JP7098339B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、複写機、レーザプリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置に関し、潤滑剤としてクリーニング機能を備えた当接部材に供給するトナー量を制御する技術に関する。

電子写真画像形成方式（電子写真プロセス）を用いたプリンタ等の画像形成装置において、像担持体上に形成されたトナー像が記録材に転写した後に残存するトナーを除去する手段として、像担持体の表面に対してクリーニング部材を当接させて除去する手段が知られている。クリーニング部材としては、ウレタンゴム等から構成される弾性体と弾性体を支持する指示板金からなる構成が広く採用されている。
この構成においては、クリーニング部材と像担持体との間の摩擦力が上昇することでクリーニング部材の挙動が不安定になり、クリーニング部材のめくれや、振動による異音が発生することがあった。
この課題に対して、たとえば、特許文献１には、画像形成後に、潤滑剤を供給する目的として現像ユニットから感光体（像担持体）表面にトナーを供給することが開示されている。これにより、クリーニング部材と感光体表面との摩擦力を低減させ、異音の発生を抑制し、良好なクリーニング性能を保つものである。
また、特許文献２には、現像ユニットから感光体表面へ供給するトナーの量を、画像形成装置の使用環境や所定区間のプリント作成時に書き込まれた総画素数などに応じて変更する技術が開示されている。

特開平１０－１６１４２６号公報 特開２００５－１０６９２０号公報

しかしながら、特許文献１、２に記述された方法は、前述の課題を回避するためには有力ではあるが、次のような課題がある。
例えば、良好なクリーニング性能を保つために必要なトナー供給量は、トナーの凝集度や外添剤量などに依存する。トナーの凝集度や外添剤量は、使用環境や現像ユニットの使用状態のみならずトナーの種類によっても変わってしまう。
また、良好なクリーニング性能を保つために必要なトナー量は、クリーニングブレード（当接部材）と感光ドラムとの間の摩擦力や、それに付随するクリーニングブレード先端の巻き込み量などに依存する。クリーニングブレードの先端の巻き込み量は、クリーニングブレードの使用環境や使用状態、クリーニングブレード自体の種類によっても変わる。
プロセスカートリッジの販売開始後に、性能向上や規制対応などでトナーの種類やクリーニングブレードやその他の部材の種類を替える状況は多々あり、このような様々な構成に対応できるようにする必要がある。
一つの対応策は、あらかじめクリーニング部材に送り込むトナー量を多く設定しておけば良い。しかし、その場合には、クリーニング部材に送り込むトナー量が不必要に多くなり、その分だけユーザが印字できるプリント枚数が減ってしまったり、クリーニング不良といった別の問題が発生してしまったりする問題が発生する。
本発明は、上記した問題を解決するためになされたもので、その目的は、当接部材に送り込むトナー量を好適な量に制御可能な画像形成装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明は、画像形成動作を実行可能な画像形成装置において、装置本体と、静電潜像が形成される回転可能な像担持体と、回転状態にある前記像担持体の表面に当接することで前記像担持体の表面からトナーを除去する当接部材と、で構成される像担持体ユニットであって、第一メモリを有する像担持体ユニットと、前記像担持体の表面にトナーを供給して前記静電潜像をトナー像として現像する現像ユニットであって、第二メモリを有する現像ユニットと、前記画像形成動作と、前記現像ユニットから前記像担持体の表面に前記トナーを供給し、前記当接部材と前記像担持体の表面との間に前記トナーを供給する第一トナー供給動作と、前記第一トナー供給動作における第一トナー量よりも多い第二トナー量の第二トナー供給動作と、を実行可能に制御する制御部と、
前記第二トナー供給動作の為のカウントを行うカウント手段と、前記カウント手段によるカウント値を記憶する第三メモリと、を備え、前記像担持体ユニットと前記現像ユニットのそれぞれが独立して前記装置本体に対して着脱可能であり、前記第一メモリには、前記像担持体の駆動量に応じた前記第一トナー供給動作において供給する前記第一トナー量に係る第一の情報に基づく第一の値が保持され、前記第二メモリには、前記現像ユニットの使用量に応じた前記第一トナー供給動作において供給する前記第一トナー量に係る第二の情報に基づく第二の値が保持され、前記第三メモリには、前記像担持体の駆動量に応じた前記カウント値である第三の値が保持され、前記制御部は、前記画像形成動作を実行した後に、前記第三の値が所定値に達することなく、前記画像形成動作が終了した場合に、前記第一の値と、前記第二の値と、を加算した値に基づいて前記第一トナー量を決定して、前記第一トナー供給動作を実行するように制御し、前記第三の値が前記所定値に達した場合に、前記第二トナー供給動作を実行するように制御することを特徴とする。

本発明によれば、当接部材に送り込むトナー量を好適な量に制御可能な画像形成装置を実現できる。

画像形成装置の概略図である。 図１のドラムカートリッジの概略図である。 図１の現像カートリッジの概略図である。 図１のクリーニングブレードのエッジ部付近の模式図である。 実施形態１に係るトナー吐き出し量の算出テーブルである。 実施形態１の制御ブロック図である。 実施形態１に係るトナー吐き出し動作のシーケンスチャートである。 実施形態２に係るトナー吐き出し動作のシーケンスチャートである。

以下に図面を参照して、この発明を実施するための形態を例示的に詳しく説明する。ただし、この実施の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などは、発明が適用される装置の構成や各種条件により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の形態に限定する趣旨のものではない。

