JP4582138B2 - 画像形成装置及び画像形成方法 - Google Patents

Description

プリンタ、複写機、ファクシミリ機又はこれらの機能を組み合わせた複合機等の画像形成装置、及び、当該画像形成装置における画像形成方法に関する。特に、像担持体の表面の移動方向に対してカウンタ向きに当接されたクリーニングブレードによってその表面からトナーを掻き取って除去する技術に関する。

上記のようなクリーニングブレードは、像担持体の表面の転写残トナーを効率良く除去できるためクリーニング性が高い。しかしながら、クリーニングブレードを当接させた部位に例えば紙粉などの異物が噛み込まれると、異物により微小な隙間ができてその隙間から転写残トナーがすり抜けるためクリーニング不良が発生しうる。そこで、像担持体を一時的に逆転させ、すなわち転写残トナーを掻き取るときの方向とは反対の方向に一時的に回転させて、前記当接部位に噛み込まれた異物を取り除くことが従来から行われている（特許文献１）。

他方、一連の画像形成動作を連続して実施する場合に、印字率の比較的低い原稿、すなわち原稿の全面積に対する画像面積の割合である黒ベタ率の低い原稿が連続すると、画像形成で消費されるトナー量が少なくなる（低カバレッジ消費）。これでは、現像装置の内部でトナーが長期にわたり滞留するためトナーに加えられるストレスが増大し、外添剤であるシリカの離脱又は埋没、トナーの小径化等のいわゆるトナー劣化を招いて帯電量や付着力が変化する。その結果、トナーの現像性および転写性が変化し、用紙上に形成される画像の濃度が変動して、画質が大きく低下してしまう。そこで、トナーが劣化するような画像形成動作が連続して実行された場合に、像担持体上に所定パターンのトナー像を形成し、これを用紙に転写させずにクリーニングブレードによって掻き取って除去することによって、現像装置内部から劣化トナーを所定パターンの分だけ強制排出させることが従来から行われている（特許文献２）。このような強制排出動作は、画質の低下を防止する観点から、一連の画像形成動作を中断して割り込ませてでも実行することが好ましい。
特開２００７−７９１２６号公報 特開２００６−２３３２７号公報

このように強制排出された劣化トナーをクリーニングブレードで除去する際にも、像担持体を一時的に逆転させクリーニング不良の発生を防止することが考えられる。しかしながら、そのような逆転駆動制御は、正転させている像担持体を一旦停止させ、その後逆転させ、次に逆転を停止させ、また正転させるといったステップが必要であるため時間がかかり過ぎ大きなタイムロスを生む。そのため、一連の画像形成動作を実行している最中に逆転駆動制御動作を割り込ませる頻度はできるだけ少ないことが好ましい。

本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであって、劣化トナーを除去する場合に、クリーニング不良が発生しにくくタイムロスも生じにくい画像形成装置及び画像形成方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明に係る画像形成装置は、表面にトナー像が担持される像担持体と、前記像担持体の回転駆動を制御する駆動制御手段と、前記トナー像を作像する現像装置と、前記現像装置内部のトナーが劣化したと判断すると前記現像装置に劣化トナーを強制排出させる強制排出制御手段と、第１の方向に回転駆動する前記像担持体の表面の移動方向に対してカウンタ向きに当接され、その表面に付着した前記劣化トナーを掻き取って除去するクリーンニングブレードとを備えた画像形成装置であって、前記クリーニングブレード又はその周辺の温度を検知する温度検知手段を備え、前記駆動制御手段は、劣化トナーが強制排出された場合に、前記温度検知手段による検知温度が所定温度未満であると前記クリーニングブレードが前記劣化トナーを除去する迄に前記像担持体を前記第１の方向とは反対の第２の方向に一時的に逆転駆動させ、前記検知温度が所定温度以上であると前記逆転駆動をさせないことを特徴とする。

本発明に係る画像形成方法は、表面にトナー像が担持される像担持体と、前記像担持体の回転駆動を制御する駆動制御手段と、前記トナー像を作像する現像装置と、前記現像装置内部のトナーが劣化したと判断すると前記現像装置に劣化トナーを強制排出させる強制排出制御手段と、第１の方向に回転駆動する前記像担持体の表面の移動方向に対してカウンタ向きに当接され、その表面に付着した前記劣化トナーを掻き取って除去するクリーンニングブレードとを備えた画像形成装置における画像形成方法であって、前記クリーニングブレード又はその周辺の温度を検知し、劣化トナーが強制排出された場合に、前記温度検知手段による検知温度が所定温度未満であると前記クリーニングブレードが前記劣化トナーを除去する迄に前記像担持体を前記第１の方向とは反対の第２の方向に一時的に逆転駆動させ、前記検知温度が所定温度以上であると前記逆転駆動をさせないことを特徴とする。

本発明に係る画像形成装置及び画像形成方法は、劣化トナーが強制排出された場合に温度検知手段による検知温度が所定温度未満であると、クリーニングブレードが劣化トナーを除去する迄に像担持体を一時的に逆転駆動させてクリーニングブレードのクリーニング効果を高める構成であるため、低温時にクリーニング不良が発生しない。一方、劣化トナーが強制排出された場合に前記検知温度が所定温度以上であると、前記逆転駆動をさせない構成であるため、高温時には逆転駆動制御によるタイムロスが生じない。したがって、劣化トナーを除去する場合に、クリーニング不良が発生しにくくタイムロスも生じにくい。

