面の印刷開始までは数百ｍｍの搬送路を進む必要があるため、ダウンタイムが生じる。

画像形成装置１００においては、例えばＡ４サイズの用紙１枚を両面印刷した場合、表面の画像形成が終了してから裏面の画像形成が始まるまでの時間（以後、両面１枚待機紙間）は、およそ５．０秒間である。この両面１枚待機紙間によるダウンタイムを小さくするため、予め両面印刷が複数続くことが分かっている場合、１枚目の表面の印刷の後に２枚目の表面を印刷し、その後１枚目の裏面、２枚目の裏面の順番で印刷を進める、所謂交互給紙を行うこともできる。そうすることで紙間を１．４秒に縮めることができる（以後、両面２枚待機紙間）。

但し、交互給紙を行ったとしても、奇数枚目の印刷時は交互給紙を行うことができず紙間が５．０秒空いてしまう。その他、両面２枚待機紙間であっても、厚紙印刷時は定着装置において十分に熱量を加えるためにプロセススピードを下げる必要があり、例えば１／３のスピードモードで印刷を行った場合、両面２枚待機紙間が４．２秒と長くなってしまう。

（連続画像形成中の現像離間、当接の判断に係る動作）
以下、図３を用いて、画像形成装置１００が、制御部Ｗ（図２）によって、画像形成動作間に行う判断と動作について説明する。画像形成装置１００はステップＳ３０１として印刷ジョブを受信すると、ステップＳ３０２でモーターの駆動や現像ローラを感光ドラムへと当接させる動きを含む前回転動作を行う。その後、ステップＳ３０３で、前述した画像形成プロセスにて画像形成が行われる。

次に、ステップＳ３０４で、次の画像形成があるかを判断する。ここで、次の画像形成動作があると判断された場合、ステップＳ３０５にて画像形成動作間の時間Ｊを算出する。時間Ｊは、両面印刷であるかどうか、どの紙種に応じたプロセススピードであるか、紙サイズは何であるか、等の条件で決まるものである。時間Ｊは予め各種印刷モードにおける時間テーブルを作成して、画像形成装置有する記憶手段１３０（不図示）に記憶しておくことでいつでも参照可能である。

なお、時間Ｊの算出にあたっては、不定型紙の場合は紙サイズとしてレジセンサで実測した値を用いることもできる。また、小サイズ紙の場合に定着装置１１４の温度上昇でスループットをダウンさせる場合、温度センサ１２０における検知温度を用いて時間Ｊを算出しても良い。

次のステップＳ３０６では、時間Ｊと離間閾値Ｋ（本実施形態においては１．４秒）を比較する。ここで、例えば前述したように、２ページの画像をＡ４サイズの普通紙１枚に両面印刷する場合、時間Ｊは５秒であり、時間Ｊの方が長く、現像離間、当接動作を行う時間的余裕があるため、ステップＳ３０７へ進む。

ステップＳ３０７では、カートリッジの使用量Ｌをカートリッジ情報記憶手段１５から参照する。ここで、カートリッジ使用量Ｌがカートリッジ使用量閾値Ｍ（本実施形態においては現像ローラ２３の総回転距離２００）より小さい場合は、前述した阻止層が安定していないと判断する。そして、ステップＳ３１０へ進み、画像形成終了の検知後に画像形成動作間（非画像形成時）の時間Ｊの間、現像ローラを感光ドラムに当接させたまま駆動する。

ここで、画像形成終了の検知とは、紙サイズが既知であれば、レジセンサ１０５を紙が通過してから紙の長さに応じた時間経過後としても良いし、定着装置１１４の後ろに後レジセンサ１１７を設けて画像形成終了後の紙の通過を直接検知することで行っても良い。そして、ステップＳ３１３へ進んで次の画像形成を開始する。

ステップＳ３０８において、使用量Ｌがカートリッジ使用量閾値Ｍより大きい場合は、既に前述した阻止層が安定していると判断し、ステップＳ３０９へ進む。ステップＳ３０９では、画像形成終了を検知後に現像一時休止へと移行する。現像一時休止とは、現像ローラ２３を感光ドラム１１から離間させる（離間を実行）。そして、現像ローラ２３の回転を停止させ、（時間Ｊ−離間閾値Ｋ）の時間だけ現像ローラ２３の停止状態を維持し、現像ローラ２３の駆動を再開するとともに感光ドラム１１へと当接させるものである。

