JP2009288481A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】トナーの小粒径化、像担持体の高速化が進展しても、吐き出しトナー像のクリーニングブレードすり抜けを抑制して、吐き出し制御後に速やかに吐き出しトナー像を清掃できる画像形成装置を提供する。
【解決手段】トナーカートリッジ７ａに取り付けられたメモリタグ３０ａからトナーの製造年月日を読み取る。製造年月日からの経過日数が多いトナーカートリッジ７ａが接続された画像形成部Ｐａを用いて吐き出し制御を行う。製造年月日が古いトナーほど帯電性能が低下して中間転写ベルト１１への静電的吸着力が低下しているので、吐き出しトナー像の形成により多く用いて、帯電量が少なくてクリーニングブレードのすり抜けを起こしにくい吐き出しトナー像を形成させる。
【選択図】図１

Description

本発明は、着脱可能な現像容器を画像形成部に装着して現像剤を補充可能な画像形成装置、詳しくは、現像剤の在庫放置期間に応じてトナー吐き出し制御に用いる現像容器を選択する制御に関する。

感光体、現像装置、クリーニング装置等を一体化した着脱交換が可能なプロセスカートリッジを新品交換して画像形成装置に現像剤を供給するプロセスカートリッジ方式の画像形成装置が実用化されている。また、複数の現像装置に対して個別に着脱交換が可能なトナーボトル又はトナーカートリッジを交換して画像形成部に現像剤を供給するトナーカートリッジ方式の画像形成装置が実用化されている。

そして、これらの現像容器に無線方式でデータ書き込み／読み出しが可能な記憶装置（例えば無線ＩＣタグ）を取り付けて、読み出しデータに応じて画像形成条件を調整する画像形成装置が実用化されている。

特許文献１には、感光体、現像装置、クリーニング装置等を一体化したプロセスカートリッジにメモリ素子を取り付けた画像形成装置が示される。メモリ素子にはプロセスカートリッジの製造年月日と品質保証日数のデータが記録されている。画像形成装置は、メモリ素子から読み込んだ製造年月日と品質保証日数とに基づいて、品質保証期限までの残り日数を表示する。

特許文献２には、プロセスカートリッジの使用開始後、プロセスカートリッジ内でトナーの帯電性能が次第に低下することが指摘されている。ここでは、プロセスカートリッジに無線ＩＣタグを取り付けて、画像形成ジョブの実行ごとにトナーの品質低下の履歴情報を書き込んでおり、起動時には、無線ＩＣタグから履歴情報を読み込んで、残り寿命と交換時期とを表示している。

特許文献３には、工場出荷時から実際に現像装置に充填されるまでの在庫放置期間が長いと、トナーの帯電性能が次第に低下することが指摘されている。ここでは、ロータリー現像装置を備えた１ドラム型のフルカラー画像形成装置が示され、現像剤供給装置に接続された古いトナーカートリッジを新しいトナーカートリッジに交換することによってトナーが補充される。新しいトナーカートリッジを接続して製造年月日を入力すると、在庫放置時間に応じたトナー像の形成条件（帯電電圧及び現像電圧）が自動設定される。

特許文献４には、非画像形成時の感光体に吐き出しトナー像を形成して中間転写体に転写し、中間転写体を清掃するクリーニングブレードとの摺擦部にトナーを供給する吐き出し制御が示される。

特開平５−３２３７１６号公報 特開２００５−１７８０５８号公報 特開２００６−２５１３８４号公報 特開２００５−６２３１６号公報

像担持体（感光体又は中間転写体）や記録材搬送体に相当量の吐き出しトナー像を転写した場合、吐き出しトナー像がクリーニングブレードによって十分に清掃されるまで、中間転写体や記録材搬送体を空転させる必要がある。画像形成されるトナー像との混色を避けるためである。このため、規定枚数ごとに連続画像形成を中断して吐き出し制御を行っている場合、吐き出しトナー像がクリーニングブレードによって像担持体から十分に清掃されるまで、画像形成を再開できない。

ここで、製造間もなくて帯電性能が高いトナーを用いて吐き出しトナー像を形成した場合、像担持体や記録材搬送体への静電的な付着力が強まって、吐き出しトナー像がクリーニングブレードをすり抜け易くなることが判明した。

特に、トナーが小粒径化されたり、像担持体や記録材搬送体が高速化されたりした場合、吐き出しトナー像がクリーニングブレードをすり抜ける割合が高くなることが判明した。

そして、吐き出しトナー像がクリーニングブレードをすり抜け易くなると、吐き出し制御後に、搬送体を数回転させないと吐き出しトナー像を十分に清掃できなくなる。このため、画像形成の開始が遅れる等して、ダウンタイムが増え、画像形成装置の生産性が低下してしまう。

