(57)【要約】【目的】  シートに転写されず像担持体に現像剤が残留している場合に、残留している現像剤の状態を精度良く判定することが可能な画像形成装置を提供する。【構成】  現像剤像を担持する像担持体と、前記像担持体に担持された現像剤像を被転写体に転写する転写手段と、前記像担持体と前記転写手段との間に印加される電圧又は電流値に基づいて前記被転写体に転写されずに前記像担持体に残留している現像剤の状態を判定する判定手段と、を有する画像形成装置である。【選択図】        図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
現像剤像を担持する像担持体と、
前記像担持体に担持された現像剤像を被転写体に転写する転写手段と、
前記像担持体と前記転写手段との間に印加される電圧又は電流値に基づいて前記被転写体に転写されずに前記像担持体に残留している現像剤の状態を判定する判定手段と、
を有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記像担持体に残留する現像剤を除去するクリーニング手段と、
前記判定手段の判定結果に基づいて前記クリーニング手段による現像剤の除去動作を制御する制御手段と、
を有することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記判定手段は、前記像担持体の１駆動周期当たりの前記像担持体と前記転写手段との間に印加される電圧又は電流の値の最大値と最小値の差に基づいて前記像担持体に残留する現像剤の量を判定する
ことを特徴とする請求項１または２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記判定手段は、前記像担持体の１駆動周期当たりの前記像担持体と前記転写手段との間に印加される電圧又は電流の値の最大値と最小値の差が所定値よりも大きい場合に、前記像担持体に所定の現像剤が残留していると判定する
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。
【請求項５】
前記判定手段は、前記像担持体の１駆動周期当たりの前記像担持体と前記転写手段との間に印加される電圧又は電流の値を所定回数累積した値に基づいて前記像担持体に残留する現像剤の量を判定する
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。
【請求項６】
前記制御手段は、前記判定手段により前記被転写体に転写されずに前記像担持体に残留している現像剤の状態に応じて前記クリーニング手段による除去動作の時間を延長する
ことを特徴とする請求項２乃至５のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記制御手段は、前記クリーニング手段によって所定時間除去動作を行っても前記判定手段により前記像担持体に所定の現像剤が残留していると判定された場合は、前記除去動作を終了させる
ことを特徴とする請求項２乃至６のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項８】
前記制御手段は、前記クリーニング手段によって所定時間除去動作を行っても前記判定手段により前記像担持体に所定の現像剤が残留していると判定された場合は、操作者に前記判定手段の判定結果を通知する通知手段
を有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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真方式でシートに画像を形成する画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
画像形成装置において、感光ドラムからシートに転写されずに感光ドラムに残ったトナーを削ぎ落としてクリーニングする技術がある。これはブラシ状のローラを感光ドラムに接触させ、感光ドラムを所定時間回転させることで、感光ドラムに残ったトナーを削ぎ落とすものである。トナーが残っていないのに回転を続けると時間が無駄になってしまうので、特許文献１では、単位時間当りのトナー入力量（入力画像に従って感光ドラムに付着した量）を求め、その結果に基づいて、シートに転写されずに感光ドラムに残ったトナー量を予測し、適切なクリーニング時間を決めている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１４−２３２２５７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来技術では「単位時間当りのトナー入力量」に基づいて感光ドラムに残ったトナー量を予測しているが、「単位時間当りのトナー入力量」は本来全てシートに転写される量なので、シートに転写されずに感光ドラムに残ったトナー量（以下、残留トナー量とも呼ぶ）を精度良く判定できるわけではない。そのため、実際の残留トナー量に対応するクリーニング時間よりも長くクリーニングを行ってしまう可能性がある。