以下、本発明に係る画像形成装置及び画像形成方法の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
［画像形成装置の構成］
図１は、本実施の形態に係る画像形成装置の全体の構成を示す概略構成図である。図１に示すように、本実施の形態に係る画像形成装置１は、電子写真方式のフルカラータンデム型のカラーデジタルプリンタであって、装置本体２の内部に収容された、中間転写体（像担持体）１０、複数のプロセスユニット２０、第１クリーナ３０、給紙部４０、二次転写ローラ５０、定着器６０、温度センサ（温度検知手段）７０および制御部１００等を備える。

中間転写体１０は、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）樹脂にカーボンを分散させて表面抵抗値を１×１０^７〜１×１０^１２Ω／□に調整した無端ベルトであって、駆動ローラ１１及びクリーナ対向ローラ１２に張架され、駆動ローラ１１を駆動手段（不図示）で回転させることにより回転駆動する。
回転駆動する方向は、画像形成動作時においては図１に矢印Ａで示す方向（第１の方向。以下、「正転方向Ａ」と称する。）であり、第１クリーナ３０でトナーを除去する場合も基本的に正転方向Ａである。しかし、後述する逆転駆動制御動作時においては図１に矢印Ｂで示す方向（第１の方向とは反対の第２の方向。以下、「逆転方向Ｂ」と称する。）である。

なお、中間転写体１０には、ポリカーボネート（ＰＣ）樹脂、ポリイミド（ＰＩ）樹脂、ウレタン系樹脂、フッ素系樹脂、ナイロン系樹脂等の樹脂や、シリコンゴム、ウレタンゴム等の弾性材、これらに導電粉体やカーボンを分散させることで抵抗調整を行った材料を用いても良い。また、駆動ローラ１１及びクリーナ対向ローラ１２には、アルミや鉄等の金属ローラ、又は、芯金の外周面をエチレン・プロピレンゴム（ＥＰＤＭ）、ニトリルゴム（ＮＢＲ）、ウレタンゴム、シリコンゴム等の弾性材料に導電粉体やカーボンを分散させることで抵抗値を１×１０^９Ω・ｃｍ以下に調整したものを被覆したローラ等を用いる。

プロセスユニット２０は、イエロー用２０Ｙ、マゼンタ用２０Ｍ、シアン用２０Ｃ、ブラック用２０Ｋの４つがあり、それぞれ中間転写体１０と対向させるようにして当該中間転写体１０に沿って所定間隔をあけて直列配置されている。各プロセスユニット２０は、感光体ドラム２１、帯電器２２、露光器２３、現像装置２４、一次転写ローラ２５および第２クリーナ２６等を備えており、各色のトナー像を形成する。なお、各プロセスユニット２０は、形成する画像の色が異なる他は同一の構成を有する。

感光体ドラム２１は、表面に感光体層が形成された外径約２０〜１００ｍｍの円筒形状であって、制御部１００からの制御信号により感光体駆動モータ（不図示）によって、図１に示す矢印の方向に回転駆動される。
帯電器２２、露光器２３、現像装置２４、一次転写ローラ２５および第２クリーナ２６は、感光体ドラム２１の周囲に当該感光体ドラム２１の回転方向に沿ってその順で配置されている。

帯電器２２は、像担持体との間で放電を起させて感光体ドラム２１の表面を所定の電位に帯電させる非接触方式の帯電器である。
露光器２３は、画像情報の時系列電気デジタル画素信号に対応したレーザービームを感光体ドラム２１の表面に照射し、露光部分の帯電電位を変化させて静電潜像を形成する。
現像装置２４は、現像ローラ２４ａ、供給ローラ２４ｂ及び規制板２４ｃ等を備え、供給ローラ２４ｂによって現像ローラ２４ａ上に供給されたトナーを、電界等によって感光体ドラム２１の表面に付着させて静電潜像を顕像化する。トナーには、例えば、粒径７μｍ以下、好ましくは４．５μｍ以上６．５μｍ以下の重合トナーを用いる。なお、重合トナー以外に粉砕トナー等を用いても良い。

一次転写ローラ２５は、中間転写体１０を挟んで感光体ドラム２１と対向配置されており、感光体ドラム２１の表面のトナー像を電界と圧力によって中間転写体１０へ転写する。なお、一次転写ローラ２５には、アルミや鉄等の金属ローラ、又は、芯金の外周面をエチレン・プロピレンゴム、ニトリルゴム、ウレタンゴム、シリコンゴム等の弾性材料に導電粉体やカーボンを分散させることで抵抗値を１×１０^９Ω・ｃｍ以下に調整したものを被覆したローラ等を用いる。

第２クリーナ２６は、感光体ドラム２１の表面に第２クリーニングブレード２６ａを当接させて、その表面から不要なトナーや、異物等を掻き取って除去する方式である。ここで不要なトナーとは、後述する劣化トナー、転写不良等による転写残トナー、又はトナー粉塵等である。
第２クリーニングブレード２６ａは、例えば、ポリウレタンゴム等のゴムやその他の軟質合成樹脂等の弾性体からなる。トナー除去動作時、第２クリーニングブレード２６ａは感光体ドラム２１の回転方向に対してカウンタ向きになるよう当接され、これによって感光体ドラム２１の表面からトナーを掻き取って除去する。なお、掻き取られたトナーは第２クリーナ２６の内部に回収される。

