(57)【要約】  【課題】  クリーニングブレードの欠けを早期に検出することで、当該欠けの拡大を抑制してクリーニング不良による画質劣化を抑えることを可能にする画像形成装置を提供すること。  【解決手段】  帯電チャージャ５の側面（クリーニングブレード４１よりも感光体ドラム３回転方向下流側の位置）に、クリーニングブレード４１の欠けの部分を擦り抜けた感光体ドラム３上の残留トナーを止めて蓄積させるためのフィルム５１を貼着する。そして、フィルム５１により蓄積されたトナーを、光学センサからなる検出センサ６で検出する。【選択図】  図２
2005221989.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
像担持体上に形成された現像剤像を転写材に転写して画像を形成する画像形成装置であって、
転写後の像担持体表面をクリーニングするクリーニング部材と、
前記像担持体表面と接触して、前記クリーニング部材によってクリーニングされずに前記像担持体上に残った現像剤を捕集する捕集部材を有する捕集手段と、
前記捕集部材により捕集された現像剤を検出する検出手段と、
を備えることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記検出手段からの検出信号の値が、捕集された現像剤の量が第１の所定量を越えていることを示すものである場合には、前記クリーニング部材と前記像担持体表面の間に現像剤を供給する現像剤供給手段を備え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】
前記検出手段は、所定の時期に達すると前記現像剤の検出を行う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】
前記所定の時期は、画像形成回数が所定回数に達したときであることを特徴とする請求項３に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記所定の時期は、画像形成動作を開始してから所定時間経過したときであることを特徴とする請求項３に記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記検出手段からの検出信号の値が、捕集された現像剤の量が第２の所定量を越えていることを示すものである場合には、前記クリーニング部材の交換時期である、または交換時期が近い旨をユーザに通知する通知手段を備え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。
【請求項７】
前記通知手段は、表示手段であり、前記交換時期または交換時期が近い旨を表示によりユーザに通知することを特徴とする請求項６に記載の画像形成装置
【請求項８】
前記捕集部材の前記像担持体との接触部分の長さが、前記クリーニング部材による前記像担持体表面のクリーニング幅以上であ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。
【請求項９】
前記検出手段は、
検出センサと、
前記検出センサを前記捕集部材の前記像担持体表面との接触部分に沿って移動させる移動手段とを備え、
前記検出センサを前記接触部分に沿って移動させながら、前記捕集部材に捕集された現像剤を検出することを特徴とする請求項８に記載の画像形成装置。
【請求項１０】
前記捕集部材は、透光性を有する部材からなり、
前記検出手段は、
発光素子と受光素子を備え、
前記発光素子から発せられる光ビームを、前記捕集部材の前記像担持体との接触部分に照射して、その反射光または透過光を前記受光素子で受光することにより、現像剤を検出することを特徴とする請求項１乃至９のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項１１】
前記像担持体表面を露光して当該像担持体表面上に潜像を形成させる露光手段と、
前記像担持体表面上の潜像を現像して現像剤像を形成させる現像手段とを備え、
前記露光手段は、前記発光素子を兼ねるものであり、
その光ビームの出射方向を、前記像担持体上における露光位置に向ける第１の方向と、前記捕集部材の前記像担持体との接触部分に向ける第２の方向に切り換え可能に構成されていることを特徴とする請求項１０に記載の画像形成装置。
【請求項１２】
前記捕集部材は、その先端部分が前記像担持体表面に接触して、当該接触部分に前記像担持体上に残った現像剤を止めて蓄積させるフィルム状またはブレード状の部材であり、
前記検出手段は、前記フィルム状またはブレード状の部材の前記像担持体との接触部分に蓄積された現像剤を検出することを特徴とする請求項１乃至１１のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項１３】
前記捕集部材は、ウェブ状の部材であり、
前記捕集手段は、前記ウェブ状の部材を供給する供給ローラと、前記ウェブ状の部材を巻き取る巻取ローラを有し、前記ウェブ状の部材における前記供給ローラと前記巻取ローラとの間の部分を前記像担持体表面に接触させ、当該接触部分に前記現像剤を止めて付着させるものであり、
前記検出手段は、前記巻取ローラにより巻き取られたウェブ状の部材の、前記像担持体との接触部分に付着している現像剤を検出することを特徴とする請求項１乃至１１のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項１４】