【０００５】
本発明は、このような従来の技術に存在する課題に鑑みてなされたものであり、像担持体に残留している現像剤の状態を精度良く判定することが可能な画像形成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の目的を達成するため、本発明の画像形成装置は、
現像剤像を担持する像担持体と、前記像担持体に担持された現像剤像をシートに転写する転写手段と、前記像担持体と前記転写手段との間に印加される電圧又は電流値に基づいて前記被転写体に転写されずに前記像担持体に残留している現像剤の状態を判定する判定手段と、を有することを特徴とする画像形成装置である。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、像担持体に残留している現像剤の状態を精度良く判定することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本実施形態の画像形成装置の概略断面図である。
【図２】本実施形態の制御部の構成と流れ込み電流を説明する図である。
【図３】残留トナー量を測定する方法を示す図である。
【図４】クリーニング処理の流れを示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して詳細に説明する。
図１は、画像形成装置の構成を示す概略断面図である。画像形成装置１００は、図１の下側（シート搬送方向上流）から上側（シート搬送方向下流）に向かって順に、シート給送部１０、画像形成部２０、定着部３０、シート排出部４０が設けられている。また、画像形成部２０、定着部３０の右側には、シート再給送部５０が設けられている。
制御部６００は、各部の動作を制御し、シートに画像を形成する。
【００１０】
シート給送部１０では、給送カセット１１や手差しトレイ１６に積載されたシートＰを画像形成部２０へ給送する。シート検知センサＳ１は、給送カセット１１にシートＰが収納されているかどうかを検知するセンサである。
【００１１】
給送カセット１１に収納されたシートＰは、ピックアップローラ１２が回転することによって分離ローラ対１３へ給送される。シートＰが重送している場合は、正転ローラと反転ローラとからなる分離ローラ対１３によって１枚に分離され、実線で示す給送パスＰＳ１に搬送される。給送パスＰＳ１に搬送されたシートＰはさらに給送ローラ対１４によって搬送され、回転を停止しているレジストローラ対１５のニップに先端が倣うことでシートＰの斜行が矯正される。レジ前センサＳ２は、シートＰの先端がレジストローラ対１５のニップに到達するタイミングを検知する。
【００１２】
手差しトレイ１６からシートＰを給送する場合は、供給ローラ１７および分離パッド１８によってシートを１枚に分離して機内に引き込む。そして、供給ローラ対１９によって給送ローラ対１４に搬送され、レジストローラ対１５でシートＰの斜行が矯正される。斜行が矯正されたシートＰは、所定のタイミングで回転するレジストローラ対１５によって画像形成部２０に搬送される。
【００１３】
画像形成部２０では、感光ドラム２１がその表面を帯電ローラ２２によって均一に帯電されている。レーザユニット２３から画像情報に対応したレーザ光が照射される。感光ドラム２１のレーザ光が照射された部分は、帯電ローラ２２によって帯電されていた電荷が除去され、画像情報に対応した静電潜像が形成される。ここで形成された静電潜像は、現像ローラ２４によって現像剤が付着されることで、現像剤像として可視化される。
【００１４】
補給容器２７に収納された現像剤は、補給容器２７から現像器２６に補給される。現像剤像は、感光ドラム２１の回転によって転写ニップ部Ｎ１に搬送される。このタイミングに合わせてレジストローラ対１５からシートＰが転写ニップ部Ｎ１に搬送される。搬送されたシートＰは、転写ニップ部Ｎ１において感光ドラム２１と接触する転写ローラ２５に挟持搬送されながら、転写ローラ２５によって感光ドラム２１に形成された現像剤像が転写される。シートＰに転写されなかった残留トナーはクリーニングブレード２８によって削ぎ落とされて回収される。
