JP4769310B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、電子写真方式のプリンタや複写機等の画像形成装置に関する。

画像形成装置は、帯電ローラにより均一に帯電された感光体ドラムの表面を露光ヘッドにより露光して静電潜像を形成し、現像ローラ上に形成されたトナー薄層のトナーにより静電潜像を現像して感光体ドラム上にトナー像を形成した後、トナー像を用紙に転写し定着する装置である。
例えば、１成分接触現像方式の画像形成ユニットでは、トナーカートリッジからトナーが補給され、供給ローラと現像ローラ間、および規制ブレードと現像ローラ間で摩擦帯電することによりトナーが帯電され、規制ブレードにより現像ローラ上に均一にトナー薄層が形成される。

この現像ローラと感光体ドラムとは接触させて配置されており、現像ローラと感光体ドラムの表面に電界を形成して帯電したトナーを静電潜像に移動させてトナー像が形成される。
続いて、例えば感光体ドラム上のトナー像を転写ベルトにより搬送される用紙上に直接転写させる直接転写方式では、感光体ドラムの回転により転写領域に移動したトナー像を電界により用紙上へ移動させる。

このような画像形成装置においては、トナーに所定の帯電量を与えてトナー像を感光体ドラムから用紙上へ転写させているが、帯電不十分のトナー像が転写されずに感光体ドラム上へ残留する場合や、摩擦を繰返すことによりダメージを受けたトナーやトナーから離脱した外添剤が凝集して感光体ドラム上へ付着する場合がある。あるいは転写ベルトや用紙に付着したゴミ等が感光体ドラムへ付着する場合もある。

このような残留トナーや異物等の感光体ドラム上の残留物は、感光体ドラムの転写領域の下流に設けられたクリーニング装置により回収されるが、感光体ドラムとの付着力が強い場合等は、クリーニング装置によっても回収しきれずに感光体ドラム上に留まり、いわゆるフィルミング状になり画像欠陥の発生の原因となっていた。
この感光体ドラム上のフィルミングの発生や、残留トナーの除去を目的として、従来の画像形成装置は、画像形成ユニットを取外した際に、感光体ドラムの表面を保護するためのドラムシャッタに清掃部材を取付け、画像形成ユニットを着脱するときのドラムシャッタの開閉を利用して、清掃部材を感光体ドラムの表面に摺動させて残留トナー等を除去している（例えば、特許文献１参照。）。

特開２００１−３２４９１０号公報（主に、段落００２５−００２７、第３図、第４図）

しかしながら、上述した従来の技術においては、ドラムシャッタに清掃部材を取付け、画像形成ユニットを着脱するときのドラムシャッタの開閉を利用して、清掃部材を感光体ドラムの表面に摺動させて残留トナー等を除去しているため、清掃可能な範囲はドラムシャッタに取付けた清掃部材が摺動する範囲のみであり、感光体ドラムの全周に亘って異物等が付着している場合等は、感光体ドラム上の残留物を完全に除去することができず、画像欠陥が発生するという問題がある。

本発明は、上記の問題点を解決するためになされたもので、像担持体の全周に亘って残留物が付着した場合においても、この残留物を確実に除去する手段を提供することを目的とする。

本発明は、上記課題を解決するために、像担持体を備え、前記像担持体の表面の一部を露出させる開口部を有する画像形成ユニットが着脱可能に設けられた画像形成装置において、クリーニングモードの選択入力を受付けたことによって、前記像担持体のクリーニングタイミングを判断する判断部と、前記判断部でクリーニングタイミングであることを判断した場合に、前記像担持体を、前記開口部の幅より短い回転単位で、所定回転単位回転させることにより前記開口部に前記像担持体の表面を露出させて、前記表面の露出部を清掃可能とする回転制御部と、を備えたことを特徴とする。

これにより、本発明は、像担持体の表面に残留物が付着した場合でも、像担持体の表面を清掃することにより、１周分の残留物を確実に除去することが可能となり、画像欠陥が発生した場合においても画像品質を回復することができるという効果が得られる。

実施例１のプリンタの概略構成の側面を示す説明図 実施例１のプロセスカートリッジの断面を示す説明図 実施例１のクリーニング処理における制御系を示すブロック図 実施例１のクリーニング処理を示すフローチャート 実施例１の清掃作業を示す説明図 実施例１のプロセスカートリッジの他の形態を示す説明図 実施例２の位置検出機構を示す説明図 実施例２の清掃領域検出パターンを示す説明図 実施例２のクリーニング処理を示すフローチャート 実施例３のプロセスカートリッジの断面を示す説明図 実施例３のドラム清掃部を示す説明図 実施例３のクリーニング処理における制御系を示すブロック図 実施例３のクリーニング処理を示すフローチャート

以下に、図面を参照して本発明による画像形成装置の実施例について説明する。

図１において、１は画像形成装置としてのプリンタであり、本実施例では１成分接触現像方式のプリンタである。
プリンタ１は、Ｋ色（ブラック）、Ｙ色（イエロー）、Ｍ色（マゼンダ）、Ｃ色（シアン）の各色の画像を形成する画像形成ユニットとしてのプロセスカートリッジ２ａ〜２ｄを有し、これらが、搬送経路３を搬送される印刷用の媒体としての用紙Ｐの搬送方向の上流側から順に、搬送方向に沿ってプリンタ１へ着脱可能に配置されている。

また、プロセスカートリッジ２ａ〜２ｄのそれぞれに対向する位置には、発光体としてのＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）等を備えた露光装置としての露光ヘッド４ａ〜４ｄがそれぞれ配置されている。
これらのプロセスカートリッジ２ａ〜２ｄは、全て共通の内部構成を有しており（以下、区別する必要がない場合はプロセスカートリッジ２という。他の部品において同じ。）、像担持体としての感光体ドラム５の周囲に、帯電部材としての帯電ローラ６、現像剤担持体としての現像ローラ７、現像剤供給部材としての供給ローラ８を配置して一体化された構成となっている。

プロセスカートリッジ２ａ〜２ｄのそれぞれには、現像剤カートリッジとしてのトナーカートリッジ９ａ〜９ｄが着脱可能に設けられ、各色の現像剤としてのトナーが収容される。
これらのトナーカートリッジ９ａ〜９ｄの内部構成は共通であり、プロセスカートリッジ２ａ〜２ｄへ装着することによりトナーの供給口が開き、プロセスカートリッジ２ａ〜２ｄにそれぞれの色のトナーが供給される。