本発明は、トナーの小粒径化、像担持体の高速化が進展しても、吐き出しトナー像のクリーニングブレードすり抜けを抑制して、吐き出し制御後に速やかに吐き出しトナー像を清掃できる画像形成装置を提供することを目的としている。

本発明の画像形成装置は、像担持体と、前記像担持体上にトナー像を形成する複数の画像形成部と、前記複数の画像形成部により前記像担持体上に形成されたトナー像を記録材に転写する転写手段と、前記像担持体上に当接して設けられ、前記像担持体上の転写残トナーをクリーニングするクリーニングブレードと、前記像担持体上に形成したトナー像を前記転写手段にて転写せずに前記クリーニングブレードに供給するモードを実行可能に制御する制御手段と、を有し、前記複数の画像形成部は、少なくとも現像剤を収容する現像容器がそれぞれ交換可能に設けられている画像形成装置であって、前記現像容器には、前記現像容器内の現像剤の製造日に関する情報が記憶された記憶手段が設けられており、前記制御手段は、前記モードを実行する際に、前記記憶手段に記憶された情報に基いて、前記製造日からの経過日数が多い現像容器の現像剤を優先的に使用するように制御することを特徴とする。

本発明の画像形成装置では、製造からの経過日数が多くて帯電性能が低下したトナーを主体的に用いて吐き出し制御を実行する。このため、吐き出されたトナーがブレードをすり抜けて像担持体（記録材搬送体）に連れ回ることが少ない。

従って、トナーの小粒径化、像担持体（記録材搬送体）の高速化が進展しても、ブレードすり抜けを抑制して、吐き出し制御後に速やかに吐き出しトナー像を清掃できる。

以下、本発明のいくつかの実施形態を、図面を参照して詳細に説明する。本発明は、製造日からの経過日数が多い現像剤ほど吐き出しトナー像に用いられる割合が高まる限りにおいて、各実施形態の構成の一部または全部を、その代替的な構成で置き換えた別の実施形態でも実施できる。

従って、中間転写ベルトを用いる画像形成装置に限らず、記録材搬送ベルトに担持された記録材にトナー像を順次転写して重ね合わせる画像形成装置でも実施できる。ベルト部材に沿って複数の感光ドラムを配置したタンデム型のみならず、１個の感光ドラム（像担持体）に複数の現像装置（画像形成部）を配置した１ドラム型でも実施できる。

本実施形態では、トナー像の形成／転写に係る主要部のみを説明するが、本発明は、必要な機器、装備、筐体構造を加えて、プリンタ、各種印刷機、複写機、ＦＡＸ、複合機等、種々の用途で実施できる。

なお、特許文献１〜４に示される画像形成装置、無線ＩＣタグ、吐き出し制御に関する一般的な事項については、図示を省略して重複する説明を省略する。説明中、特許請求の範囲で用いた構成名に括弧を付して示した参照記号は、発明の理解を助けるための例示であって、実施形態中の該当する部材等に構成を限定する趣旨のものではない。

＜第１実施形態＞
図１は第１実施形態の画像形成装置の構成の説明図である。

図１に示すように、第１実施形態の画像形成装置１００は、中間転写ベルト１１に沿って、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの画像形成部Ｐａ、Ｐｂ、Ｐｃ、Ｐｄを配置したタンデム型フルカラー複写機である。

画像形成部Ｐａでは、感光ドラム１ａにイエロートナー像が形成されて中間転写ベルト１１に一次転写される。画像形成部Ｐｂでは、感光ドラム１ｂにマゼンタトナー像が形成されて中間転写ベルト１１のイエロートナー像に重ねて一次転写される。画像形成部Ｐｃ、Ｐｄでは、それぞれ感光ドラム１ｃ、１ｄにシアントナー像、ブラックトナー像が形成されて同様に中間転写ベルト１１のトナー像に位置を重ねて順次一次転写される。

中間転写ベルト１１に一次転写された四色のトナー像は、二次転写部Ｔ２へ給送された記録材Ｐへ一括二次転写される。二次転写部Ｔ２でトナー像を二次転写された記録材Ｐは、定着装置８で加熱加圧を受けて表面にトナー像を定着された後に外部へ排出される。

分離装置２２は、記録材カセット２０からピックアップローラ２１によって引き出された記録材Ｐを１枚ずつに分離して、レジストローラ２３へ送り出す。レジストローラ２３は、停止状態で記録材Ｐを受け入れて待機させ、中間転写ベルト１１のトナー像にタイミングを合わせて二次転写部Ｔ２へ記録材Ｐを送り出す。

＜画像形成部＞
図２は画像形成部の構成の説明図である。

画像形成部Ｐａ、Ｐｂ、Ｐｃ、Ｐｄは、付設された現像装置４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄで用いるトナーの色がイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックと異なる以外は、ほぼ同一に構成される。以下では、図２を参照して画像形成部Ｐａについて説明し、他の画像形成部Ｐｂ、Ｐｃ、Ｐｄについては、説明中の符号末尾のａを、ｂ、ｃ、ｄに読み替えて説明されるものとする。