［画像形成装置］
まず、本発明が適用される画像形成装置の全体構成について、図１を参照して説明する。
本発明の画像形成装置１００は、インライン方式、中間転写方式を採用したフルカラーレーザービームプリンタであり、画像情報に従って、記録材（例えば、記録用紙、プラスチックシート、布など）にフルカラー画像を形成することができる。
画像情報は、画像形成装置本体に接続された画像読み取り装置、或いは画像形成装置本体に通信可能に接続されたパーソナルコンピュータ等のホスト機器から、画像形成装置本体に入力される。画像形成装置１００は、複数の作像部としての夫々イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色の画像を形成するためのＳＹ、ＳＭ、ＳＣ、ＳＫを有する。本実施例では、作像部ＳＹ、ＳＭ、ＳＣ、ＳＫは、鉛直方向と交
差する方向に一列に配置されている。
作像部ＳＹ、ＳＭ、ＳＣ、ＳＫは、像担持体ユニットとしてのドラムカートリッジ２１０（２１０Ｙ、２１０Ｍ、２１０Ｃ、２１０Ｋ）と、現像ユニットとしての現像カートリッジ（２００Ｙ、２００Ｍ、２００Ｃ、２００Ｋ）から構成される。画像形成装置本体に設けられた装着ガイド、位置決め部材などの装着手段を介して、画像形成装置１００に着脱可能となっている。本実施例では、各色用のドラムカートリッジ２１０と現像カートリッジ２００は全て同一形状を有しており、各色用の現像カートリッジ２００内には、それぞれイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色のトナーが収容されている。本発明では、ドラムカートリッジ２１０と現像カートリッジ２００が独立に着脱可能な構成について説明するが、ドラムカートリッジ２１０と現像カートリッジ２００が一体となって画像形成装置本体に着脱可能な構成としても良い。

感光ドラム１は、駆動手段（駆動源）により回転駆動される。感光ドラム１の周囲にはスキャナユニット（露光装置）３０が配置されている。スキャナユニット３０は、画像情報に基づきレーザを照射して感光ドラム１上に静電像（静電潜像）を形成する露光手段である。レーザ露光の書き出しは、主走査方向（記録材１２の搬送方向と直交する方向）では、走査ラインごとにＢＤと呼ばれるポリゴンスキャナ内の位置信号から行われる。一方で、副走査方向（記録材１２の搬送方向）では、記録材１２搬送路内のスイッチ（不図示）を起点とするＴОＰ信号から所定の時間だけ遅延させて行われる。これにより、４つの作像部ＳＹ、ＳＭ、ＳＣ、ＳＫにおいて、常に感光ドラム１上の同じ位置に対してレーザ露光を行うことができる。
４個の感光ドラム１に対向して、感光ドラム１上のトナー像を記録材１２に転写するための中間転写体としての中間転写ベルト３１が配置されている。
中間転写体としての無端状のベルトで形成された中間転写ベルト３１は、全ての感光ドラム１に当接し、図示矢印Ｂ方向（反時計方向）に循環移動（回転）する。中間転写ベルト３１の内周面側には、各感光ドラム１に対向するように、一次転写手段としての、４個の一次転写ローラ３２が並設されている。そして、一次転写ローラ３２に、図示しない一次転写バイアス印加手段としての一次転写バイアス電源（高圧電源）から、トナーの正規の帯電極性とは逆極性のバイアスが印加される。これによって、感光ドラム１上のトナー像が中間転写ベルト３１上に転写（一次転写）される。

また、中間転写ベルト３１の外周面側において二次転写手段としての二次転写ローラ３３が配置されている。そして、二次転写ローラ３３に、図示しない二次転写バイアス印加手段としての二次転写バイアス電源（高圧電源）から、トナーの正規の帯電極性とは逆極性のバイアスが印加される。これによって、中間転写ベルト３１上のトナー像が記録材１２に転写（二次転写）される。例えば、フルカラー画像の形成時には、上述のプロセスが、作像部ＳＹ、ＳＭ、ＳＣ、ＳＫにおいて順次に行われ、中間転写ベルト３１上に各色のトナー像が順次に重ね合わせて一次転写される。 その後、中間転写ベルト３１の移動と同期が取られて記録材１２が二次転写部へと搬送される。そして、記録材１２を介して中間転写ベルト３１に当接している二次転写ローラ３３の作用によって、中間転写ベルト３１上の４色トナー像は、一括して記録材１２上に二次転写される。
トナー像が転写された記録材１２は、定着手段としての定着装置３４に搬送される。定着装置３４において記録材１２に熱および圧力を加えられることで、記録材１２にトナー像が定着される。

［ドラムカートリッジ］
次に、上記ドラムカートリッジ２１０の構成について説明する。
図２は、感光ドラム１の長手方向（回転軸線方向）に沿って見た本発明のドラムカートリッジ２１０の断面（主断面）図である。
ドラムカートリッジ２１０には、図示しない軸受を介して感光ドラム１が回転可能に取
り付けられている。感光ドラム１は、駆動手段としての駆動モータＭ２１０の駆動力を受けることによって、画像形成動作に応じて図示矢印Ａ方向に回転駆動される。
また、ドラムカートリッジ２１０には、回転状態にある感光ドラム１の表面に当接するように、帯電ローラ２と弾性体で形成された当接部材としてのクリーニングブレード６が配置されている。帯電ローラ２には、図示しない帯電バイアス印加手段としての帯電バイアス電源（高圧電源）から、感光ドラム１上に任意の電荷を載せられるのに十分なバイアスが印加される。本実施例では、感光ドラム１上の電位（帯電電位：Ｖｄ）がー５００Ｖとなるように印加するバイアスを設定している。スキャナユニット３０から画像情報に基づきレーザ光３５が照射され、感光ドラム１上に静電像（静電潜像）を形成する。

クリーニングブレード６は、ゴムブレード６ａがクリーニング支持板金６ｂによって支持されて一体となり形成される。ゴムブレード６ａは、たとえば、厚さ２ｍｍ、２３℃環境下でのＭＤ－１硬度が６０～８０°のウレタンゴムが使用される。クリーニングブレード６はドラムカートリッジ枠体１３に固定され、ゴムブレード６ａの先端が感光ドラム１に当接するように配置されている。クリーニングブレード６はゴムブレード６ａの自由端の先端にて、中間転写ベルト３１に転写されず感光ドラム１の表面に残留したトナーを掻き取る。クリーニングブレード６によって掻き取られたトナー（以下、廃トナー）はドラムカートリッジ枠体１１内に収容される。廃トナーの一部は、ゴムブレード６ａの自由端の先端に滞留し、感光ドラム１とゴムブレード６ａとの間に潤滑性を与え、クリーニング性を安定させる。
また、ドラムカートリッジ２１０には、第一メモリとしての不揮発性メモリ（以下、「Ｏメモリ」という）ｍ１が設けられている。Ｏメモリｍ１には、感光ドラム１の回転数などの動作量に係る情報が記憶されている。また製造番号やモデルなどドラムカートリッジ２１０の種類を特定できる情報が記憶されている。そして、制御部１０１は、Ｏメモリｍ１が持つ情報をもとにドラムカートリッジがどれだけ使用されたか、どれだけ動作したかの使用に係る量を把握することができる。なお、Ｏメモリｍ１は、図１で示した画像形成装置１００の制御部１０１と非接触、または電気接点を介した接触によって通信（情報の書き込み、読取り）可能に構成されている。