プリンタ１の下部には、用紙Ｐを収納する給紙カセット１０、積層された用紙Ｐを１枚ずつ分離させて繰出すためのホッピングローラ１１が配設されている。
用紙Ｐは、ホッピングローラ１１に搬送経路３へ繰出された後に、スキュー等を整位させるためのレジストローラ対１２、１３により搬送経路３に沿って搬送され、さらに転写ベルトユニット１４によって各プロセスカートリッジ２を順次に経由して搬送される。

転写ベルトユニット１４の各プロセスカートリッジ２の感光体ドラム５に対向する位置には、転写ベルト１５を介して感光体ドラム５に対して電界を形成するための電圧が印加される転写部材としての転写ローラ１６ａ〜１６ｄが配設され、感光体ドラム５に形成された現像剤像としてのトナー像は用紙Ｐへ転写される。
定着器１７は、加熱ローラとバックアップローラとを有しており、用紙Ｐに転写されたトナー像は加圧および加熱により定着され、定着器１７から排出された用紙Ｐは搬送経路３に沿って搬送され、排出ローラ１８によりスタッカ１９上へ排出される。

図２は、本実施例のプロセスカートリッジ２の断面を示す説明図である。
感光体ドラム５は、その軸方向に沿った長手方向の端部に駆動ギア２０（図５参照）を備え、プロセスカートリッジ２に回転自在に設けられている。
帯電ローラ６は、感光体ドラム５に従動して回転し、高電圧が印加されて感光体ドラム５の表面を均一に帯電させる。

現像ローラ７は、その長手方向の端部に感光体ドラム５の駆動ギア２０に噛合う図示しないギアを備え、感光体ドラム５からの駆動伝達により回転し、印加された高電圧により感光体ドラム５の表面との間に電界を形成し、感光体ドラム５に対向配置された露光ヘッド４の露光により帯電された感光体ドラム５の表面に形成された静電潜像にトナーを現像する。

供給ローラ８は、その長手方向の端部にギアを備え、感光体ドラム５からの駆動伝達により回転し、現像ローラ７との摺擦によりトナーを摩擦帯電させると共に現像ローラ７へトナーを供給する。
現像剤規制部材としての規制ブレード２１は、一端がホルダに固定された弾性体ブレードであって、他端で現像ローラ７を押圧して配置され、トナーを摩擦帯電させつつ現像ローラ７上のトナー層の厚さを規制する。

クリーニング部材としてのクリーニングブレード２２は、転写後に感光体ドラム５の表面に残留したトナーを掻き落し回収する。回収されたトナーは、回収トナー搬送スパイラル２３によりプロセスカートリッジ２から図示しない排トナーボックスへ搬送される。
本実施例のプロセスカートリッジ２は、感光体ドラム５、帯電ローラ６、現像ローラ７、供給ローラ８、規制ブレード２１、クリーニングブレード２２、回収トナー搬送スパイラル２３等で構成され、そのフレーム２５は前記各部品を一体化させる機能を有し、プロセスカートリッジ２をプリンタ１に装着したときに、感光体ドラム５の、転写ローラ１６と対向する転写領域を含む領域を露出させる開口部２６を有している。

開口部２６は、その長手方向の長さを感光体ドラム５の画像形成領域の長手方向の長さ以上とし、その搬送方向の開口幅Ｂを感光体ドラム５の外周面の露出長Ａを露出させる長さとした矩形の開口である。
露出長Ａは、清掃部材４７（図５参照）により拭き取る範囲として設定した感光体ドラム５の外周面の円周方向に沿った外周円弧長であって、転写工程において用紙Ｐの搬送と転写プロセスに支障が生じない長さであればよい。

本実施例では、感光体ドラム５の直径は３０ｍｍ、開口部２６における感光体ドラム５の露出長Ａは２６ｍｍに設定され、開口部２６の開口幅Ｂは設定された露出長Ａと同じ長さに形成されている。
図３において、制御部３０は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）３１を有し、プリンタ１の各部を制御して画像形成処理等を制御する。

記憶部３２には、制御部３０が実行するプログラムが予め格納され、そのプログラムに用いる各種のデータおよび制御部３０による処理結果等が格納される。
インターフェース３３には、図示しない外部の上位装置から画像信号が送信される。
制御部３０は、画像信号を受信すると、ＣＰＵ３１により生成される印刷タイミングに従って、給紙部３４の動作を制御する給紙制御部３５に各モータ等を駆動するための駆動信号を送信する。

これにより、用紙Ｐが給紙カセット１０から繰出されて給紙が開始されると共に、露光ヘッド４ａ〜４ｄの発光動作を制御する露光ヘッド制御部３６に画像データが送信され、用紙Ｐがプロセスカートリッジ２ａ〜２ｄに達するタイミングで電圧制御部３７の制御信号に従い帯電ローラ６、現像ローラ７、転写ローラ１６には高電圧が印加され、露光ヘッド４ａ〜４ｄは画像データに応じて点灯され、感光体ドラム回転制御部３８により回転制御された各感光体ドラム５の表面に静電潜像が形成され、静電潜像に付着したトナー像が用紙Ｐ上に転写される。

操作部３９は、プリンタ１のフロントカバーに表示部４０と共に配置され、表示制御部４１から送信された表示データにより表示部４０に表示されるメニューの選択や設定内容変更するための入力手段としての入力キーを備えている。
カバー開閉検出センサ４２は、トップカバーやサイドカバー等のカバーの開閉を検出するセンサである。

制御部３０は、このカバー開閉検出センサ４２がカバー閉を検出していることによって、画像形成処理の動作を実行可能にし、カバー開閉検出センサ４２がカバー開を検出すると画像形成処理を停止させる。
本実施例では、クリーニングモードが表示部４０に表示されるメニューから選択可能になっており、操作部３９の入力キーでクリーニングモードを選択すると、制御部３０に設けられているクリーニング判断部４５がクリーニングモードであることを判断し、クリーニング処理の動作指令を基にクリーニング処理の１回転単位毎の回転動作が実行され、その回転動作の回転単位数Ｎ（清掃回数ともいう。）は、記憶部３２に設けられたクリーニングカウンタ４６でカウントされる。