図２に示すように、画像形成部Ｐａは、感光ドラム１ａの周囲に、帯電ローラ２ａ、露光装置３ａ、現像装置４ａ、一次転写ローラ５ａ、クリーニング装置６ａを配置している。

感光ドラム１ａは、アルミニウム製シリンダの外周面に、帯電極性が負極性の有機光導電体層（ＯＰＣ）を形成してあり、１６０ｍｍ／ｓｅｃのプロセススピードで矢印Ｒ１方向に回転する。

帯電ローラ２ａは、外径１６ｍｍの導電性弾性部材で構成され、感光ドラム１ａに圧接して従動回転する。帯電ローラ２ａの表層抵抗は、１×１０^６Ω以下のものが好ましく、電気容量は５０００ｐＦ以下が好ましく、表層の１０点平均粗さＲＺ（ＪＩＳ Ｂ）はトナー中心粒径以下が好ましい。ここでは、１０点平均粗さＲＺは６．５μｍ以下とし、表面硬度は６０度（アスカーＣ）とした。

電源Ｄ３は、帯電ローラ２ａに直流電圧−７００Ｖと交流電圧Ｖｐｐ＝１５００Ｖ、Ｖｆ＝２０００Ｈｚとを重畳した帯電電圧を印加して、感光ドラム１ａの表面を一様な負極性の電位に帯電させる。

露光装置３ａは、イエローの分解色画像を展開した走査線画像データをＯＮ−ＯＦＦ変調したレーザービームを回転ミラーで走査して、帯電した感光ドラム１ａの表面に画像の静電像を書き込む。

現像装置４ａは、非磁性トナーを磁性キャリアに混合した二成分現像剤をスクリュー４ｒにより攪拌して、非磁性トナーを負極性に、磁性キャリアを正極性にそれぞれ帯電させる。帯電した二成分現像剤は、固定磁極４ｊの周囲で感光ドラム１ａとカウンタ方向に回転する現像スリーブ４ｓに穂立ち状態で担持されて、感光ドラム１ａを摺擦する。

二成分現像剤は、非磁性トナーと磁性キャリアとを重量比６：９４で混合してある。非磁性トナーは、粉砕法によって製造された平均粒径６μｍのネガ帯電トナーに対して、外添剤として、平均粒径２０ｎｍの酸化チタンを重量比１％混合してある。また、磁性キャリアは、飽和磁化が２０５ｅｍｕ／ｃｍ^３の平均粒径３５μｍのものを用いた。

電源Ｄ４は、負極性の直流電圧に交流電圧を重畳した現像電圧を現像スリーブ４ｓに印加して、現像スリーブ４ｓよりも相対的に正極性となった感光ドラム１ａの静電像へ非磁性トナーを移動させて、静電像を反転現像する。直流電圧は、−５００Ｖ、交流電圧は、Ｖｐｐ＝１５００Ｖ、Ｖｆ＝２０００Ｈｚとした。

現像容器としてのトナーカートリッジ７ａは、静電像の現像に伴って現像装置４ａから取り出される非磁性トナー及び外添剤を補給して、容器４ｉ内のトナー／キャリア比率を一定に維持する。即ち、トナーカートリッジ７ａは、現像装置から交換可能に設けられている。

一次転写ローラ５ａは、感光ドラム１ａ側へ中間転写ベルト１１を挟み込むように圧接されて、感光ドラム１ａと中間転写ベルト１１との間に一次転写部Ｔａを形成する。

電源Ｄａは、一次転写ローラ５ａに正極性の直流電圧を印加して、負極性に帯電して感光ドラム１ａに担持されたトナー像を、一次転写部Ｔａを通過する中間転写ベルト１１へ一次転写させる。

クリーニング装置６ａは、クリーニングブレードを感光ドラム１ａに摺擦して、一次転写部Ｔａを通過した感光ドラム１ａの表面に付着した転写残トナーを除去する。

＜クリーニング装置＞
図１に示すように、像担持体としての中間転写ベルト１１は、テンションローラ１２、駆動ローラ１３、及びバックアップローラ１０に掛け渡して支持され、１６０ｍｍ／ｓｅｃのプロセススピードで矢印Ｒ２方向に回転する。

中間転写ベルト１１は、膜厚７５μｍのポリイミド樹脂からなるものを用いたが、中間転写ベルト１１の材質としてはポリイミド樹脂に限定されるものではない。ポリカーボネイト樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂、ポリフッ化ビニリデン樹脂、ポリエチレンナフタレート樹脂、ポリエーテルエーテルケトン樹脂、ポリエーテルサルフォン樹脂、ポリウレタン樹脂なども利用できる。これらのプラスチック材料や、フッ素系、シリコン系のゴムを好適に用いることができる。厚みについても、７５μｍに限定されるわけではなく、大略２５〜２０００μｍ、好ましくは５０〜１５０μｍのものが好適に用いられる。

