(57)【要約】【課題】  低温環境下におけるクリーニング不良を招くことなく、かつ現像性の低下に伴う濃度低下やトナーの摩擦帯電能力の低下に伴うかぶりの無い良好な画質を得ることができる画像形成装置を提供する。【解決手段】  プリント枚数が１００枚以上の場合（Ｓ３）、装置内温度Ｔが記憶手段に記憶された所定温度（クリーニングブレードのｔａｎδのピーク温度）を超えているか否かを判断する（Ｓ６）。超えている場合は、トナー強制消費を実行し（Ｓ７）、越えていない場合は、トナー強制消費を実行しない。【選択図】        図５
2005189452.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
像担持体と、前記像担持体上の潜像を現像する現像装置と、前記像担持体をクリーニングするクリーニング部材と、情報を記憶する記憶手段とを有するカートリッジが着脱可能な画像形成装置であって、
画像形成装置内部の環境情報を検知する環境検知手段と、
非画像形成時に前記潜像担持体を露光装置で露光し前記現像装置により現像剤を前記像担持体上に転移させる制御手段と、を有し、
前記制御手段は、前記環境検知手段で検知した値と前記記憶手段に記憶されている情報とに基づいて、非画像形成時に、潜像担持体上に転移させる現像剤の量を制御することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
請求項１に記載の画像形成装置において、
前記記憶手段に記憶する情報は前記クリーニング部材の温度特性に係わる情報であることを特徴とする画像形成装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の画像形成装置において、
前記環境検知手段で検知する環境は温度であることを特徴とする画像形成装置。
【請求項４】
請求項３に記載の画像形成装置において、
前記制御手段は、非画像形成時で、前記環境検知手段で検知した温度が前記記憶手段に記憶する情報以下の場合に、潜像担持体上に転移させる現像剤の量を減らすように制御することを特徴とする画像形成装置。
【請求項５】
請求項１ないし４のいずれかに記載の画像形成装置において、
前記記憶手段は不揮発性記憶媒体であることを特徴とする画像形成装置。
【請求項６】
請求項１ないし５のいずれかに記載の画像形成装置において、
前記制御手段は、非画像形成時に、前記露光装置によって前記潜像担持体上に形成される露光面積を可変することで潜像担持体上に転移させる現像剤の量を制御することを特徴とする画像形成装置。
【請求項７】
請求項１ないし５のいずれかに記載の画像形成装置において、
前記現像装置は、前記現像担持体を駆動する現像駆動手段を有し、前記制御手段は、非画像形成時に、前記現像駆動手段による駆動速度を可変することで、潜像担持体上に転移させる現像剤の量を制御することを特徴とする画像形成装置。
【請求項８】
画像形成装置に着脱可能なカートリッジであって、
像担持体と、前記像担持体上の潜像を現像する現像装置と、前記像担持体をクリーニングするクリーニング部材と、
前記クリーニング部材の温度特性に係わる情報を記憶する記憶領域を有する記憶媒体と、
を有することを特徴とするカートリッジ。
【請求項９】
請求項８に記載のカートリッジであって、
更に、前記クリーニング部材でクリーニングした現像剤を収容する現像剤回収部を有することを特徴とするカートリッジ。
【請求項１０】
画像形成装置に着脱可能であり、像担持体と、前記像担持体上の潜像を現像する現像装置と、前記像担持体をクリーニングするクリーニング部材とを有するカートリッジに搭載される記憶媒体であって、
前記クリーニング部材の温度特性に係わる情報を記憶する記憶領域を有することを特徴とする記憶媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真方式により感光体に静電潜像を形成し、この静電潜像を現像剤にて顕像化する画像形成装置及びカートリッジ、カートリッジに搭載される記憶媒体に関するものである。
