JP7188107B2 - 画像形成装置、および制御プログラム - Google Patents

Description

本発明は、画像形成装置、および制御プログラムに関する。

電子写真方式のプリンター、複写機等の画像形成装置においては、トナー画像を感光体ドラム等の像担持体上に形成し、形成したトナー画像を用紙上に転写し、その後、加熱・加圧定着することによりトナー画像が形成された用紙を得る。

感光体ドラムの表面は、用紙上にトナー画像を転写した後、クリーニングブレードやブラシローラーを備える清掃部により、清掃される。

感光体ドラム表面の清掃が不十分であると、表面に紙粉、または放電生成物が付着し、蓄積する。このような紙粉や放電生成物等の感光体ドラム表面上の付着物は、高湿環境下では、水分が吸着するため低抵抗化する。感光体ドラム表面が低抵抗化することで、その部分では、形成したドットの静電潜像が維持できずに周囲に流れ、これをトナーにより現像した場合には、像流れと呼ばれる画像不良を生じさせる。

特許文献１では、ブラシローラーと、その下流側に配置したクリーニングブレードから構成される清掃部で感光体ドラム表面を清掃する画像形成装置において、湿度、用紙の搬送速度、用紙のカバレッジ、または、感光体ドラムもしくはブラシローラーの使用履歴に応じて、ブラシローラーによるトナーの回収能力を低下させている。これにより、ブラシローラー下流側のクリーニングブレードに供給するトナー量を増加させる技術が開示されている。

また、特許文献２では、画像流れを低減させるためのクリーニングモードにおいては、感光体ドラムと中間転写ベルトに、クリーニング用のトナー像を形成し、これにより、感光体ドラムと中間転写ベルトの表面の清掃を行う画像形成装置が開示されている。

特開２０１３－１４２７８５号公報 特開２０１２－１０３５４２号公報

しかしながら、特許文献１、２では、クリーニング用のトナー像を形成する等により、クリーニングブレードに供給するトナー量を増加させるものであるが、像流れを低減するためには、必ずしもクリーニングブレードへのトナーの供給が必要とは限らない。また、不必要にトナーのクリーニングブレードへの供給を行う場合には、無駄なトナーの消費を生じさせることになる。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、像流れの発生原因を推定し、推定した発生原因に対応する像流れ解消処理を選択することで、適切に像流れの発生を低減させる画像形成装置を提供することを目的とする。

本発明の上記目的は、下記の手段によって達成される。

（１）像担持体と、
前記像担持体上のトナー画像を用紙に転写する転写部と、
前記像担持体上の転写残トナーを清掃する清掃部と、
前記像担持体で発生する像流れの第１、第２の発生原因の推定を、前記第１、第２の発生原因それぞれに対応した第１、第２の発生条件を満たすか否かを判定することにより行う推定部と、
前記推定部が推定した前記発生原因に応じて、前記第１、第２の発生原因にそれぞれ対応する前記清掃部による前記像担持体に対する摺擦力を増加させる第１の像流れ解消処理、および前記清掃部に到達するトナー量を増加させる第２の像流れ解消処理の少なくとも一方を選択し、実行する選択処理部と、
を備え、
前記発生原因は、像担持体の周辺で生じる放電により発生する放電生成物を起因とする前記第１の発生原因と、用紙からの紙粉を起因とする前記第２の発生原因が含まれ、
前記推定部は、
前記第１の発生原因に対応する第１の発生条件を満たしたか否かを、放電生成物滞留量を示す指標により判定し、
前記第２の発生原因に対応する第２の発生条件を満たしたか否かを、紙粉量を示す指標により判定し、
前記選択処理部は、
前記第１の発生条件を満たし、前記第２の発生条件を満たさない場合には、前記第１の像流れ解消処理のみを選択し、実行し、
前記第２の発生条件を満たし、前記第１の発生条件を満たさない場合には、前記第２の像流れ解消処理のみを選択し、実行し、
前記第１、第２の発生条件の両方を満たした場合には、前記第１、第２の像流れ解消処理の両方を選択し、実行する、
画像形成装置。

（２）前記第２の像流れ解消処理では、未転写のトナー帯を前記清掃部に供給する、上記（１）に記載の画像形成装置。

（３）前記第１の像流れ解消処理では、前記清掃部の前記像担持体に対する当接圧を増加させる、上記（１）または上記（２）のいずれかに記載の画像形成装置。

（４）前記清掃部は、前記像担持体に当接して、回転する回転部材を含み、
前記第１の像流れ解消処理では、前記回転部材の前記像担持体への当接圧を増加させる、または、回転数を増加させる、上記（１）から上記（３）のいずれかに記載の画像形成装置。

（５）前記第１、第２の像流れ解消処理は、非画像形成時に実行し、
前記第１の像流れ解消処理では、前記回転部材の回転数を、通常の画像形成時よりも増加させる、上記（４）に記載の画像形成装置。

（６）前記第１、第２の像流れ解消処理は、非画像形成時に実行する、上記（１）から上記（３）のいずれかに記載の画像形成装置。

（７）像担持体と、前記像担持体上のトナー画像を用紙に転写する転写部と、前記像担持体上の転写残トナーを清掃する清掃部と、を備える画像形成装置を制御するコンピューターで実行させる制御プログラムであって、
前記像担持体で発生する像流れの第１、第２の発生原因の推定を、前記第１、第２の前記発生原因それぞれに対応した第１、第２の発生条件を満たしたか否かにより判定するステップ（ａ）と、
前記ステップ（ａ）で推定した前記発生原因に応じて、前記第１、第２の発生原因にそれぞれ対応する前記清掃部による前記像担持体に対する摺擦力を増加させる第１の像流れ解消処理、および前記清掃部に到達するトナー量を増加させる第２の像流れ解消処理の少なくとも一方を選択するステップ（ｂ）と、
選択した前記像流れ解消処理を実行させるステップ（ｃ）と、を含み、
前記発生原因は、像担持体の周辺で生じる放電により発生する放電生成物を起因とする前記第１の発生原因と、用紙からの紙粉を起因とする前記第２の発生原因が含まれ、
前記ステップ（ａ）では、
前記第１の発生原因に対応する第１の発生条件を満たしたか否かを、放電生成物滞留量を示す指標により判定し、
前記第２の発生原因に対応する第２の発生条件を満たしたか否かを、紙粉量を示す指標により判定し、
前記ステップ（ｂ）、およびステップ（ｃ）では、
前記第１の発生条件を満たし、前記第２の発生条件を満たさない場合には、前記第１の像流れ解消処理のみを選択し、実行し
前記第２の発生条件を満たし、前記第１の発生条件を満たさない場合には、前記第２の像流れ解消処理のみを選択し、実行し、
前記第１、第２の発生条件の両方を満たした場合には、前記第１、第２の像流れ解消処理の両方を選択し、実行する、
処理を、前記コンピューターに実行させるための制御プログラム。