そして、現像一時休止を経た後、ステップＳ３０３へと戻り、画像形成を開始する。続いてステップＳ３０４にて、再び次の画像形成があるかを再び判断する。画像形成が続く間はステップＳ３０３からステップＳ３１０を繰り返し、次の画像形成が無くなった時、つまりジョブの最終ページになった時にステップＳ３１１へ進み、画像形成終了を検知した後、後回転動作を行う。

後回転動作は、現像ローラ２３を感光ドラム１１から離間し、感光ドラム１１のみを駆動させ、所定時間の間感光ドラム上に残った現像剤のクリーニングをするものである。後回転動作が終わるとステップＳ３１２へ進み、印刷ジョブの終了となる。

本実施形態では、画像形成時に上記動作を行うことで、耐久前半では現像当接機会を必要なだけ得ることで阻止層を安定して形成し、クリーニング性能を安定化することが可能となる。また、耐久後半では紙間が長い場合に現像一時休止によりトナー２２の劣化を抑制し、スジなどの画像弊害を抑制することが可能となる。

なお、本実施形態においては非画像形成時間が長い例として紙間での制御を用いたが、本発明の適用はこれに限るものではなく、前回転時間や後回転時間が所定値を超える場合に、現像装置の使用量に関する情報を用いて現像当接離間を制御しても良い。

《第２の実施形態》
本実施形態で用いる画像形成装置は、第１の実施形態で述べた画像形成装置１００に加え、画像形成装置１００が使用される環境温度を検知する温度測定手段として環境温度センサ１３１を有している点が異なり、その他の構成で同様な部分は省略する。

本実施形態において、環境温度センサ１３１を備えている目的は、耐久末期におけるクリーニング不良を抑制する制御に用いるためである。環境温度センサ１３１の設置箇所は、熱を発する定着装置１１４から離れた位置が望ましい。

（耐久末期のクリーニング不良）
ここで、耐久末期のクリーニング不良について説明する。耐久末期においてはトナー２３の劣化が進んでおり、ドラム表面に定常的に付着する外添剤２２ａは減少する傾向にある。さらに、画像形成装置の使用温度が所定温度より低い低温環境である場合においては、クリーニングブレード１４のゴム硬度が上昇し、より強い圧力で感光ドラム１１と当接するため、感光ドラム１１上に付着している外添剤を強く削り取ってしまう。

そのような状態でクリーニング性を保っていても、さらに感光ドラム１１への外添剤の移行量が減少してしまうと、感光ドラム１１とクリーニングブレード１４間の摩擦力が上昇し、クリーニングブレード１１のビビリによるクリーニング不良が生じ得る。そのため、この状態において紙間が長く空いてしまう場合には、現像当接状態を保つことが望ましい。そうすることで、かぶりなどによる微量のトナー２２ａと外添剤２２ａが感光ドラム１１へ移行し、クリーニングブレード１４と感光ドラム１１間の摩擦力低減、つまりクリーニング性を保つ効果がある。

ここで、低温であると判断する温度であるが、種々の温度による画像形成の結果から、１０℃より低い温度においてクリーニング不良が発生することが分かった。そこで、温度閾値Ｐを１０℃と設定し、前述したプロセスカートリッジに備わるカートリッジ情報記憶装置（情報を記憶する記憶手段）に記憶させておく。

（耐久前半、末期の判断）
ここで、耐久前半、末期の判断についてであるが、第１の実施形態では、耐久前半の阻止層が安定する切り替わりポイントとして、現像ローラ２３の総回転距離で２００と閾値を設定した。本実施形態においては、同様の値を第一のカートリッジ使用量閾値Ｍと定める。また、本実施形態では、耐久末期を判別して制御を行うが、耐久末期の判断基準として、以下のプリント試験を行った。即ち、両面印刷モードで、現像ローラ２３の回転距離寿命として定めた３０００メートルに達するまで連続プリントを行った。