第１クリーナ３０は、第２クリーナ２６と略同様の構成を有し、中間転写体１０の表面に第１クリーニングブレード３１を当接させて、その表面から不要なトナーや用紙のカット面から発生する紙粉などの異物等を掻き取って除去する方式である。
第１クリーニングブレード３１も、例えば、ポリウレタンゴム等のゴムやその他の軟質合成樹脂等の弾性体からなり、除去動作時は、中間転写体１０の駆動ローラ１１に巻き掛けられた部分に、正転方向Ａに回転駆動する中間転写体１０の表面の移動方向に対してカウンタ向きに当接される。第１クリーニングブレード３１で掻き取られたトナーは、第１クリーナ３０の内部に回収された後、第１クリーナ３０外に排出され廃トナーケース（不図示）に収容される。

給紙部４０は、用紙を二次転写のタイミングに合わせて二次転写位置へ搬送する。
二次転写ローラ５０は、二次転写位置へ搬送された用紙に中間転写体１０の表面のトナー像を転写する。
定着器６０は、対向配置され接触回転する一対の定着ローラ８ａ，８ｂを備え、それら定着ローラ８ａ，８ｂ間を用紙が通過すると、その用紙を加熱、加圧しトナーを用紙に定着させる。

温度センサ７０は、例えばサーミスタであって、第１クリーニングブレード３１の反発弾性を左右する装置本体２の内部の温度、具体的には第１クリーニングブレード周辺の温度を検知し、その結果を温度情報として制御部１００に送信する。なお、温度センサ７０は、図１では中間転写体１０における第１クリーニングブレード３１当接部位よりも正転方向Ａ上流側に配置されているが、これ以外の位置に配置しても良いし、直接クリーニングブレード３１の温度を検知できるようにクリーニングブレード３１に接触させて配置しても良い。また、温度センサ７０にはサーミスタ以外の温度検知センサを用いても良い。

制御部１００は、ＣＰＵ（中央演算回路）、動作プログラム等を記憶するＲＯＭ、可変データを記憶する不揮発メモリ、記憶手段等から構成されるコンピューターシステムであって、各ユニットを制御することによって画像形成装置１全体の機能及び動作を制御する。これにより、画像形成装置１はプリントジョブ等の処理が可能となる。
図２は、制御部等の構成を示すブロック図である。図２に示すように、制御部１００は、動作プログラムに従って作動することにより、ページ数カウント手段１０１、累積ページ数カウント手段１０２、画素数カウント手段１０３、強制排出制御手段１０４、駆動制御手段１０５、累積移動距離カウント手段１０６、逆転禁止手段１０７、及び、全体制御手段１０８等の各手段として作動する。

ページ数カウント手段１０１は、一連の複写動作のページ数ＭＺをカウントする。
累積ページ数カウント手段１０２は、累積の複写ページ数ＭＸをカウントするものであって、累積の複写ページ数ＭＸが不揮発メモリに記憶されている平均印字率を計算する際の複写ページ数の設定値（後述する実施の形態では１００枚）に達したところでリセットされる。

画素数カウント手段１０３は、記憶手段に記憶された１ページ分の画像データの黒画素数及び白画素数をカウントする毎にカウントアップし、前述の設定値である１００ページ分の累積の黒画素数及び白画素数をカウントしたとところで、この累積のカウント値を不揮発メモリに出力し記憶させる。なお、黒画素数をカウントするのはブラック用プロセスユニット２０Ｋの場合であって、その他の色用のプロセスユニット２０Ｙ，２０Ｍ，２０Ｃの場合はそれぞれの色の画素数をカウントする。

強制排出制御手段１０４は、現像装置２４の内部のトナーが劣化したと判断すると前記現像装置２４に劣化トナーを強制排出させる強制排出動作を実行する。詳細については後述する。
駆動制御手段１０５は、駆動ローラ１１が１回転する毎にパルスを出力するエンコーダーからの出力を受信すると共に駆動ローラ１１へ制御信号を送信して中間転写体１０の回転駆動を制御する。この回転駆動制御の特徴は、劣化トナーが強制排出された場合に、温度センサ７０による検知温度Ｔが所定温度未満であると、第１クリーニングブレード３１が劣化トナーを除去する迄に中間転写体１０を逆転方向Ｂに一時的に逆転駆動させ、検知温度Ｔが所定温度以上であると前記逆転駆動をさせないことである。詳細については後述する。

累積移動距離カウント手段１０６は、前記エンコーダーからの出力を受信して、中間転写体１０の累積移動距離Ｌをカウントする。累積移動距離Ｌは、逆転駆動終了時にリセットされその終了時から新たなカウントが開始される中間転写体１０の表面の移動距離である。
逆転禁止手段１０７は、累積移動距離Ｌが閾値（所定距離）未満の場合は前記逆転制御を禁止する。この閾値は温度センサ７０による検知温度Ｔに応じて変更される。詳細については後述する。