本発明に係る画像形成装置は、像担持体で発生する像流れの複数の発生原因の推定を、複数の発生原因それぞれに対応した発生条件を満たすか否かを判定することにより行う推定部と、推定部が推定した発生原因に応じて、発生原因に対応する像流れ解消処理を選択し、実行する選択処理部と、を備える。これにより、発生原因に応じた適切な像流れ解消処理により像流れの発生を低減させることが可能となる。

第１の実施形態に係る画像形成装置の全体構成の概略を示す図である。 清掃部の周辺の構成を示す図である。 画像形成装置のハードウェア構成を示すブロック図である。 像流れが解消するまでのプリント数を示すグラフである。 像流れが解消するまでのプリント数を示すグラフである。 像流れが解消するまでのプリント数を示すグラフである。 像流れ解消処理を示すフローチャートである。 図７のサブルーチンを示すフローチャートである。 紙粉量に関する重み付け係数の例である。 有効化されたフラグと、像流れ解消処理の条件を示すテーブルである。 測定治具を説明する模式図である。 帯電極に印加した帯電電流値（総和）に対する放電生成物滞留量の関係を示すグラフである。 放置時間に対する像流れ発生閾値を示すテーブルである。 第２の実施形態に係る画像形成装置を示す図である。

以下、添付した図面を参照して、本発明の実施形態を説明する。なお、図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。また、図面の寸法比率は、説明の都合上誇張されており、実際の比率とは異なる場合がある。

図１は、本発明の第１の実施形態に係る画像形成装置の全体構成の概略を示す図である。図２は、図１の一部拡大図であり、清掃部の周辺の構成を示す図である。図３は、画像形成装置のハードウェア構成を示すブロック図である。

図１から図３に示すように画像形成装置１は、制御部１０、記憶部２０、画像形成部３０、給紙搬送部４０、操作パネル５０、読取部８０、および温湿度計９０を備える。

制御部１０は、ＣＰＵであり、プログラムにしたがって装置各部の制御や各種の演算処理を行う。また、制御部１０は、詳細は後述するように、推定部１１、および選択処理部１２として機能する。推定部１１は、像流れの発生原因それぞれに対応した発生条件を満たすか否かにより、像流れの発生原因を推定する。選択処理部１２は、推定部１１が推定した発生原因に応じて、発生原因に対応する像流れ解消処理を選択し、実行する。

記憶部２０は、予め各種プログラムや各種データを格納しておくＲＯＭ、作業領域として一時的にプログラムやデータを記憶するＲＡＭ、および各種プログラムや各種データを格納するハードディスク等から構成される。

（画像形成部３０）
画像形成部３０は、作像部３１、および定着部３２を含む。図１に示すように作像部３１は、感光体ドラム３１１、帯電極３１２、露光部３１３、現像装置３１４、転写部３１５、および清掃部３１６を備える。

感光体ドラム３１１は、像担持体である。感光体ドラム３１１は、例えばドラム状の金属基体の外周面に、有機光導電体を含有させた樹脂よりなる感光層が形成された有機感光体よりなり、図２において矢印に示すように時計方向に回転する。感光層を構成する樹脂として、例えばポリカーボネート樹脂、シリコーン樹脂、ポリスチレン樹脂、アクリル樹脂、メタクリル樹脂、エポキシ樹脂、ポリウレタン樹脂、塩化ビニル樹脂、メラミン樹脂等が挙げられる。

帯電極３１２は、スコロトロンチャージャ方式の電極であり、感光体ドラム３１１の表面を一定の電位に帯電する。なお、帯電極３１２の方式としてはコロトロンチャージャまたは帯電ローラーを適用してもよい。

露光部３１３は、レーザーダイオード、ポリゴンミラー、レンズ光学系、等により構成され、画像データに基づいて、帯電極３１２より一様に帯電された感光体ドラム３１１の表面を露光し、静電潜像を形成する。

現像装置３１４は、ブラック色の小粒径のトナーとキャリアからなる２成分現像剤を内包する。２成分現像剤は、フェライトをコアとしてその周りに絶縁性樹脂をコーティングしたキャリアと、ポリエステルを主材料としてカーボンブラック等の着色剤、荷電制御剤、シリカ、酸化チタン等の外添剤を加えたトナーとからなる。キャリアは粒径１５～１００μｍ、飽和磁化１０～８０ｅｍｕ／ｇ、トナーは粒径３～１５μｍ、トナーの帯電特性は負帯電特性であり平均電荷量としては－２０～－６０μＣ／ｇである。２成分現像剤としてはこれらのキャリアとトナーとを、トナー濃度４～１０質量％になるよう混合したものを用いる。

転写部３１５は、材料がＮＢＲ（Ｎｉｔｒｉｌｅ Ｂｕｔａｄｉｅｎｅ Ｒｕｂｂｅｒ：ニトリルゴム）の発泡ローラーやソリッドローラー等が用いられる。転写部３１５は、感光体ドラム３１１に当接することで転写ニップを形成する。転写部３１５の回転軸に転写用電源（図示せず）から供給される電圧により、トナーの極性（負帯電）と逆極性の電圧が印加され、搬送された用紙Ｓ上に、感光体ドラム３１１上のトナー画像が転写される。