【０００２】
ここで、電子写真方式の画像形成装置としては、例えば、電子写真複写機、電子写真プリンタ（例えば、ＬＥＤプリンタ，レーザービームプリンタなど）、及び電子写真ファクシミリ装置などが含まれる。
【０００３】
なお、この明細書で、電子写真画像形成装置本体に着脱可能なカートリッジとは、電子写真感光体、電子写真感光体を帯電させる帯電手段、電子写真感光体に現像剤を供給する現像手段、電子写真感光体をクリーニングするクリーニング手段のうち少なくとも一つを有するものをいう。特に、プロセスカートリッジとは、帯電手段、現像手段及びクリーニング手段の少なくとも一つと、電子写真感光体とを一体的にカートリッジ化し、このカートリッジを電子写真画像形成装置本体に対して着脱可能とするものであるか、又は、少なくとも現像手段と電子写真感光体とを一体的にカートリッジ化し、このカートリッジを電子写真画像形成装置本体に対して着脱可能とするものをいう。
【背景技術】
【０００４】
従来の電子写真方式による画像形成装置においては、電子写真感光体（以下、感光ドラムという）表面を帯電装置によって一様に帯電し、帯電された感光ドラム表面を露光装置によって露光して静電潜像を形成する。そして、この静電潜像を現像装置で現像して現像剤（以下、トナーという）像を形成し、このトナー像を転写装置によって用紙などの転写材に転写して、定着装置によりトナー像を転写材上に永久固着画像として定着して出力する。トナー像転写後に感光ドラム表面に残留したトナーはクリーニング装置によってクリーニングされ、次の画像形成動作に備える。
【０００５】
感光ドラム表面に残留したトナーを除去するクリーニング装置としては、装置の小型化、駆動源が不要、製造コストが比較的安価等の観点からブレードを用いる手法が広く利用されている。ブレードは支持体である金属板金とゴム部材とを接着もしくは一体で成形された構成が主であり、ゴム部材の先端部を感光ドラム表面に押圧する構成とすることで感光ドラム表面の残留したトナーを掻き落とし、ドラム表面から除去できる。
【０００６】
クリーニングブレードの物性や像担持体への当接のしかたは、転写残トナーの感光ドラムへの付着度合いによるクリーニングのしやすさや像感光体ドラムの表面性等にも大きく左右される。またトナー形状，粒径，材質などの物性によってもクリーニング性は大きく影響を受けるため、それに適したブレードを選択し、像担持体に対して適正な角度，当接荷重に設定する必要がある。実際のクリーニングブレードの選定や設定では、試行錯誤を繰り返して最適条件を見出しているのが現状である。
【０００７】
さらに、画像形成装置に複数種のクリーニングブレード（例えば長期間生産時のクリーニングブレード製造ロット間バラつきや複数社での生産等であるが）を使用する場合、各ブレードの物性を等しくそろえる事は難しく各々のクリーニングブレードに対して最適条件があり、その最適条件を満たすように各々のクリーニングブレードに対して画像形成装置を設計していた。
【０００８】
そして、クリーニング装置のゴム部材の材質としては感光ドラム表面に傷を付けにくいという観点から主にウレタンゴム（ポリエステル系ウレタンエラストマー等）が広く用いられている。ここで、クリーニング装置のゴム部材の硬度が高まる比較的低温下においてトナー像転写後に感光ドラム表面に残留したトナーをクリーニングする際、トナーがクリーニング装置をすり抜けてしまい、帯電装置や転写材を汚してしまう現象（クリーニング不良）が起きる場合があった。
【０００９】