前記クリーニング部材は、その先端部分が前記像担持体表面に当接して当該像担持体表面をクリーニングするクリーニングブレードであり、
前記像担持体は、ドラム状またはベルト状に形成されたものであることを特徴とする請求項１乃至１３のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項１５】
前記像担持体は、回転体であり、
前記捕集部材は、
前記像担持体の回転方向において、前記像担持体表面が前記クリーニング部材によりクリーニングされるクリーニング位置から、現像により前記像担持体上に現像剤像が形成される現像位置までの間に配置されていることを特徴とする請求項１乃至１４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、画像形成後に像担持体上に残った現像剤をクリーニング部材を用いてクリーニングする画像形成装置であって、特にクリーニング部材の像担持体との接触部分における欠けの拡大を抑制することでクリーニング不良による画質劣化を抑える技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、静電方式による複写機は、感光体ドラム表面に静電潜像を形成し、この静電潜像をトナーにより現像してトナー像を形成し、形成されたトナー像を記録シートに転写することにより画像を形成すると共に、画像形成後の感光体ドラム表面に残留しているトナーをクリーニング装置によりクリーニングして、残留トナーを除去して次の画像形成に備える構成になっている。
【０００３】
このような構成のクリーニング装置としては、例えば感光体ドラム表面に弾性ゴム等からなるクリーニングブレードのエッジ部分を圧接させて感光体ドラム表面に付着している残留トナーを強制的に掻き落とすものが主流になっている。
クリーニングブレードを圧接する方法では、例えば文字数が大変少ない原稿を大量に複写した場合にトナーの使用量が極端に少なくなること等によって、クリーニングブレードと感光体ドラム間に介在するトナー量が激減し、そのため両者の接触部分の摩擦力が増大して、クリーニングブレードのエッジの変形量が大きくなり一部に微小な欠け（欠損）が生じる場合がある。このような欠けは、最初は微小であっても、欠けた部分への応力集中等により時間の経過と共に徐々に大きくなっていく。
【０００４】
クリーニングブレードの欠けが、例えば数μｍ〜十数μｍ程度と微小なときには、その欠けの部分から残留トナーが擦り抜けて感光体ドラム上にすじ状に残ったとしても、その量が極めて少ないため、形成画像の画質に影響を与えるまでには至らないことが多い。しかしながら、欠けが大きくなって来ると、人の目に視認できる程度の画像となって現れてしまい、やがて画質劣化を引き起こすことになる。
【０００５】
クリーニングブレードの欠けの発生や拡大は、クリーニングブレードと感光体ドラムの接触部分の摩擦力の増大によるところが大きいことが解っており、そのため従来から、例えば複写動作の合間に、ハーフトーンなどの所定のトナーパターンを感光体ドラム上に形成し、これをクリーニングブレードでクリーニングすることによって、クリーニングブレードと感光体ドラムとの接触部分に大量のトナーを潤滑剤として供給し、両者の摩擦力を低減させて、クリーニングブレードの欠けの発生、欠けの拡大を抑制することが行われている。
【０００６】
また、クリーニングブレードの欠けに関し、例えば特許文献１には、回転する感光体ドラム上に所定のトナーパターンを形成し、これをクリーニングブレードでクリーニングした後に、感光体ドラム上の残留トナーの有無を検出することによって、クリーニングブレードの欠けを検知し、それをユーザに知らせる技術が提案されている。
【特許文献１】特開平８−１７９５７４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記したように、クリーニングブレードに微小な欠けが発生した場合、その拡大をできるだけ抑えるには、頻繁にクリーニングブレードにトナーを供給することが好ましい。
しかしながら、この供給されるトナーは、複写には全く寄与せず、クリーニングブレードと感光体ドラムの摩擦力を低減するためだけに使用されるものである。したがって、本来の複写のためのトナーに加えて、供給用の大量のトナーをも収容する容器を装備する必要が生じ、トナー消費量の増大、装置の大型化に繋がってしまう。
【０００８】
これに対し、特許文献１の技術を用い、クリーニングブレードの欠けが検知された場合に、トナー供給を行うようにすれば、欠けの拡大を抑えつつ、供給すべきトナーの量も少なくできる。しかしながら、特許文献１の技術は、回転している感光体ドラム上の残留トナーを反射型の光学センサを用いて直接検出する構成のため、クリーニングブレードの欠けが微小で、その欠けの部分を擦り抜けるトナーの量が極めて少ない場合には、実際には検出が不可能であり、検出できる程度の量になったときには、もはや欠けが拡大してクリーニング不良に至っており、遅きに失する結果となってしまう。
【０００９】