感光体ドラム３１１に残った転写残トナーは、下流側の清掃部３１６で除去される。清掃部３１６の構成については後述する。

（定着部３２）
定着部３２は、ヒーターを内蔵する加熱ローラー、および加圧ローラーを備える。加熱ローラーに加圧ローラーが所定の圧力で当接し、両ローラーで形成される定着ニップに搬送された用紙Ｓ上の転写トナーは、加熱、加圧処理される。これにより用紙Ｓ上に画像が形成される。

（給紙搬送部４０）
給紙搬送部４０は、複数の給紙トレイ４１と、用紙搬送路４２、４３、４４を備える。給紙トレイ４１には、複数枚の用紙Ｓが積載され、最上位の用紙Ｓを１枚ずつ給紙する。給紙搬送部４０は、用紙搬送路４２、４３に沿って配置された複数の搬送ローラー対とこれを駆動する駆動モーター（図示せず）を備え、給紙トレイ４１から給紙された用紙Ｓを、転写部３１５の転写位置や、その下流側の定着部３２の定着位置に搬送する。

（操作パネル５０）
操作パネル５０はタッチパネル、テンキー、スタートボタン、ストップボタン等を備えており、ユーザーによる装置に関する各種設定の入力や、装置の状態の表示および各種指示の入力に使用される。給紙トレイ４１に収納された用紙Ｓの種類（銘柄、または紙種）は、操作パネル５０を通じた入力により設定できる。設定された用紙Ｓの種類情報は、記憶部２０に記憶される。

（読取部８０）
読取部８０は、定着部３２の下流側の用紙搬送路４４上に配置され、用紙Ｓを搬送させながら、搬送された用紙Ｓ上の画像の読み取りを行う。読取部８０は、センサーアレイ、レンズ光学系、ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）光源およびこれらを収納する筐体等を備える。センサーアレイは、複数の光学素子（例えばＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ））を主走査方向に沿ってライン状に配置したラインセンサーであり、幅方向における読取領域は用紙Ｓの全幅に対応している。このラインセンサーは、カラーのラインセンサーを用いてもよい。用紙Ｓ上を読み取って得られた画像データは、制御部１０に送られる。制御部１０は、画像形成部３０により、調整用のトンボ画像やパッチ画像を用紙Ｓ上に形成させ、読取部８０により読み取って得られた画像データを解析することで、画像濃度、または画像形成位置の調整を行う。また画像データを解析することで、像流れの発生有無も判定する。

詳細は後述するが、像流れは、感光体ドラム３１１の表面が、低抵抗化することで露光により形成された静電潜像が維持できないことにより発生する。像流れの発生有無の判定に用いる評価パターンとしては、例えばドット、またはラインで形成した面積率７０％のハーフトーン画像を用紙Ｓの全幅領域に渡って形成する。像流れが発生した場合には、ドット、またはラインを形成した位置の周囲の白地部に、トナーが付着するため濃度が濃くなる。一方で、面積率３０％のハーフトーン画像の場合にはドット、またはラインを形成した位置の潜像が広がるが、十分な量のトナーを現像できないため濃度が薄くなる。すなわち、像流れの発生有無を評価するためには、１枚の用紙、または２枚の用紙に、面積率が高いハーフトーン画像と、低いハーフトーン画像を形成し、このハーフトーン画像を読み取って得られた画像データから、濃度の不均一を評価することにより、像流れが発生したことを判定できる。

（温湿度計９０）
温湿度計９０は、画像形成装置１の本体内部に配置され、画像形成部３０周辺の温湿度を測定する。

（清掃部３１６）
清掃部３１６は、図２に示すように、クリーニングブレード６１（以下、単に「ブレード６１」という）、ブラシローラー６２、および回収スクリュー６３、およびこれらの部材を保持するとともに、全体を覆う筐体６４を備える。

ブレード６１は、ゴム材料で構成される。ゴム材料としては、好ましくはウレタンゴムが用いられるが、フッ素ゴム、スチレンブタジエンゴム、またはニトリルゴムを適用してもよい。ブレード６１は、筐体６４に保持された（例えば固定方式の）ホルダ６１０に取り付けられ、例えば厚み２ｍｍで、自由長９ｍｍである。当接角は１０～２０°であり、所定の当接圧で感光体ドラム３１１の表面に当接する。

ブラシローラー６２は、回転部材としてのブラシ状のローラーであり、プレ清掃部として機能し、残トナーの一部を除去し、下流側のブレード６１に到達する残トナーを減らす。ブラシローラー６２は、金属製の回転軸６２１と、この回転軸６２１の周囲に配置された多数のブラシ毛６２２から構成される。ブラシ毛６２２は、回転軸６２１に巻かれた基布（図示せず）に植設されている。例えば、ブラシ毛６２２の材料は、６－ナイロン、１２－ナイロン、ＰＥＴ等のポリエステル、アクリル、ビニロン、アラミド等の合成樹脂、または、これらの２種以上からなる混合物であり、繊度は２～１５デニール（Ｄ）であり、密度（植密度）は、５０～３００ｋＦ／（ｉｎｃｈ）^２であり、毛長（高さ）は、２～８ｍｍである。なお、ブラシ状のローラーに替えてスポンジ状のローラーを採用してもよい。

ローラー駆動部７１、およびローラー移動部７２は、ブラシローラー６２の回転軸６２１と接続する。ローラー駆動部７１は、モーター、および複数のギア系列を含み、ブラシローラー６２を回転駆動する。ブラシローラー６２の回転速度、および回転方向は変更できる。ブラシローラー６２の回転方向は、感光体ドラム３１１の回転方向に対して、ウィズ方向（表面が同一方向に移動する方向）でもカウンタ方向（表面が逆方向に移動する方向）のいずれでもよい。本実施形態においては、図２において矢印に示すように、ブラシローラー６２は、反時計方向に回転するウィズ方向に設定している。

また、ローラー移動部７２は、駆動源とアクチュエーターを含み、ブラシローラー６２の回転軸６２１を移動する。この移動は、ブラシローラー６２の回転軸６２１と感光体ドラム３１１との回転軸６２１を結んだ線に沿って行われる。回転軸６２１を移動させることで、ブラシローラー６２の感光体ドラム３１１への押圧力を変更する。押圧力と、回転軸６２１の位置との対応関係は、予め記憶部２０に記憶されている。