二次転写ローラ１４は、中間転写ベルト１１を介してバックアップローラ１０に圧接して、中間転写ベルト１１と二次転写ローラ１４との間に二次転写部Ｔ２を形成する。二次転写ローラ１４は、金属製のローラ軸の外周に抵抗性を付与したスポンジ弾性層を配置しており、バックアップローラ１０は、金属円筒で形成されて、接地電位に接続されている。

電源Ｄ２は、二次転写ローラ１４に正極性の直流電圧を印加して、中間転写ベルト１１に担持されたトナー像に重ねて二次転写部Ｔ２を通過する記録材Ｐへトナー像を静電的に移転させる。このように像担持体上に形成されたトナー像は、記録材上に形成された後、定着手段８により記録材に定着される。

二次転写ローラクリーニング装置１８は、二次転写ローラ１４に付着したトナーを除去して、記録材Ｐの裏汚れを防止する。

ベルトクリーニング装置１９は、中間転写ベルト１１にクリーニングブレード１９ａを摺擦させて、二次転写部Ｔ２を通過した中間転写ベルト１１に付着した転写残トナーを除去する。クリーニングブレード１９ａは、中間転写ベルト１１の回転方向に対して、テンションローラ１２に対向させた状態で、カウンター方向に当接させている。クリーニングブレード１９ａの材質は、ポリウレタンゴムを使用し、スラスト方向のサイズを３３０ｍｍ、自由長９ｍｍ、当接圧０．７９Ｎ／ｍの条件で設置を行った。

＜吐き出し制御＞
画像形成装置１００では、画像形成の累積に伴って、感光ドラム１ａ〜１ｄからのオゾン生成物や、一次転写部Ｔａ〜Ｔｄの放電によるオゾン生成物が、中間転写ベルト１１に付着して表面の摩擦係数を上昇させて部分的にばらつかせる。表面に不規則に付着した残留未転写トナーも、中間転写ベルト１１の表面の摩擦係数を部分的にばらつかせる。

この結果、中間転写ベルト１１のクリーニングブレード１９ａとの摩擦力が上昇し、クリーニングブレード１９ａの異常振動による画像不良や中間転写ベルト１１の回転ムラを引き起す。

そこで、画像形成装置１００では、クリーニングブレード１９ａの異常振動／反転めくれ対策として、非画像形成時に、吐き出しトナー像を形成して、中間転写ベルト１１に担持させている。また、このとき、二次転写部Ｔ２には、記録材Ｐへの転写時とは逆極性の電圧を印加して、吐き出しトナー像が二次転写部Ｔ２を高い効率で通過できるようにしている。

これにより、吐き出しトナー像は、クリーニングブレード１９ａの摺擦部に供給されて停滞し、中間転写ベルト１１の表面を摺擦して放電生成物や残留未転写トナーを絡めとって除去する。このようにして、中間転写ベルト１１の部分的な摩擦係数のばらつきが低減され、クリーニングブレード１９ａと中間転写ベルト１１との円滑で良好な摩擦状態が回復する。

しかし、高濃度で面積サイズが大きい吐き出しトナー像を高頻度に形成した場合、吐き出しトナー像がクリーニングブレード１９ａをすり抜けて、中間転写ベルト１１に連れ回り易くなる。そして、現像剤のトナーの平均粒子径が小さい場合、クリーニングブレード１９ａのすり抜けは一層深刻になり、吐き出しトナー像を形成後にクリーニングするために、中間転写ベルト１１を多数回転しなくてはならなくなる。

そこで、第１実施形態の画像形成装置１００では、製造日からの経過日数が多いトナーカートリッジ（７ａ〜７ｄ）から供給されたトナーを主体的に用いて、吐き出しトナー像を形成する。製造日からの経過日数が多いトナーほど帯電性能が劣化して帯電量が少なくなっているため、中間転写ベルト１１と吐き出しトナー間の静電的付着力が小さくなり、吐き出しトナー像がクリーニングブレード１９ａをすり抜けにくいからである。

そして、トナーカートリッジ７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄのうちで製造日からの経過日数が多いものを選択するために、トナーカートリッジ７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄに付設されたメモリタグ３０ａ、３０ｂ、３０ｃ、３０ｄを利用している。

なお、経過日数に関連する読み取り情報は、トナーの製造日には限定されず、トナーカートリッジの製造番号、封止日、工場出荷日等でもよい。

＜制御手段＞
図３は第１実施形態における吐き出し制御の概略を示したブロック図である。

図３に示すように、画像形成部Ｐａ、Ｐｂ、Ｐｃ、Ｐｄには、それぞれメモリタグ３０ａ、３０ｂ、３０ｃ、３０ｄが貼付されたトナーカートリッジ１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄが着脱可能に接続されている。トナーカートリッジ１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄが製造された段階で、メモリタグ３０ａ、３０ｂ、３０ｃ、３０ｄには、製造年月日やその他製造ロットに関する情報が記憶されている。