本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであって、クリーニングブレードの欠けを早期に検出することで、当該欠けの拡大の進行を抑えてクリーニング不良による画質劣化を抑えることを可能にする画像形成装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するため、本発明に係る画像形成装置は、像担持体上に形成された現像剤像を転写材に転写して画像を形成する画像形成装置であって、転写後の像担持体表面をクリーニングするクリーニング部材と、前記像担持体表面と接触して、前記クリーニング部材によってクリーニングされずに前記像担持体上に残った現像剤を捕集する捕集部材を有する捕集手段と、前記捕集部材により捕集された現像剤を検出する検出手段と、を備えることを特徴とする。
【００１１】
また、前記検出手段からの検出信号の値が、捕集された現像剤の量が第１の所定量を越えていることを示すものである場合には、前記クリーニング部材と前記像担持体表面の間に現像剤を供給する現像剤供給手段を備えることを特徴とする。
さらに、前記検出手段は、所定の時期に達すると前記現像剤の検出を行うことを特徴とする。
【００１２】
また、前記所定の時期は、画像形成回数が所定回数に達したときであることを特徴とする。
また、前記所定の時期は、画像形成動作を開始してから所定時間経過したときであることを特徴とする。
さらに、前記検出手段からの検出信号の値が、捕集された現像剤の量が第２の所定量を越えていることを示すものである場合には、前記クリーニング部材の交換時期である、または交換時期が近い旨をユーザに通知する通知手段を備えることを特徴とする。
【００１３】
また、さらに、前記通知手段は、表示手段であり、前記交換時期または交換時期が近い旨を表示によりユーザに通知することを特徴とする
また、前記捕集部材の前記像担持体との接触部分の長さが、前記クリーニング部材による前記像担持体表面のクリーニング幅以上であることを特徴とする。
さらに、前記検出手段は、検出センサと、前記検出センサを前記捕集部材の前記像担持体表面との接触部分に沿って移動させる移動手段とを備え、前記検出センサを前記接触部分に沿って移動させながら、前記捕集部材に捕集された現像剤を検出することを特徴とする。
【００１４】
また、前記捕集部材は、透光性を有する部材からなり、前記検出手段は、発光素子と受光素子を備え、前記発光素子から発せられる光ビームを、前記捕集部材の前記像担持体との接触部分に照射して、その反射光または透過光を前記受光素子で受光することにより、現像剤を検出することを特徴とする。
さらに、前記像担持体表面を露光して当該像担持体表面上に潜像を形成させる露光手段と、前記像担持体表面上の潜像を現像して現像剤像を形成させる現像手段とを備え、前記露光手段は、前記発光素子を兼ねるものであり、その光ビームの出射方向を、前記像担持体上における露光位置に向ける第１の方向と、前記捕集部材の前記像担持体との接触部分に向ける第２の方向に切り換え可能に構成されていることを特徴とする。
【００１５】
また、さらに、前記捕集部材は、その先端部分が前記像担持体表面に接触して、当該接触部分に前記像担持体上に残った現像剤を止めて蓄積させるフィルム状またはブレード状の部材であり、前記検出手段は、前記フィルム状またはブレード状の部材の前記像担持体との接触部分に蓄積された現像剤を検出することを特徴とする。
また、前記捕集部材は、ウェブ状の部材であり、前記捕集手段は、前記ウェブ状の部材を供給する供給ローラと、前記ウェブ状の部材を巻き取る巻取ローラを有し、前記ウェブ状の部材における前記供給ローラと前記巻取ローラとの間の部分を前記像担持体表面に接触させ、当該接触部分に前記現像剤を止めて付着させるものであり、前記検出手段は、前記巻取ローラにより巻き取られたウェブ状の部材の、前記像担持体との接触部分に付着している現像剤を検出することを特徴とする。
【００１６】
さらに、前記クリーニング部材は、その先端部分が前記像担持体表面に当接して当該像担持体表面をクリーニングするクリーニングブレードであり、前記像担持体は、ドラム状またはベルト状に形成されたものであることを特徴とする。
また、前記像担持体は、回転体であり、前記捕集部材は、前記像担持体の回転方向において、前記像担持体表面が前記クリーニング部材によりクリーニングされるクリーニング位置から、現像により前記像担持体上に現像剤像が形成される現像位置までの間に配置されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
これにより、捕集部材により蓄積された現像剤を検出手段を用いて検出することができる。したがって、従来のように回転する感光体ドラム等の像担持体上の現像剤を直接検出する構成のため、クリーニング部材の欠けが微小な場合、その欠けを擦り抜ける現像剤の量が少なすぎて検出できないといったことが起こらず、そのような微小な欠けの発生を早期に検出できるようになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明に係る画像形成装置の実施の形態を、モノクロのレーザプリンタ（以下、単に「プリンタ」という。）に適用した場合を例にとって説明する。
図１は、当該プリンタ全体の概略構成を示す図である。
本プリンタは、パーソナルコンピュータなどの外部機器から入力される画像データに基づいて、画像を転写材としての記録シート上に形成（プリント）するものである。外部機器から画像データが入力されると、制御部１は、これをレーザダイオードの駆動信号に変換し、プリンタヘッド１０内部のレーザダイオード（不図示）を駆動する。当該レーザダイオードから出射されたレーザビームＬは、折り返しミラー２で偏向された後、露光位置Ｅにおいて、像担持体としての感光体ドラム３の表面を主走査方向に露光する。