回収スクリュー６３は、筐体６４の下部に設けられている。ブレード６１、およびブラシローラー６２により掻き取られたトナー、外添剤、紙粉等は、筐体６４の内面に沿って下方に落下し、その後、回収スクリュー６３により装置本体背面側に搬送され、背面側に配置されている回収ボックス（図示せず）に回収される。

（像流れ発生原因と像流れ解消処理）
像流れの発生原因としては、主に像担持体表面に放電生成物が付着することを原因とする第１の発生原因と、像担持体表面に紙粉が付着することを原因とする第２の発生原因がある。第１の発生原因においては、放電生成物（例えばＮＯｘ）が感光体ドラム３１１の表面に付着する、または放電により発生するオゾンにより感光体ドラム３１１の表層そのものの改質により、表層自体が親水化する。感光体ドラム３１１の表面に付着した放電生成物、または改質して親水化した表層には、大気中の水分が吸着するため低抵抗化する。この放電生成物の影響は、長時間放置した後に帯電極３１２の直下にある感光体ドラム３１１の表面領域で発生し易い。これは、放電により帯電極３１２の表面（帯電極のバックプレート、ワイヤー等）に放電生成物が蓄積し、これが長時間の放置により徐々に放出される（数時間から１日以上は飽和）。このとき、帯電極３１２の真下にある感光体ドラム３１１の表面により多く付着し、表面が低抵抗化すると考えられる。この影響は、新品の帯電極３１２よりも、使用時間が多い、耐久が進んだ帯電極３１２の方がより影響が大きい傾向である。

第２の発生原因においても、感光体ドラム３１１の表面に付着した紙粉（タルク等）に大気中の水分が吸着するため低抵抗化する。低抵抗化は、特に、水分が吸着し易い高湿環境下において発生する。低抵抗化した場合には、静電潜像が維持できずに、像流れの画像不良を生じさせる。なお、像担持体としては、感光体に限られず、中間転写ベルトにおいても、第１、第２の発生原因に関する同様の現象が生じる。中間転写ベルトの場合には、静電潜像に関する不具合は発生しないが、表層の低抵抗化の影響として、転写性の不均一の不具合が生じる。本発明においては、以下に示すように、それぞれの発生原因に対して有効な像流れ解消処理が異なることを見出した。

（第１の発生原因（放電生成物））
図４は、ブラシローラー６２の押圧力と回転数（線速比θ）の各条件下において、像流れが解消するまでのプリント数を示すグラフである。

同図の像流れは、放電生成物を起因とする像流れを評価したものであり、３０℃／８０％ＲＨの高温高湿度環境下にて、耐久の進んだ（使用時間が多い）帯電極３１２（帯電極自体に放電生成物の付着が多い）を使用してＡ４サイズ用紙を使用して１００００プリントを実施した後に、装置本体の電源を落として１０時間放置した。その後に、用紙にプリントした。この用紙上の画像では、感光体ドラム３１１の帯電極３１２に対向して放置された位置に像流れが発生した。図４において縦軸は、この像流れが発生した状態で、Ａ４サイズのプリントを継続しその後に「像流れが解消したプリント数」である。解消したか否かの評価は、ハーフトーン画像を目視評価することにより行った（後述の図５、図６においても同様である）。

横軸は、ブラシローラー６２の回転数（線速比θ）である。同図では、ウィズ方向で、感光体ドラム３１１の一定の線速に対する、可変したブラシローラーの線速の比を示している。図４において、実線で結んだ黒丸のプロットでは、ブラシローラー６２の感光体ドラム３１１への押圧力は標準である。破線で結んだ白丸のプロットでは、同押圧力は、標準の２倍に設定している。図４の結果から、放電生成物は、ブラシローラー６２の研磨力（摺擦力）を向上させることで除去することが可能であることが分かる。押圧力が低い場合（標準）では、回転数の影響は大きい。一方で、押圧力が高い場合（２倍）では、回転数の影響は小さく、回転数が低くても効果的に除去できる。

このことから、第１の発生原因（放電生成物）による像流れに対しては、感光体ドラム３１１への摺擦力を増加させる処理（以下、「第１の像流れ解消処理」という）が、有効である。

（第２の発生原因（紙粉））
図５は、図４と同様のグラフであり、紙粉の発生レベルが異なる２種類の用紙と、ブラシローラー６２の回転数（線速比θ）の各条件下において、像流れが解消するまでのプリント数を示すグラフである。

同図の像流れは、紙粉を原因とする像流れが発生した状態を初期状態として、紙粉の発生、付着が少ない用紙Ａと、紙粉の発生、付着が多い用紙Ｂの２種類のＡ４サイズの用紙を用いて連続プリントを行い、像流れが解消したプリント数を縦軸にプロットした。この初期状態は、３０％／８０％ＲＨの高温高湿環境で、Ａ３サイズの紙粉の多い用紙Ｂを用いて、２５００プリントを行い、その後、１０時間放置した。その後、消滅プリント数の調査として、紙粉の少ない紙Ａを用いて、図５に示す線速比θでハーフトーンを連続して行い、像流れが解消するまでのプリント数を調査した。同様のテストを、線速比θを換えて複数回行った。また、同じ初期状態から、紙粉の多い紙Ｂで、線速比θを換えて同様のテストを行った。紙粉が少ない用紙Ａの場合には、ブラシローラー６２の線速比を標準よりも少し上げだけで、改善が見られる。一方で紙粉が多い用紙Ｂの場合には、ブラシローラー６２の線速比を極端（θ＝８）に上げなくてはならない。実用的な範囲は、θ＝２．５以下であり、この範囲以上に上げる場合には、感光体層の膜減耗から現実的ではない。実用的な範囲内では、像流れに対して十分な効果が得られなかった。このことから紙粉は、比較的、感光体ドラム３１１の表面に強固に付着していると考えられる。以上のことから、紙粉による第２の発生原因による像流れに対しては、第１の像流れ解消処理（摺擦力）は有効ではないことが判明した。