クリーニング装置のゴム部材として主に用いられるポリエステル系ウレタンエラストマーは、比較的低温下では硬度が高まるため感光ドラムから受ける力が増大するとともに、ゴム弾性も低下するため、感光ドラムの回転に伴ってブレード先端の欠けが起きたり、感光ドラム表面の摺刷時に感光ドラム表面の表面性に依存する感光ドラムから受ける微小な負荷変動に対しての追従性が悪化し、感光ドラムから受ける力を定常的に得られなくなり、その結果、感光ドラム表面とゴム部材先端との当接領域に残留トナーが挟みこんで、その挟み込んだトナーの周囲から他の残留トナーがすり抜けてしまう現象（クリーニング不良）が発生する場合があった。これに対し従来、低温時のクリーニングを良好に保つために低温下でも充分なゴム弾性を有する材料を用いクリーニングに充分な弾性が保たれるようにしていた。
【００１０】
前述した現像装置において、面積率の低い画像が連続して長時間印字された場合には、現像駆動によって現像装置内にトナーが長時間滞留した状態で攪拌されることになるため、トナーは形状が不規則になったり、粒径の分布に偏りを生じたり、トナーの流動性向上及びトナーの摩擦帯電性を安定させるために添加されているシリカ等の外添剤がトナー表面に埋め込まれてしまい（このような状態になったトナーを以下では劣化トナーと記す）、現像性の低下に伴う濃度低下やトナーの摩擦帯電能力の低下に伴うかぶりが発生するという問題がある。また従来公知の一成分現像装置においては、前述の理由で長時間の現像駆動が行われた場合、現像剤担持体上の未現像トナーが現像剤担持体上のトナー層厚を規制する現像ブレードで何回も摩擦されるために前記不具合に加え、現像ブレードへのトナー固着が発生するという問題もある。
【００１１】
このような問題に対しては種々の提案がなされている。例えば下記特許文献１に開示の画像形成装置は、検知手段により検知されたトナーの消費量に関係する特性の検出値にもとづいて、現像剤担持体上のトナーを像担持体上の非画像形成領域で強制的に消費し、適宜現像剤担持体から除去することにより、現像剤担持体への静電吸着力が極端に強くなることが無く、安定した画像を形成するようにしている。また下記特許文献２に開示の現像装置は、黒画素カウンタ−と枚数カウンタにもとづいて１枚平均の黒字面積率を算出し、黒字面積率が所定の値に達するようにページ間において像書き込みさせることで、トナー規制手段へのトナー固着を防止し、かつ地肌汚れ等の異常画像を防止するようにしている。また下記特許文献３に開示の画像形成装置では、トナー収容部内のトナー消費及び補給がない状態で、トナーの撹拌が所定時間以上行われるときに、トナー強制消費とともにトナー収容部内にトナーを強制補給することで、トナーの撹拌摩擦による劣化を抑制するようにしている。また下記特許文献４に開示の画像形成装置では、入力された画像データにより１枚ごとの画像比率を計算し、画像比率が所定値以下の場合には、感光体ドラムに対してトナー消費を行うとともに相当量のトナー補給も行うことで、トナー消費量が少ない画像を連続出力した場合でも、濃度低下等の画質の劣化を防止するようにしている。また下記特許文献５に開示の画像形成装置では、用紙への画像形成を行う頻度に応じた所定のタイミングで強制現像して、現像ローラに付着している劣化トナーを定期的に除去することによりカブリ現象を緩和し、印字品質の低下を防止するようにしている。さらに下記特許文献６に開示の画像形成装置では、現像装置の駆動時間をカウントし、駆動時間に応じて非画像部において強制書き込みを実施するようにしたので、潜像における画像面積比率が低い場合でも、トナーエンドまでの現像駆動時間をねらいの時間以内にすることが可能となり、新たにトナーを現像装置内に補給した後での地肌汚れを防止している。
【００１２】
ところで従来、電子写真感光体及び電子写真感光体に作用するプロセス手段を一体的にカートリッジ化して、このカートリッジを電子写真画像形成装置本体に着脱可能とするプロセスカートリッジ方式が採用されている。このプロセスカートリッジ方式によれば、装置のメンテナンスをサービスマンによらずにユーザー自身で行うことができるので、格段に操作性を向上させることができる。そこでこのプロセスカートリッジ方式は、電子写真画像形成装置において広く用いられている。