【００１９】
感光体ドラム３の周囲には、クリーナ４、帯電チャージャ５、現像器７及び転写チャージャ８等が配されている。
クリーナ４は、クリーニングブレード４１を備えている。クリーニングブレード４１は、感光体ドラム３の回転方向Ａに対しカウンター方向に、その先端（エッジ）が感光体ドラム３表面に当接された状態で保持されており、感光体ドラム３上の残留トナー等の付着物を掻き落とし除去（クリーニング）する。クリーニングブレード４１により掻き落とされた残留トナー等は、不図示の回収容器に回収される。
【００２０】
感光体ドラム３は、上記レーザビームＬによる露光前にクリーナ４で残留トナー等を除去され、帯電チャージャ５により一様に帯電される。帯電され、矢印Ａ方向に回転する感光体ドラム３の表面がレーザビームＬにより露光されると、静電潜像が形成され、この静電潜像は、現像器７によって現像されてトナー像（現像剤像）として顕像化される。
一方、給紙カセット２０からは、ピックアップローラ２１、タイミングローラ２２によって、記録シートが給紙される。この記録シートは、転写ベルト２３によって、感光体ドラム３直下の転写位置に搬送される。当該転写位置において、転写チャージャ８の作用により、感光体ドラム３上のトナー像が記録シートへと転写される。トナー像が転写された記録シートは、さらに、転写ベルト２３、搬送ベルト２４で搬送され、定着器２５によって、トナーが定着された後、排出トレイ２８へと排出される。
【００２１】
装置前面のユーザが操作しやすい位置には、表示部１２が配置されている。表示部１２には、記録シートの有無等の各種情報を示すメッセージが表示される。
帯電チャージャ５の露光位置Ｅ側の側面には、ポリウレタンからなる可撓性を有する透明または半透明の（透光性を有する）フィルム５１が貼着されている。
図２は、フィルム５１とその周辺を拡大して示した図であり、図３は、図２の矢印Ｂ方向からフィルム５１を見たときの側面図である。
【００２２】
両図に示すように、フィルム５１は、その先端部分５１１が感光体ドラム３に対しトレール方向に当接する（感光体ドラム３表面を引き摺る）と共に、その主走査方向長さ（感光体ドラム３との接触部分の長さ）Ｗ１がクリーニングブレード４１の主走査方向長さ（クリーニング幅）Ｗ２とほぼ同じになっており（但し、Ｗ２＞画像形成幅Ｗ３）、クリーニングブレード４１によりクリーニングされた後の感光体ドラム３表面の全領域に渡って一様に接触し、クリーニングブレード４１を擦り抜けた残留トナーの通過を阻止し、そのトナーを感光体ドラム３表面との接触部分に蓄積させるものである。
【００２３】
より具体的には、フィルム５１の一方の主面を所定量だけ感光体ドラム３表面と面接触させ、その接触圧により感光体ドラム３表面に付着している残留トナーを引き離し、トナー自体が有するフィルム５１との付着力（離型性等によるもの）、絶縁部材であるフィルム５１と感光体ドラム３との間で生じる静電気によるクーロン力等により、面接触している部分にトナーを溜めるものである。この意味で、フィルム５１は、クリーニングブレード４１を擦り抜けた感光体ドラム３上の残留トナーを捕集する捕集部材として機能するものである。
【００２４】
これにより、クリーニングブレード４１のエッジ４１１の主走査方向におけるいずれかの位置に微小な欠けが生じ、そこを残留トナーが擦り抜けた場合には、当該トナーは、フィルム５１と感光体ドラム３との接触部分の、当該欠けの主走査方向における同じ位置の部分に塞き止められて徐々に蓄積されていくことになる。
検出センサ６は、発光素子６１と受光素子６２を有する反射型の光学センサであり、レール１３に、主走査方向にスライド可能に保持されており、駆動モータ１１（図１）の回転軸と連結されたねじ部材（不図示）と係合して、いわゆるねじ送り機構により、Ｘ０の位置からＸｎの位置までの間を移動することができる構成になっている。
【００２５】
検出センサ６は、後述の残留トナー検出処理において、Ｘ０の位置からＸｎの位置までの間を移動しながら、発光素子６１から光ビームを出射させ、発光素子６１からの出射光の内、フィルム５１の先端部分５１１を透過して感光体ドラム３表面に当たり、反射して戻ってくる光を受光素子６２で受光して、その光量に応じた検出信号（電気信号）を制御部１に出力する。ここでは、検出センサ６から出力される検出信号は、その電圧値が、戻り光の量と半比例の関係になるようになっている。
【００２６】
例えば、クリーニングブレード４１のエッジ４１１に欠けが生じておらず、トナーの擦り抜けが発生していない状態では、フィルム５１と感光体ドラム３表面との接触部分にトナーが蓄積されていないから、発光素子６１からの出射光の多くが感光体ドラム３からの反射光として戻ってくることになり、受光素子６２の出力電圧が低くなる。
その逆に、クリーニングブレード４１のエッジ４１１のある部分に欠けが生じ、トナーの擦り抜けが起こると、そのトナーがフィルム５１と感光体ドラム３表面との接触部分に蓄積され、その蓄積量が多くなるほど、感光体ドラム３からの反射光の量が少なくなって、受光素子６２の出力電圧が高くなることになる。
【００２７】