［現像カートリッジ］
次に、本発明の画像形成装置に装着される現像カートリッジ２００の構成について説明する。図３は、現像ローラ４の長手方向（回転軸線方向）に沿って見た本発明の現像カートリッジ２００の断面（主断面）図である。
現像カートリッジ２００は、現像室２０ａと現像剤収容室２０ｂから成り、現像剤収容室２０ｂは現像室２０ａの下方に配置されている。この現像剤収容室２０ｂの内部には、現像剤としてのトナー９が収容されている。本発明において、このトナー９の正規帯電極性は、負極性を用いており、以下、負帯電性トナーを用いた場合について説明する。ただし、本発明は、負帯電性トナーに限定されるものではない。
また、現像剤収容室２０ｂには、このトナー９を現像室２０ａに搬送するための現像剤搬送部材２１が設けられており、図中矢印Ｇの方向へ回転することによってトナー９を現像室２０ａへと搬送している。
現像室２０ａには、感光ドラム１と接触し、現像駆動手段としての駆動モータＭ２００の駆動力を受けることによって、図示矢印Ｄ方向に回転する現像剤担持体としての現像ローラ４が設けられている。本実施例では、現像ローラ４と感光ドラム１とは、対向部（接触部）において互いの表面が同方向に移動するようにそれぞれ回転する。また、現像ローラ４には、図示しない現像バイアス印加手段としての現像バイアス電源（高圧電源）から、感光ドラム１上の静電潜像をトナー像として現像、可視化するのに十分なバイアスが印加される。
また、現像室２０ａの内部には、現像剤収容室２０ｂから搬送されたトナーを現像ローラ４に供給するトナー供給ローラ（以下、単に「供給ローラ」という。）５と、供給ロー
ラ５によって供給された現像ローラ４上のトナーのコート量規制及び電荷付与を行うトナー量規制部材（以下、単に「規制部材」という。）８が配置されている。
また、現像カートリッジ２００には、第二メモリとしての不揮発性メモリ（以下、「ＤＴメモリ」という）ｍ２が設けられている。ＤＴメモリｍ２には、現像ローラ４の回転数やトナー残量などが記憶されており、ＤＴメモリｍ２が持つ情報をもとに現像カートリッジの使用量を把握することができる。なお、ＤＴメモリｍ２は画像形成装置１００の制御部１０１と非接触、または電気接点を介した接触によって通信（情報の書き込み、読取り）可能に構成されている。

［ブロック図］
次に、図６を用いて、画像形成装置１００の制御ブロック図について説明する。
制御部１０１は、演算処理を行う中心的素子であるＣＰＵ（中央演算処理ユニット）５０１、記憶手段であるＲＯＭ、ＲＡＭなどのメモリ５０２、周辺機器との情報の入出力を行う入出力インターフェース等を有している。ＲＡＭには、センサの検知結果、演算結果などが格納され、ＲＯＭには制御プログラム、予め求められたデータテーブルなどが格納されている。制御部１０１は、画像形成装置１００の動作を統括的に制御する制御手段であり、画像形成装置１００における各制御対象が入出力Ｉ/Ｆを介して接続されている。
制御部１０１は各種の電気的情報信号の授受や、駆動のタイミングなどを制御しており、後述するフローチャート処理などを司る。
モータ駆動部５１１は、各種モータを指し、ポリゴンスキャナや、感光ドラム１、現像ローラ４等を回転駆動する為の動力源で、制御部１０１からの制御信号に基づき動作する。高圧電源５１２は、感光ドラム１、帯電ローラ２、現像ローラ４、一次転写ローラ３２、二次転写ローラ３３、定着装置３４等に高電圧を印加する電源である。
また、制御部１０１と、Ｏメモリｍ１及びＤＴメモリｍ２間は、メモリ通信部５００を介してデータ通信が行われる。また、制御部１０１には、温度等の環境センサ１０２が接続されている。

［トナー吐き出し動作］
次に、本実施形態１におけるトナー供給動作（以下、「トナー吐き出し動作」という）について説明する。
トナー吐出し動作は、画像形成を行わない期間において、現像カートリッジ２００から感光ドラム１の表面にトナーを供給し、当接部材としてのクリーニングブレード６と感光ドラム１の表面との間にトナー９を供給する動作である。トナー吐出し動作のシーケンスが前記制御部１０１によって実行される。
本実施形態におけるトナー吐き出し動作は、クリーニングブレード６と感光ドラム１との間の潤滑性を保つため、画像形成を行わない期間のうち、画像形成の後の動作（以下、「後回転動作」という）の間に行っている。後回転動作は、１つのプリントジョブの最後の印刷が終了した後もしばらくの間、感光ドラム１を駆動させ、画像形成終了処理を実行させるための動作のことである。後回転動作は、単数または複数の記録材１２に画像を形成し出力するジョブのすべての画像が終了した後に画像形成装置１００により行われる動作である。
ここで、「画像形成を行わない期間」には、後回転動作時（後回転工程時）だけでなく、画像形成前の準備動作期間である前回転工程時、外部装置から印刷指示を入力されていない待機時も含まれる。要するに、「画像形成を行わない期間」は、外部から入力される記録すべき情報（画像データ）について、帯電、露光、現像、転写の画像形成プロセスが実行されている期間以外の期間である。
トナー吐き出し動作は、画像形成中と同様の状態で、スキャナユニット３０によりベタ画像印刷に相当する露光を行い、感光ドラム１上に、トナーによって帯状の吐出しパターンを形成する。ここで、画像形成中と同様の状態とは、感光ドラム１、現像ローラ４を回転駆動させ、感光ドラム１を一様に帯電し、現像ローラ４に現像バイアスを印加した状態
をいう。