通信部５１は、メモリタグ３０ａ、３０ｂ、３０ｃ、３０ｄと通信して、現像容器内の現像剤の製造日からの経過日数に関連したトナー製造年月日などの情報の入出力を行う。制御部５０は、演算機能を備えたハードウェアとその演算動作を規定するソフトウェアとを備えて画像形成部Ｐａ、Ｐｂ、Ｐｃ、Ｐｄを動作制御する。

制御部５０は、通信部５１を通じて取得したトナーカートリッジ１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄの製造日からの経過日数に基づいて、画像形成部Ｐａ、Ｐｂ、Ｐｃ、Ｐｄを選択して吐き出し制御（吐き出しモード）を行わせる。

＜実施例１＞
図４は実施例１の制御のフローチャート、図５は経過日数と劣化係数の関係を示す線図である。

制御部５０は、画像形成枚数が、Ａ４サイズ換算で２００枚を超えると、非画像形成時である中間転写ベルト１１の後回転工程で、外径φ６０ｍｍの感光ドラムに１上に吐き出しトナー像を形成して像担持体としての中間転写ベルト１１に一次転写させる。

例えば、トナーカートリッジ１１ａが最も経過日数が多い場合、画像形成部Ｐａを用いて吐き出し制御を実行する。画像形成終了後、中間転写ベルト１１が、約７秒間、後回転工程と呼ばれる空回転を行う。本実施例では、この際に、制御部５０によりベルトクリーニング装置１９のクリーニングブレード１９ａにトナーを供給する吐き出しモードが実行可能に制御されている。例えば、吐き出しモード時には、スラスト方向３００ｍｍ、回転周方向１００ｍｍのハーフトーン帯画像の吐き出しトナー像を感光ドラム１ａに形成し、転写電流１０〜２０μＡを印加して中間転写ベルト１１に一次転写する。そして、中間転写ベルト１１に転写された吐き出しトナー像は、二次転写部Ｔ２にて記録材Ｐに転写されることなく、ベルトクリーニング装置１９のクリーニングブレード１９ａに潤滑剤として、定期的にトナー補給される。

ハーフトーン帯画像の濃度は、後述するように、トナーカートリッジ１１ａの経過日数が多いほど高濃度、すなわちトナー載り量を多く設定される。また、ハーフトーン帯画像の回転周方向長さは、トナーが古いほど短く設定される。トナーが古いほど吐き出しトナー像がベルトクリーニング装置１９のクリーニングブレード１９ａをすり抜けにくいからである。トナーが古いほど、吐き出しトナー像の厚みを大きくして、一定量のトナーをクリーニングブレード１９ａへ供給するための回転周方向長さを短くすることにより、吐き出し制御の時間を短縮している。

具体的には、例えば、吐き出しトナー像の濃度が、ＯＤ値≒０．６である場合に、現像コントラスト電位が、装置内の水分量に対応させた１００Ｖ〜１５０Ｖの範囲内にあるように吐き出しトナー像を形成する。

図３を参照して図４に示すように、制御部５０は、画像形成ジョブを受信すると（Ｓ１１のＹＥＳ）、メモリタグ３０ａ、３０ｂ、３０ｃ、３０ｄからトナー製造年月日を読み込む（Ｓ１２）。

制御部５０は、トナーカートリッジ１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄの製造日からの経過日数ｔを演算して劣化係数ｋを求める（Ｓ１３）。そして、吐き出し制御に用いる現像装置と、吐き出しトナー像の形成条件とを決定する（Ｓ１４）。制御部５０は、吐き出しモード時において、経過日数が多い現像剤を収容した現像容器を有する画像形成部から優先的にトナー消費されるように画像形成部を制御する。

制御部５０は、作像カウンタＣＯＮＴ（ｄ）をリセットして（Ｓ１５）、起動、前回転を実行し（Ｓ１６）、画像形成を１枚行うごとに（Ｓ１７）、作像カウンタＣＯＮＴ（ｄ）をカウントアップする（Ｓ１８）。そして、ジョブの画像形成枚数が終了するまで（Ｓ１９のＮＯ）、画像形成を繰り返す（Ｓ１７〜Ｓ１９）。

制御部５０は、ジョブの画像形成が終了したとき（Ｓ１９のＹＥＳ）、作像カウンタＣＯＮＴ（ｄ）が２００以上であれば（Ｓ２０のＹＥＳ）吐き出し制御を実行して（Ｓ２１）、後回転を行って電源をＯＦＦする（Ｓ２２）。

吐き出しトナー像の形成条件の設定（Ｓ１４）では、トナーカートリッジ１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄの製造日からの経過日数ｔに応じて吐き出しトナー像の濃度及び像担持体の移動方向の長さが設定される。