これは、Ａ４サイズの通常片面印刷に換算すると約７５００枚のプリントに相当し、公称寿命の５０００枚を超えてカートリッジの寿命到達まで行っている。その時のクリーニング不良の発生有無を、表１に示した。このプリント試験において、２８００以降において画像不良が発生した。このことから、画像不良が無いことが確認できた２６００を境に耐久末期と判断し、この２６００という数値を第二のカートリッジ使用量閾値Ｎとして、カートリッジ情報記憶装置１５に記憶しておき、後述する動作においてこれを参照する。

（連続画像形成中の現像離間、当接の判断に係る動作）
図４を用いて、画像形成装置１００が画像形成動作間に行う判断と動作について説明する。ステップＳ４０１からステップＳ４０７までは、第１の実施形態のステップＳ３０１からステップＳ３０７までと同様なので説明を省略する。

ステップＳ４０８では、カートリッジの使用量Ｌと、前述した第一のカートリッジ使用量閾値Ｍを比較し、使用量Ｌの方が大きければステップＳ４０９に、使用量Ｌの方が小さければステップＳ４１３へ進む。ステップＳ４０９では、カートリッジの使用量Ｌを、第二のカートリッジ使用量閾値Ｎと比較する。ここで、カートリッジの使用量Ｌの方が大きい場合、耐久末期であると判断し、ステップＳ４１０へと進む。もしカートリッジの使用量Ｌの方が小さい場合は、ステップＳ４１２へと進む。

ステップＳ４１０では、環境温度センサ１３１によって画像形成装置が使用されている周囲の環境温度Ｔを測定する。そして、次のステップであるＳ４１１で、環境温度Ｔと温度閾値Ｐを比較する。環境温度Ｔが温度閾値Ｐよりも小さい場合は、低温環境でありクリーニングが不安定になる可能性があると判断し、ステップＳ４１３へと進む。環境温度Ｔが温度閾値Ｐよりも大きい場合は、クリーニング不良の懸念が無くステップＳ４１２へ進む。ステップＳ４１２では、第１の実施形態のステップＳ３０９と同様の現像一時休止の動作を行い、ステップＳ４０３へと戻る。

ステップＳ４１２ではなくステップＳ４１３へと進んでいた場合は、画像形成の終了を検知後に画像形成動作間の時間Ｊの間、現像ローラを感光ドラムに当接させたまま駆動し、ステップＳ４０３へ戻る。ステップＳ４０３に戻ると画像形成を開始し、次のステップＳ４０４にて次の画像形成があるかを再び判断する。画像形成が続く間はステップＳ４０３からステップＳ４１３を繰り返し、次の画像形成が無くなった時、つまりジョブの最終ページになった時にステップＳ４１４へ進み、画像形成終了を検知した後、後回転動作を行う。後回転動作が終わるとステップＳ４１５へ進み、印刷ジョブの終了となる。

本実施形態では、画像形成時に上記動作を行うことで、耐久前半と、耐久末期かつ低温環境下において、画像形成動作間の時間が長い時でも感光ドラム１１へと外添剤２３ａを送ることができ、耐久を通してクリーニング不良とトナー劣化を抑制することができる。

（変形例）
上述した実施形態では、本発明の好ましい実施形態を説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形が可能である。

（変形例１）
上述した実施形態では、カートリッジとして、像担持体を含む第１ユニットおよび現像剤担持体を含む第２ユニットを有するプロセスカートリッジについて説明した。しかしながら、像担持体を含む第１ユニットまたは現像剤担持体を含む第２ユニットを有するカートリッジであっても良い。即ち、本発明は、像担持体を含む第１ユニットおよび現像剤担持体を含む第２ユニットの少なくとも一方を有するカートリッジに適用できる。そして、このカートリッジが、図２に示すカウント手段Ｖおよび制御部Ｗを備えるようにすることができる。

一方、本発明は、カートリッジを備える画像形成装置に限定されず、装置本体から着脱可能なカートリッジを備えない（各プロセス部材が基本的に装置本体に留まる）画像形成装置に対しても適用できるものである。