制御部１は、図４に示すように、ＣＰＵ１０１、通信インターフェース（Ｉ／Ｆ）部１０２、ＲＯＭ１０３、ＲＡＭ１０４および検出データ格納部１０５を備えている。
通信Ｉ／Ｆ部１０２は、ＬＡＮカード、ＬＡＮボードといったＬＡＮに接続するためのインターフェースである。
ＲＯＭ１０３は、感光体ドラム３、プリンタヘッド１０等による画像形成動作および給紙カセット２０からの記録シートの給送動作に関するプログラムを格納している。また、残留トナー検出処理に関するプログラムを格納している。
【００２８】
ＣＰＵ１０１は、ＲＯＭ１０３から必要なプログラムを読み出して、画像形成動作等をタイミングを取りながら統一的に制御して円滑なプリント動作を実行させる。また、残留トナー検出処理を実行する。
ＲＡＭ１０４は、揮発性のメモリであり、ＣＰＵ１０１におけるプログラム実行時のワークエリアとなる。
【００２９】
検出データ格納部１０５は、ＥＥＰＲＯＭ等からなる不揮発性のメモリであり、残留トナー検出処理において受光素子６２から送られ来る検出信号を示すデータが格納される。
図５は、ＣＰＵ１０１により実行される残留トナー検出処理の内容を示すフローチャートである。この残留トナー検出処理は、プリント動作（１枚の記録シートへのプリント動作を１回としたときのそのプリント動作）が所定回数、例えば１００回行われるごとに、画像形成動作の合間（画像形成が行われていないとき）に実行される。
【００３０】
同図に示すように、ＣＰＵ１０１は、検出センサ６を駆動させる（ステップＳ１）。これにより、発光素子６１から光ビームが出射される。
次に、駆動モータ１１を駆動させ、検出センサ６を移動させる（ステップＳ２）。具体的には、位置Ｘ０（ホームポジション）から移動を開始し、位置Ｘｎに到達すると、駆動モータ１１を逆回転させ、再度、位置Ｘ０まで戻すという一往復の動作が行われる。ここでは、駆動モータ１１には、ステッピングモータが用いられており、位置Ｘ０からＸｎまでの距離に対応する、当該モータのステップ数が予め求められてそのデータがＲＯＭ１０２に格納されており、ＣＰＵ１０１は、当該ステップ数だけ駆動モータ１１を回転駆動させると、検出センサ６が位置Ｘｎに達し、同ステップ数だけ、駆動モータ１１を逆回転させると、位置Ｘ０に戻ったと判断し、駆動モータ１１を停止させるものである。この意味で、制御部１、駆動モータ１１、レール１３等は、検出センサ６をフィルム５１と感光体ドラム３の接触部分に沿って移動させる移動手段として機能するものである。
【００３１】
ＣＰＵ１０１は、移動している検出センサ６から送られて来る検出信号を受信し、受信した検出信号を所定のタイミングでサンプリングして、フィルム５１上のＸ０、Ｘ１、Ｘ２・・・Ｘｎ−１、Ｘｎの各位置における検出値を求める（ステップＳ３）。図６は、フィルム５１の各位置における検出値の電圧波形の例を示すグラフである。
ＣＰＵ１０１は、各位置での検出値を参照し、その中で電圧値が所定値Ｔ以上になっているところがあるか否かを判断する（ステップＳ４）。この所定値Ｔは、クリーニングブレード４１の欠けにより擦り抜けるトナー量が多くなって画質劣化を起こすことを示す値として予め実験等から導き出されたものである。したがって、ある位置での検出値が所定値Ｔ以上であれば、クリーニングブレード４１のエッジ４１１の、主走査方向における当該ある位置と同位置に、画質劣化に至る程度の大きな欠けが生じており、逆に、いずれの位置の検出値も所定値Ｔより小さければ、欠けが全く生じていないか、または生じてはいるが微小なものであるかのいずれかということになる。なお、所定値Ｔを示すデータは、ＲＯＭ１０２に格納されている。
【００３２】
各位置での検出値が所定値Ｔ以上ではない、すなわち所定値Ｔよりも小さいことを判断すると（ステップＳ４で「ＮＯ」）、クリーニングブレード４１には画質劣化に至るような大きな欠けは生じていないが、微小な欠けが生じている可能性があるから、以下の処理を実行する。すなわち、前回の残留トナー検出処理時における検出値を示すデータを検出データ格納部１０５から読み出す（ステップＳ５）。当該残留トナー検出処理では、処理を１回行うごとに、当該処理時における検出値を示すデータを検出データ格納部１０５に上書き保存するようにしており（ステップＳ１１参照）、これにより前回の処理時におけるデータを読み出すことができる。
【００３３】
前回の残留トナー検出処理時における検出値を示すデータを読み出すと、各位置Ｘ０、Ｘ１・・・について、前回の検出値と今回の検出値との差分を算出する（ステップＳ６）。例えば、図６において、前回の検出時における電圧波形として「Ｐ（破線）」、今回の検出時における電圧波形として「Ｒ（実線）」が得られた場合、位置Ｘｒ以外の各位置については差分ｄがほぼ零である（前回と今回とで電圧がほぼ等しい）が、位置Ｘｒについてはその差分Ｄが大きくなっている。これは、前回の検出時から今回の検出時までの間に、クリーニングブレード４１のエッジ４１１の、主走査方向における位置Ｘｒに対応する部分に微小な欠けが生じ、その欠けの部分を擦り抜けたトナーがフィルム５１の位置Ｘｒのところで蓄積されていることを示したものである。
【００３４】
そして、算出された差分が所定値Ｓ以上のところがあるか否かを判断する（ステップＳ７）。この所定値Ｓは、クリーニングブレード４１のエッジ４１１に微小な欠けが生じた場合に、その欠けの拡大を抑制するため、エッジ４１１にトナーを強制的に供給すべきか否かを判断するための閾値として予め実験等から導き出されたものである。ここでは、所定値Ｓを示すデータがＲＯＭ１０２に格納されている。