図５に示すように、経過日数の増加に伴って劣化係数ｋが上昇する。図５の劣化係数ｋに応じて、表１に示すように、スラスト方向３００ｍｍの吐き出しトナー像の濃度と長さとが演算される。ここで、濃度は、定着後の画像の反射濃度１．４を１００％として、設定されている。また、吐き出しトナー像の長さは、吐き出しトナー像の合計のトナー量が一定になるように、濃度に応じて設定される。

これにより、クリーニングブレード１９ａをすり抜けにくい古いトナーほど、濃度を高めて吐き出しトナー像の長さを短くして、吐き出し制御を短時間で終了できるようにしている。

実施例１を表１に基づいて説明すると、図１に示す画像形成部Ｐａのイエロートナーが、経過日数が６００日を超えた長期保管トナーである場合、劣化係数ｋ＝０．７７となる。劣化係数ｋを用いて吐き出しトナー像の濃度が最大濃度の５５％相当、長さが３２０ｍｍに設定される。

ちなみに、表１の数値は、実験に基づいて任意の数値として設定でき、画像形成装置の各種パラメータや環境の温度湿度条件により、適宜決定される。

実施例１の制御は、現像剤の劣化度を、保管期間ばかりでなく、画像形成時のパラメータ係数である、環境の温度湿度条件、累積画像形成枚数、画像比率等から求めて吐き出しトナー像の形成条件を決定することができる。これにより、劣化度の高い補給用現像成剤をより多く消費しつつ、劣化度が低く、より新鮮な像成剤の消費を抑制して効率的な現像剤の消費が可能となる。

加えて、劣化度の高い現像剤を多用する制御により、クリーニングブレード１９ａのクリーニング性を補助支援して、長期にわたり、高画質高安定な画像形成を可能とする。

＜実施例２＞
実施例１では、トナーカートリッジ１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄのうちで最も経過日数の多いものが接続された画像形成部Ｐａ、Ｐｂ、Ｐｃ、Ｐｄを選んで単独で吐き出しトナー像を形成させた。

実施例２では、画像形成部Ｐａ、Ｐｂ、Ｐｃ、Ｐｄで同時に各色の吐き出しトナー像を形成して、中間転写ベルト１１の別々の位置に一次転写する。そして、画像形成部Ｐａ、Ｐｂ、Ｐｃ、Ｐｄにおける吐き出しトナー像の形成条件は、各色スラスト方向３００ｍｍ、回転方向長さは、各色の吐き出しトナー像が重ならないように１００ｍｍの固定としている。

そして、画像形成部Ｐａ、Ｐｂ、Ｐｃ、Ｐｄで形成される吐き出しトナー像の濃度、すなわちトナー載り量を表２のように定めている。

表２に示すように、画像形成部Ｐａ、Ｐｂ、Ｐｃ、Ｐｄは、トナーカートリッジ１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄの経過日数に応じたトナー載り量の吐き出しトナー像を中間転写ベルト１１上の重ならない位置に一次転写する。これにより、中間転写ベルト１１上には各色の吐き出しトナー像がほぼ連続した状態で担持されて、逆方向の電圧が印加された二次転写部Ｔ２を通過して、ベルトクリーニング装置１９のクリーニングブレード１９ａによって除去される。

例えば、トナーカートリッジ１１ａの経過日数が１０００日で、トナーカートリッジ１１ｂ、１１ｃ、１１ｄの経過日数が３００日の場合、画像形成部Ｐａは、濃度６５％のハーフトーン帯画像を形成する。一方、画像形成部Ｐｂ、Ｐｃ、Ｐｄは、濃度２０％のハーフトーン帯画像を形成する。

このようにして、劣化度が低く、より新鮮で帯電能の高いトナーであるマゼンタ、シアン、ブラックについては、吐き出しトナー像による消費量を抑制できる。一方、劣化度が高くて帯電性能が低下したイエロートナーについては、吐き出しトナー像による消費量を増して、クリーニングブレード１９ａ位置でのトナーすり抜けを防止できる。これにより、クリーニング不良の弊害が防止される。

ちなみに、実施例２では、トナーの劣化度ｋに応じて吐き出しトナー像の形成条件を定めたが、環境の温度湿度条件や累積画像形成枚数に応じて吐き出しトナー像の形成条件を変化させてもよい。連続画像形成枚数の大きな画像形成ジョブを処理する高速画像形成装置等では、画像形成枚数と画像比率とに応じた変更を付加してもよい。画像形成枚数と画像比率とに応じて中間転写ベルト１１における放電生成物の蓄積量が変化して、クリーニングブレード１９ａの摩擦状態の回復に必要な吐き出しトナー像の形成条件が違ってくるからである。