（変形例２）
図４で第２の実施形態を説明したが、図４におけるステップＳ４１１，Ｓ４１２，Ｓ４１３だけを用いることもできる。即ち、連続プリント中の非画像形成時間が所定時間を超える場合に、温度測定手段の出力が第１の値より大きくないとき、像担持体と現像剤担持体との離間を抑制し、第１の値より大きいとき、像担持体と現像剤担持体との離間を実行するようにしても良い。

（変形例３）
また、上述した実施形態では、画像形成装置の一態様としてプリンタを示したが、これに限定されるものではない。例えば、複写機、ファクシミリ装置等の他の画像形成装置や、或いはこれらの機能を組み合わせた複合機等の他の画像形成装置にも適用することができる。

１１・・感光ドラム、２３・・現像ローラ、Ｖ・・カウント手段、Ｗ・・制御部

Claims (21)

1. 像担持体と前記像担持体に当接する清掃部材とを含む第１のユニットおよび画像形成に際し前記像担持体に当接する現像剤担持体を含む第２のユニットの少なくとも一方をカートリッジとして装置本体に対し着脱可能とする画像形成装置であって、
   前記カートリッジの使用量に関する情報をカウントするカウント手段と、
   制御手段と、を有し、
   前記制御手段は、
   連続プリント中の非画像形成時間が所定時間を超え、かつ前記カウント手段の出力が第１の値より大きくない場合に、前記非画像形成時間中に前記像担持体と前記現像剤担持体の当接が維持された状態で前記連続プリントを実行し、
   前記非画像形成時間が前記所定時間を超え、かつ前記カウント手段の出力が前記第１の値より大きい場合に、前記非画像形成時間中に前記像担持体と前記現像剤担持体との離間を実行する、
   ことを特徴とする画像形成装置。
2. 像担持体と前記像担持体に当接する清掃部材とを含む第１のユニットおよび画像形成に際し前記像担持体に当接する現像剤担持体を含む第２のユニットの少なくとも一方をカートリッジとして装置本体に対し着脱可能とする画像形成装置であって、
   前記カートリッジの使用量に関する情報をカウントするカウント手段と、
   環境温度を測定する温度測定手段と、
   制御手段と、を有し、
   前記制御手段は、
   連続プリント中の非画像形成時間が所定時間を超え、かつ前記カウント手段の出力が第１の値より大きくない場合に、前記非画像形成時間中に前記像担持体と前記現像剤担持体の当接が維持された状態で前記連続プリントを実行し、
   前記非画像形成時間が前記所定時間を超え、かつ前記カウント手段の出力が前記第１の値より大きく第２の値より大きくない場合に、前記非画像形成時間中に前記像担持体と前記現像剤担持体との離間を実行し、
   前記非画像形成時間が前記所定時間を超え、前記カウント手段の出力が前記第２の値より大きく、かつ前記環境温度が所定温度より高い場合に、前記非画像形成時間中に前記像担持体と前記現像剤担持体との離間を実行し、
   前記非画像形成時間が前記所定時間を超え、前記カウント手段の出力が前記第２の値より大きく、かつ前記環境温度が所定温度より低い場合に、前記非画像形成時間中に前記像担持体と前記現像剤担持体の当接が維持された状態で前記連続プリントを実行する、
   ことを特徴とする画像形成装置。
3. 前記制御手段は、連続プリント中の非画像形成時間が前記所定時間を超えない場合に、前記非画像形成時間中に前記像担持体と前記現像剤担持体の当接が維持された状態で前記連続プリントを実行することを特徴とする請求項１または２に記載の画像形成装置。
4. 前記カートリッジの使用量に関する情報は、前記現像剤担持体の回転量であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の画像形成装置。
5. 前記カートリッジの使用量に関する情報は、現像剤使用量もしくは印刷枚数であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の画像形成装置。
6. 前記カートリッジは情報を記憶する記憶手段を備え、
   前記記憶手段に前記カウント手段の出力を積算値として記録する記録手段を有することを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載の画像形成装置。