【００３５】
この意味で、ステップＳ７の処理は、検出センサ６による検出値が、残留トナーの蓄積量がトナー供給を必要とする所定量を越えていることを示すものであるか否かを判断する処理の一例を表したものといえる。
差分≧所定値Ｓ（図６の例のように差分Ｄ≧所定値Ｓ（但し差分ｄ＜所定値Ｓ））と判断すると（ステップＳ７で「ＹＥＳ」）、トナーの強制供給の必要があるとして感光体ドラム３上に所定のハーフトーンからなるトナーパターンを形成させる（ステップＳ９）。
【００３６】
図７は、感光体ドラム３上に当該トナーパターンが形成されている様子を、図２の矢印Ｃ方向から見たときの斜視図である。同図の例では、トナーパターンの形成位置を解り易くするため、感光体ドラム３、クリーニングブレード４１、フィルム５１のみを現し、その他の帯電チャージャ５、現像器７等の部材を省略して示している。
同図に示すように、トナーパターンは、クリーニングブレード４１の主走査方向における位置がフィルム５１上の位置Ｘｒと同位置に当たる位置Ｘｒ´を中心に、その幅がＷ４になるように、感光体ドラム３上にその回転方向に沿って帯状に形成される。具体的には、帯電チャージャ５、プリンタヘッド１０により感光体ドラム３上に当該トナーパターンの潜像を形成し、現像器７により現像するものである。
【００３７】
感光体ドラム３上に形成されたトナーパターンは、クリーニングブレード４１のところで掻き落とされてクリーニングされるが、その際クリーニングブレード４１のエッジ４１１の位置Ｘｒ´のところに生じている微小な欠けの部分にもトナーが供給されることになり、エッジ４１１と感光体ドラム３表面との間に生じる摩擦力が低減し、もって欠けの拡大を抑制させることが可能になる。この意味で、制御部１、感光体ドラム３、帯電チャージャ５、現像器７、プリンタヘッド１０等は、クリーニングブレード４１と感光体ドラム３との間に現像剤（トナー）を供給する現像剤供給手段として機能するものである。
【００３８】
図５に戻って、ステップＳ１０では、ＣＰＵ１０１はトナーパターンの形成開始から所定時間経過すると感光体ドラム３の回転駆動を停止させると共にトナーパターンの形成動作を終了させる。この所定時間は、エッジ４１１に生じている微小な欠けの部分に潤滑剤としてのトナーを十分な量だけ供給するのに必要な時間のことであり、予め実験等から求められる。なお、当該所定値を示すデータはＲＯＭ１０２に格納されている。
【００３９】
一方、差分＜所定値Ｓと判断すると（ステップＳ７で「ＮＯ」）、クリーニングブレード４１のエッジ４１１に微小な欠けが生じてはいるが、極小のためトナーの強制供給までは必要がないということになり、ステップＳ１１に移る。
ステップＳ１１では、ステップＳ３においてサンプリングして求めた、各位置における今回の検出値を示すデータを検出データ格納部１０５に上書き保存して、当該処理を終了する。
【００４０】
一方、ステップＳ４で、いずれかの位置の検出値が所定値Ｔ以上である場合（図６の一点鎖線Ｕの波形が得られたような場合）には（ステップＳ４で「ＹＥＳ」）、クリーニングブレード４１に画質劣化に至る程度の大きな欠けが生じていることになるから、クリーニングブレード４１の交換時期である旨を示すメッセージを表示部１２に表示させて（ステップＳ１２）、ステップＳ１１に移る。この意味で、ステップＳ４の処理は、検出センサ６による検出値が、残留トナーの蓄積量がクリーニングブレード４１の交換表示を必要とする所定量を越えていることを示すものであるか否かを判断する処理の一例を表したものといえる。
【００４１】
以上説明したように、本実施の形態では、クリーニングブレード４１を擦り抜けたトナーをフィルム５１で止めて蓄積し、その蓄積されたトナーを光学センサにより検出する構成をとっている。したがって、従来のように回転する感光体ドラム上の残留トナーを直接検出する構成のため、クリーニングブレードの欠けが微小な場合、その欠けを擦り抜けるトナーの量が少なすぎて残留トナーを検出できないといったことが起こらず、そのような微小な欠けの発生を早期に検出でき、その検出をもってクリーニングブレードへのトナーの供給が可能になる。これにより、クリーニングブレードの微小な欠けを検出できないことから、欠けの発生の有無に関わらず頻繁にクリーニングブレードへのトナー供給を行うといったことをする必要がなくなり、その供給のための大量のトナーを予め装置内に配しておく必要もなくなる。そして、クリーニングブレードの欠けが微小なうちに的確なタイミングでトナー供給を行えるので、欠けが拡大するのを抑制して画質の劣化を抑制、すなわち画質レベルを維持できるようになるという効果を奏する。
【００４２】
なお、上記では、残留トナー検出処理を、プリント動作が所定回数行われる毎に実行するとしたが、残留トナー検出処理の実行時期は、これに限定されない。例えば、装置に電源が供給されてからプリント可能な待機状態になるまでの間、待機状態のまま所定時間経過したとき（待機状態が長くプリント動作の頻度が少ない場合）、画像形成条件として、原稿白黒比（原稿サイズに対する文字等の画像部の占める面積比率）が所定値よりも小さい原稿（具体的には、文字の量が少く白色の下地部分がほとんどを占めるような原稿等）についてのプリント動作を所定回数（例えば５０回）実行した場合（トナーの使用量が極端に少なくなる場合）などが考えられる。なお、原稿白黒比は、例えば原稿の全画素数と黒色の画素の個数を計数してその比を算出することで求められる。