全体制御手段１０８は、画像形成装置１が全体として円滑に動作するように、各部を制御する。
このような制御部１００は、画像形成装置１の電源がＯＦＦされる毎に、累積ページ数カウント手段１０２、画素数カウント手段１０３及び累積移動距離カウント手段１０６が取得する値を不揮発メモリにダウンロードするとともに、画像形成装置１の電源がＯＮされる毎に、不揮発メモリの値を累積ページ数カウント手段１０２、画素数カウント手段１０３及び累積移動距離カウント手段１０６にアップロードするようにプログラムされている。

また、不揮発メモリには、平均印字率を計算する際の複写ページ数の設定値（１００枚）、強制排出動作を行うか否かを判断する平均印字率の閾値（本実施の形態では用紙サイズによらず５％が設定されているが用紙サイズにより閾値を変更しても良い。）、強制排出動作における露光面積や露光量等が予め書き換え可能な状態で記憶されている。
［画像形成装置の動作］
次に、本実施の形態に係る画像形成装置１の動作について説明する。本実施の形態に係る画像形成装置１は、現像装置２４の内部のトナーが劣化すると劣化トナーを強制排出する強制排出動作と、劣化トナーが強制排出された場合に実行される劣化トナーの除去動作とに特徴を有する。したがって、それら動作に重点をおいて説明する。

＜劣化トナーの強制排出動作＞
まず、劣化トナーの強制排出動作について説明する。この動作は各プロセスユニット２０に対してそれぞれ実行される。
前述したように、画像形成時に印字率の比較的低い原稿が連続すると、現像装置２４において現像ローラ２４ａ上から消費されるトナー量が少なくなるため、トナーが劣化して当該トナーの帯電量や付着力が変化する。そこで、強制排出動作では、現像装置２４に所定量のトナーを強制的に排出させ、現像ローラ２４ａ上から劣化トナーを取り除く。

劣化トナーを強制排出するためには、感光体ドラム２１の表面に所定濃度の黒ベタ画像または所定面積の黒ベタ画像の静電潜像を形成する。所定濃度の黒ベタ画像の静電潜像を形成する場合は、露光器２３の露光の際に照射面積を変えることによって黒ベタ画像の面積を変化させ、容易にトナー排出量を調整することができる。一方、所定面積の黒ベタ画像の静電潜像を形成する場合は、露光器２３の露光の際に照射光量を変えることによって黒ベタの濃度を変化させ、容易にトナーの排出量を調整することができる。露光量、照射面積及び露光タイミングは、制御部１００からの出力によりコントロールする。なお、黒ベタ画像が形成されるのはブラック用プロセスユニット２０Ｋの場合であって、その他の色用のプロセスユニット２０Ｙ，２０Ｍ，２０Ｃの場合はそれぞれの色のベタ画像が形成される。

強制排出動作において、強制的に排出されるトナー量、すなわち感光体ドラム２１の表面に付着させるトナー量やそのタイミングについては、原稿の印字率、画像が形成される用紙サイズ、及び、形成される画像の倍率等の条件によって決定される。
本実施の形態においては、制御部１００が、予め設定されている所定ページ数分（１００枚）の画像データについての平均の印字率を算出し、平均の印字率が閾値（５％）以下の場合に、現像装置２４に信号を出力して強制排出動作を実行する。１回の強制排出動作で排出されるトナー量は、感光体ドラム２１のほぼ全面にベタで付着する程度の量である。

具体的には、画像形成動作により１ページ分の静電潜像が感光体ドラム２１に形成される毎に、画素数カウント手段１０３が、記憶手段に記憶された１ページ分の画像データの黒画素数及び白画素数をカウントしてカウントアップし、前述の所定枚数の設定値である１００ページ分の累積の黒画素数及び白画素数をカウントしたとところで、制御部１００がこの１００ページ分の累積の黒画素数及び白画素数のカウント値から１ページ当たりの平均印字率を算出する。

１ページ当たりの印字率とは、１ページ分の画像データについて、１ページ分の印字領域内で、全く印字のない白紙の状態を印字率０％とし、完全にトナーで埋め尽くされている状態を１００％とし、印字領域における印字面積と非印字面積の割合として定義する。例えば、白一色の画像は印字率０％であり、全領域が白以外の単一色のベタ画像は印字率１００％であり、印字領域内の半分の面積が白色部分の無い画像で残りが白色画像の場合は印字率５０％である。式で表すと黒画素数／総画素数（白画素数＋黒画素数）×１００が印字率となる。

強制排出動作は、一連の画像形成動作を一旦中断するなどして、非画像形成期間すなわち画像形成動作がなされない期間に実行される。したがって、非画像領域に限定されることなく中間転写体１０の表面の幅方向ほぼ全域に亘ってトナーを強制的に付着させることができ、その結果、多量のトナーを一度に付着させることができる。
図３は、劣化トナーの強制排出動作の内容を示すフローチャートである。劣化トナーの強制排出動作の流れを図３に示すフローチャートを用いて以下に説明する。