【００１５】
なお、レーザユニット２３から照射されるレーザ光は、外部から送信された画像データに基づいて制御される。
【００１６】
次に、現像剤像が形成されたシートＰは、定着部３０へと搬送される。定着部３０では、内部に配置されたハロゲンランプ等の熱源により所定の定着温度に加熱されたアルミローラ等で構成される定着ローラ３１と、定着ローラ３１に接触して所定の圧力で定着ローラ３１を加圧する加圧ローラ３２とによって定着ニップ部Ｎ２が形成されている。現像剤像が形成されたシートＰは、定着ニップ部Ｎ２に送り込まれて、定着ローラ３１と加圧ローラ３２とで挟持搬送され加熱加圧されることで、現像剤像がシートＰ上に定着される。
【００１７】
定着センサＳ３は、シートＰの先端が定着ニップ部Ｎ２を抜けたことを検知する。
なお、定着部３０は、定着ローラ３１で加熱する加熱ローラ方式の替わりに、セラミックヒータ等の熱源を端部レスフィルムを介して加圧ローラ３２が加圧することで定着ニップ部Ｎ２を形成し、ニップ部Ｎ２にてシートＰを挟持搬送しながら加熱加圧するオンデマンド定着方式を用いても良い。
【００１８】
次に、現像剤像が定着されたシートＰは、シート排出部４０へと搬送され、排出ローラ対４１によって排出トレイ４２へ排出される。
【００１９】
シートＰの両面に画像を形成する場合は、１面目に画像形成されたシートＰの先端が定着センサＳ３を抜けたあと、シートＰの後端が排出ローラ対４１を抜ける前に排出ローラ対４１を一旦停止させ、さらに排出ローラ対４１を逆回転させることで、シートＰを反転させてシート再給送部５０へ搬送する。
【００２０】
シート再給送部５０へ搬送されたシートＰは、再給送ローラ対５１、５２によって破線で示す再給送パスＰＳ２を搬送され、再給送ローラ対５３によってレジストローラ対１５に搬送される。そして、レジストローラ対１５によって斜行が矯正された後、転写ニップ部Ｎ１に搬送されることで、シートＰの２面目に現像剤像が形成される。その後は、１面目に画像形成したときと同様に定着ニップ部Ｎ２を搬送されることで現像剤像がシートＰに定着され、両面に画像が形成されたシートＰは排出ローラ対４１によって排出トレイ４２へ排出される。
図２は画像形成装置Ａの制御部６００の構成と転写ローラ２５から感光ドラム２１の方向に流れる流れ込み電流を説明するための図である。
【００２１】
画像形成装置Ａ全体を制御するＣＰＵ１００は、ＲＯＭ１０２、ＲＡＭ１０１を内蔵している。ＲＯＭ１０２は、画像形成を行うための各種プログラムやデータが書き込まれた読み取り専用の記憶素子である。ＲＡＭ１０１は、書き込み、消去が可能な記憶素子であって、ＲＯＭ１０２から読み出したプログラムが保持され、シート処理の過程で発生する処理データや演算結果が随時書き込み、消去される。
【００２２】
操作表示部１０９は画像形成装置Ａの状態を表示したり、ユーザからの指示を受け付ける。
【００２３】
ＣＰＵ１００は外部ＰＣなどから入力された画像情報を、ビデオＩ／Ｆ１１０を介して取得し、レーザ光の照射情報に変換する。
【００２４】
ＣＰＵ１００は帯電制御部１０６を介して帯電ローラ２２を駆動し、感光ドラム２１の表面を均一に帯電する。
【００２５】
ＣＰＵ１００は照射情報に従って、露光制御部１０３を介してレーザユニット２３（図１）を駆動し、レーザ光を感光ドラム２１に照射することで画像情報に対応した静電潜像を形成する。ここで形成された静電潜像は、現像制御部１０５を介して現像ローラ２４を駆動することで現像剤が付着され、現像剤像として可視化される。
【００２６】
ＣＰＵ１００は現像剤像が転写ニップ部Ｎ１に到達するタイミングで、搬送制御部１０４を介して各種搬送ローラを駆動し、シートＰを転写ニップ部Ｎ１に到達させることで、シートＰに現像剤像が転写される。
【００２７】
この時、転写ローラ２５は転写制御部１０７によってプラスの電荷を帯び、感光ドラム２１は現像剤像に応じたマイナスの電荷を帯びているため、転写ローラ２５から感光ドラム２１に向けて流れ込み電流が発生する。流れ込み電流が大きいほど転写電流検出部１０８で検出される電流値は小さくなる。
【００２８】
シートＰが転写ニップ部Ｎ１を通過した後、現像剤が感光ドラム２１に残っている場合も、そのマイナスの電荷によって流れ込み電流は発生する。
【００２９】
本実施の形態では、シートＰが通過した後の転写電流値を用いて感光ドラム２１に残っているトナー量を測定する。クリーニングブレード２８（図１）によるクリーニングを行って残留トナー量が減ると電流値は一定値に近づくため、その時点でクリーニングを終了する。