制御部１０１は、後述のように、プリント状況に応じて、一次転写ローラ３２に印加する一次転写バイアスを変更することで、感光ドラム１上に形成されたトナーの吐き出しパターンがクリーニングブレード６により回収されるように制御する。本実施例においては、一次転写バイアスを印加しないよう制御している。これによって、感光ドラム１上のトナーの吐出しパターンは、中間転写ベルト３１に転写されずに、クリーニングブレード６に回収されるトナー量を多くすることができる。また、制御部１０１の制御により、トナー吐き出しパターンが一次転写ローラ３２の転写ニップ部を通過する際に、通常の画像形成時とは逆極性の一次転写バイアスを一次転写ローラ３２に印可させても良い。
このトナー吐き出し動作によってクリーニングブレード６に回収されたトナーは、ドラムカートリッジ枠体１３に収容されてしまうため、画像形成に使用できない。また、トナー吐き出し動作によってクリーニングブレード６へ供給されるトナーが過剰な場合、クリーニングブレード６のクリーニング能力を超え、トナーが感光ドラム１の回転下流側へクリーニングブレード６をすり抜けるクリーニング不良が発生する。クリーニング不良が発生すると、すり抜けたトナーによって、帯電ローラ２表面を汚染してしまう。
このため、トナー吐き出し動作に使用されるトナー量は、なるべく少量に抑えつつ、クリーニングブレード６と感光ドラム１との間の潤滑性を保てるようにすることが望ましい。

＜トナーの凝集度とトナー吐き出し量の関係＞
ここで、トナーの凝集度とトナー吐き出し量の関係について、図４を参照して説明する。図４は、クリーニングブレード６のエッジ部６Ｅ（接触領域）付近の様子を模式的に示した図である。
トナーの凝集度は、以下に示す方法で測定した値であり、凝集度が低いほどトナー同士の結合力が低くなり、一粒子としてふるまいやすいことを表している。
測定装置としては、デジタル振動計（ＤＩＧＩＴＡＬ ＶＩＢＲＡＴＩＯＮＭＥＴＥＲＭＯＤＥＬ １３３２ 昭和測器株式会社製）を有するパウダーテスター（細川ミクロン社製）を用いた。測定法としては、振動台に３９０メッシュ、２００メッシュ、１００メッシュのふるいを目開の狭い順に、すなわち１００メッシュふるいが最上位にくるように３９０メッシュ、２００メッシュ、１００メッシュのふるい順に重ねてセットした。このセットした１００メッシュふるい上に正確に秤量した試料（トナー）５ｇを加え、デジタル振動計の変位の値を０．６０ｍｍ（ｐｅａｋ－ｔｏ－ｐｅａｋ）になるように調整し、１５秒間振動を加えた。その後、各ふるい上に残った試料の質量を測定して下式にもとづき凝集度を得た。その際の測定サンプルは、それぞれ事前に２３℃、６０％ＲＨ環境下において２４時間放置したものであり、測定は２３℃、６０％ＲＨ環境下で行った。
凝集度（％）＝（１００メッシュふるい上の残試料質量／５ｇ）×１００＋（２００メッシュふるい上の残試料質量／５ｇ）×６０＋（３９０メッシュふるい上の残試料質量／５ｇ）×２０。
トナーの凝集度が低い場合には、クリーニングブレード６と感光ドラム１との当接部にトナー９が到達しやすい。一方、トナーの凝集度が高い場合には、クリーニングブレード６のエッジ部６Ｅに到達する前に感光ドラム１表面から除去され、ドラムカートリッジ枠体１１内に回収されやすくなる。つまり、トナーの凝集度が高い場合に、クリーニングブレード６と感光ドラム１の表面との間の潤滑性を保つためには、より多くのトナー量でのトナー吐き出し動作を行うことが必要となる。
例えば、現像カートリッジ２００の使用開始直後はトナーの凝集度が低く、よりクリーニングブレード６と感光ドラム１との当接部にトナーが到達しやすい。一方、現像カートリッジ２００が使用され続ける（現像カートリッジ２００の使用量が大きくなる）と、トナーの凝集度が上がり、クリーニングブレード６と感光ドラム１との当接部にトナーが到達しにくくなってしまう。その他にも、トナーの種類や本体使用環境などによっても変わ
るため、それに合わせてトナー吐き出し動作においてクリーニングブレード６へ供給するトナー量を制御することが必要となる。

＜クリーニング角θｃとトナー吐き出し量の関係＞
次に、クリーニング角θｃとトナー吐き出し量について図４を使って説明する。クリーニング角θｃとは図４で示してあるように感光ドラム１表面とクリーニングブレード６とで成す角のことである。クリーニング角θｃはクリーニングブレード６の種類や感光ドラム１に対する当接圧によって変わり、以下に説明するようにクリーニング角θｃによってクリーニングブレード６と感光ドラム１との間の潤滑性を保つのに好適なトナー吐き出し量が変わってくる。
クリーニング角θｃが小さい場合には、クリーニングブレード６と感光ドラム１表面との隙間が狭いことを表し、トナー９がクリーニングブレード６のエッジ部６Ｅに到達しにくい、かつトナーがドラム回転方向下流側にすり抜けやすくなる。一方、クリーニング角θｃが大きい場合には、クリーニングブレード６と感光ドラム１表面との隙間が広いことを表し、トナーがクリーニングブレードのエッジ部６Ｅに到達しやすく、かつクリーニングブレードのエッジ部６Ｅ付近にとどまりやすくなる。つまり、クリーニング角θｃによって、潤滑性を保持するためのトナー量が変わり、クリーニング角θｃが小さい場合においては、クリーニングブレード６に供給するトナー量をより多くする必要がある。
例えば、クリーニング角θｃは、ゴムブレード６ａの硬度や感光ドラム１との当接圧、画像形成装置本体の使用環境などによって変わる。また、ドラムカートリッジ２１０の使用状況によっても変わり、ドラムカートリッジの使用量が大きくなると、ウレタンゴム６ａのへたりが起こり、クリーニング角θｃが小さくなってしまう。
このような様々な条件下においてトナー吐き出し動作に使用されるトナー量を最小に抑えつつ、クリーニングブレード６と感光ドラム１との間の潤滑性を保つためには、トナー吐き出し動作を行う際のトナー吐き出し量を制御する必要がある。