画像形成装置の電源がＯＮされると、不揮発メモリに記憶されている累積ページ数カウントの値、並びに、黒画素数カウント及び白画素数カウントの値が、累積ページ数カウント手段１０２及び画素数カウント手段１０３にそれぞれアップロードされる（ステップＳ１００）。
プリントジョブ又はコピージョブの画像データが入力されると（ステップＳ１０１）、入力された所定ページ数分の画像データが記憶手段に記憶され画像処理される。

ページ数カウント手段１０１は、ステップＳ１０１で入力された画像データのページ数と原稿１ページ当たりの複写ページ数からトータルの複写ページ数Ｍを算出する（ステップＳ１０２）。
制御部１００は、累積ページ数カウント手段１０２から累積の複写ページ数ＭＸを読み出すと共に、平均印字率を計算する際の複写ページ数の設定値（１００枚）を不揮発メモリから読み出し、累積の複写ページ数ＭＸとステップＳ１０２で算出したトータルの複写ページ数Ｍとの和が１００以上か否かを判断する（ステップＳ１０３）。

１００以上ならば（ステップＳ１０３で「ＹＥＳ」）、プロセスユニット２０にて感光体ドラム２１の帯電、露光、トナーの現像がなされた後、用紙にトナー画像が形成され、複写が実行される（ステップＳ１０４）。一方、１００以上でない場合は後述する。
画素数カウント手段１０３が、ステップＳ１０４で露光された１ページ分の画像について、記憶手段に記憶されている画像データを解析し、黒画素数及び白画素数をカウントし、それぞれカウントアップする（ステップＳ１０５）。

ページ数カウント手段１０１は、一連の複写動作のページ数ＭＺを１だけカウントアップさせ（ステップＳ１０６）、累積ページ数カウント手段１０２は、累積の複写ページ数ＭＸを１だけカウントアップさせる（ステップＳ１０７）。
制御部１００は、累積ページ数カウント手段１０２から累積の複写ページ数ＭＸを読み出すと共に、平均印字率を計算する際の複写ページ数の設定値（ここでは１００が設定されている）を不揮発メモリから読み出し、累積の複写ページ数ＭＸが設定値１００に到達したか否かを判断する（ステップＳ１０８）。

到達していれば（ステップＳ１０８で「ＹＥＳ」）、累積の複写ページ数ＭＸを０にリセットする（ステップＳ１０９）。さらに、画素数カウント手段１０３の黒画素数カウント値及び白画素数カウント値を不揮発メモリに記憶させ、画素数カウント手段１０３の黒画素数カウント値及び白画素数カウント値を０にリセットする。一方、到達していなければ（ステップＳ１０８で「ＮＯ」）、ステップＳ１１２の処理が実行される。

制御部１００は、強制排出動作を行うか否かを判断する平均印字率の閾値（５％）を不揮発メモリから読み出し、不揮発メモリに記憶されている１００ページ分の黒画素数カウント値と白画素数カウント値から１ページ当たりの平均印字率を算出し、平均印字率が５％以下か否かを判断する（ステップＳ１１０）。
５％以下ならば（ステップＳ１１０で「ＹＥＳ」）、複写動作を休止し、トナーの強制排出動作が実行される。制御部１００は、不揮発メモリから露光面積や露光量などの条件を読み出し、現像装置２４に信号を出力し、感光体ドラム２１のほぼ全面に帯電、ベタ露光させて、感光体ドラム２１上にトナーを強制排出させる（ステップＳ１１１）。一方、５％以下でなければ（ステップＳ１１０で「ＮＯ」）、ステップＳ１１２の処理が実行される。

制御部１００は、一連の複写動作のページ数ＭＺがステップＳ１０２で算出されたトータルの複写ページ数Ｍに到達したか否かを判断する（ステップＳ１１２）。
到達していれば（ステップＳ１１２で「ＹＥＳ」）、制御部１００は一連の複写動作のページ数ＭＺを０にリセットする（ステップＳ１１３）。以上で一連の画像形成処理が終了して画像形成装置１は待機動作に入る（ステップＳ１１４）。

ステップＳ１０３に戻って、１００以上でなければ（ステップＳ１０３で「ＮＯ」）、制御部１００は累積の複写ページ数ＭＸにステップＳ１０３で算出されたトータルの複写ページ数Ｍの和を新たな累積の複写ページ数ＭＸとしてカウントアップさせる（ステップＳ１１５）。
そして、プロセスユニット２０にて感光体ドラム２１の帯電、露光、トナーの現像がなされた後、用紙にトナー画像が形成され、複写が実行される（ステップＳ１１６）。画素数カウント手段１０３は、ステップＳ１１６で露光された１ページ分の画像について記憶手段に記憶されている画像データを解析し、黒画素数及び白画素数をカウントし、それぞれカウントアップする（ステップＳ１１７）。

制御部１００は、一連の複写動作のページ数ＭＺを１だけカウントアップさせ（ステップＳ１１８）、そのカウントアップされた一連の複写動作のページ数ＭＺがステップＳ１０２で算出されたトータルの複写ページ数Ｍに到達したか否かを判断する（ステップＳ１１９）。
到達していれば（ステップＳ１１９で「ＹＥＳ」）、制御部１００は一連の複写動作のページ数ＭＺを０にリセットし（ステップＳ１１３）、一連の画像形成処理が終了して画像形成装置１は待機動作に入る（ステップＳ１１４）。到達していなければ（ステップＳ１１９で「ＮＯ」）、ステップＳ１０６の処理が実行される。

