(57)【要約】【課題】  少なくとも一つ以上の像担持体上に静電潜像を形成し、該静電潜像を異なる色の現像剤で現像して画像を形成し、少なくとも一色については着色濃度域が異なるトナーを用いる場合、クリーニング装置が劣化して画像不良になり、像担持体を交換しなければ良好な画像が得られなくなることに対して、画像不良にならないようにする画像形成装置を提供する。【解決手段】  クリーニング装置の使用履歴を帯電時間の積算値などから記憶する装置を設け、像担持体の使用履歴に応じて、着色濃度が濃いトナーに対して薄いトナーの使用比率を増加させるように制御する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも一つ以上の像担持体上に静電潜像を形成し、該静電潜像を異なる色の現像剤で現像して画像を形成し、少なくとも一色については着色濃度域が異なるトナーを用いて画像を形成する画像形成装置において、
像担持体をクリーニングするクリーニング装置を備え、
クリーニング装置の使用履歴を記憶する装置を設けており、
クリーニング装置の使用履歴に応じて、おのおののトナーの組み合わせ量を制御することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
クリーニング装置の使用履歴が多い場合、少なくとも一色についての着色濃度域の異なるトナーのうち、濃度域が狭く低濃度の単色トナーの使用比率を濃色トナーに対して増加させるように制御することを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記クリーニング装置の使用履歴は、被クリーニング体の走行距離の積算値であることを特徴とする請求項１〜２記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記クリーニング装置は、ブレードクリーニング方式であることを特徴とする請求項１〜３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、クリーニング装置を具えた画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
昨今、デジタル出力端末のプリンター機能に加えて、複写機、Ｆａｘといったアナログ型の出力端末機能をも兼ね備えた複合機が市場で広く受け入れられるようになってきている。このようなデジタル化社会における、ネットワーク対応の複合型出力端末として、電子写真プロセスを用いた画像形成装置が広範に利用されてきている。この複合機は、多種の画像情報を出力できるため、延べ出力枚数も飛躍的に多くなり、それに伴う大きな問題の一つとして、装置本体のDutyCycleが挙げられている。装置本体のDutyCycleとは、サービスマンによるメンテナンスをしなくとも、本体が正常に稼動し続ける限界枚数のことであり、換言すると、このDutyCycleを目安に、部品交換などの定期的なメンテナンスを行う必要がある。
【０００３】
このDutyCycleを決定する、最大の律速要因の一つに、像担持体の寿命が挙げられる。一方、エコロジーの観点からは、廃棄物を可能な限り少なくする、すなわち、消耗品を減らすこと、消耗品の寿命を延ばすこと、さらには、消耗品の信頼性を上げることが、装置メーカーに課せられた大きな課題となってきている。
【０００４】
従来のアナログ装置からデジタル化を進める上では、デジタル型の装置本体のコストは、従来のアナログ装置と等価もしくは、それ以下にすることも、その要件となる。さらに、以前は、複写機ならびにプリンター共に、白黒機が主流であったが、近年、オフィスにおいて、複写される原稿、プリンター出力される文書ともに、フルカラー化が急速に進行している。従って、単に、アナログ等価デジタル機というだけでなく、装置本体コストとランニングコストの両面で白黒等価のフルカラープリンターが望まれている。すなわち、複合的な機能を持つ、デジタル・フルカラープリンターにおいても、ＴＣＯ（ユーザーからみた全体の必要費用）を画期的に下げることが可能な技術開発が望まれている。
【０００５】