そのために、本発明では、Ｏメモリｍ１には、図５（ａ）に示すように、ドラムカートリッジ２１０の使用量（感光ドラム１の駆動量）に応じたトナー供給の際のトナー吐出し量に係る情報としての吐出し情報が格納された第一算出テーブルＴＸを有している。図示例では、ドラムカートリッジ使用量と環境検知手段としての温度センサ１０２で検知した本体使用環境に応じて、適切なトナー吐き出し情報Ｘを設定し、第一算出テーブルＴＸに格納している。本実施形態では、一例として、吐出し情報Ｘによって、主走査ライン数が規定されている。そして、レーザ主走査ライン数により副走査方向の長さが規定される。
感光ドラム１の駆動量としては、交換寿命に対する使用した期間の割合をパーセンテージで表示している。この感光ドラム１の駆動量は、感光ドラム１の回転数、回転時間など、感光ドラム１の駆動を直接表す量でもいいし、印刷面数、感光ドラム１を駆動するモータの通電時間など間接的に感光ドラムの駆動を表す量でも構わない。また、感光ドラム１の駆動に応じて減少する残り可能回転数／回転時間などの残り寿命によるパラメータ等も含まれる。
Ｏメモリｍ１には、感光ドラム１の回転数などの動作量に係る情報が記憶されている。また製造番号やモデルなどドラムカートリッジ２１０の種類を特定できる情報が記憶されている。そして、制御部１０１は、Ｏメモリｍ１が持つ情報をもとにドラムカートリッジがどれだけ使用されたか、どれだけ動作したかの使用に係る量を把握することができる。
図５（ａ）の吐き出し量の推移については、ドラムカートリッジ２１０の使い始め（０％～２４％）は、潤滑剤としてのトナーがクリーニグブレード６に対して十分に供給されていないので、吐き出し量が追加されている。その後（２５％～７４％）は、供給が終わっているので追加分はなく、後半（７５％～１００％）になると、トナーが劣化し潤滑剤としての機能が低下してくるので、再度追加するようになっている。
一方、ＤＴメモリｍ２は、図５（ｂ）に示すように、現像カートリッジ２００の使用量に応じたトナー供給の際のトナー量に係る情報である吐出し情報Ｙが格納された第二算出
テーブルＴＹを有している。この場合も、現像カートリッジ２００の使用量と環境検知手段としての温度センサ１０２で検知した本体使用環境に応じて、適切なトナー吐き出し量Ｙを設定し、第二算出テーブルＴＹに格納している。
現像カートリッジ２００の使用量については、現像ローラ４の累積回転数と、トナー残量（累積使用量）によって決定される。画像形成装置本体の制御部１０１は、現像ローラ４の累積回転数とトナー使用量に対応するトナー残量との組み合わせを入力とし、現像カートリッジ２００が使用率を出力するテーブルを、メモリ５０２内に予め持っている。
温度センサ１０２で検知した温度情報によってトナー吐き出し量を変えられるようにしたのは、トナーの凝集度やクリーニングブレード６の硬度が本体使用環境の影響を受けるためである。温度情報に対応させることによって、トナー吐き出し量をより精度よく制御することができる。
制御部１０１は、トナー吐出し制御（トナー供給）の際に、Ｏメモリｍ１に保持された吐出し情報Ｘと、ＤＴメモリｍ２に保持された情報である吐出し情報Ｙとに基づいて、トナー吐出し量を制御する。本実施形態では、Ｏメモリｍ１に保持された吐出し情報Ｘと、ＤＴメモリｍ２に保持された吐出し情報Ｙを加算（演算）することで、トナー供給量であるトナー吐出し量（Ｘ+Ｙ）を算出している。
また、本実施形態においては、トナー吐き出し量は、感光ドラム１の回転方向（副走査方向）の長さを変えることで制御している。
なお、図５で示したトナー吐き出し量の算出テーブルの値は一例であり、ドラムカートリッジ２１０に組み込まれたクリーニングブレード６の種類や現像カートリッジ２００に充填されたトナーの種類などに合わせて好適な値にしておくことで、様々なカートリッジ構成においても、トナー吐き出し動作を好適なトナー量で実行することができる。
たとえば、図５（ｃ）に示すように、第一算出テーブルの吐出し情報Ｘに、マイナスの値を持たせてもよい。マイナスの値を持たせることで、トナー９やクリーニングブレード６のなどの改良によって、クリーニングブレードのエッジ部６Ｅに滞留するトナー量が少ない場合にも、ドラムカートリッジ２１０と現像カートリッジ２００の組み合わせによって、トナー吐き出し量を減らすことができるようになる。
図５（ｃ）では、（０～２４％）の初期段階のみトナーを供給し、（２５％～４９％）、（５０％～７４％）、（７５％～１００％）では、トナー供給が不要ということで、「－３０」が入っている。このようにすれば、Ｘ+Ｙがマイナスとなるので、トナーは供給
されない。「－３０」は一例で、吐出し情報Ｙと足し合わせてマイナスになる値であればよい。

[トナー吐き出し動作における動作シーケンス]
次に、本発明の実施形態１に係る、画像形成装置においてトナー吐き出し動作を行った場合のシーケンスについて図７を参照して説明する。
たとえば、画像形成装置１００に接続された不図示のホスト機器から画像情報が入力されると、制御部１０１において、ＣＰＵ５０１が、メモリ５０１に格納されたプリントジョブのシーケンスを読み出してプリント動作を開始し（Ｓ１）、画像形成終了と判断した場合に（Ｓ２）、制御部１０１は、後回転動作を実行すると共に、メモリ５０１に格納されたトナー吐出し用のシーケンスを読み出し、トナー吐き出し動作を開始する（Ｓ３）。トナー吐き出し動作が開始されると、制御部１０１は、画像形成装置本体に備え付けられた温度センサ１０２との通信によって温度情報を読取り（Ｓ４）。次に、制御部１０１は、メモリ通紙部５００のデータバスを通じて、ドラムカートリッジ２１０に搭載されたＯメモリｍ１と通信を行い、ドラムカートリッジ使用量を読み取る（Ｓ５）。その後、読取られ温度情報とドラムカートリッジ使用量とに基づいて、Ｏメモリｍ１内の第一算出テーブルＴＸに格納されている吐出し情報Ｘを算出する（Ｓ６）。
一方、制御部１０１は、現像カートリッジ２００に搭載されたＤＴメモリｍ２との通信によって、現像カートリッジ使用量を読取る（Ｓ７）。その後、読取られた温度情報と現像カートリッジ使用量とＤＴメモリｍ２内に格納されている第二算出テーブルＴＹの情報
を基に吐き出し情報Ｙを算出する（Ｓ８）。
そして、制御部１０１は、算出された吐き出し情報Ｘと吐き出し情報Ｙを加算し、最終的なトナー吐き出し量Ｘ+Ｙを算出し（Ｓ９）、算出されたトナー吐き出し量Ｘ+Ｙを基に、クリーニングブレード６へのトナー吐き出し動作を実行する（Ｓ１０）。感光ドラム１表面へのトナー吐き出しが行われた後、所定時間、感光ドラム１を回転させ、プリントジョブを終了する（Ｓ１１）。
以上説明した制御を行うことにより、様々なカートリッジ構成においても、最少のトナー量で安定したクリーニング性能を保つことができる。