＜実施例３＞
実施例１では、演算算出されたトナーの劣化係数ｋに基づいて、非画像形成時の吐き出しトナー像の濃度を決定した。これに対して、実施例３では、大径サイズのφ８０ｍｍの感光ドラム１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄを採用する画像形成装置１００において、吐き出しトナー像の面積サイズを経過日数に応じて決定することを採用した。

すなわち、スラスト方向３００ｍｍの吐き出しトナー像の回転方向長さを、吐き出しトナー像を形成する画像形成部に接続されたトナーカートリッジの経過日数に応じて設定する。経過日数が多いほど回転方向の長さを長くし、経過日数が短いほど回転方向の長さを短くすることにより、古いトナーが吐き出しトナー像に多く使用されるようにした。

＜実施例４＞
実施例４では、小径φ３０ｍｍの感光ドラム１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄを搭載した小サイズの画像形成装置１００において、画像形成シーケンスの前回転工程と後回転工程とに分けて１回づつ吐き出し制御を実行する。

すなわち、実施例２のように、画像形成部Ｐａ、Ｐｂ、Ｐｃ、Ｐｄにて、並列にそれぞれの経過日数に応じた濃度の吐き出しトナー像を形成して、中間転写ベルト１１上に重ならないように一次転写する。このとき、小型画像形成装置では、画像形成部Ｐａ、Ｐｂ、Ｐｃ、Ｐｄの間隔が短いため、クリーニングブレード１９ａの摩擦状態を十分に回復できるだけの長さの吐き出しトナー像を形成できなくなる。

このため、画像形成シーケンスの前回転工程と後回転工程とに分けて、実施例２のように１回ずつ吐き出しトナー像を形成することとした。吐き出しトナー像の回転方向長さを実施例２の１００ｍｍから５０ｍｍに短くし、かつ、実施例２と同様の吐き出しトナー像の濃度制御を行った。これにより、実施例２とほぼ同等の効果が得られた。

＜実施例５＞
実施例５では、実施例１の制御において、最も経過日数の多いトナーカートリッジの劣化係数が１の場合には、吐き出しトナー像の形成頻度を高くした。

実施例１と同様に、最も経過日数の多いトナーカートリッジが接続された画像形成部のみを用いて、規定枚数以上の画像形成ジョブの後回転工程において吐き出し制御を実行する。そして、最も経過日数の多いトナーカートリッジの劣化係数が１の場合には、吐き出し制御を実行するか、しないかを決定する規定枚数を実施例１の２００枚よりも少ない１００枚とする。

これにより、帯電性能の劣化した古いトナーを実施例１よりも積極的に活用して、クリーニングブレード１９ａと中間転写ベルト１１との摩擦状態を回復できる。実施例４は、長期に渡り、トナーカートリッジから現像装置へ未使用トナーが供給され続け、かつ、感光ドラム目標耐久枚数が小さい、低速、低ランニングコストの画像形成装置に特に有効である。

＜実施例６＞
実施例１では、画像形成ジョブの画像形成枚数が２００枚以上の場合の後回転工程において、吐き出し制御を実行して、クリーニングブレード１９ａと中間転写ベルト１１との摩擦状態を回復させた。

これに対して、実施例６では、連続画像形成の累積枚数が規定枚数の３００枚に達すると、連続画像形成を中断して、実施例１と同様な吐き出しトナー像を中間転写ベルト１１に担持させる制御とした。連続画像形成を中断して吐き出しトナー像を形成した後に、中間転写ベルト１１を１回転させて、吐き出しトナー像をベルトクリーニング装置１９にて除去する。そして、その後、連続画像形成枚数のカウンタをリセットして後続の画像形成を再開する。これにより、３００枚の画像形成ごとに１回の吐き出し制御が実行される。

＜第２実施形態＞
図６は第２実施形態の画像形成装置の構成の説明図である。

図６に示すように、第２実施形態の画像形成装置２００は、中間転写ベルト１１に代えて記録材搬送ベルト１１Ｈを用いる以外は、第１実施形態の画像形成装置１００と同様に構成される。従って、図６中、第１実施形態と共通する構成には、図１と共通の符号を付して重複する説明を省略する。

近年、電子写真方式の画像形成装置では、高画質化の探求によって、現像剤のトナーの平均粒子径は、４〜５μｍまで小さくなっている。そして、トナーの粒子径の縮小に伴ってトナー粒子に対する帯電付与性が従来よりも大きくなる傾向にある。このため、低湿度環境下において、画像比率の低い画像の連続画像形成を高速で行った場合に、記録材搬送体上の高帯電残留トナーの清掃不良が問題となっている。また、同じ理由で、記録材搬送体上に吐き出しトナー像を形成した際に、ブレードクリーニングに困難を生じて復帰に時間がかかることが問題となっている。