電子写真プロセス技術を用いた画像形成装置において、白黒プリンターとほぼ等価なエンジン（画像形成機構）でフルカラー機プリンターを構成するための手法の一つとして、中間転写体を用い、一つの感光体で中間転写体上に一旦多色の画像を重ねた後、最終的に、この中間転写体上に形成したフルカラー画像を、プリンター用紙などの記録媒体上転写する技法が開発され、実用化も進められている。その際、中間転写体をベルト走行体とすることで、プリンター本体内部における、多色のトナーによる現像装置など、中間転写体を取り巻く構成部材のレイアウトの自由度が増し、同時に、装置全体を小型化することも可能となる。このような構成において、中間転写体上に画像形成された後に繰り返し使用するために、残留したトナーをクリーニングする必要があり、そのための手段として、ゴム等の弾性材料からなるクリーニングブレードのエッジを当接させてクリーニングする方法が使用されている。
【０００６】
また、近年の画像形成装置において、高画質化を実現するために、同じ色で着色濃度域の異なる色の画像形成工程を同時に持つ構成が提案されている。一般的にフルカラー画像は、イエロー、マゼンタ、シアンの3色に加えてブラックの4色でフルカラー画像を形成するのが一般的な構成である。それに対して、たとえば、マゼンタの画像形成工程を着色濃度域が大きいトナーと小さいトナーをそれそれ別々に画像形成する工程を持つものである。（例えば、特許文献１参照）
このように構成することで、着色濃度域の大きい濃いトナーのみでは画像濃度を多段階に表現する階調性を多く設定できなかった。それに対して、薄い色や明るい色は着色濃度域の小さいトナーを用い、濃い色や暗い色は着色濃度域の大きいトナーを用いることで、階調再現性をより細かくすることができる。
【特許文献１】特開平05-35038号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、多色のフルカラー画像形成装置で着色濃度域の異なるトナーを用いる場合、画像形成するトナーののり量は多くなる。中間転写体上で一旦画像を重ねた後で転写材へフルカラートナー像を一括転写する構成において、転写材の搬送不良などで中間転写体上にトナーが残留した場合、クリーニングしなければならない。このような場合、ブレード方式によるクリーニング性能はトナーの総量よりも単位面積あたりのトナー量であるのり量に依存して、のり量が多すぎるとクリーニングすることが困難となる。
【０００８】
さらに、クリーニングブレードは中間転写体などの表面との摺擦によって、ブレードのエッジが磨耗する。クリーニングブレードのエッジが磨耗して劣化した場合、上述ののり量が多いときのクリーニング性能の低下が著しい。
【０００９】
通常の画像形成時は転写材へトナーは転写され、残留したトナーは少量であるためブレードのエッジが磨耗しても良好な画像が得られるが、大量のトナーがくるタイミングではクリーニングできずにブレードからすり抜ける。
【００１０】
従来のフルカラー画像形成装置では、大量のトナーがくることを見越してクリーニング装置の構成を決定し、大量のトナーがクリーニングできなければ画像形成を止めなければ、良好なフルカラー画像が得られなかった。
【００１１】
本発明は前記の課題を解決するもので、本発明の目的は、ブレードが耐久劣化時にも画像形成動作を停止しなくても良好な画像を得ることができる画像形成装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記目的は本発明に係る画像形成装置にて達成される。要約すれば、少なくとも一つ以上の像担持体上に静電潜像を形成し、該静電潜像を異なる色の現像剤で現像して画像を形成し、少なくとも一色については着色濃度域が異なるトナーを用いて画像を形成する画像形成装置において、クリーニング装置の使用履歴を被クリーニング体の走行距離などから記憶する装置を設けており、クリーニング装置の使用履歴に応じて、着色濃度が薄いトナーに対して濃いトナーの使用比率を増加させるように制御することを特徴とする画像形成装置である。
【発明の効果】
【００１３】
以上説明したように、本発明にかかるクリーニング手段を具える画像形成装置においては、少なくとも一つ以上の像担持体上に静電潜像を形成し、該静電潜像を異なる色の現像剤で現像して画像を形成し、少なくとも一色については着色濃度域が異なるトナーを用いて画像を形成する画像形成装置において、像担持体の使用履歴を記憶する装置を設けて、クリーニング装置の使用履歴に応じて、おのおののトナーの組み合わせ量を制御することで、画像不良のために画像形成動作が不可能になってしまうことを防ぐことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下に、実施例を示して、本発明をより具体的に説明する。なお、これら実施例は、本発明における最良の実施形態の一例ではあるものの、本発明はこれら実施例により限定されるものではない。
【実施例１】
【００１５】
以下図面を参照して本発明の実施例を詳細に説明する。