図６は、図５と同様のグラフであり、横軸をトナー帯幅として、像流れが解消するまでのプリント数を示すグラフである。トナー帯幅は、副走査方向の長さであり、連続して搬送する用紙の紙間に対応する領域に、トナー帯を毎回形成し、清掃部３１６に未転写のトナーを供給した。図６に示すようにトナー帯を形成し、トナーを清掃部３１６に供給する処理（以下、「第２の像流れ解消処理」という）が、有効である。第１の像流れ解消処理に比べて、現実的に使用可能な範囲で十分に効果が得られることが分かる。

以上のことから、第１の発生原因（放電生成物）による像流れに対しては、ブラシローラー６２の押圧力を上げたり、線速比を増加させたりして摺擦力を増加させる第１の像流れ解消処理が有効である。また、第２の発生原因（紙粉）による像流れに対しては、トナー帯を形成し、清掃部３１６に到達するトナー量を増加させ、ブラシローラー６２による研磨力を増加させる第２の像流れ解消処理が有効である。

（像流れ解消処理）
次に、図７～図１２を参照し、本実施形態に係る画像形成装置１で実行する像流れ解消処理について説明する。

図７は、像流れ解消処理を示すフローチャートである。図８は、図７のサブルーチンを示すフローチャートである。

（ステップＳ１０１）
画像形成装置１の電源がＯＮされることで、制御部１０は、処理をステップＳ１０２に進める。

（ステップＳ１０２）
制御部１０の推定部１１は、像流れの発生原因それぞれに対応した発生条件を満たしたか否かにより、発生原因を推定する。また、選択処理部１２は、推定した発生原因に応じて、発生原因に対応する像流れ解消処理を選択して実行する。具体的には、図８に示すサブルーチンの処理を実行する。

（ステップＳ２０１）
図８を参照すると、このステップＳ２０１の処理では、第１の発生原因（放電生成物）の発生条件を満たしているか否かを判定する。具体的には、推定部１１は、放電生成物の滞留量を算出し、これが閾値以上であるか否かを判定する。この判定の具体例については後述する（図１１～図１３）。算出した滞留量が閾値以上であれば（ＹＥＳ）、処理をステップＳ２０２に進め、閾値未満であれば（ＮＯ）、処理をステップＳ２０３に進める。

（ステップＳ２０２）
推定部１１は、第１フラグ（放電生成物）をＯＮ（有効化）して、処理をステップＳ２０３に進める。

（ステップＳ２０３）
推定部１１は、第２の発生原因（紙粉）の発生条件を満たしているか否かを判定する。具体的には、推定部１１は、紙粉カウンタ（「紙粉量を示す指標」ともいう）が、閾値１００００以上であるか否かを判定する。閾値以上であれば（ＹＥＳ）、処理をステップＳ２０４に進め、閾値未満であれば（ＮＯ）、処理ステップＳ２０５に進める。この紙粉カウンタは、記憶部２０に記憶されている重み付け係数を参照し、紙種毎にカウントされ、記憶部２０に記録される。

図９は、紙粉量に関する重み付け係数の例である。給紙トレイ４１に収納されている紙種は、操作パネル５０を通じて、ユーザーにより選択される。記憶部２０は、紙種毎の作像条件（プロセス条件）を細かく指定した最適条件記述したデータリストが記憶されている。使用が想定される紙種に対しては、予め実験により、紙粉の発生量に応じて用紙種類毎（用紙銘柄）に紙粉量ランクを評価し、評価結果により重み付け係数を算出する。そして算出した重み付け係数は、紙種に紐付けてデータリストに記述される。

紙粉カウンタは、図９の重み付け係数に、プリントした枚数を乗じることにより算出する。例えば、図９において、紙粉量ランク１の紙銘柄Ａの用紙であれば、５０００プリントを行うことで、紙粉カウンタは１００００（２×５０００）に到達する。また、紙粉量ランク１（係数２）の用紙で２０００プリント、紙粉量ランク２（係数０．５）の用紙で１００００プリントを行った場合には、紙粉カウンタは、９０００増加する（２×２０００＋０．５×１００００）。この閾値１００００は、３０℃／８０％ＲＨの高湿環境下に対応するものであり、温湿度計９０の出力を参照することにより、画像形成装置１を使用する環境に応じて、閾値を変更してもよい。また、複数の重み付け係数のテーブルも使用環境により、複数用意してもよい。例えば、閾値は、湿度が高い程、像流れは発生し易いので、閾値を小さくする。一方で、重み付け係数は、湿度が低い程（静電気的に）感光体ドラム３１１に付着し、蓄積する紙粉量が多くなるので、係数が大きくするテーブルを用意する。

（ステップＳ２０４）
推定部は、第２フラグ（紙粉）をＯＮ（有効化）して、処理をステップＳ２０５に進める。

（ステップＳ２０５）
制御部１０は、像流れが発生されているかを判定する。具体的には、制御部１０は、画像形成部３０、および給紙搬送部４０を制御することで、用紙Ｓを給紙搬送し、用紙Ｓ上に評価用の画像を形成させる。このときに用いる評価用の画像は、予め記憶部２０に記憶されている画像データを出力したものである。評価用の画像は、用紙幅全幅（画像形成可能範囲全幅）に渡るハーフトーン画像で形成されている。このハーフトーンには、高濃度と低濃度の両方が含まれていてもよい（上述の面積率７０％、３０％のハーフトーン）。そして用紙Ｓ上に形成した評価用の画像は、下流側の読取部８０により読み取られる。制御部１０は、読取部８０により得られた画像データを評価することで、像流れの発生有無を判定する。像流れが有れば（ＹＥＳ）、ステップＳ２０６に進め、像流れが無ければ（ＮＯ）、ステップＳ２０６をスキップする。

なお、読取部８０（あるいは濃度センサー）を、像担持体としての感光体ドラム３１１に対向して配置させ、感光体ドラム３１１上に形成した評価用の画像に対応するトナー画像を、読み取ることで、像流れの発生有無を判定するようにしてもよい。これにより、用紙Ｓの消費を避けることができる。また、読取部８０が無い構成であれば、用紙Ｓに形成した評価用の画像を、ユーザーが目視等で評価し、評価結果を、操作パネル５０を通じて受け付けるようにしてもよい。