7. 像担持体と前記像担持体に当接する清掃部材とを含む第１のユニットおよび画像形成に際し前記像担持体に当接する現像剤担持体を含む第２のユニットの少なくとも一方をカートリッジとして装置本体に対し着脱可能とする画像形成装置であって、
   環境温度を測定する温度測定手段と、
   制御手段と、を有し、
   前記制御手段は、
   連続プリント中の非画像形成時間が所定時間を超え、かつ前記温度測定手段の出力が第１の値より大きくない場合に、前記非画像形成時間中に前記像担持体と前記現像剤担持体の当接が維持された状態で前記連続プリントを実行し、
   連続プリント中の非画像形成時間が所定時間を超え、かつ前記温度測定手段の出力が前記第１の値より大きい場合に、前記非画像形成時間中に前記像担持体と前記現像剤担持体との離間を実行する、
   ことを特徴とする画像形成装置。
8. 像担持体と前記像担持体に当接する清掃部材とを含む第１のユニットおよび画像形成に際し前記像担持体に当接する現像剤担持体を含む第２のユニットを有する画像形成装置であって、
   環境温度を測定する温度測定手段と、
   制御手段と、を有し、
   前記制御手段は、
   連続プリント中の非画像形成時間が所定時間を超え、かつ前記温度測定手段の出力が第１の値より大きくない場合に、前記非画像形成時間中に前記像担持体と前記現像剤担持体の当接が維持された状態で前記連続プリントを実行し、
   連続プリント中の非画像形成時間が所定時間を超え、かつ前記温度測定手段の出力が前記第１の値より大きい場合に、前記非画像形成時間中に前記像担持体と前記現像剤担持体との離間を実行する、
   ことを特徴とする画像形成装置。
9. 像担持体と前記像担持体に当接する清掃部材とを含む第１のユニットおよび画像形成に際し前記像担持体に当接する現像剤担持体を含む第２のユニットの少なくとも一方を装置本体に対し着脱可能とするカートリッジであって、
   前記カートリッジの使用量に関する情報を記憶する記憶手段と、
   制御手段と、を有し、
   前記制御手段は、
   連続プリント中の非画像形成時間が所定時間を超え、かつ前記記憶手段に記憶された前記カートリッジの使用量が第１の値より少ない場合に、前記非画像形成時間中に前記像担持体と前記現像剤担持体の当接が維持された状態で前記連続プリントを実行し、
   連続プリント中の非画像形成時間が所定時間を超え、かつ前記記憶手段に記憶された前記カートリッジの使用量が前記第１の値より多い場合に、前記非画像形成時間中に前記像担持体と前記現像剤担持体との離間を実行する、
   ことを特徴とするカートリッジ。
10. 像担持体と前記像担持体に当接する清掃部材とを含む第１のユニットおよび画像形成に際し前記像担持体に当接する現像剤担持体を含む第２のユニットの少なくとも一方を装置本体に対し着脱可能とするカートリッジであって、
    環境温度を測定する温度測定手段と、
    制御手段と、を有し、
    連続プリント中の非画像形成時間が所定時間を超え、かつ前記温度測定手段の出力が第１の値より大きくない場合に、前記非画像形成時間中に前記像担持体と前記現像剤担持体の当接が維持された状態で前記連続プリントを実行し、
    連続プリント中の非画像形成時間が所定時間を超え、かつ前記温度測定手段の出力が前記第１の値より大きい場合に、前記非画像形成時間中に前記像担持体と前記現像剤担持体との離間を実行する、
    ことを特徴とするカートリッジ。
11. 像担持体と前記像担持体に当接する清掃部材とを含む第１のユニットおよび画像形成に際し前記像担持体に当接する現像剤担持体を含む第２のユニットの少なくとも一方をカートリッジとして装置本体に対し着脱可能とする画像形成装置であって、
    環境温度を測定する温度測定手段と、
    制御手段と、を有し、
    前記制御手段は、
    連続プリント中の非画像形成時間が所定時間を超え、かつ前記カートリッジの使用量が第１の値より少ない場合に、前記非画像形成時間中に前記像担持体と前記現像剤担持体の当接が維持された状態で前記連続プリントを実行し、
    連続プリント中の非画像形成時間が所定時間を超え、かつ前記カートリッジの使用量が前記第１の値より多く第２の値より少ない場合に、前記非画像形成時間中に前記像担持体と前記現像剤担持体との離間を実行し、