本実施例のクリーニングモードは、プロセスカートリッジ２の開口幅Ｂより短い回転距離、つまり露出長Ａ以下に相当する回転距離を感光体ドラム５の回転動作の１回転単位として設定し、感光体ドラム回転制御部３８によって１回転単位ずつ回転させて各回転単位毎に清掃部材４７で清掃し、これを複数回繰返し実行することで、感光体ドラム５の全表面を清掃するようにシーケンスが設定されている。

この場合に、感光体ドラム５の回転速度は任意でよいが、本実施例では、周速度１８０ｍｍ／ｓｅｃの回転速度で、回転時間は０．１３ｓｅｃに設定されている。
このときの感光体ドラム５の１回転単位の外周面の回転距離は２３．４ｍｍであり、上記したプロセスカートリッジ２の開口幅Ｂの２６ｍｍよりも短く、感光体ドラム５の全周の１／４に相当する回転距離に設定されている。

このため、本実施例の回転単位数Ｎのカウント上限値Ｎａは「４」に設定され、このカウント上限値Ｎａが記憶部３２に格納されている。
以下に、図４に示すフローチャートを用い、Ｓで示すステップに従って、本実施例のクリーニング処理について説明する。
プリンタ１の制御部３０は、図示しない外部装置から送信される画像信号を基に、プリンタ１内の各部を制御して用紙Ｐに画像を形成する通常の画像形成処理を実行している。

このとき、プリンタ１の利用者が、用紙Ｐに形成された画像に画像欠陥が発生していることを発見した場合は、利用者は表示部４０に表示されるメニューから操作部３９の入力キーによってクリーニングモードを選択する。
ステップＳ１、制御部３０は、画像形成処理を実行しながら、クリーニングモードの選択を待って待機しており、クリーニングモードが選択されたことをクリーニング判断部４５によって判断したときに、ステップＳ２へ移行する。メニューが選択されない場合は前記の待機を継続する。

なお、他のモード等が選択された場合は、制御部３０は選択されたモード等を通常通りに実行する。
ステップＳ２、クリーニングモードが選択されたことを判断した制御部３０は、画像形成処理の動作を一旦停止させ、クリーニングモードのシーケンスを開始するために、記憶部３２のクリーニングカウンタ４６の回転単位数Ｎを「０」にして、回転単位数Ｎを初期化する。

ステップＳ３、制御部３０は、クリーニングカウンタ４６の回転単位数Ｎのカウント数に「１」を加えて回転単位数Ｎをインクリメントする。現段階ではＮ＝１とする。
ステップＳ４、回転単位数Ｎをインクリメントした制御部３０は、記憶部３２からカウント上限値Ｎａとクリーニングカウンタ４６の回転単位数Ｎとを読出し、表示制御部４１によって、利用者に感光体ドラム５の清掃を促す旨の文言および清掃作業の操作手順と、回転単位数Ｎ等を表示した回転単位数表示画面を表示部４０に表示する。

この場合に回転単位数Ｎはカウント上限値Ｎａを分母として、例えば「１／４」のように表示される。
ステップＳ５、回転単位数表示画面を表示した制御部３０は、カバー開閉検出センサ４２がカバー開信号を出力するのを待って待機し、カバー開閉検出センサ４２がカバー開信号を出力したときにステップＳ６へ移行する。カバー開閉検出センサ４２がカバー開信号を出力していない場合、つまりカバー閉信号を出力している場合は、ステップＳ４へ戻って回転単位数表示画面を表示しながら前記の待機を継続する。

ステップＳ６、カバー開信号が出力されたことを認識した制御部３０は、カバー開閉検出センサ４２がカバー閉信号を出力するのを待って待機し、カバー開閉検出センサ４２がカバー閉信号を出力したときにステップＳ７へ移行する。カバー開閉検出センサ４２がカバー閉信号を出力していない場合、つまりカバー開信号を出力している場合は、感光体ドラム５の清掃の終了を待って前記の待機を継続する。

この場合の利用者による清掃作業は、回転単位数表示画面の表示後に、利用者がカバーを開いて（ステップＳ５）、プロセスカートリッジ２をプリンタ１から取出し、図５に示すように、開口部２６が上に向くようにプロセスカートリッジ２を倒してテーブル等の台上に載置した状態で、開口部２６から露出している感光体ドラム５の露出部の表面に付着している残留物を清掃部材４７で拭き取って、感光体ドラム５の表面を清掃することにより行われる。

このときの清掃部材４７は、感光体ドラム５の表面に付着している残留トナーや異物、外添剤の凝集体等の残留物が拭き取れ、かつ感光体ドラム５の表面に傷を付けない材質であればよく、例えばガーゼや不織布等が好適である。
感光体ドラム５の清掃後に、利用者はプロセスカートリッジ２をプリンタ１に装着し、カバーを閉じる（ステップＳ６）。

ステップＳ７、カバー閉信号が出力されたことにより、感光体ドラム５の回転単位数Ｎ回目の清掃の終了を認識した制御部３０は、記憶部３２のカウント上限値Ｎａと回転単位数Ｎとを比較し、回転単位数Ｎがカウント上限値Ｎａ（本実施例では、４）以上の場合は、クリーニングモードの終了を判定してクリーニングモードを解除し、ステップＳ９へ移行する。

回転単位数Ｎがカウント上限値Ｎａ未満の場合は、クリーニングモードの継続を判定してステップＳ８へ移行する。
ステップＳ８、クリーニングモードの継続を判定した制御部３０は、感光体ドラム回転制御部３８によって感光体ドラム５を１回転単位だけ回転させる。
そして、ステップＳ３へ戻って、次の回転単位数Ｎにおける感光体ドラム５の清掃を上記と同様にして回転単位数Ｎが「４」以上になるまで継続する。

この場合の感光体ドラム５の１回転単位の回転動作においては、露光ヘッド４の露光制御とプロセスカートリッジ２への印加電圧は、トナーが感光体ドラムへ付着しない設定とする。具体的には、露光ヘッド４の点灯はなく、プロセスカートリッジ２への印加電圧は帯電ローラ６へ−１０００Ｖ、現像ローラ７へ−２００Ｖとすればよい。
ステップＳ９、クリーニングモードの終了を判定した制御部３０は、画像形成予備動作を実行する。