（ステップＳ２０６）
ここでは、選択処理部１２は、ステップＳ２０２、およびステップＳ２０４で有効化されたフラグに応じた条件で、実行する像流れ解消処理（感光体リフレッシュモード）の種類を選択し、実行する。図１０は、有効化されたフラグと、像流れ解消処理の条件を示すテーブルである。例えば、第１、第２フラグの両方が有効化されていれば、ブラシローラー６２の線速比θを標準の１．１から２．０に変更して回転数を大きくする第１の解消処理を選択する。また、トナー帯幅を４０ｍｍに設定する第２の像流れ解消処理を選択する。そして、選択した像流れ解消処理の条件で、所定時間の感光体ドラム３１１の表面をリフレッシュする処理を行う。所定時間は、例えば、Ａ４サイズ、４００プリントに相当する時間である。制御部１０は、その期間中は、感光体ドラム３１１、およびブラシローラー６２を回転駆動し続けるとともに、（回転軸方向の）全幅に渡る４０ｍｍ幅のトナー帯を、紙間に相当する周期で作成し続ける。なお、全幅ではなく、回転軸方向の両端部側からのトナーシール漏れによる、飛散を考慮して、感光体ドラム３１１の両端を避けるように全長よりも２０～５０ｍｍ程度短い幅で形成するようにしてもよい。この像流れ解消処理においては、転写用の用紙Ｓは搬送しない。そのため、感光体ドラム３１１上に形成したトナー帯は、未転写のまま、清掃部３１６に到達する（供給される）。

制御部１０は、像流れ解消処理が終了すれば、所定のエンド処理を行い、その後は図８のサブルーチンを終了し、図７の処理に戻る（リターン）。このエンド処理には、フラグのリセット、ならびに紙粉カウント、および後述する放電生成物の滞留量の算出値のリセットが含まれる。また、このエンド処理には、感光体ドラム３１１等の作像部３１の各構成部材の停止処理が含まれる。

（ステップＳ１０３）
図７に示すように、ここでは、ユーザーによりプリントボタン（操作パネル５０）が押下された場合には（ＹＥＳ）、制御部１０は、処理をステップＳ１０４に進める。

（ステップＳ１０４）
制御部１０は、画像形成部３０、および給紙搬送部４０を制御し、ステップＳ１０３で受け付けた印刷データに基づいたプリントをスタートする。

（ステップＳ１０５）
制御部１０は、用紙Ｓに画像形成するとともに、このとき、使用した用紙Ｓの給紙トレイ４１の紙種設定に応じた重み付け係数（図９参照）をプリント枚数に乗じて得られた値を、紙粉カウンタに加算する。

（ステップＳ１０６）
制御部１０は、ステップＳ１０２と同様に、図８に示すサブルーチンの処理を実行し、像流れ発生条件の判定、およびその結果に応じた像流れ解消処理を実行する。なお、ステップＳ１０６では、プリントを実行中に、像流れ解消処理を実行する場合には、プリント処理を中断する。すなわち、像流れ解消処理を非画像形成時に行う。

（ステップＳ１０７）
印刷設定に応じた枚数のプリントが終了していなければ（ＮＯ）、ステップＳ１０５以降の処理を繰り返す。一方で、プリントが終了すれば（ＹＥＳ）、処理を終了する（エンド）。

（放電生成物滞留量の判定）
次に、図１１～図１３を参照し、上述のステップＳ２０１で行った第１の発生原因（放電生成物）の発生条件を満たしているか否かを判定について説明する。

図１１は、測定治具を説明する模式図である。図１１に示すように、ドラム３１１ｂ、およびプローブを配置し、帯電極３１２の放電により発生したオゾン濃度を測定する。ドラム３１１ｂは、感光体ドラム３１１と同形状である。帯電極３１２、およびドラム３１１ｂの配置位置は、実際の画像形成装置１における、帯電極３１２、および感光体ドラム３１１の位置関係にそれぞれ対応する。ドラム３１１には、帯電極３１２に対向する位置に開けられた穴にプローブが挿入されている。プローブの先端は、帯電極３１２の直下に位置している。プローブの先端付近の空気は、プローブに吸い込まれ、下流側に接続されているオゾン測定器に吸い込まれ、オゾン濃度が測定される。このオゾン測定器としてはＥＧ２００１Ｒ（荏原実業株式会社製）を用いた。

図１２は、帯電極３１２に印加した帯電電流値（総和）に対する放電生成物滞留量としてのオゾン滞留量との関係を示すグラフである。縦軸はオゾン濃度（ｐｐｍ）であり、横軸は、電流量（μＡ）である。図１２では３水準の環境下でのオゾン濃度をプロットしている。

図１３は、２水準の環境下において、放置時間に対する像流れ発生閾値（ｐｐｍ）を示すテーブルである。

感光体ドラム３１１の感光体の処方により、像流れが発生し始める放電生成物滞留量（ｐｐｍ）が異なる。図１３は、ｂｉｚｈｕｂＰＲＯ１２００（コニカミノルタ株式会社製）で使用している感光体での評価結果である。

図１３に示すように、３０℃／８０％ＲＨでは、５～１０時間の放置では、６ｐｐｍ以上のオゾン濃度で像流れが発生する。例えば、日本の夏期においては、この条件に当てはまる場合がある。具体的には、夏期においては、日中は、エアコンが作動することで２０℃／５０％ＲＨ付近に保たれた屋内のオフィスで画像形成装置１が使用される。このときの帯電電流値は２５００μＡであり、６ｐｐｍ（図１２参照）となる。その後の夜間では、エアコンがＯＦＦされるため、温度、湿度共に上昇し、３０℃／８０％ＲＨ程度になってしまうことが十分考えられる。このような状況下では、像流れが発生する。