［実験］
上記効果を検証するために以下の検証実験を行った。
低温低湿条件の環境下（温度１５℃、湿度１０％）にて２枚間欠印字耐久試験を行った。この印字耐久では、２枚置きに画像比率１％の横線を印字している。この印字耐久を現像カートリッジ２００とドラムカートリッジ２１０との使用量が１００％になるまで行い、クリーニングブレード鳴きが発生しなかった場合を「○」、クリーニングブレード鳴きが発生した場合を「×」とした。
また、印字耐久終了後にハーフトーン画像を印刷し、帯電ローラ２が汚染されたことに起因するスジや濃度ムラが発生しなかった場合には「○」、スジや濃度ムラが発生した場合は「×」とした。
また、本実験においては、トナーとしてトナーａとトナーｂの２種類と、クリーニングブレードとして、クリーニングブレードｃとクリーニングブレードｄの２種類を用い、その組み合わせで実験を行った。
実験で用いたトナーとして、初期状態の特性として凝集度の違うトナーを用いている。凝集度が１５％の特性のトナーをトナーａ、凝集度が３５％の特性のトナーをトナーｂとして用いている。実験で用いたクリーニングブレードとして、ＭＤ－１硬度計での測定で硬度６５°の特性を有するものをクリーニングブレードｃとし、硬度８０°の特性を有するものをクリーニングブレードｄとして用いた。
また、Ｏメモリｍ１に格納してあるトナー吐き出し量Ｘの第一算出テーブルとして、クリーニングブレードｃに最適化したテーブルＸｃとクリーニングブレードｄに最適化した。テーブルＸｄを用いた。また、ＤＴメモリｍ２に格納してあるトナー吐き出し量Ｙの第二算出テーブルＴＹとして、トナーａに最適化したテーブルＹａとトナーｂに最適化したテーブルＹｂを用いた。
実験を行った構成を表１に記す。

実施例１～３は、トナーとクリーニングブレードの組み合わせに応じて、Ｏメモリｍ１
に格納された吐出し情報Ｘの第一算出テーブルＴＸと、ＤＴメモリｍ２に格納された吐出し情報Ｙの第二算出テーブルＴＹの値を最適化した場合である。
一方、比較例１と比較例２は、トナーとクリーニングブレードの組み合わせに対してＯメモリｍ１に格納された吐出し情報Ｘの第一算出テーブルＴＸと、ＤＴメモリｍ２に格納されたトナー吐き出し量Ｙの第二算出テーブルＴＹの値を最適化せず、テーブルＸｃとテーブルＹａを用いた場合である。すなわち、比較例１では、最適なテーブルはＹｂであるのに対して、Ｙａのテーブルを使用した例、比較例２は、最適なテーブルはＸｄあるのに対してＸｃを用いた例である。
結果を表２に示す。

比較例１の場合には、凝集度の高いトナーｂに対して、凝集度の低いトナーａに最適化したテーブルＹａを用いたことで、クリーニングブレードと感光ドラム表面との間の摩擦力を低く保つのにはトナー吐き出し量が不十分となり、クリーニングブレード鳴きが発生してしまった。
比較例２の場合には、硬度の高いクリーニングブレードｄに対して、硬度の低いクリーニングブレードｃに最適化したテーブルＸｃを用いたことで、クリーニングブレードと感光ドラムの当接部に過剰な量のトナー吐き出しが行われてしまいクリーニング不良が発生してしまった。
一方で、実施例１～３は、トナーの種類やクリーニングブレードの種類に最適化されたトナー吐き出し量Ｘのの算出テーブルとトナー吐き出し量Ｙの算出テーブルを用いたことによって、クリーニングブレード６へのトナー吐き出し量を最適化することができた。これにより、クリーニングブレード鳴きやクリーニング不良に起因する帯電ローラ汚染を防止することができた。