すなわち、制御部３０は、感光体ドラム回転制御部３８によって感光体ドラム５を所定の回転速度と回転時間で回転駆動し、電圧制御部３７によって所定の電圧をプロセスカートリッジ２の各ローラに印加し、現像ローラ７上に帯電した薄層を形成して画像形成処理の準備を行う。
この画像形成予備動作における各部の動作は、例えばプロセスカートリッジ２への印加電圧は帯電ローラ６へ−１０００Ｖ、現像ローラ７へ−２００Ｖであり、感光体ドラム５の回転速度は標準印刷速度相当、例えばＡ４サイズの用紙Ｐの横送り３６ＰＰＭ（Ｐａｇｅ Ｐｅｒ Ｍｉｎｕｔｅ）相当の１８０ｍｍ／ｓｅｃ、回転時間は現像ローラ７上のトナーの帯電に十分な時間、例えば感光体ドラム５の３回転分に相当する約１．６ｓｅｃである。

このようにして、本実施例のクリーニング処理が行われ、クリーニングモードを選択した状態で感光体ドラム５の清掃を実行することにより、クリーニングモードが終了した時点において、感光体ドラム５の１周分を完全に清掃することができる。
なお、本実施例では、カウント上限値Ｎａは「４」として説明したが、操作部３９によってカウント上限値Ｎａを開口幅Ｂ以下の範囲内で設定変更するようにしてもよい。

例えば、カウント上限値Ｎａを「５」とした場合は、感光体ドラム５の１回転単位の回転距離を１周の５分の１相当である１８．８ｍｍに設定し、クリーニングカウンタ４６が回転単位数Ｎを「５」とカウントするまでクリーニングモードを継続する。
また、操作部３９によってクリーニングモードの強制終了の選択を可能にするようにしてもよい。この場合は、上記したクリーニング処理との並行処理によって、操作部３９によるクリーニングモードの強制終了の選択を監視し、クリーニング判断部４５が強制終了されたことを判断すると、割込処理で回転単位数Ｎがカウント上限値Ｎａに達していない場合においても、クリーニングモードを解除してステップＳ９による画像形成予備動作を実行させるようにするとよい。

更に、本実施例では、回転単位数Ｎがカウント上限値Ｎａに達すると、クリーニングモードが解除される場合を例に説明したが、カウント上限値Ｎａを過ぎてもクリーニングモードを継続させるようにしてもよい。この場合のクリーニングモードの解除は、ステップＳ４において回転単位数画面を表示した場合等に、操作部３９によって表示部４０のメニューから解除が選択されたときは、クリーニングモードの終了を判定してステップＳ９へ移行し、上記した画像形成予備動作を実行するようにすればよい。

更に、プロセスカートリッジ２が装着されていることを検出するユニット検出センサを設け、制御部３０は、上記ステップＳ６においてカバー閉を検出しても、ユニット検出センサがプロセスカートリッジ２の装着を検出していない場合は、感光体ドラム５の１回転単位の回転動作や回転単位数Ｎのカウントを行わずに、表示部４０にプロセスカートリッジ２の装着を促す旨の文言を表示してユニット検出センサがプロセスカートリッジ２の装着を検出するまで待機するようにしてもよい。このようにすれば、回転単位数Ｎと感光体ドラム５の実際の回転距離との同期を保つことができる。

更に、本実施例では、プロセスカートリッジ２の開口部２６を転写ローラ１６に対向する転写領域を含む領域に設定したが、例えば露光ヘッド４と対向する露光領域を含む領域としてもよい。要は感光体ドラム５の表面を清掃することが可能な開口部２６を有し、その開口部２６の開口幅Ｂよりも短い回転距離を１回転単位として感光体ドラム５を回転させるものであればよい。

以上説明したように、本実施例では、クリーニングモードを選択することにより、感光体ドラムが清掃可能な開口幅Ｂ以下の回転単位で、感光体ドラムを順次に回転させることができるので、感光体ドラムの表面にフィルミング等による残留物が付着した場合でも、感光体ドラムの表面を清掃することにより、１周分の残留物を確実に除去することが可能となり、画像欠陥が発生した場合においても画像品質を回復することができる。

また、感光体ドラムの表面に異物が付着し画像に白点等の欠陥が発生しているが、感光体ドラム上の付着箇所が特定できない場合でも、特別な感光体ドラム回転用の専用装置等を準備する必要はなく、クリーニングモードにより順次に１周分回転させることによって、確実に付着箇所を確認することができ、清掃により画像欠陥を除去することができる。
なお、本実施例においては、感光体ドラム５の表面の清掃は、利用者が清掃部材で拭き取って行うとして説明したが、図６に示すように、プロセスカートリッジ２の開口部２６を開閉して感光体ドラム５の表面を保護するためのドラムシャッタ４８を設け、その感光体ドラム５側に清掃部材４７を貼付し、ドラムシャッタ４８をレバー４９の手動による操作により開閉して清掃するような構成としてもよい。このようにすれば清掃部材４７は、プロセスカートリッジ２がプリンタ１に装着されている場合は、図６に示す位置Ｒに退避しているが、クリーニングモードにおいて感光体ドラム５を取出してその表面を清掃する場合は、レバー４９を操作して位置Ｑに清掃部材４７を移動させることが可能になり、感光体ドラム５の表面を容易に清掃することができると共に、利用者の負担を軽減することができる。

本実施例の説明においては、上記実施例１と同様の部分は、同一の符号を付してその説明を省略する。
本実施例の感光体ドラム５には、図７に示すように、その長手方向の一方の端面に感光体ドラム５の角度位置を示す位置マーク５０が設けられている。
また、プロセスカートリッジ２のフレーム２５には、位置マーク５０を検出するための光学式等の位置検出センサ５１が設けられている。