【特許文献１】特許第２７３７００９号公報
【特許文献２】特許第３３８９３５４号公報
【特許文献３】特開平８−３１４２５３号公報
【特許文献４】特開平９−３４２４３号公報
【特許文献５】特開平１０−１３３５３１号公報
【特許文献６】特開２０００−１８１２１６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
前述したように所定枚数を印刷する毎、現像剤担持体上のトナーを像担持体上の非画像形成領域で強制的に消費し、適宜現像剤担持体から除去することなどにより良質な画像提供を行えたのだが、このトナーの強制消費は非画像形成時に行われるため、転写材に転写されること無くクリーニング装置に多くの廃トナーが貯まる。そのため、クリーニング不良が発生することがしばしばあった。さらに低温環境下では従来使われてきたウレタンゴム，シリコンゴム等の材料を用いたクリーニング装置ではクリーニング不良が一層悪化した。この理由として、クリーニング装置に大量のトナーが送り込まれるとクリーニング装置に併設してあるトナー収容器へ劣化トナーを搬送するトナー送り装置の許容量を超えてしまい、クリーニング装置内のトナーを十分に排除できない。そこに低温環境でのゴム部材の反発弾性率の低下、追従性の悪化などが絡みクリーニング不良を完全に回避することは困難になったものと推測する。
【００１４】
さらに前述したように複数種のクリーニングブレードが搭載可能な画像形成装置及びプロセスカートリッジの場合、各々のクリーニングブレードでゴム部材の挙動が異なり、各々のクリーニングブレードに対して対応を行わなければならなかった。
【００１５】
本発明は、このような状況のもとでなされたもので、低温環境下におけるクリーニング不良を招くことなく、かつ現像性の低下に伴う濃度低下やトナーの摩擦帯電能力の低下に伴うかぶりの無い良好な画質を得ることができる、画像形成装置を提供することを課題とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
前記課題を解決するため、本発明では、画像形成装置を次ぎの（１）〜（７）のとおりに構成し、カートリッジを次の（８），（９）のとおりに構成し、記憶媒体を次の（１０）のとおりに構成する。
【００１７】
（１）像担持体と、前記像担持体上の潜像を現像する現像装置と、前記像担持体をクリーニングするクリーニング部材と、情報を記憶する記憶手段とを有するカートリッジが着脱可能な画像形成装置であって、
画像形成装置内部の環境情報を検知する環境検知手段と、
非画像形成時に前記潜像担持体を露光装置で露光し前記現像装置により現像剤を前記像担持体上に転移させる制御手段と、を有し、
前記制御手段は、前記環境検知手段で検知した値と前記記憶手段に記憶されている情報とに基づいて、非画像形成時に、潜像担持体上に転移させる現像剤の量を制御する画像形成装置。
【００１８】
（２）前記（１）に記載の画像形成装置において、
前記記憶手段に記憶する情報は前記クリーニング部材の温度特性に係わる情報である画像形成装置。
【００１９】
（３）前記（１）または（２）に記載の画像形成装置において、
前記環境検知手段で検知する環境は温度である画像形成装置。
【００２０】
（４）前記（３）に記載の画像形成装置において、
前記制御手段は、非画像形成時で、前記環境検知手段で検知した温度が前記記憶手段に記憶する情報以下の場合に、潜像担持体上に転移させる現像剤の量を減らすように制御する画像形成装置。
【００２１】
（５）前記（１）ないし（４）のいずれかに記載の画像形成装置において、
前記記憶手段は不揮発性記憶媒体である画像形成装置。
【００２２】
（６）前記（１）ないし（５）のいずれかに記載の画像形成装置において、
前記制御手段は、非画像形成時に、前記露光装置によって前記潜像担持体上に形成される露光面積を可変することで潜像担持体上に転移させる現像剤の量を制御する画像形成装置。