なお、本実施形態１では、図５（ａ），（ｂ）に示すように、Ｏメモリｍ１に吐出し情報Ｘの第一算出テーブルＴＸとＤＴメモリｍ２に吐出し情報Ｙの第二算出テーブルＴＹを持ち、制御部１０１において加算する制御を行ったが、これに限定するものではない。
例えば、吐出し情報Ｘ、もしくは吐出し情報Ｙの値のいずれかに重みづけを行い、最終的なトナー吐き出し量を決定する制御を行ってもよい。重みづけを行うことで、トナー吐き出し量Ｘの第一算出テーブルやトナー吐き出し量Ｙの第二算出テーブルを記憶する記憶領域が小さい場合にも、トナー吐き出し量の変化幅を大きくすることが可能となる。
図５を参照して説明すると、図５（ｂ）の第二算出テーブルＴＹの吐出し情報Ｙに対して、図５（ｄ）に示すように、第一算出テーブルＴＸの吐出し情報Ｘとして、第２算出テーブルＴＹの吐出し情報Ｙの値に重みづけを行った乗率が格納されている。制御部１０１は、第二算出テーブルＴＹに格納された吐出し情報Ｙに乗率（係数）を掛けてトナー吐出し量を演算する。
この場合、第二算出テーブルＴＹの吐出し情報Ｙは、現像カートリッジ２００の使用量に応じて複数あるので、たとえば、図５（ａ）において、使用環境が（～１５°）における、第一算出テーブルＴＸのドラム使用量（０％～２４％）を例にとると次のようになる。すなわち、現像カートリッジ２００の使用量（０％～２４％），（２５％～４９％），（５０％～７４％）、（７５％～１００％）に応じて、それぞれに対応する乗率（×４）、（×２），（×２），（×１．６））が設定される。現像カートリッジの使用量が（５０％～７４％）の場合には、６×２で、トナー吐出し量は、１２［ｌｉｎｅ］となる。他のデータも同様である。 また、Ｏメモリｍ１やＤＴメモリｍ２の全容量に対するトナー吐き出し量算出テーブルに使用する容量を小さくするために、トナー吐き出し量を算出するための値を本体の記憶部に持たせておいてもよい。
例えば、画像形成装置の制御部１０１のメモリ５０１にあらかじめ一定値のトナー吐き出し量の値を記憶しておき、その値に対して乗算する値を吐き出し情報Ｘの第一算出テーブルＴＸと吐き出し情報Ｙの第二算出テーブルＴＹに持たしておく方法とすることができる。図５（ｅ）は、第１算出テーブルＴＸの一例である。この場合、たとえば、本体の制御部１０１のメモリ５０２に「２」を持っている場合には、（×３）、（×０）、（×０）、（×１）というように、乗算する値を入れておく。第２算出テーブルも同様であり、特に説明は省略する。
また、トナー吐き出し量Ｘの第一算出テーブルとトナー吐き出し量Ｙの第二算出テーブルにはアドレス値を持たせておき、本体の制御部１０１のメモリ５０２にそれぞれのアドレスに対してトナー吐き出し量を指定可能な対応テーブルを保持させておく方法とすることもできる。
すなわち、第一算出テーブルには、感光ドラム１の駆動量に応じたトナー供給の際のトナー量に係る情報として第一のアドレス値を持たせ、第二算出テーブルには、現像カートリッジ２００の使用量に応じたトナー供給の際のトナー量に係る情報として第二のアドレス値を持たせておく。一方、制御部１０１に設けられたメモリ５０２には、第一のアドレス値及び第二のアドレス値に対して、トナー吐出し量を指定可能なテーブルを有するものとする。
なお、制御部１０１のメモリ５０２に保持させてあるアドレスに対してトナー吐き出し量を指定できるテーブルのいずれか一方に、図５（ｃ）と同様に、マイナスの値を持たせてもよい。マイナスの値を持たせることで、トナー９やクリーニングブレード６のなどの改良によって、クリーニングブレードのエッジ部６Ｅに滞留するトナー量が少ない場合にも、ドラムカートリッジ２１０と現像カートリッジ２００の組み合わせによって、トナー吐き出し量を減らすことができるようになる。

［実施形態２］
本実施形態２では、上記実施形態１で説明したトナー吐き出し動作に加えて、吐出しカウントを本体記憶部である制御部１０１のメモリ５０２に記憶し、この吐き出しカウントが所定の値に達した場合に行うトナー吐き出しシーケンス（定期供給モード）を有する例である。定期供給モードのシーケンスのプログラムは、制御部１０１に記憶されている。
なお、実施形態１で説明したトナー吐き出し動作を「離間前吐き出し動作」又は「簡易吐き出し動作」と呼び、吐き出しカウントが所定の値以上になった時におこなうトナー吐き出し動作を「カウント吐き出し動作」と呼ぶこととする。「離間前」の意味は、実施形態１の「吐出し動作」は、中間転写ベルトが感光ドラム１に当接した状態でなされ（離間前の状態）、本実施形態２では、中間転写ベルト３１を感光ドラム１から離間した状態でなされることを意味している。また「簡易」の意味は、図５のテーブルで説明したように
、形成される吐き出しパターンが、数ラインのレーザ主走査ラインから定義されているように、後述のカウント吐き出し動作に比べ簡易なパターンになっているからである。また、吐出しカウントは、「離間前吐出し動作」の回数をカウントしてもよいし、印刷枚数、印刷面数をカウントしてもよい。また、感光ドラム１の回転数、回転時間など、感光ドラム１を駆動するモータの通電時間等、間接的に吐出しカウントを表す量でもよい。
本実施形態２によれば、カウント吐き出し動作でクリーニングブレード６に供給するトナー量を離間前吐き出し動作で用いるトナー量よりも多く設定しておくことで、離間前トナー吐き出し動作に掛かる時間を短縮できる。
すなわち、離間前吐出し動作を第１トナー供給とした場合に、制御部１０１は、第１トナー供給における第１トナー供給量よりも多い定期供給モードのカウント吐出し動作によるトナー供給量を第２トナー供給量とする。この第２トナー供給の為の上記したカウントを行うカウント手段（たとえば、回転部に設けられたエンコーダ、制御部１０１が備えているカウンタ等）と、カウント手段によるカウント値を記憶するメモリ５０２とを有し、制御部１０１は、前記カウントが所定の値に達した場合に、クリーニングブレード（当接部材）と感光ドラム１の表面との間に第２トナー供給量のトナー供給を実行する。
つまり、感光ドラム１や現像ローラ４の回転数が多くなるのを抑制することにつながり、トナー吐き出し動作による感光ドラム１や現像ローラ４の寿命が不必要に短くなることを抑制できる。