図１２、図１３の参照データは、記憶部２０に記憶されている。制御部１０の推定部１１は、第１の発生原因の発生状況を満たしているか否かを、これらの参照データを用いて、判定する。具体的には、推定部１１は、放電生成物の滞留量について、図１２の参照データを用いて、印刷プリント中に使用していた帯電電流値と、温湿度計９０から取得した使用環境（温湿度）から放電生成物滞留量（「滞留量を示す指標」ともいう）を算出し、これを記憶部２０に記録する。そして、翌日の朝等で、電源がＯＮされたタイミング（例えば図７のステップＳ１０１、Ｓ１０２）での温湿度から、推定部１１は、放置されていた環境を判断する。また、電源がＯＮされた時刻と、直前に印刷プリントを実行した時刻から放置時間を算出する。この算出は、画像形成装置１の制御部１０の時計機能により行う。そして推定部１１は、記憶部２０に記憶していた滞留量（「滞留量を示す指標」）、および算出した放置時間から、図１３の参照データの閾値（ｐｐｍ）以上か否かを判定する。閾値以上であれば、第２の発生原因の発生条件を満たすと判定し（ステップＳ２０１：ＹＥＳ）、ステップＳ２０２で第１のフラグを有効にし、所定の条件を満たすことにより以降の像流れ解消処理を実行する。

このように、本実施形態に係る画像形成装置は、像担持体で発生する像流れの複数の発生原因の推定を、複数の発生原因それぞれに対応した発生条件を満たすか否かを判定することにより行う推定部１１と、推定部１１が推定した発生原因に応じて、発生原因に対応する像流れ解消処理を選択し、実行する選択処理部１２と、を備える。このようにすることで、発生原因に応じた適切な像流れ解消処理により像流れの発生を低減させることが可能となる。特に第２の発生原因（紙粉）ではなく、第１の発生原因（放電生成物）による像流れが発生すると推定した場合には、トナー帯幅を増加させることなく、像流れ解消処理を行うので、不必要にトナーが消費されることを防止できる。

（第２の実施形態）
図１４は、第２の実施形態に係る画像形成装置１ｂを示す図である。図１等に示した第１の実施形態に係る画像形成装置１は、モノクロの画像形成装置であった。これに対して、図１４に示す画像形成装置１ｂは、カラーの画像形成装置である。なお、同図に記載している構成以外は、第１の実施形態と同様の構成であり説明を省略する。例えば、図３のブロック図に示した構成（読取部８０、温湿度計９０）は、第２の実施形態に係る画像形成装置１ｂにおいても同様に備えている。

画像形成装置１ｂにおいて、画像形成部３０は、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各基本色に対応した複数の作像部３１Ｙ、３１Ｍ、３１Ｃ、３１Ｋを備える。それぞれの作像部３１（３１Ｙ～３１Ｋ）は、感光体ドラム３１１、帯電極３１２、露光部３１３、現像装置３１４、転写部３１５、および清掃部３１６をそれぞれ備える。これらの構成は、第１の実施形形態で説明した構成にそれぞれ対応する。なお、図１４では、Ｙ色以外については、作像部３１の各構成要素の符号は省略している。各作像部３１は、現像器に収納されている現像剤のトナーの色が異なるが、それ以外は同一の構成である。

また、画像形成部３０は、さらに、中間転写ベルト３３、２次転写部３４、および中間転写ベルト３３用の清掃部３５を備える。清掃部３５の構成は、第１の実施形態の清掃部３１６の構成に対応し、清掃部３５には、ブラシローラー、およびクリーニングブレード等が含まれる。中間転写ベルト３３上には、各作像部３１で形成されたトナー画像を（１次）転写部３１５により転写する。中間転写ベルト３３上に重畳して転写されたトナー画像（フルカラー）は、２次転写部３４により用紙Ｓに転写される。この２次転写部３４は、転写ローラーであり、中間転写ベルト３３の内周面側に配置された対向ローラーとの間で転写ニップを形成する。２次転写部３４の材料、構成は、１次転写部と同様である。

第１の実施形態における画像形成装置１においては、形成されたトナー画像が用紙ＳＤに転写される像担持体として感光体ドラム３１１を用い、この感光体ドラム３１１で発生する像流れに対して発生条件を満たすか否かを判定し、発生条件を満たすことにより像流れ解消処理を行った。第２の実施形態における画像形成装置１ｂにおいては、中間転写ベルト３３が像担持体として機能し、この中間転写ベルト３３で発生する像流れに対して、発生条件を満たすか否かを判定し、発生条件を満たすことにより像流れ解消処理を行う。

このような中間転写ベルト３３においても搬送される用紙Ｓにより、紙粉が表面に付着する。また２次転写部３４の転写ニップ近傍で発生する放電により、放電生成物が生成され、これが中間転写ベルト３３の表面に付着する。

このような、第２の実施形態においても、第１の実施形態と同様に、推定部１１により、像担持体で発生する像流れの複数の発生原因の推定を、複数の発生原因それぞれに対応した発生条件を満たすか否かを判定し、推定部１１が推定した発生原因に応じて、選択処理部１２は、発生原因に対応する像流れ解消処理を選択し、実行する。これにより、第１の実施形態と同様の効果が得られる。

以上に説明した、画像形成装置１、１ｂの構成は、上述の実施形態の特徴を説明するにあたって主要構成を説明したのであって、上述の構成に限られず、特許請求の範囲内において、種種改変することができる。また、画像形成装置１、１ｂが備える構成を排除するものではない。

例えば、上述の実施形態では、清掃部３１６の感光体ドラム３１１への摺擦力を増減させる手段として、ブラシローラー６２の回転数（線速比θ）を変更した。これに限られず、ブラシローラー６２の位置をローラー移動部７２により動かして、ブラシローラー６２の感光体ドラム３１１への当接力を増減させることで、摺擦力を増減させるようにしてもよい。また、これに限られず、クリーニングブレード６１のホルダ６１０の位置を変更する機構を設け、これにより、クリーニングブレード６１の感光体ドラム３１１への当接力、および摺擦力を増減させる構成としてもよい。

また、上述の実施形態においては、第１、第２の像流れ解消処理は、プリント処理を実行していない非画像形成時に実施したが、これに限られず、画像形成時に行ってもよい。例えば、第１の発生条件を満たす場合には、所定期間の間、画像形成時においてブラシローラー６２の回転数を増加する。また、第２の発生条件を満たす場合には、所定期間の間、画像形成時において、用紙間に形成するトナー帯の幅を広くして、清掃部３１６に供給するトナー量を増加させる。