【００２３】
（７）前記（１）ないし（５）のいずれかに記載の画像形成装置において、
前記現像装置は、前記現像担持体を駆動する現像駆動手段を有し、前記制御手段は、非画像形成時に、前記現像駆動手段による駆動速度を可変することで、潜像担持体上に転移させる現像剤の量を制御する画像形成装置。
【００２４】
（８）画像形成装置に着脱可能なカートリッジであって、
像担持体と、前記像担持体上の潜像を現像する現像装置と、前記像担持体をクリーニングするクリーニング部材と、
前記クリーニング部材の温度特性に係わる情報を記憶する記憶領域を有する記憶媒体と、
を有するカートリッジ。
【００２５】
（９）前記（８）に記載のカートリッジであって、
更に、前記クリーニング部材でクリーニングした現像剤を収容する現像剤回収部を有するカートリッジ。
【００２６】
（１０）画像形成装置に着脱可能であり、像担持体と、前記像担持体上の潜像を現像する現像装置と、前記像担持体をクリーニングするクリーニング部材とを有するカートリッジに搭載される記憶媒体であって、
前記クリーニング部材の温度特性に係わる情報を記憶する記憶領域を有する記憶媒体。
【発明の効果】
【００２７】
本発明によれば、低温環境下におけるクリーニング不良を招くことなく、かつ現像性の低下に伴う濃度低下やトナーの摩擦帯電能力の低下に伴うかぶりの無い良好な画質を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
以下本発明を実施するための最良の形態を、実施例により詳しく説明する。ただし、この実施例に記載されている構成部品の寸法，材質，形状，その相対配置等は、特に特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。
【実施例１】
【００２９】
実施例１である“画像形成装置”について説明する。本実施例の画像形成装置は、ホストコンピュータからの画像情報を受け取り、画像出力するプリンタであり、感光ドラム，トナーなどの消耗品をプロセスカートリッジとして本体に着脱可能に設置し交換可能にした画像形成装置である。
【００３０】
図１は、本実施例の画像形成装置の概略構成図であり、レーザー，ポリゴンミラー，レンズ系を含むスキャナユニット１からは画像信号に応じて変調されたレーザー光がスキャン出力され、像担持体である感光ドラム２上に照射される。そして、感光ドラム２は図１中矢印Ａ方向に回転駆動され、帯電ローラからなる帯電手段３によって均一に帯電され、その表面上にはレーザー光の照射によって静電潜像が形成される。本実施例では感光ドラム２の周速度を９４．２ｍｍ／ｓｅｃとし、帯電手段３で均一帯電された感光ドラム２の暗部表面電位Ｖｄを−５００Ｖ、明部表面電位Ｖｌを−１００Ｖとした。この静電潜像は現像装置４内のトナー４１によってトナー像として現像されて顕像化される。
【００３１】
本実施例では、現像バイアス電圧ＶｄｃをＶｄｃ＝−３００Ｖとし負帯電性のトナー４１を反転現像することで感光ドラム２上にトナー４１による画像を形成した。一方、カセット７１内に収納された記録材７は、給紙ローラ７２によって感光ドラム２での潜像の形成と同期してレジストローラ７３まで供給される。そして、この記録材７は、レジストローラ７３によって感光ドラム２上に形成された潜像の先端と同期して、転写ローラからなる転写装置６に搬送され、転写装置６によって前記トナー像が該記録材７に転写される。本実施例では転写装置６に不図示の転写バイアス印加手段から転写バイアス電圧ＶｔｒとしてＶｔｒ＝１０００Ｖを印加し転写工程を行った。トナー像を転写された記録材７は定着器８によってトナー像を永久定着された後、最後に装置外部に排出される。
【００３２】