なお、本実施の形態では、強制排出動作は、制御部１００により、各色のプロセスユニット２０毎に実施されるが、例えば、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋの４つプロセスユニット２０のうちの少なくとも１つのプロセスユニット２０において、所定ページ数の平均印字率が５％以下であった場合に、４つのすべてのプロセスユニット２０において強制排出動作を同時に行い、劣化トナーを強制排出させるようにしても良い。

＜劣化トナーの除去動作＞
次に、劣化トナーの除去動作について説明する。劣化トナーは、各プロセスユニット２０の現像装置２４から感光体ドラム２１上に強制排出された後、中間転写体１０へ１次転写され、第１クリーナ３０によって除去される。
第１クリーナ３０の第１クリーニングブレード３１は、正転方向Ａに回転する中間転写体１０の表面の移動方向に対してカウンタ向きに配置されているため、トナーを効率良く除去することができる。しかし、用紙のカット面から発生する紙粉などの異物が、第１クリーニングブレード３１の当接部位に噛み込まれてしまうと、前述したようにクリーニング不良が発生しうる。このようなクリーニング不良の発生を防止する対策として、中間転写体１０を逆転方向Ｂに一時的に回転駆動させて噛み込まれた異物を前記当接部位から吐き出させて取り除く方法が有効である。

そのためには、正転させている中間転写体１０を、当該中間転写体１０上の劣化トナーが第１クリーニングブレード３１に到達する直前に一旦停止させ、その後一時的に逆転させてから停止させ、また正転させるといった逆転駆動制御を実行する必要がある。
なお、劣化トナーが第１クリーニングブレード３１に到達する直前のタイミングは、現像装置２４から強制排出された劣化トナーが第１クリーニングブレード３１に到達する直前の位置まで移動するために必要な時間を予め把握しておくことで予想する。また、一時的に中間転写体１０を逆転させる際の移動距離は、当接部位から異物を吐き出させるに足る距離であって、実験等により予め把握しておくことができる。

図４は、クリーニングブレードの温度特性を示す図である。図４に例示するように、第１クリーニングブレード３１は温度により反発弾性が変化する。具体的には、高温時は反発弾性が大きくなり低温時は反発弾性が小さくなる。
図５は、温度がクリーニング効果に及ぼす影響を説明するための模式図である。第１クリーニングブレード３１は高温度になると反発弾性が大きくなるため、図５（ａ）に示すように第１クリーニングブレード３１の先端の振動が大きくなる。この振動により、図５（ｂ）に示すように、ブレードピーク圧がトナーピーク圧よりも大きくなるため、第１クリーニングブレード３１のクリーニング効果が向上し、当接部位に異物が噛み込まれにくくなる。したがって、第１クリーニングブレード３１が高温度であるときには、逆転駆動制御を行う必要はない。

一方、第１クリーニングブレード３１は低温度になると、図５（ｃ）に示すように第１クリーニングブレード３１の先端の振動が小さくなる。このような場合は、図５（ｄ）に示すように、ブレードピーク圧がトナーピーク圧よりも小さく第１クリーニングブレード３１のクリーニング効果が低いため、当接部位に異物が噛み込まれ、劣化トナーが第１クリーニングブレード３１をすり抜けてしまう。したがって、図５（ｅ）に示すように、逆転駆動制御を実行して、当接部位から異物を吐き出させると共に、当接部位に滞留している劣化トナーを強制排除してブレードピーク圧を高めることが必要である。

図６は、検知温度Ｔと逆転駆動制御の要否との関係を示す図である。本実施の形態では、図６に示すように、第１クリーニングブレード３１の周辺の温度が３０℃以上であれば、逆転駆動制御を行わず、第１クリーニングブレード３１の周辺の温度が３０℃未満であれば、逆転駆動制御を行う。
具体的には、温度センサ７０が第１クリーニングブレード３１の周辺の温度を検知し、その検知温度Ｔについての温度信号を制御部１００に送信すると、制御部１００は検知温度Ｔが３０℃未満か否かを判断する。検知温度Ｔが３０℃未満でないときは、逆転駆動制御が実行されず、感光体ドラム２１は逆転方向Ｂへ回転駆動されない。一方、検知温度Ｔが３０℃未満であるときは逆転制御動作が実行される。

ただし、本実施の形態においては、検知温度Ｔが３０℃未満であっても、累積移動距離Ｌが閾値未満のときは逆転制御動作が実行されない。すなわち、逆転禁止手段１０７が、累積移動距離カウント手段１０６がカウントする累積移動距離Ｌが、閾値未満か否かを判断し、閾値未満のときは、たとえ検知温度Ｔが３０℃未満でも逆転制御動作を禁止する。
図７は、検知温度Ｔ及び累積移動距離Ｌとクリーニング不良との関係を示すテーブルである。実験により検知温度Ｔ及び累積移動距離Ｌとクリーニング不良との関係を調べた結果、図７に示すような関係を有することがわかった。