【００４３】
また、設置環境によって実行時期を変えるとしても良い。例えば、クリーニングブレードの材質によっては、高温高湿環境で欠け易くなるものもあり、このような場合、高温高湿環境下では、常温常湿、低温低湿時よりも実行間隔を短くすることなどが考えられる。
さらに、残留トナーの検出とトナー供給とを連続して行っていたが、別々に行うとしても良い。例えば、残留トナーの検出（ステップＳ１〜Ｓ７）については、プリント動作中（プリント開始から所定時間経過後）に実行し、トナー供給の必要がある場合には、プリント動作終了後にトナー供給動作（ステップＳ８〜Ｓ１１）を実行するものである。このようにすると、プリント動作終了直後からトナー供給動作を開始でき、残留トナーの検出に要する時間分を短縮できる。
【００４４】
（変形例）
以上、本発明を実施の形態に基づいて説明してきたが、本発明は、上述の実施の形態に限定されないのは勿論であり、以下のような変形例が考えられる。
（１）上記実施の形態では、クリーニングブレード４１を擦り抜けた感光体ドラム３上の残留トナーを捕集する捕集部材としてフィルム５１を用いた場合の例を説明したが、フィルムに限られることはない。例えば、フィルムに代えてゴム等からなる透明または半透明のブレード状のものを用いることもできる。この場合、ブレード状の部材自体の、感光体ドラム３との摩擦による欠けを防止するため、ブレード状の部材を感光体ドラム３に対しトレール方向に当接させることが好ましい。
【００４５】
また、ウェブ状の部材（以下、「ウェブ」という。）を捕集部材として用いることもできる。図８は、ウェブを用いてトナーを捕集して検出する検出部３０の構成例を示す図である。
同図に示すように、検出部３０は、ウェブ３３と、ウェブ３３を供給する供給ローラ３１と、ウェブ３３を巻き取る巻き取りローラ３２と、供給ローラ３１と巻き取りローラ３２間のウェブ３３の一部を感光体ドラム３表面に押圧する押圧ローラ３４と、検出センサ３５を備えている。
【００４６】
ウェブ３３は、繊維の織物またはポリエステル、ナイロン等の不織布からなり、その主走査方向幅が上記フィルム５１と同じＷ１になっている。検出センサ３５は、上記検出センサ６と同様の光学センサからなるが、ここでは主走査方向に移動する構成ではなく、多数の光学センサが主走査方向に列設された構成になっている。なお、光学センサの個数は、ウェブ３３により回収されたトナーを、ウェブ３３上においてその主走査方向幅全体に渡って検出できるように、センサの主走査方向の検出幅に基づいて決められる。
【００４７】
このような構成において、クリーニングブレード４１を擦り抜けた感光体ドラム３上のトナーは、ウェブ３３の感光体ドラム３との接触部分でその通過を阻止され蓄積される。
ウェブ３３は、プリント回数が所定回数に達するごとに、巻き取りローラ３２により所定量だけを巻き取られるようになっており、蓄積されたトナーは、その巻き取りによりウェブ３３により拭き取られて回収され、検出センサ３５による検出位置に到達した際にその量が検出される。この意味で、検出部３０は、捕集部材としてのウェブを有する捕集手段として機能するものである。
【００４８】
検出センサ３５の各光学センサは、ウェブ３３に付着したトナー量に応じた検出信号を制御部１に送る。制御部１は、各光学センサからの検出信号を受信し、受信した検出信号に基づいてウェブ３３上の主走査方向のどの位置にトナーが蓄積されているのかを検出する。その後、上記ステップＳ４〜Ｓ１２と同様の処理を行って、クリーニングブレード４１へのトナー供給等の動作を行う。
【００４９】
このように検出時ごとにウェブ３３を所定量だけ巻き取って行くことにより、トナーがウェブのある特定の部分に蓄積され続けるといったことがなく、したがって上記実施の形態のように前回の検出時のデータを記憶しておいて今回の検出値との差分をとるといった処理をする必要がなく、その分検出処理を簡素化できる。
なお、本変形例の検出センサ３５を上記実施の形態の検出センサ６の代わりに用いれば、上記実施の形態においても検出センサを移動させる必要がなくなるので、駆動モータ１１、レール１３を配置する必要がなく、構成を簡素化できる。
【００５０】
（２）上記実施の形態では、検出センサ６が発光素子６１と受光素子６２を備える構成としたが、例えばプリンタヘッド１０からのレーザビームを、発光素子６１から出射される光ビームの代わりに用いる構成、すなわち露光手段による光を利用して残留トナー検出を行う構成とすることもできる。
図９は、発光素子の代わりに露光手段による光を利用して残留トナー検出を行う構成例を示す図である。
【００５１】
同図に示すように、本構成例では、折り返しミラー２が揺動可能に保持されており（保持手段については省略してある。）、画像形成時には、折り返しミラー２を第１の位置（実線の位置）に移動させ、プリンタヘッド１０からのレーザビームＬを露光位置Ｅに導く。一方、残留トナー検出時には、折り返しミラー２を第２の位置（破線の位置）に移動させ、レーザビームＬをフィルム５１の感光体ドラム３との接触部分に導き、受光素子７２を主走査方向に移動させながら、フィルム５１からの反射光を当該受光素子７２により受光するものである。
【００５２】