【００１６】
（画像形成装置）
図1に示す画像形成装置は、電子写真方式のプリンター・複写機であって、図示しないコンピュータ等から送られた画像信号に従って記録媒体上にフルカラー画像を形成するものである。画像形成装置の感光体１は、帯電手段によって一様に帯電され、この帯電された感光体１表面に、画像信号にしたがってレーザー発振器から光線（露光光）を照射する。感光体１表面上の光線が照射された部分には、静電潜像が形成され、現像装置によって現像剤であるトナーにより現像されて、可視像化され、トナー像となる。中間転写体５は、一次転写ローラーによって感光体１に押し当てられており、感光体１上に可視像化されたトナー像は、一次転写ローラーに転写電圧を印加することで、中間転写体５表面に一旦転写される。
【００１７】
フルカラー画像を形成するために、現像ロータリー４が回転して、別色のトナー用の現像装置に置き換え、現像する色を変更した後に、感光体１上に、第１色目と同様の工程により、可視像化した第２色目のトナー像を作製し、中間転写体５上に重ねて転写する。同様の操作を、残りの色に関しても行い、全色分の画像を重ねて中間転写体５上に転写する。その後、カセットより記録媒体であるシートを二次転写ローラー部位に給紙し、全色分のトナー像を一括転写する。シート上に転写された全色分のトナー像は、定着手段によって、熱と圧力を加えられて定着される。
【００１８】
一方、一次転写後、感光体１上に残留するトナーは、感光体クリーニング装置により、二次転写後、中間転写体５上に残留するトナーは、中間転写体クリーニング装置によって、それぞれ除去され、再び画像形成に供される。
【００１９】
本実施例の画像形成装置には、感光体１として、チタニルフタロシアニン顔料を用いた電荷発生層とビスフェノールＺ型ポリカーボネートをバインダーとする電荷輸送層として塗布したＯＰＣ感光体を用いている。なお、ＯＰＣ感光体に代えて、A-Si感光体、あるいは、Se感光体を利用しても、同様なフルカラー画像形成装置を構成することも可能である。
【００２０】
本実施例のフルカラー画像形成装置では、全色のトナーは、いずれも、コアにエステル系ワックスを内包し、樹脂層にスチレン−ブチルアクリレート、表層にスチレンポリエステルの構成からなる懸濁重合法によって作製された球形の重合トナー粒子と、別途重合法により作製した樹脂磁性キャリアとの混合物を、二成分系現像剤として使用した。
【００２１】
（現像装置）
現像器の数は高画質化のために５個以上であれば良く、本実施例では６個の現像器４１〜４６を用いる構成について説明する。
【００２２】
現像器には、４１にはマゼンタトナー、４２にはシアントナー、４３には薄いマゼンタトナー、４４にはイエロートナー、４５にはブラックトナー、４６には薄いシアントナーが装填されている。
【００２３】
ここで、濃色及び淡色現像剤は、分光特性が等しい顔料の量を変えて作成される。従って、薄いマゼンタトナーは、含有する顔料の分光特性はマゼンタと等しいが含有量が少なく、薄いシアントナーは、含有する顔料の分光特性はシアンと等しいが含有量が少ない。
【００２４】
ここで、マゼンタとシアンに対して濃い色と薄い色を用いたのは、人の肌のような淡い画像の再現性を飛躍的に向上させるのが狙いである（粒状性の低減を達成することが狙いである）。
【００２５】
具体的には、一様に帯電された感光体に対して、露光を行うことで静電潜像を形成したときの感光体表面電位に対して、現像装置のトナー担持体の電位との差（以下現像コントラスト電位）に応じてトナーが現像される。現像コントラスト電位に対する濃度の対応を図２に濃いマゼンタと薄いマゼンタに対して図示する。
【００２６】
図２に示したように、着色濃度域の多い濃いマゼンタトナーでは、低濃度から高濃度域まで広い濃度域を表現できるのに対して、着色濃度域の狭い薄いマゼンタトナーでは、表現できる濃度域は狭い。しかしながら、濃いマゼンタでは、現像コントラスト電位に対してわずかな変動に対して濃度の変化が大きいために、細かい階調性を再現することは困難であるのに対して、薄いマゼンタトナーでは低濃度域での着色性に対して高い階調再現性を持ち、上記のとおり、人肌のような淡い画像の再現性を向上できる。
【００２７】
実際の画像形成においては、文字を多用する画像においては、高濃度域のみを使用するために上記の薄い色のトナーを使用するよりも濃い色のトナーのみを使用する方が細線などの再現性が向上する。したがって、形成する画像によって濃い色と薄い色との組み合わせを可変にすることが望ましい。
【００２８】
（クリーニング装置）