検知温度Ｔが１０℃の場合は、累積移動距離Ｌが１３０００ｍｍまではクリーニング不良は発生しなかったが、累積移動距離Ｌが１８０００ｍｍになるとクリーニング不良が発生した。検知温度Ｔが１５℃の場合は、累積移動距離Ｌが１８０００ｍｍまではクリーニング不良は発生しなかったが、累積移動距離Ｌが２４０００ｍｍになるとクリーニング不良が発生した。検知温度Ｔが２０℃、２３℃の場合は、累積移動距離Ｌが３６０００ｍｍでもクリーニング不良は発生しなかった。

このように、クリーニング不良が発生し始める累積移動距離Ｌは、検知温度Ｔによって変化し、検知温度Ｔが低いほどクリーニング不良の発生し始めるときの累積移動距離Ｌが短くなる。
したがって、検知温度Ｔが１０℃以下の場合は、累積移動距離Ｌが１３０００ｍｍを超えるとクリーニング不良が発生するため閾値を１３０００ｍｍとする。検知温度Ｔが１０℃を超え１５℃以下の場合は、累積移動距離Ｌが１８０００ｍｍを超えるとクリーニング不良が発生するため閾値を１８０００ｍｍとする。検知温度Ｔが１５℃を超える場合は、累積移動距離Ｌが３６０００ｍｍを超えてもクリーニング不良はまだ発生しないが余裕をみて閾値を３６０００ｍｍとする。なお、１５℃を超える場合の閾値を、クリーニング不良が発生する値（３６０００ｍｍよりも大きな値）としても良い。

逆転禁止手段１０７は、温度センサ７０からの温度情報を受信すると、記憶手段に記憶された図７に示すテーブルを参照して閾値を決定する。また、駆動ローラ１１のエンコーダーからの距離情報を受信して累積移動距離Ｌをカウントする。そして、累積移動距離Ｌが閾値に達するまで逆転制御動作を禁止する。
このように、累積移動距離Ｌが閾値未満のときに駆動制御手段１０５による逆転駆動制御を禁止するため、劣化トナーの強制排出動作中に逆転駆動制御動作が割り込む頻度が減りタイムロスが生じにくい。また、閾値を検知温度Ｔに応じて変更するため、よりタイムロスが生じにくい。

図８は、劣化トナー除去動作の内容を示すフローチャートである。劣化トナー除去動作の流れを図８に示すフローチャートを用いて以下に説明する。
画像形成装置の電源がＯＮされると、不揮発メモリに記憶されている累積移動距離カウントの値が累積移動距離カウント手段１０６にアップロードされる（ステップＳ２００）。その後、累積移動距離カウント手段１０６は、駆動ローラ１１の回転数に基づいて累積移動距離Ｌをカウントアップする（ステップＳ２０１）。

強制排出動作が実行されると（ステップＳ２０２で「ＹＥＳ」）、駆動制御手段１０５は温度センサ７０からの温度情報に基づき検知温度Ｔが３０℃未満か否かを判断する（ステップＳ２０３）。
検知温度Ｔが３０℃未満であれば（ステップＳ２０３で「ＹＥＳ」）、駆動制御手段１０５は記憶手段から図７に示すテーブルを読み出し、検知温度Ｔを参照して閾値を決定し、累積移動距離カウント手段１０６によりカウントされた累積移動距離Ｌが前記閾値未満か否かを判断する（ステップＳ２０４）。一方、検知温度Ｔが３０℃未満でなければ（ステップＳ２０３で「ＮＯ」）、逆転制御動作を実行する必要がないため逆転駆動制御は実行されずに、ステップＳ２０７の処理が実行される。

累積移動距離Ｌが閾値未満でなければ（ステップＳ２０４で「ＮＯ」）、逆転制御動作が実行され（ステップＳ２０５）、累積移動距離Ｌが０にリセットされる（ステップＳ２０６）。一方、累積移動距離Ｌが閾値未満であれば（ステップＳ２０４で「ＹＥＳ」）、逆転制御動作を実行する必要がないため逆転駆動制御は実行されずに、ステップＳ２０７の処理が実行される。

以上のステップＳ２０２〜２０６をジョブ終了まで実行し、ジョブが終了すると（ステップＳ２０７で「ＹＥＳ」）、一連の画像形成処理が終了して画像形成装置１は待機動作に入る（ステップＳ２０８）。
［画像形成方法］
本発明は、上記画像形成装置に限られず、上記各フローチャート等に示された処理を実行する方法であるとしてもよい。さらに、その方法をコンピュータが実行するプログラムであるとしてもよい。また、前記プログラムは、例えば磁気テープ、フレキシブルディスク等の磁気ディスク、ＤＶＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＡＭ、ＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−Ｒ、ＭＯ、ＰＤなどの光記録媒体、フラッシュメモリ系記録媒体等、コンピュータ読み取り可能な各種記録媒体に記録することが可能であり、当該記録媒体の形態で生産、譲渡等がなされる場合もあるし、プログラムの形態でインターネットを含む有線、無線の各種ネットワーク、放送、電気通信回線、衛星通信等を介して伝送、供給される場合もある。