この構成の場合、露光手段（プリンタヘッド、折り返しミラー等）が発光素子を兼ねることになって発光素子が不要になる。また、残留トナー検出時においては、レーザビームを、例えば移動している受光素子７２に反射光が丁度到達するように、受光素子７２の移動に応じてフィルム５１と感光体ドラム３との接触部分への照射位置を部分的に変える（受光素子７２の移動に追随する）ように出射させたり、また主走査方向幅全体に渡って当該接触部分が一様に照射されるように出射させるとしても良い。
【００５３】
露光手段として、例えばＬＥＤ等の発光体を列状に多数並べたリニアアレイを用いる構成では、当該リニアアレイ自体を揺動させるようにすることもできる。
（３）また、検出センサ６として反射型の光学センサを用いたが、例えば透過型のものを用いる構成としても良い。この構成の場合、発光素子と受光素子がフィルム５１を挟んで対向する位置に配置されることになる。装置内における捕集部材、他の部材のレイアウト等によって、いずれか最適な方が選択される。
【００５４】
（４）上記実施の形態では、フィルム５１を帯電チャージャ５に貼着するとしたが、その配設位置としては、感光体ドラム３の回転方向において現像位置から転写位置までの間以外の位置であれば良い。好ましくはクリーニング位置（感光体ドラム３表面がクリーニングブレード４１によりクリーニングされる位置）から現像位置までの間が良く、特にクリーニング位置から露光位置Ｅまでの間が望ましい。
【００５５】
（５）上記実施の形態では、残留トナー検出処理において、検出値≧所定値Ｔの場合（ステップＳ４で「ＹＥＳ」）、クリーニングブレード４１の交換時期である旨を示すメッセージを表示させるとしたが（ステップＳ１２）、例えば交換時期には達していないがその時期が近い旨を示すメッセージを表示させることもできる。クリーニングブレード４１の欠けの拡大により近く画質劣化に至ると想定される値（所定値ｔ＜Ｔ）を予め実験等から導き出しておき、検出値が所定値ｔ以上になった場合に交換時期が近い旨のメッセージを表示させるようにすれば良い。また、メッセージの表示に限らず、交換時期または交換時期が近い旨を示すランプ等を表示させることによりユーザに通知することも可能である。この意味で、制御部１、表示部１２等は、表示手段として機能するものである。さらに、その旨を音声により通知するとしても良い。
【００５６】
（６）上記実施の形態では、本発明の画像形成装置をプリンタに適用した場合の例を説明したが、これに限られず、例えば複写機、ＦＡＸ、ＭＦＰ（Multiple Function Peripheral）等に適用できる。
また、上記実施の形態では、感光体ドラムを像担持体とした場合の例を説明したが、これに限定されず、例えば感光体ドラム上に形成されたトナー像を一旦中間転写体（いわゆる中間転写ベルト、中間転写ドラム等）に転写し、当該中間転写体に転写されたトナー像を記録シート等の転写材に転写して画像を形成する画像形成装置における当該中間転写体を像担持体とすることもできる。この場合、当該中間転写体表面（トナー像転写面）をクリーニングブレード等のクリーニング部材を用いてクリーニングするクリーナと、中間転写体表面と接触してクリーニング部材を擦り抜けた中間転写体上の残留トナーを捕集するためのフィルム、ブレード等が捕集部材として配置される構成になる。
【産業上の利用可能性】
【００５７】
クリーニング部材の欠けを早期に検出することで、当該欠けの拡大の進行を抑制してクリーニング不良による画質劣化を抑えることが要求される画像形成装置に利用できる。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】プリンタ全体の概略構成を示す図である。
【図２】プリンタに配されるフィルム５１とその周辺を拡大して示した図である。
【図３】図２の矢印Ｂ方向からフィルム５１を見たときの側面図である。
【図４】制御部１の構成を示すブロック図である。
【図５】ＣＰＵ１０１により実行される残留トナー検出処理の内容を示すフローチャートである。
【図６】フィルム５１の各位置における検出値の電圧波形の例を示すグラフである。
【図７】感光体ドラム３上にトナーパターンが形成されている様子を、図２の矢印Ｃ方向から見たときの斜視図である。
【図８】ウェブを用いてトナーを検出する場合の構成例を示す図である。
【図９】露光手段による光を利用して残留トナー検出を行う場合の構成例を示す図である。
【符号の説明】
【００５９】
１      制御部
２      折り返しミラー
３      感光体ドラム
４      クリーナ
５      帯電チャージャ
６、３６      検出センサ
７      現像器
１０      プリンタヘッド
１２      表示部
１３      レール
３０      検出部
３３      ウェブ状の部材
４１      クリーニングブレード
５１      フィルム
６１      発光素子
６２、７２      受光素子
【図１】
2005221989.tif 000003
【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】
2005221989.tif 000008
【図７】
2005221989.tif 000009
【図８】
2005221989.tif 000010
【図９】
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