なお、感光ドラム２上に残留したトナーは、弾性ブレードからなるクリーニングブレード５１とクリーニングされたトナーを回収する現像剤回収容器５２とから構成されるクリーニング装置５によって除去される。クリーニングブレード５１は弾性ブレード先端が感光ドラム２の回転方向Ａに対しカウンタ方向となるように配置される。本実施例に用いたクリーニングブレード５１の断面図を図２に示す。金属板金からなるホルダー５１ａにウレタンゴムからなるゴム弾性体からなる弾性ブレード５１ｂを接着させクリーニングブレード５１とした。
【００３３】
本実施例では以下の検討例で検討した３種類のゴム特性を持つウレタンゴムを使用したが、弾性ブレード５１ｂとしては他にシリコンゴム，ニトリルゴム，クロロプレンゴム等の弾性体を用いることも可能である。画像形成装置内部の温度を測定する温度センサ１２は、クリーニング装置５のできる限り周囲の温度を測定可能なようにプロセスカートリッジ１０の近隣に配置されている。温度センサ１２としてはサーミスタ，熱電対，白金側温抵抗体，サーモパイル等が主に知られており、本実施例では安価でかつプリンタが使用される環境下での測定が可能なサーミスタを用いた。
【００３４】
図３は本実施例で用いたプロセスカートリッジ１０の概略構成図である。プロセスカートリッジ１０は、感光ドラム２，帯電手段３，現像装置４，クリーニング装置５を一括してユニット化されており、これらの構成要素はカートリッジ内で所定の相互配置関係を持って組み付けられており、カートリッジ１０は画像形成装置本体内の所定部に対して所定の要領で挿入装着され、また反対に装置本体から抜き外しできるようになっている。
【００３５】
次に図３を用いて本実施例で用いる現像装置を説明する。トナー容器内に収納されたトナー４１と、トナー４１を外周面に担持し感光ドラム２と形成される現像領域に搬送する現像ローラ４２と、トナー４１を現像ローラ４２に搬送及び塗布するトナー供給ローラ４３と、トナー供給ローラ４３により塗布されたトナー４１を現像ローラ４２上に適切な量で担持されるようトナー量を規制する現像ブレード４４と、現像領域にて現像工程を行うために現像ローラ４２に接続され画像形成装置本体内部に備えられた不図示の現像バイアス印加手段にて現像装置４は構成されている。
【００３６】
現像ローラ４２は、アルミニウム，その合金，ステンレス等の金属の円筒体４２ａの周囲に、基層とその上の表層とからなる弾性層４２ｂを設けて構成されており、本実施例では外径１６ｍｍとした。弾性層４２ｂの基層はシリコンゴム，ポリウレタンゴム，ＮＢＲ等のゴムからなり、表層はエーテルウレタンやナイロン（登録商標）等からなっている。もちろんこれらに限定されるものではなく、基層にスポンジ等の発泡体を用い、表層にゴム弾性層を形成した構造も可能である。また、本実施例において、現像ローラ４２は、画像形成装置本体内部に備えられた不図示の現像ローラ駆動手段で周速度１４１ｍｍ／ｓｅｃで図３矢印Ｂ方向に回転駆動される。
【００３７】
現像ブレード４４は、金属薄板としてのバネ弾性を有する厚さ０．１ｍｍのリン青銅板に、厚さ１ｍｍのポリアミドエラストマー弾性部材を接着し、もしくは射出成形してなっており、弾性部材面を現像ローラ４２の表面に対して所定の線圧で当接している。金属薄板により現像ローラ４２に対する現像ブレード４４の圧接力を維持し、ポリアミドエラストマーにより負帯電性のトナー４１に対する帯電性を持たせ、かつ現像ローラ４２上に所定厚のトナー層を形成するものである。
【００３８】
本実施例では現像ブレード４４通過後の現像ローラ４２に担持されるトナー量が０．４ｍｇ／ｃｍ２となるように現像ブレード４４を設定した。金属薄板は現像ブレードの圧接力を維持するものであれば特に限定されず、また弾性部材もトナーの帯電性を考慮して選択可能である。また使用されるトナー４１や現像ローラ４２の組み合わせによってはステンレス薄板，リン青銅薄板等のバネ弾性を有する金属薄板をそのまま用いてトナー４１を介して現像ローラ４２に当接する構成を用いても構わない。
【００３９】