図３は、クリーニング中の転写電流値の変化の例を示す図である。図３（ａ）は、感光ドラムの回転周期の一周分(４４０ｍｓｅｃ)の転写電流値を０．１ｍｓｅｃ単位でサンプリングしたあと所定回数累積させた状態の転写電流値を示している。累積する理由は、検知ノイズを除外し、残留トナーがある位置を検出しやすくするためである。この時、累積値の最大値Ｉｍａｘと最小値Ｉｍｉｎとの差Ｚが残留トナーの量に相当する。よって差が予め決めた閾値以下になるまでクリーニング動作を行なえば、効率的なクリーニングが可能となる。
【００３０】
図３（ｂ）はクリーニングを所定時間行った状態を表しているが、差が閾値以下になっておらず、まだ残留トナーがある状態である。図３（ｃ）は差が閾値以下になり残留トナーが無くなった状態を示している。この状態でクリーニングを終了すれば効率的なクリーニングが可能となる。
図４は、ＣＰＵ１００が残留トナーのクリーニング処理を行う場合のフローチャートである。
【００３１】
感光ドラムが１周する時間を５００ｍｓｅｃとした場合、感光ドラム４周分＝２ｓｅｃを判定の１サイクルとし、５サイクル分＝１０ｓｅｃを残留トナークリーニングの初期設定の所定時間とする。クリーニング動作は、画像形成直後に行ってもよいし、画像形成後には行わず、画像形成を開始する前の準備動作の一環で行ってもよい。または画像形成の前後は予め決めた時間だけクリーニング動作を行い、残留トナーが蓄積すると予想される所定枚数の画像形成を行った後に実施するようにしてもよい。
【００３２】
残留トナーのクリーニングが開始されると、ＣＰＵ１００はＳ１０１で感光ドラム２１（図２）を５００ｍｓｅｃで１回転する速度で回転させる。そしてＳ１０２でＣＰＵ１００は転写制御部１０７を介して転写ローラ２５（図２）に所定の転写バイアスを印加する。
【００３３】
Ｓ１０３でＣＰＵ１００は、不図示のタイマーをスタートさせ、転写電流検出部１０８により感光ドラム２１の１回転分の５００ｍｓｅｃ間、転写電流値を計測する。そしてＳ１０４で感光ドラム２１が４回転するまで計測を続ける（２ｓｅｃ分）。
【００３４】
感光ドラム２１が４回転したら（２ｓｅｃ経過したら）Ｓ１０５に進み、ＣＰＵ１００は４回転分の転写電流値の累積値の最大値Ｉｍａｘと最小値Ｉｍｉｎの差を予め決めた閾値と比較する。Ｉｍａｘ−Ｉｍｉｎの値が閾値よりも小さい場合は、残留トナーが無いと判定し、Ｓ１０６でＣＰＵ１００は転写バイアスの印加を停止し、Ｓ１０７で感光ドラム２１の回転を停止することで残留トナーのクリーニング動作を終了する。
【００３５】
Ｓ１０５において、Ｉｍａｘ−Ｉｍｉｎの値が閾値よりも大きい場合は、残留トナーが有ると判定し、予め決めた所定時間（１０ｓｅｃ）はクリーニングを行う。Ｓ１０８に進みＣＰＵ１００は、所定時間（１０ｓｅｃ）が経過したかどうかを確認し、所定時間が経過した場合は、残留トナーの除去ができなかたったことになるので、操作表示部１０９に、残留トナーが残っている旨を通知してクリーニング動作を終了する。この場合残留トナーが原因ではなく感光ドラム２１に何らかの異常が発生している可能性もある。
【００３６】
Ｓ１０８において所定時間が経過していない場合は、クリーニング処理の所定時間を１秒延長する。そしてＳ１０３に戻り、転写電流値の計測を続ける。残留トナーが多い場合は所定時間ではクリーニングが終わらない可能性があるので、時間を延長することで残留トナーを適切に除去することができる。
【００３７】
また、Ｉｍａｘ−Ｉｍｉｎの値が残留トナーの量に相当するので、Ｉｍａｘ−Ｉｍｉｎの値に応じてその後のクリーニング時間を設定するようにしてもよい。また、最大値と最小値だけでなく、転写電流値のサンプリング数分の累積値（面積に相当）から残留トナーの量を判定してもよい。
【００３８】
また、本実施の形態では、転写電流値を用いて感光ドラム２１に残っているトナー量を判定したが、感光ドラム２１と転写ローラ２５間の電圧値も同様に変化するので、電圧値を測定しで判定に用いてもよい。
【符号の説明】
【００３９】
２１  感光ドラム
２５  転写ローラ
２８  クリーニングブレード
１００  ＣＰＵ
１０７  転写制御部
１０８  転写電流検出部
１０９  操作表示部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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