本実施例のクリーニングモードにおいては、上記実施例１と同様に感光体ドラム５の回転動作の回転単位が設定され、設定された１回転単位を１つの清掃すべき領域（清掃領域５３という。図８参照）として、最初に清掃領域５３を検出するための清掃領域検出パターンを用紙Ｐに印刷し、その清掃領域５３の指定入力によって感光体ドラム５を回転させて指定領域に該当する感光体ドラム５の表面を開口部２６に露出させ、これを清掃部材４７で清掃して、感光体ドラム５の全表面を清掃するようにシーケンスが設定されている。

このため、本実施例の記憶部３２には、図８に示す汚れＹを除く清掃領域検出パターンを、横送りで用紙Ｐに印刷するための画像データが予め格納されている。
この清掃領域検出パターンによって印刷された用紙Ｐには、図８に示すように、モード名、清掃領域５３の指定方法、および領域番号が付された複数の清掃領域５３が印刷される。

本実施例の感光体ドラム５の回転速度および１回転単位の回転距離は、上記実施例１と同様に設定され、感光体ドラム５の全周の１／４に相当する回転距離毎に区分線５４ａ〜５４ｅにより等間隔に区切られた４つの清掃領域５３ａ〜５３ｄが設定されており、区分線５４ａと区分線５４ｅとの間の距離が、感光体ドラム５の１周分に相当するように設定され、各区分線５４により区分された各清掃領域５３は、感光体ドラム５のそれぞれの清掃領域５３に対応している。

以下に、図９に示すフローチャートを用い、ＳＡで示すステップに従って、本実施例のクリーニング処理について説明する。
本実施例ステップＳＡ１の動作は、上記実施例１のステップＳ１の動作と同様であるので、その説明を省略する。
ステップＳＡ２、クリーニングモードが選択されたことを判断した制御部３０は、画像形成処理の動作を一旦停止させ、クリーニングモードのシーケンスを開始するために、図８に示す清掃領域検出パターンの印刷を実行する。

すなわち、制御部３０は、記憶部３２に格納されている清掃領域検出パターンの画像データを読出し、感光体ドラム５を回転させて、その位置マーク５０を位置検出センサ５１が検出したときからの回転時間を記憶部３２により計測しながら、露光ヘッド制御部３６に画像データを送信して露光ヘッド４の発光動作により感光体ドラム５上に、清掃領域検出パターンの静電潜像を形成する。

このとき、制御部３０は、各区分線５４の静電潜像を形成した時の位置マーク５０からの回転時間をそれぞれ記憶部３２に記憶する。
そして、清掃領域検出パターンのトナー像を定着器１７で定着させた後に、清掃領域検出パターンを印刷した用紙Ｐを排出ローラ１８によりスタッカ１９上へ排出する。
ステップＳＡ３、利用者は、清掃領域検出パターンを印刷した用紙Ｐを確認して、汚れＹが存在する領域、図８の例では領域番号２の清掃領域５３ｂを認識し、その領域番号を操作部３９によって入力して清掃領域５３ｂの指定入力を行う。

ステップＳＡ４、この清掃領域５３ｂの指定入力を受付けた制御部３０は、入力された領域番号によって清掃領域５３ｂを特定し、記憶部３２から清掃領域５３ｂの回転方向の上流側の区分線５４ｂの回転時間を読出し、感光体ドラム５を回転させて位置検出センサ５１が位置マーク５０を検出したときから読出した区分線５４ｂの回転時間分感光体ドラム５を回転させ、更に所定の回転距離、つまり露光ヘッド４から開口部２６に感光体ドラム５の表面の露出長Ａに相当する清掃領域５３ｂを露出させるために必要となる回転距離を回転させて感光体ドラム５を停止させる。

これにより、指定された領域番号の清掃領域５３が開口部２６の位置に移動し、清掃領域５３ｂが開口部２６から清掃可能になる。
ステップＳＡ５、清掃領域５３ｂを開口部２６の位置に移動させた制御部３０は、表示制御部４１によって、利用者に感光体ドラム５の清掃を促す旨の文言および清掃作業の操作手順等を表示した清掃依頼画面を表示部４０に表示する。

ステップＳＡ６、清掃依頼画面を表示した制御部３０は、カバー開閉検出センサ４２がカバー開信号を出力するのを待って待機し、カバー開閉検出センサ４２がカバー開信号を出力したときにステップＳＡ７へ移行する。カバー開閉検出センサ４２がカバー開信号を出力していない場合、つまりカバー閉信号を出力している場合は、ステップＳＡ５へ戻って清掃依頼画面を表示しながら前記の待機を継続する。

ステップＳＡ７、カバー開信号が出力されたことを認識した制御部３０は、カバー開閉検出センサ４２がカバー閉信号を出力するのを待って待機し、カバー開閉検出センサ４２がカバー閉信号を出力したときにステップＳＡ８へ移行する。カバー開閉検出センサ４２がカバー閉信号を出力していない場合、つまりカバー開信号を出力している場合は、感光体ドラム５の清掃の終了を待って前記の待機を継続する。

この場合の利用者による清掃作業は、上記実施例１の場合と同様であるので、その説明を終了する。
ステップＳＡ８、カバー閉信号が出力されたことにより、感光体ドラム５の清掃領域５３ｂの清掃の終了を認識した制御部３０は、表示制御部４１によってクリーニングモードの継続の要否を問合せる旨の文言および終了操作の方法等を表示した継続要否問合せ画面を表示部４０に表示する。

利用者は、クリーニングモードを継続するときは、次に清掃する清掃領域５３の領域番号を操作部３９から入力する。クリーニングモードを終了するときは、「オンライン」キー等のクリーニングモードの終了を指示するための入力キーを押下する。
ステップＳＡ９、制御部３０は、次に清掃する清掃領域５３の領域番号が入力された場合は、ステップＳＡ４へ戻り、指定された領域番号の清掃領域５３を開口部２６の位置に移動させて次の清掃領域５３の清掃を行う。

クリーニングモードを終了させる指示入力が行われた場合は、クリーニングモードの終了を判定してクリーニングモードを解除し、ステップＳＡ１０へ移行する。
その後のステップＳＡ１０の動作は、上記実施例１のステップＳ９における画像形成予備動作と同様であるので、その説明を省略する。
このようにして、本実施例のクリーニング処理が行われ、クリーニングモードが選択されたときに清掃領域検出パターンを印刷した用紙Ｐにより汚れＹが存在する清掃領域５３を特定し、その領域番号を指定して感光体ドラム５の清掃を実行することによって、クリーニングモードが終了した時点において、感光体ドラム５の１周分に存在する汚れＹの発生原因となる残留物を全て除去することが可能になり、感光体ドラム５の１周分を完全に清掃することができると共に、汚れＹが存在しない領域の清掃作業を省略して感光体ドラム５の清掃作業の効率化を図ることができる。