トナー供給ローラ４３は、スポンジ構造や芯金上にレーヨン，ナイロン（登録商標）などの繊維を植毛したファーブラシ構造のものが、現像ローラ４２に対するトナーの搬送，塗布および現像残りのトナーの剥ぎ取りの点から好ましく、本実施例では、金属芯金４３ａ上にウレタンフォーム４３ｂを設け、直径１６ｍｍの弾性ローラとして用いた。この弾性ローラからなるトナー供給ローラ４３は、現像ローラ４２に所定の侵入量で当接して、現像ローラ４２と同一方向（図３中矢印Ｃ方向）で周速度１１３ｍｍ／ｓｅｃで回転駆動されその駆動タイミングは現像ローラ４２と同期しながら駆動，停止される。本実施例ではトナー供給ローラ４３の現像ローラ４２に対する侵入量を１．５ｍｍとした。
【００４０】
次に、本実施例における現像ローラ４２上のトナーを感光ドラム２上の非画像形成領域で強制的に消費する（以下ではトナー強制消費と記す）構成について説明する。図４は本実施例の画像形成装置の概略図である。
【００４１】
図４において、制御手段２１は、露光装置１，現像装置４，転写装置６，記憶手段９などに接続しており、不図示のホストコンピュータ等から入力された画像情報にもとづいて転写材７に画像形成を行うための制御を行うものである。制御手段２１には枚数カウンタ２０が接続され、枚数カウンタ２０は画像出力した転写材７の枚数をカウントするものである。制御手段２１は枚数カウンタ２０の値を読み込み、所定枚数に達するとトナー強制消費を実施し、本実施例では１００枚毎にトナー強制消費を実施させた。そして、トナー強制消費を実行するたびに枚数カウンタ２０のカウント値をリセットして画像形成枚数を再び積算する構成としている。
【００４２】
トナー強制消費の具体的な動作を説明すると、制御手段２１で画像形成を一時中断し、転写材７の搬送を停止させ、プロセスカートリッジ１０に搭載された記憶手段９から得られた副走査方向の露光幅を用い制御手段２１が露光装置１を制御し、露光装置１から主走査方向全域に渡り副走査方向に所定幅の露光を実施し、ホストコンピュータ等から入力された画像情報とは異なる潜像を形成する。本実施例ではトナー強制消費潜像は全黒潜像とした。現像装置４には現像バイアス電圧Ｖｄｃが印加され、現像装置４内のトナー４１が感光ドラム２に転移され、現像装置４内のトナー４１が強制消費される。トナー強制消費によって感光ドラム２に転移したトナー４１は感光ドラム２の回転に伴ってクリーニング装置５に回収されるが、この際、転写装置６を転写材７を介さずにトナー４１が通過するので転写装置６の汚れを防止するため転写バイアス電圧ＶｔｒをＶｔｒ＝０Ｖに設定した。
【００４３】
本実施例におけるトナー強制消費の際、露光装置１の主走査方向全域の走査幅を２１６ｍｍとし、副走査方向の露光幅は、現像ローラ４２またはトナー供給ローラ４３の１周分相当以上とすることが良く、本実施例では現像ローラ４２の１周分は３３．４ｍｍで、トナー供給ローラ４３の１周分は４１．８ｍｍであるので副走査方向の露光幅としては４１．８ｍｍに設定することで現像ローラ４２も１周以上相当し、両部材同時に外周面のトナーを強制的に転移することが可能となる。
【００４４】
制御手段２１には環境検知センサ１２も接続され画像形成装置内部の環境を検知している。本実施例では、環境検知センサ１２は画像形成装置内部の温度を検知しており、制御手段２１は、画像形成装置内部の温度が所定値を超えているか否かを常に判断しており、所定値以下の場合、画像形成１００枚毎のトナー消費を禁止する構成とした。具体的な環境検知センサ１２の閾値は、クリーニングブレード５１の持つ粘弾特性である損失正接（以後、ｔａｎδと記す）のピーク温度とした。なぜなら、ｔａｎδのピーク温度以下ではクリーニングブレード５１の変形追従性が低下し、クリーニング不良を発生する頻度が増加すると考えられる。
【００４５】
また、図７はプロセスカートリッジ１０に設けられた記憶手段９の構成を説明した図である。
【００４６】