[カウント吐き出し動作における動作シーケンス]
以下に、本実施形態２において、トナー吐き出し動作を行った場合のシーケンス（定期供給モード）について、図８を用いて説明する。以下の説明で、実施形態１と同一の行程については、同一の符号を付して説明を省略するものとする。
画像形成装置本体に接続されたホスト機器から画像情報が入力されると、制御部１０１において、ＣＰＵ５０１が、メモリ５０１に格納されたプリントジョブのシーケンスを読み出てプリント動作を開始する（Ｓ１）。そして、画像形成装置本体によるプリント動作を終え、制御部１０１が、画像形成終了と判断した場合に（Ｓ２でＹＥＳ）、吐き出しカウントが所定値以上であるか否かを判断する（Ｓ１２）。制御部１０１が、吐き出しカウントが所定値未満と判断すれば実施形態１で説明した通り、後回転動作においてトナー吐き出し動作を開始する（Ｓ３）。ステップＳ４乃至Ｓ１０の離間前吐き出し動作の詳細については、実施形態１で説明したので省略する。
一方、制御部１０１が、吐き出しカウントが所定値以上と判断すると、制御部１０１は、カウント吐き出し動作のシーケンス（定期供給モード）を開始する（Ｓ１３）。カウント吐き出し動作が開始されると、制御部１０１の指示のもと中間転写ベルト３１が感光ドラム１から離間される（Ｓ１４）。その後、現像ローラ４から感光ドラム１へのトナー吐き出しが行われる（Ｓ１５）。本実施形態においては、吐き出しカウントの所定値を５００枚とし、現像ローラ４の長手方向と垂直な方向において現像ローラ４の１周分の周長に対応した長さのベタ黒トナー像を感光ドラム１表面に形成し、クリーニングブレード６に送り込むことにした。尚、ベタ黒トナー像とは１００％濃度のトナー像を指す。
カウント吐き出し動作が終了した後、制御部１０１は吐き出しカウントをリセットし（Ｓ１６）、プリント動作を終了する（Ｓ１１）。
尚、上の説明においては、制御部１０１が、ステップＳ３の直前にステップＳ１２の判断を行うよう説明を行ってきたが、この所定順序に限定されない。例えば、ステップＳ１０の処理に引き続き制御部１０１がステップＳ１２の処理を行うようにしても上記と同様の効果が得られる。
このように、カウントトナー吐き出し動作におけるトナー吐き出し量を、離間前トナー吐き出し量よりも多く設定しておくことで、離間前トナー吐き出し動作を短縮できる。これによって、離間前トナー吐き出し動作による感光ドラム１や現像ローラ４の寿命への影響を小さくすることができる。
なお、本実施形態では、定期トナー吐き出し動作を後回転時に行うようにしたが、これ
に限るものではない。プリント終了後に、カウント吐き出し動作を単独で行うようにしてもよい。

２１０ ドラムカートリッジ（像担持体ユニット）
１ 感光ドラム、６ クリーニングブレード（当接部材）
１１ ドラムカートリッジ枠体
２００ 現像カートリッジ（現像ユニット）
３ 現像ユニット、４ 現像ローラ、
９ トナー、
３１ 中間転写ベルト
１００ 画像形成装置
１０１ 制御部、１０２ 温度センサ（環境検知手段）
ｍ１ Ｏメモリ（第一メモリ）
ｍ２ ＤＴメモリ（第二メモリ）
ＴＸ 第一算出テーブル
ＴＹ 第二算出テーブル

Claims (10)

1. 画像形成動作を実行可能な画像形成装置において、
   装置本体と、
   静電潜像が形成される回転可能な像担持体と、回転状態にある前記像担持体の表面に当接することで前記像担持体の表面からトナーを除去する当接部材と、で構成される像担持体ユニットであって、第一メモリを有する像担持体ユニットと、
   前記像担持体の表面にトナーを供給して前記静電潜像をトナー像として現像する現像ユニットであって、第二メモリを有する現像ユニットと、
   前記画像形成動作と、前記現像ユニットから前記像担持体の表面に前記トナーを供給し、前記当接部材と前記像担持体の表面との間に前記トナーを供給する第一トナー供給動作と、前記第一トナー供給動作における第一トナー量よりも多い第二トナー量の第二トナー供給動作と、を実行可能に制御する制御部と、
   前記第二トナー供給動作の為のカウントを行うカウント手段と、
   前記カウント手段によるカウント値を記憶する第三メモリと、を備え、
   前記像担持体ユニットと前記現像ユニットのそれぞれが独立して前記装置本体に対して着脱可能であり、
   前記第一メモリには、前記像担持体の駆動量に応じた前記第一トナー供給動作において供給する前記第一トナー量に係る第一の情報に基づく第一の値が保持され、
   前記第二メモリには、前記現像ユニットの使用量に応じた前記第一トナー供給動作において供給する前記第一トナー量に係る第二の情報に基づく第二の値が保持され、
   前記第三メモリには、前記像担持体の駆動量に応じた前記カウント値である第三の値が保持され、
   前記制御部は、前記画像形成動作を実行した後に、
   前記第三の値が所定値に達することなく、前記画像形成動作が終了した場合に、前記第一の値と、前記第二の値と、を加算した値に基づいて前記第一トナー量を決定して、前記第一トナー供給動作を実行するように制御し、
   前記第三の値が前記所定値に達した場合に、前記第二トナー供給動作を実行するように制御することを特徴とする画像形成装置。
2. 前記像担持体の駆動量は、前記像担持体の回転数もしくは前記像担持体の回転時間であ
   ることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記像担持体の駆動量は、印刷面数もしくは前記像担持体を駆動するモータの通電時間から算出される量であることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
4. 前記現像ユニットの使用量は、前記現像ユニットに設けられた現像ローラの回転数とトナー使用量との関係で決定されることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の画像形成装置。
5. 温度を検知する環境検知手段を備え、
   前記制御部は、前記環境検知手段の検知結果と、前記第一の値と、前記第二の値とに基づいて、前記第一トナー量を制御することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の画像形成装置。
6. 前記第一の値は、前記像担持体ユニットに使用されるクリーニングブレードの特性に応じて定められていることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の画像形成装置。
7. 前記第二の値は、前記現像ユニットに使用される前記トナーの特性に応じて定められていることを特徴とする請求項１乃至６のいずれかの１項に記載の画像形成装置。
8. 前記制御部は、前記第一トナー供給動作を、前記画像形成動作を行わない期間のうち、単数または複数の記録材に前記画像形成動作を実行し出力するジョブのすべての前記画像形成動作が終了した後の後回転工程時に実行するように制御することを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の画像形成装置。
9. 前記像担持体の表面に形成された前記トナー像が転写される中間転写体を有し、
   前記制御部は、前記中間転写体が前記像担持体から離間した状態で前記第二トナー供給動作を実行するように制御することを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載の画像形成装置。
10. 前記制御部は、前記第一トナー供給動作を制御する際には、前記中間転写体は前記像担持体に当接した状態で実行するように制御することを特徴とする請求項９に記載の画像形成装置。

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