以上説明したように、本実施例では、上記実施例１と同様の効果に加えて、クリーニングモードを選択することにより、清掃領域検出パターンを用紙Ｐに印刷し、それにより汚れＹの存在が認識された清掃領域のみを清掃するので、汚れＹが存在しない領域の清掃作業を省略して、画像品質を回復させるための感光体ドラムの清掃作業の効率化を図ることができる。

本実施例の説明においては、上記実施例１と同様の部分は、同一の符号を付してその説明を省略する。
本実施例のプロセスカートリッジ２は、図１０に示すように、感光体ドラム５と露光ヘッド４とが対向する露光領域を含む領域に設けられた開口部６０を有し、その開口部６０の感光体ドラム５側に清掃部材移動機構としてのドラム清掃部６１が配置されている。

ドラム清掃部６１は、図１１に示すように、感光体ドラム５に対向する面に清掃部材４７（本実施例の場合は、例えば不織布やスポンジ等が好適である。）が貼り合された、絶縁性樹脂のブロックからなる清掃部材ホルダ６２と、清掃部材ホルダ６２を往復移動させる駆動軸６３と、清掃部材ホルダ６２の移動を支持し案内するガイド軸６４と、駆動軸６３の軸方向の一端に固定されたギア６５とで構成され、ギア６５はプロセスカートリッジ２がプリンタ１に装着されたときに、プリンタ１に設けられた駆動モータの回転駆動力を伝達するギア６６と噛合うように配置されている。

駆動軸６３は、感光体ドラム５の軸方向と平行に配置され、その外周面の全長に亘って、円弧状断面形状を有する螺旋状の溝である螺旋溝６３ａが形成されており、清掃部材ホルダ６２の移動方向に沿った一の側に形成された、螺旋溝６３ａに対向する円弧状断面形状を有する図示しないナット溝に、転動体としてのボールを介して噛合わされている。
ガイド軸６４は、その外周面を、清掃部材ホルダ６２の移動方向に沿った他の側に形成された挿通穴６７に遊嵌させて感光体ドラム５の軸方向と平行に配置されている。

これらの駆動軸６３およびガイド軸６４により、清掃部材ホルダ６２が感光体ドラム５の軸方向に往復移動可能に支持され、駆動軸６３を回転させることで、清掃部材ホルダ６２の清掃部材４７が感光体ドラム５の表面上を摺動し、その表面に付着した残留物を拭き取って清掃する。
本実施例の清掃部材ホルダ６２は、画像形成時は、感光体ドラム５の画像形成領域外で、その清掃部材４７が感光体ドラム５の表面に接触しない位置、つまり図１１に示す駆動軸６３およびガイド軸６４の感光体ドラム５の画像形成領域外の延在部に設定した退避位置Ｔに退避し、クリーニング処理時、つまり非画像形成時は、駆動モータの制御により清掃部材４７を感光体ドラム５の表面に接触させながら往復移動する。

なお、本実施例では、プロセスカートリッジ２の開口部６０における、清掃部材４７が感光体ドラム５の表面に接触し清掃可能な幅Ｃ（清掃部材４７が接触する感光体ドラム５の外周円弧の長さ、以下、開口幅Ｃという。）は、１３ｍｍである。
本実施例のクリーニング処理における制御系は、図１２に示すように、プロセスカートリッジ２にドラム清掃部６１が配置され、このドラム清掃部６１はドラム清掃制御部６９により移動動作が制御される。

本実施例では、クリーニングモードが表示部４０に表示されるメニューから選択可能になっており、操作部３９の入力キーでクリーニングモードを選択すると、制御部３０に設けられているクリーニング判断部４５がクリーニングモードであることを判断し、クリーニング処理の動作指令を基にクリーニング処理の回転単位毎の回転動作が実行され、その回転動作の回転単位数Ｎは、記憶部３２に設けられたクリーニングカウンタ４６でカウントされる。

本実施例のクリーニングモードは、感光体ドラム５の開口幅Ｃより短い回転距離を感光体ドラム５の回転動作の１回転単位として設定し、感光体ドラム回転制御部３８によって１回転単位ずつ回転させて回転単位毎にドラム清掃部６１の清掃部材４７で自動的に清掃し、これを複数回繰返し実行することで、感光体ドラム５の全表面を清掃するようにシーケンスが設定されている。

この場合に、感光体ドラム５の回転速度は任意でよいが、本実施例では、周速度９０ｍｍ／ｓｅｃの回転速度で、回転時間は０．１３ｓｅｃに設定されている。
このときの感光体ドラム５の１回転単位の外周面の回転距離、つまり清掃部材４７により拭き取る範囲として設定した感光体ドラム５の外周面の円周方向に沿った外周円弧長に相当する回転距離は１１．８ｍｍであり、上記した開口幅Ｃの１３ｍｍよりも短く、感光体ドラム５の全周の１／８に相当する回転距離に設定されている。

このため、本実施例の回転単位数Ｎのカウント上限値Ｎａは「８」に設定され、このカウント上限値Ｎａが記憶部３２に格納されている。
以下に、図１３に示すフローチャートを用い、ＳＢで示すステップに従って、本実施例のクリーニング処理について説明する。
本実施例ステップＳＢ１、ＳＢ２の動作は、上記実施例１のステップＳ１、Ｓ２の動作と同様であるので、その説明を省略する。

ステップＳＢ３、制御部３０は、カバー開閉検出センサ４２の出力状態を確認し、カバー開閉検出センサ４２がカバー閉信号を出力している場合は、ステップＳＢ４へ移行する。カバー開閉検出センサ４２がカバー閉信号を出力していない場合、つまりカバー開信号を出力している場合は、クリーニングモードを終了させる。
これは、カバーが開かれた状態で本実施例のクリーニングモードを実行すると、感光体ドラム５の表面が外部からの光によって露光されてしまい、トナーが消費されることを防止するためである。