従って、記録材搬送体を用いた画像形成装置においても、実施例１〜６の制御を同様に適用して、劣化度の高いつまり、帯電性能の低い現像剤を、非画像形成時に、より多量に使用させる。そして、複数の現像装置における、劣化度の進行していない現像剤を含有する画像形成部では、クリーニングブレード１９ａの摺動性確保を目的とした現像剤の消費量をより少なく、もしくはゼロにする。

つまり、より劣化度の進行した帯電性能の低い現像剤を選択的に排出する一方で、逆に、より新鮮な現像剤を画像形成用として温存する。これにより、画像形成装置全体としてみた場合、トナー消費率を悪化させることなく、かつ、劣化度の大きなトナーで吐き出しトナー像を形成するので、クリーニングブレード１９ａにおけるトナーすり抜けによるクリーニング不良を抑制できる。

第１実施形態の画像形成装置の構成の説明図である。 画像形成部の構成の説明図である。 第１実施形態における吐き出し制御の概略を示したブロック図である。 実施例１の制御のフローチャートである。 経過日数と劣化係数の関係を示す線図である。 第２実施形態の画像形成装置の構成の説明図である。

符号の説明

１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ 感光ドラム
２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄ 帯電ローラ
３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄ 露光装置
４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄ 現像装置
５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄ 一次転写ローラ
６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄ クリーニング装置
７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄ 現像容器（トナーカートリッジ）
８ 定着装置
１１ 像担持体（中間転写ベルト）
１１Ｈ 記録材搬送体（記録材搬送ベルト）
１９ ベルトクリーニング装置
１９ａ クリーニングブレード
３０ａ、３０ｂ、３０ｃ、３０ｄ 記憶手段（メモリタグ）
５１ 通信部
５０ 制御手段（制御部）
１００ 画像形成装置
Ｐａ、Ｐｂ、Ｐｃ、Ｐｄ 画像形成部

Claims (6)

1. 像担持体と、
   前記像担持体上にトナー像を形成する複数の画像形成部と、
   前記複数の画像形成部により前記像担持体上に形成されたトナー像を記録材に転写する転写手段と、
   前記像担持体上に当接して設けられ、前記像担持体上の転写残トナーをクリーニングするクリーニングブレードと、
   前記像担持体上に形成したトナー像を前記転写手段にて転写せずに前記クリーニングブレードに供給するモードを実行可能に制御する制御手段と、を有し、
   前記複数の画像形成部は、少なくとも現像剤を収容する現像容器がそれぞれ交換可能に設けられている画像形成装置であって、
   前記現像容器には、前記現像容器内の現像剤の製造日に関する情報が記憶された記憶手段が設けられており、
   前記制御手段は、前記モードを実行する際に、前記記憶手段に記憶された情報に基いて、前記製造日からの経過日数が多い現像容器の現像剤を優先的に使用するように制御することを特徴とする画像形成装置。
2. 前記制御手段は、前記モードを実行する際に、前記経過日数が最も多い前記現像容器を有する前記画像形成部は、他の前記画像形成部よりも前記像担持体へ形成するトナー量が多くなるように前記複数の画像形成部を制御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. 前記制御手段は、前記経過日数が多くなるにつれて前記モード時に形成されるトナー像の前記像担持体の移動方向の長さを短くすると共に、前記トナー像のトナー載り量が多くなるように、前記複数の画像形成部を制御することを特徴とする請求項１または２いずれか記載の画像形成装置。
4. 記録材を搬送する記録材搬送体と、
   前記記録材搬送体上の記録材にトナー像を形成する複数の画像形成部と、
   前記記録材搬送体上に当接して設けられ、前記記録材搬送体上のトナーをクリーニングするクリーニングブレードと、
   前記複数の画像形成部のうち少なくとも１つの画像形成部により形成されたトナー像を前記記録材搬送体上の前記クリーニングブレードに供給するモードを実行可能に制御する制御手段と、を有し、
   前記複数の画像形成部は、少なくとも現像剤を収容する現像容器がそれぞれ交換可能に設けられている画像形成装置であって、
   前記現像容器には、前記現像容器内の現像剤の製造日に関する情報が記憶された記憶手段が設けられており、
   前記制御手段は、前記モードを実行する際に、前記記憶手段に記憶された情報に基いて、前記製造日からの経過日数が多い現像容器の現像剤を優先的に使用するように制御することを特徴とする画像形成装置。
5. 前記制御手段は、前記モードを実行する際に、前記経過日数が最も多い前記現像容器を有する前記画像形成部は、他の前記画像形成部よりも前記記録材搬送体へ形成するトナー量が多くなるように前記複数の画像形成部を制御することを特徴とする請求項４に記載の画像形成装置。
6. 前記制御手段は、前記経過日数が多くなるにつれて前記モード時に形成されるトナー像の前記記録材搬送体の移動方向の長さを短くすると共に、前記トナー像のトナー載り量が多くなるように、前記複数の画像形成部を制御することを特徴とする請求項４または５いずれか記載の画像形成装置。

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