    連続プリント中の非画像形成時間が所定時間を超え、前記カートリッジの使用量が前記第２の値より多く、かつ前記環境温度が所定温度より高い場合に、前記非画像形成時間中に前記像担持体と前記現像剤担持体との離間を実行し、
    連続プリント中の非画像形成時間が所定時間を超え、前記カートリッジの使用量が前記第２の値より多く、かつ前記環境温度が所定温度より低い場合に、前記非画像形成時間中に前記像担持体と前記現像剤担持体の当接が維持された状態で前記連続プリントを実行する、
    ことを特徴とする画像形成装置。
12. 前記カートリッジは前記カートリッジの使用量に関する情報を記憶する記憶手段を備えることを特徴とする請求項１１に記載の画像形成装置。
13. 像担持体と、前記像担持体に当接する清掃部材と、を含む第１のユニットと、前記像担持体に当接可能な現像剤担持体を含む第２のユニットと、を有するカートリッジと、
    第１の画像形成動作と、第２の画像形成動作とが含まれる連続プリントであって、前記第１の画像形成動作と前記第２の画像形成動作の間に所定時間を超える非画像形成時間が含まれた連続プリントを実行可能な制御手段と、
    を有し、
    前記制御手段は、前記カートリッジの使用量が第１の所定量以上の場合に、前記非画像形成時間中に前記像担持体から前記現像剤担持体を離間させる第１のモードで前記連続プリントを実行可能であり、かつ、前記使用量が前記第１の所定量より少ない場合に、前記非画像形成時間中に前記像担持体に前記現像剤担持体が当接した状態が維持される第２のモードで前記連続プリントを実行可能であることを特徴とする画像形成装置。
14. 前記制御手段は、前記使用量が前記第１の所定量よりも多い第２の所定量以上の場合に、前記第２のモードで前記連続プリントを実行可能であることを特徴とする請求項１３に記載の画像形成装置。
15. 前記カートリッジは前記使用量に関する情報を記憶する記憶手段を備え、
    前記制御手段は、前記記憶手段から前記使用量に関する情報を取得するように構成されることを特徴とする請求項１３または１４に記載の画像形成装置。
16. 前記使用量に関する情報は、前記現像剤担持体の回転量に関する情報を含むことを特徴とする請求項１５に記載の画像形成装置。
17. 前記使用量に関する情報は、前記第２のユニットの現像剤の量に関する情報を含むことを特徴とする請求項１５または１６に記載の画像形成装置。
18. 前記使用量に関する情報は、印刷枚数に関する情報を含むことを特徴とする請求項１５乃至１７のいずれか一項に記載の画像形成装置。
19. 温度を測定する温度測定手段を有し、
    前記制御手段は、前記温度測定手段が第１の温度以上の温度を検知した場合に、前記第１のモードで前記連続プリントを実行可能であり、かつ、前記温度測定手段が前記第１の温度未満の温度を検知した場合に、前記第２のモードで前記連続プリントを実行可能であることを特徴とする請求項１５乃至１８のいずれか一項に記載の画像形成装置。
20. 像担持体と、前記像担持体に当接する清掃部材と、を含む第１のユニットと、
    前記像担持体に当接可能な現像剤担持体を含む第２のユニットと、
    温度を測定する温度測定手段と、
    第１の画像形成動作と、第２の画像形成動作とを含む連続プリントであって、前記第１の画像形成動作と前記第２の画像形成動作の間に所定時間を超える非画像形成時間が含まれた連続プリントを実行可能な制御手段と、
    を有し、
    前記制御手段は、前記温度測定手段が第１の温度以上の温度を検知した場合に、前記非画像形成時間中に前記像担持体から前記現像剤担持体を離間させる第１のモードで前記連続プリントを実行可能であり、かつ、前記温度測定手段が前記第１の温度未満の温度を検知した場合に、前記非画像形成時間中に前記像担持体に前記現像剤担持体が当接した状態が維持される第２のモードで前記連続プリントを実行可能であることを特徴とする画像形成装置。
21. 前記所定時間は、前記像担持体に当接している前記現像剤担持体が、前記像担持体から離れて停止するまでの時間と、前記像担持体から離れて停止している前記現像剤担持体が、回転して前記像担持体に接触するまでの時間と、の合計よりも長いことを特徴とする請求項１乃至２０のいずれか一項に記載の画像形成装置。