ステップＳＢ４、カバーが閉じられていることを認識した制御部３０は、クリーニングカウンタ４６の回転単位数Ｎのカウント数に「１」を加えて回転単位数Ｎをインクリメントする。現段階ではＮ＝１とする。
ステップＳＢ５、回転単位数Ｎをインクリメントした制御部３０は、ドラム清掃部６１の清掃部材４７による感光体ドラム５の清掃を実行する。

すなわち、制御部３０は、ドラム回転制御部６９によってドラム清掃部６１の駆動モータを制御し、清掃部材ホルダ６２を画像形成時の退避位置Ｔから移動を開始させて感光体ドラム５の長手方向の全長を移動させ、更に折り返して元の退避位置Ｔまで移動させる。
この間に、清掃部材４７は感光体ドラム５の表面を摺動するので、表面に付着している残留物を拭き取って清掃することが可能になる。

ステップＳＢ６、清掃部材ホルダ６２を元の退避位置Ｔまで移動させたことにより、感光体ドラム５の回転単位数Ｎ回目の清掃の終了を認識した制御部３０は、記憶部３２のカウント上限値Ｎａと回転単位数Ｎとを比較し、回転単位数Ｎがカウント上限値Ｎａ（本実施例では、８）以上の場合は、クリーニングモードの終了を判定してクリーニングモードを解除し、ステップＳＢ９へ移行する。

回転単位数Ｎがカウント上限値Ｎａ未満の場合は、クリーニングモードの継続を判定してステップＳＢ７へ移行する。
ステップＳＢ７、クリーニングモードの継続を判定した制御部３０は、記憶部３２のカウント上限値Ｎａとクリーニングカウンタ４６の回転単位数Ｎとを読出し、表示制御部４１によって読出した回転単位数Ｎを清掃回数として表示した清掃回数表示画面を表示部４０に表示する。

この場合に清掃回数はカウント上限値Ｎａを分母として、例えば「１／８」のように表示される。
ステップＳＢ８、清掃回数表示画面を表示した制御部３０は、感光体ドラム回転制御部３８によって感光体ドラム５を１回転単位だけ回転させる。
そして、ステップＳＢ３へ戻って、次の回転単位数Ｎにおける感光体ドラム５の清掃を上記と同様にして、回転単位数Ｎが「８」以上になるまで継続する。

この場合の感光体ドラム５の１回転単位の回転動作においては、露光ヘッド４の露光制御とプロセスカートリッジ２への印加電圧は、トナーが感光体ドラムへ付着しない設定とする。具体的には、露光ヘッド４の点灯はなく、プロセスカートリッジ２への印加電圧は帯電ローラ６へ−１０００Ｖ、現像ローラ７へ−２００Ｖとすればよい。
その後のステップＳＢ９の動作は、上記実施例１のステップＳ９における画像形成予備動作と同様であるので、その説明を省略する。

このようにして、本実施例のクリーニング処理が行われ、クリーニングモードを選択した状態で感光体ドラム５の清掃を自動的に実行することにより、クリーニングモードが終了した時点において、感光体ドラム５の１周分を完全に清掃することができる。
なお、本実施例では、カウント上限値Ｎａは「８」として説明したが、操作部３９によってカウント上限値Ｎａを開口幅Ｃ以下の範囲内で設定変更するようにしてもよい。

また、操作部３９によって、上記実施例１で説明したのと同様にして、クリーニングモードの強制終了の選択を可能にするようにしてもよい。
更に、本実施例では、回転単位数Ｎがカウント上限値Ｎａに達すると、クリーニングモードが解除される場合を例に説明したが、上記実施例１で説明したのと同様にして、カウント上限値Ｎａを過ぎてもクリーニングモードを継続させるようにしてもよい。

更に、本実施例では、プロセスカートリッジ２の開口部２６を露光ヘッド４と対向する露光領域に設定したが、清掃部材ホルダ６２が露光ヘッド４と干渉する場合は、プリンタ１に、例えば露光ヘッド４をカムによりリフトアップさせる機構を設け、クリーニングモードが選択されたときに、カムを動作させて露光ヘッド４を清掃部材ホルダ６２と干渉しない位置までリフトアップさせた後に、クリーニングモードのシーケンスを実行させるようにするとよい。

更に、本実施例では、清掃部材ホルダ６２を移動させる駆動軸６３は、螺旋溝６３ａをボールを介してナット溝に噛合わせるとして説明したが、駆動軸６３の外周面に形成した三角ネジや台形ネジ等を清掃部材ホルダ６２に形成したネジ部に噛合わせて、清掃部材ホルダ６２を移動させるようにしてもよい。
更に、本実施例では、清掃部材ホルダ６２の退避位置Ｔは、清掃部材ホルダ６２の移動方向の、感光体ドラム５の画像形成領域外に設定した延在部として説明したが、リンク機構等によって感光体ドラム５の画像形成領域外の半径方向の外側に退避する退避位置Ｔとしてもよい。要は感光体ドラム５の画像形成領域外で、その清掃部材４７が感光体ドラム５の表面から離間した位置であればよい。

更に、本実施例では、クリーニングモードの起動は、操作部３９でメニューを選択することにより行うと説明したが、例えば印刷枚数や使用環境に応じて、制御部３０が自動的にクリーニングモードを起動するようにしてもよい。このようにすれば、感光体ドラム５の表面への残留物の付着を未然に防止することが可能になる。
以上説明したように、本実施例では、上記実施例１と同様の効果に加えて、クリーニングモードを選択することにより、感光体ドラムが清掃可能な開口幅Ｃ以下の回転単位で感光体ドラムを順次に、かつ自動的に回転させることができるので、感光体ドラムの表面の清掃が容易になり、フィルミング等による残留物が付着した後に清掃するばかりでなく、定期的に動作させて、感光体ドラムの表面への残留物の付着を未然に防止することが可能になる。