図３に中間転写体のクリーニング装置の概略断面図を示す。中間転写体のクリーニング装置は、ゴムブレードのエッジが中間転写体表面に加圧して当接する構成となっている。ゴムブレードはエッジ当接していることで、中間転写体上のトナーを掻き取る。
【００２９】
クリーニングブレードの当接条件は、被クリーニング面上のトナー除去能力、クリーニングブレードが被クリーニング面とすべる滑り性、被クリーニング表面の摺擦による耐久性の観点から決定されるが、本構成では、クリーニングブレードの中間転写体への単位長さ当接圧が100ｍＮ/ｃｍであり、クリーニングブレードのゴム硬度がＪＩＳの加硫ゴムの試験方法にしたがって実測したところ、A硬度が73°、反発弾性率が50%のポリウレタンゴムを使用した。
【００３０】
クリーニングブレードのエッジ部は中間転写体の表面と摺擦することで磨耗するが、その磨耗は被クリーニング体である中間転写体の走行距離とともに進行する。クリーニングブレードのエッジは磨耗が進むと、中間転写体上のトナーのり量に対してクリーニングできる能力が減少する。
【００３１】
その結果の一例を図４に示す。本発明の構成を持つように改造した複写機「商品名：ＮＰ4050(キヤノン社製)」を用いて、実際の耐久枚数に対するクリーニング可能なトナーのり量を測定した。トナーのり量は、中間転写体上にトナーを感光体から転写し、一定面積のトナーを回収して重量を測定することで得た。結果に示したように、耐久が10万回転を超えると、中間転写体上で2.0mg/cm2ののり量のトナーはクリーニングできない。
【００３２】
クリーニング装置の使用履歴は、中間転写体の回転数を用いているが、構成によっては中間転写体の径が異なるために、走行距離を用いるのが望ましい。
【００３３】
本実施系では、高画質化のためにイエローと濃いマゼンタと淡いマゼンタと濃いシアンと淡いシアンとブラックの計6色を使用する。画質を向上するために淡いトナーを使用するが、例えば、濃いマゼンタと淡いマゼンタの組み合わせ方の例を図４と図５に二つ示す。各点線で示した濃いマゼンタと淡いマゼンタに対して、実際に出力する濃度のその足し合わせである合計の濃度が出力される。図４のモードＩは、中間濃度のみ重ね合わせることで中間調の階調性を向上するためのモードである。図５のモードIIは、高濃度部も淡い色のトナーを重ねることで、濃いトナーのみで画像形成するよりも均一性が向上する。
【００３４】
これに対して、淡いトナーでは出力濃度に対してトナーの量は多くなる。図４と図５に示したそれぞれのモードでの入力信号に対するのり量を図６に示す。これは、本実施系で示している６色においてマゼンタとシアンに関して上記モードを適用したときの全色分のトナーのり量である。
【００３５】
図４と図６を比較するとわかるように、耐久枚数が8万枚を超えるとモードIIではクリーニングできずに画像不良が発生する可能性がある。
【００３６】
本実施例は、中間転写体の走行回転数が8万回転を超えると、モードIIではなくモードＩのみをもちいて画像形成することで、画像形成動作できなくなることなしにクリーニングブレードの寿命が延命化できる。
【００３７】
本実施形は一例を示したもので、クリーニング構成によってクリーニング可能なトナーのり量などは変わるが、構成に応じて設定すれば同様の効果が得られるものである。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明に係る画像形成装置の一例を示し、その概略構成を表す図である。
【図２】本発明に係る画像形成装置において、濃いトナーと薄いトナーのそれぞれの現像コントラスト電位に対する出力する画像濃度である。
【図３】本発明に係るクリーニング装置の一例を示し、その概略構成を表す図である。
【図４】クリーニング装置での耐久回転数に対するクリーニング可能なトナーのり量を表す図である。
【図５】通常の画像形成における、入力信号に対する薄いマゼンタと濃いマゼンタの比率をあらわす一例。
【図６】感光体の使用履歴が進んだ場合における、入力信号に対する薄いマゼンタと濃いマゼンタの比率をあらわす一例。
【図７】図５、６に示したモードI、IIそれぞれのトナーのり量を示す図である。
【符号の説明】
【００３９】
１  像担持体
４  現像ロータリー
５  中間転写ベルト（中間転写体）
４１〜４６  現像装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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