また、図８においては、像流れ解消処理（Ｓ２０６）を行った後に、再び、ステップＳ２０５の処理を行い、像流れが解消していない場合には、複数回、ステップＳ２０６の像流れ解消処理を実行するようにしてもよい。

上述した実施形態に係る画像形成装置１、１ｂにおける各種処理を行う手段および方法は、専用のハードウェア回路、またはプログラムされたコンピューターのいずれによっても実現することが可能である。上記プログラムは、例えば、ＵＳＢメモリやＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ Ｄｉｓｃ）－ＲＯＭ等のコンピューター読み取り可能な記録媒体によって提供されてもよいし、インターネット等のネットワークを介してオンラインで提供されてもよい。この場合、コンピューター読み取り可能な記録媒体に記録されたプログラムは、通常、ハードディスク等の記憶部に転送され記憶される。また、上記プログラムは、単独のアプリケーションソフトとして提供されてもよいし、装置の一機能としてその装置のソフトウエアに組み込まれてもよい。

１ 画像形成装置
１０ 制御部
１１ 推定部
１２ 選択処理部
２０ 記憶部
３０ 画像形成部
３１ 作像部
３１１ 感光体ドラム
３１２ 帯電極
３１３ 露光部
３１４ 現像装置
３１５ 転写部
３１６ 清掃部
６１ クリーニングブレード
６２ ブラシローラー
６３ 回収スクリュー
６４ 筐体
３２ 定着部
４０ 給紙搬送部
４１ 給紙トレイ
４２、４３、４４ 用紙搬送路
５０ 操作パネル
７１ ローラー駆動部
７２ ローラー移動部
８０ 読取部
９０ 温湿度計
（第２の実施形態）
３３ 中間転写ベルト
３４ ２次転写部
３５ 清掃部

Claims (7)

1. 像担持体と、
   前記像担持体上のトナー画像を用紙に転写する転写部と、
   前記像担持体上の転写残トナーを清掃する清掃部と、
   前記像担持体で発生する像流れの第１、第２の発生原因の推定を、前記第１、第２の発生原因それぞれに対応した第１、第２の発生条件を満たすか否かを判定することにより行う推定部と、
   前記推定部が推定した前記発生原因に応じて、前記第１、第２の発生原因にそれぞれ対応する前記清掃部による前記像担持体に対する摺擦力を増加させる第１の像流れ解消処理、および前記清掃部に到達するトナー量を増加させる第２の像流れ解消処理の少なくとも一方を選択し、実行する選択処理部と、
   を備え、
   前記発生原因は、像担持体の周辺で生じる放電により発生する放電生成物を起因とする前記第１の発生原因と、用紙からの紙粉を起因とする前記第２の発生原因が含まれ、
   前記推定部は、
   前記第１の発生原因に対応する第１の発生条件を満たしたか否かを、放電生成物滞留量を示す指標により判定し、
   前記第２の発生原因に対応する第２の発生条件を満たしたか否かを、紙粉量を示す指標により判定し、
   前記選択処理部は、
   前記第１の発生条件を満たし、前記第２の発生条件を満たさない場合には、前記第１の像流れ解消処理のみを選択し、実行し、
   前記第２の発生条件を満たし、前記第１の発生条件を満たさない場合には、前記第２の像流れ解消処理のみを選択し、実行し、
   前記第１、第２の発生条件の両方を満たした場合には、前記第１、第２の像流れ解消処理の両方を選択し、実行する、
   画像形成装置。
2. 前記第２の像流れ解消処理では、未転写のトナー帯を前記清掃部に供給する、請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記第１の像流れ解消処理では、前記清掃部の前記像担持体に対する当接圧を増加させる、請求項１または請求項２に記載の画像形成装置。
4. 前記清掃部は、前記像担持体に当接して、回転する回転部材を含み、
   前記第１の像流れ解消処理では、前記回転部材の前記像担持体への当接圧を増加させる、または、回転数を増加させる、請求項１から請求項３のいずれかに記載の画像形成装置。
5. 前記第１、第２の像流れ解消処理は、非画像形成時に実行し、
   前記第１の像流れ解消処理では、前記回転部材の回転数を、通常の画像形成時よりも増加させる、請求項４に記載の画像形成装置。
6. 前記第１、第２の像流れ解消処理は、非画像形成時に実行する、請求項１から請求項３のいずれかに記載の画像形成装置。
7. 像担持体と、前記像担持体上のトナー画像を用紙に転写する転写部と、前記像担持体上の転写残トナーを清掃する清掃部と、を備える画像形成装置を制御するコンピューターで実行させる制御プログラムであって、
   前記像担持体で発生する像流れの第１、第２の発生原因の推定を、前記第１、第２の前記発生原因それぞれに対応した第１、第２の発生条件を満たしたか否かにより判定するステップ（ａ）と、
   前記ステップ（ａ）で推定した前記発生原因に応じて、前記第１、第２の発生原因にそれぞれ対応する前記清掃部による前記像担持体に対する摺擦力を増加させる第１の像流れ解消処理、および前記清掃部に到達するトナー量を増加させる第２の像流れ解消処理の少なくとも一方を選択するステップ（ｂ）と、
   選択した前記像流れ解消処理を実行させるステップ（ｃ）と、を含み、
   前記発生原因は、像担持体の周辺で生じる放電により発生する放電生成物を起因とする前記第１の発生原因と、用紙からの紙粉を起因とする前記第２の発生原因が含まれ、
   前記ステップ（ａ）では、
   前記第１の発生原因に対応する第１の発生条件を満たしたか否かを、放電生成物滞留量を示す指標により判定し、
   前記第２の発生原因に対応する第２の発生条件を満たしたか否かを、紙粉量を示す指標により判定し、
   前記ステップ（ｂ）、およびステップ（ｃ）では、
   前記第１の発生条件を満たし、前記第２の発生条件を満たさない場合には、前記第１の像流れ解消処理のみを選択し、実行し
   前記第２の発生条件を満たし、前記第１の発生条件を満たさない場合には、前記第２の像流れ解消処理のみを選択し、実行し、
   前記第１、第２の発生条件の両方を満たした場合には、前記第１、第２の像流れ解消処理の両方を選択し、実行する、
   処理を、前記コンピューターに実行させるための制御プログラム。

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