なお、上記実施例においては、画像形成装置は、プロセスカートリッジを４台使用して１サイクルでカラー画像の転写を行うタンデム型の１成分接触現像方式のプリンタであるとして説明したが、画像形成装置は前記に限らず、ＭＦＰ（Ｍｕｌｔｉ−Ｆｕｎｃｔｉｏｎ Ｐｒｉｎｔｅｒ）やファクシミリ、複写装置等であってもよく、プロセスカートリッジ１台を用いるモノクロプリンタであっても、中間転写ベルトを用いて転写を順次に４回繰返してカラー画像を形成するプリンタであっても、１成分非接触現像方式や２成分現像方式のプリンタ等であってもよい。

１ プリンタ
２、２ａ〜２ｄ プロセスカートリッジ
３ 搬送経路
４、４ａ〜４ｄ 露光ヘッド
５ 感光体ドラム
６ 帯電ローラ
７ 現像ローラ
８ 供給ローラ
９、９ａ〜９ｄ トナーカートリッジ
１０ 給紙カセット
１１ ホッピングローラ
１２、１３ レジストローラ対
１４ 転写ベルトユニット
１５ 転写ベルト
１６ 転写ローラ
１７ 定着器
１８ 排出ローラ
１９ スタッカ
２０ 駆動ギア
２１ 規制ブレード
２２ クリーニングブレード
２３ 回収トナー搬送スパイラル
２５ フレーム
２６、６０ 開口部
３０ 制御部
３１ ＣＰＵ
３２ 記憶部
３３ インターフェース
３４ 給紙部
３５ 給紙制御部
３６ 露光ヘッド制御部
３７ 電圧制御部
３８ 感光体ドラム回転制御部
３９ 操作部
４０ 表示部
４１ 表示制御部
４２ カバー開閉検出センサ
４５ クリーニング判断部
４６ クリーニングカウンタ
４７ 清掃部材
４８ ドラムシャッタ
４９ レバー
５０ 位置マーク
５１ 位置検出センサ
５３、５３ａ〜５３ｄ 清掃領域
５４、５４ａ〜５４ｅ 区分線
６１ ドラム清掃部
６２ 清掃部材ホルダ
６３ 駆動軸
６３ａ 螺旋溝
６４ ガイド軸
６５、６６ ギア
６７ 挿通穴
６９ ドラム清掃制御部

Claims (14)

1. 像担持体を備え、前記像担持体の表面の一部を露出させる開口部を有する画像形成ユニットが着脱可能に設けられた画像形成装置において、
   クリーニングモードの選択入力を受付けたことによって、前記像担持体の清掃を行うタイミングであるクリーニングタイミングを判断する判断部と、
   前記判断部でクリーニングタイミングであることを判断した場合に、前記像担持体を、前記開口部の幅より短い回転単位で、所定回転単位回転させることにより前記開口部に前記像担持体の表面を露出させて、前記表面の露出部を清掃可能とする回転制御部と、を備えたことを特徴とする画像形成装置。
2. 請求項１に記載の画像形成装置において、
   前記回転制御部は、前記判断部でクリーニングタイミングであることを判断した場合であって、装置のカバーの閉を検出したときに、前記回転単位で前記像担持体を回転させることを特徴とする画像形成装置。
3. 請求項１に記載の画像形成装置において、
   前記画像形成ユニットは、前記開口部の前記像担持体の表面に接触可能な清掃部材を有し、
   前記清掃部材は、画像形成時に前記開口部の前記像担持体の表面から退避可能に構成されていることを特徴とする画像形成装置。
4. 請求項３に記載の画像形成装置において、
   前記画像形成ユニットは、前記清掃部材を退避させると共に、前記清掃部材を、前記像担持体の表面を摺動しながら移動させる清掃部材移動機構を有することを特徴とする画像形成装置。
5. 請求項１ないし請求項４のいずれか一項に記載の画像形成装置において、
   前記回転制御部は、前記像担持体を前記回転単位で、少なくとも１周分回転させることを特徴とする画像形成装置。
6. 請求項１ないし請求項４のいずれか一項に記載の画像形成装置において、
   前記像担持体を前記回転単位で１周分回転させたときに、前記クリーニングモードを解除することを特徴とする画像形成装置。
7. 請求項１ないし請求項６のいずれか一項に記載の画像形成装置において、
   前記開口部は、前記像担持体上に形成された現像剤像を媒体へ転写するための転写領域を含む位置に配置されていることを特徴とする画像形成装置。
8. 請求項１ないし請求項６のいずれか一項に記載の画像形成装置において、
   前記開口部は、前記像担持体上に静電潜像を形成するための露光装置と前記像担持体との間の露光領域を含む位置に配置されていることを特徴とする画像形成装置。
9. 請求項１ないし請求項８のいずれか一項に記載の画像形成装置において、
   前記開口部の幅は、前記開口部から露出した前記像担持体の表面における、清掃可能な外周円弧の長さであることを特徴とする画像形成装置。
10. 請求項１ないし請求項８のいずれか一項に記載の画像形成装置において、
    前記開口部の幅は、前記清掃部材が前記像担持体の表面に接触したときに、清掃可能な外周円弧の長さであることを特徴とする画像形成装置。
11. 請求項１に記載の画像形成装置において、
    前記開口部は、利用者が前記像担持体の表面の露出部を清掃可能な位置に配置されていることを特徴とする画像形成装置。
12. 像担持体を備え、前記像担持体の表面の一部を露出させる開口部を有する画像形成ユニットが着脱可能に設けられた画像形成装置において、
    クリーニングモードの選択入力を受付けたことによって、前記像担持体の清掃を行うタイミングであるクリーニングタイミングを判断する判断部と、
    前記判断部でクリーニングタイミングであることを判断した場合に、前記開口部の幅より短い回転単位毎に、前記像担持体の清掃すべき領域を検出するためのサンプルパターンを印刷するサンプルパターン印刷部と、
    前記サンプルパターンに基づいて入力された前記像担持体の表面の指定領域を、前記像担持体を回転させて前記開口部に露出させ、露出させた前記指定領域の清掃を可能とする回転制御部と、を備えたことを特徴とする画像形成装置。
13. 請求項１２に記載の画像形成装置において、
    前記指定領域が、前記開口部に移動したときに、清掃依頼を表示することを特徴とする画像形成装置。
14. 請求項１２に記載の画像形成装置において、
    前記判断部でクリーニングタイミングであることを判断した場合であって、装置のカバーの閉を検出したときに、次の指定領域の入力を受付けることを特徴とする画像形成装置。

Images