また、前記プログラムは、上記に説明した処理をコンピュータに実行させるための全てのモジュールを含んでいる必要はなく、例えば通信プログラムやオペレーティングシステム（ＯＳ）に含まれるプログラムなど、別途情報処理装置にインストールすることができる各種汎用的なプログラムを利用して、本発明の各処理をコンピュータに実行させるようにしても良い。従って、上記した本発明の記録媒体に必ずしも上記全てのモジュールを記録している必要はないし、また必ずしも全てのモジュールを伝送する必要もない。さらに所定の処理を専用ハードウェアを利用して実行させるようにすることができる場合もある。

［変形例］
以上、本発明を実施の形態に基づいて説明してきたが、本発明は本実施の形態に限定されないことはいうまでもない。例えば、以下のような変形例が考えられる。
＜画像形成装置について＞
画像形成装置は、プリンタに限定されず、例えば、複写機、ファクシミリ機又はこれらの２以上を組み合わせた複合機であっても良い。

＜像担持体について＞
劣化トナー除去の対象となる像担持体は、中間転写体に限定されず、感光体ドラム、１次転写ローラ、２次転写ローラ等であっても良い。例えば、上記実施の形態に係る感光体ドラム２１の表面の劣化トナーを第２クリーナ２６のクリーニングブレード２６ａで除去する構成であっても良い。この場合、逆転駆動制御は感光体ドラム２１に対して実行される。また、像担持体の形状はベルト状に限定されず、ドラム状、ローラ状等であっても良い。

＜強制排出制御について＞
強制排出制御は、プリントジョブ又はコピージョブ等の画像形成動作中に実行される場合に限定されず、例えば、画像形成動作終了後に実行されても良い。このような場合であっても、次の画像形成動作を開始する迄の時間を短縮することができる。
＜逆転駆動制御について＞
逆転駆動制御は、高いクリーニング効果を得るために、劣化トナーがクリーニングブレードで掻き取られる直前に実行されることが好ましい。しかし、このような直前のタイミングに限定されず、画像形成動作の邪魔にならないタイミングで実行されれば良い。

本発明は、プリンタ、複写機、ファクシミリ機及び複合機等の画像形成装置に広く適用することができる。

本実施の形態に係る画像形成装置の全体の構成を示す概略構成図である。 制御部等の構成を示すブロック図である。 劣化トナーの強制排出動作の内容を示すフローチャートである。 クリーニングブレードの温度特性を示す図である。 温度がクリーニング効果に及ぼす影響を説明するための模式図である。 検知温度Ｔと逆転駆動制御の要否との関係を示す図である。 検知温度Ｔ及び累積移動距離Ｌとクリーニング不良との関係を示すテーブルである。 劣化トナー除去動作の内容を示すフローチャートである。

符号の説明

１ 画像形成装置
１０ 像担持体（中間転写体）
２４ 現像装置
３１ クリーンニングブレード
７０ 温度検知手段（温度センサ）
１０４ 強制排出制御手段
１０５ 駆動制御手段
１０７ 逆転禁止手段
Ａ 第１の方向
Ｂ 第２の方向

Claims (4)

1. 表面にトナー像が担持される像担持体と、前記像担持体の回転駆動を制御する駆動制御手段と、前記トナー像を作像する現像装置と、前記現像装置内部のトナーが劣化したと判断すると前記現像装置に劣化トナーを強制排出させる強制排出制御手段と、第１の方向に回転駆動する前記像担持体の表面の移動方向に対してカウンタ向きに当接され、その表面に付着した前記劣化トナーを掻き取って除去するクリーンニングブレードとを備えた画像形成装置であって、
   前記クリーニングブレード又はその周辺の温度を検知する温度検知手段を備え、
   前記駆動制御手段は、劣化トナーが強制排出された場合に、前記温度検知手段による検知温度が所定温度未満であると前記クリーニングブレードが前記劣化トナーを除去する迄に前記像担持体を前記第１の方向とは反対の第２の方向に一時的に逆転駆動させ、前記検知温度が所定温度以上であると前記逆転駆動をさせないことを特徴とする画像形成装置。
2. 前記検知温度が所定温度未満の場合であっても、前回の逆転駆動終了時からカウントを開始する前記像担持体の表面の累積移動距離が所定距離未満のときは、前記駆動制御手段による前記逆転駆動の制御を禁止する逆転禁止手段をさらに備えることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
3. 前記所定距離は前記検知温度に応じて変更されることを特徴とする請求項２記載の画像形成装置。
4. 表面にトナー像が担持される像担持体と、前記像担持体の回転駆動を制御する駆動制御手段と、前記トナー像を作像する現像装置と、前記現像装置内部のトナーが劣化したと判断すると前記現像装置に劣化トナーを強制排出させる強制排出制御手段と、第１の方向に回転駆動する前記像担持体の表面の移動方向に対してカウンタ向きに当接され、その表面に付着した前記劣化トナーを掻き取って除去するクリーンニングブレードとを備えた画像形成装置における画像形成方法であって、
   前記クリーニングブレード又はその周辺の温度を検知し、劣化トナーが強制排出された場合に、前記温度検知手段による検知温度が所定温度未満であると前記クリーニングブレードが前記劣化トナーを除去する迄に前記像担持体を前記第１の方向とは反対の第２の方向に一時的に逆転駆動させ、前記検知温度が所定温度以上であると前記逆転駆動をさせないことを特徴とする画像形成方法。

Images