プロセスカートリッジ１０に設けられた不揮発性メモリとしての記憶手段９には、クリーニングブレードの温度特性（温度による粘弾特性）に係わる情報として、クリーニングブレードのｔａｎδのピーク温度情報を記憶する記憶領域９ａが設けられている。そして、画像形成装置に設けられている制御手段２１（例えばＣＰＵなどを含むコントローラ）と通信して記憶手段にアクセスして記憶領域９ａに記憶されている情報の読み出しが実行される。読み出された情報に基づいて制御手段２１は後述するトナー強制消費動作を制御する。
【００４７】
プロセスカートリッジの記憶手段９にクリーニングブレードの温度特性に係わる情報を記憶させておくのは、プロセスカートリッジに用いられるクリーニングブレードには複数種類あり、その種類ごとに温度特性が異なっているためである。プロセスカートリッジの記憶手段にクリーニングブレードの温度特性に係わる情報を記憶しておけば、装置本体の仕様変更、またプロセスカートリッジ自体の仕様変更に伴って、クリーニングブレードの種類を変更した場合であっても、記憶手段の情報を書き換えることによって対応可能である。
【００４８】
ｔａｎδのピーク温度以下ではクリーニングブレード５１の変形追従性が低下し、クリーニング不良を発生する頻度が増加することの理由付けとして以下に記す検討を行った。
【００４９】
図５に本実施例のフローチャートを示し、以下説明する。
【００５０】
プリント動作開始（Ｓ０）すると、画像形成を実行（Ｓ１）し、枚数カウンタ２０の値Ｐに１を足し、値Ｐを更新する（Ｓ２）。続いて、制御手段２１で枚数カウンタ２０の値Ｐが所定枚数Ｐｆｉｘ以上か否かを判断し（Ｓ３）、Ｐｆｉｘ未満である場合は次なるプリント要求の有無を判断し（Ｓ４）、要求がある場合は画像形成を実行する（Ｓ１）。本実施例ではＰｆｉｘ＝１００枚に設定した。プリント要求が無い場合はプリントを終了する（Ｓ５）。制御手段２１で枚数カウンタ２０の値Ｐが所定枚数Ｐｆｉｘ以上か否かを判断し（Ｓ３）、Ｐｆｉｘ以上の場合（本実施例では１００枚以上の場合）、引き続き環境検知センサ１２で検知した装置内温度Ｔが記憶手段９に記憶された所定温度Ｔｆｉｘ（本実施例ではＴｆｉｘ＝搭載されているクリーニングブレード５１のｔａｎδのピーク温度）を超えているか否かを判断する（Ｓ６）。環境検知センサ１２で検知した装置内温度Ｔが所定温度Ｔｆｉｘを超えている場合は、前記したトナー強制消費を実行し（Ｓ７）、枚数カウンタ２０の値ＰをリセットＰ＝０とする（Ｓ８）。続いて、プリント要求の有無を判断し（Ｓ４）、要求がある場合は画像形成を実行する（Ｓ１）。環境検知センサ１２で検知した装置内温度Ｔが記憶手段９に記憶された所定温度Ｔｆｉｘ以下の場合は、トナー強制消費を実行せずそのままプリント要求の有無を確認する（Ｓ４）。
【００５１】
〔検討例〕
プロセスカートリッジに搭載するクリーニングブレードとしてＡ，Ｂ，Ｃ３種類のクリーニングブレードを用意した。
【００５２】
まず、用意した３種類のクリーニングブレード５１のエッジ部のｔａｎδの温度依存性を測定するために各々のクリーニングブレードのエッジ部を切り出し、粘弾性測定装置（例えばレオメトリックス社製、商品名：ＲＳＡ―２）を用い測定した。ｔａｎδのピーク温度を下記の表１に記す。
【００５３】
次に用意した３種のクリーニングブレードの国際ゴム硬度（ＩＲＨＤ）をウォーレス（Ｈ．Ｗ．ＷＡＬＬＣＥ）社製ウォーレス微少硬度計を用いＪＩＳ  Ｋ  ６２３５に準拠して測定した。測定結果を下記の表１に記す。
【００５４】
また、用意した３種のクリーニングブレードの反発弾性率をＪＩＳ  Ｋ  ６３０１に準拠して測定した。測定結果を下記の表１に記す。
【００５５】
【表１】
2005189452.tif 000003
【００５６】
表１に示すＡ、Ｂ，Ｃ３種のクリーニングブレードを搭載したカートリッジを用意し、画像形成装置内に搭載された温度センサ２０で測定される温度が０℃〜５℃，６℃〜９℃，１０℃〜１４℃，１５℃〜１８℃となるように雰囲気温度を可変させ、かつ、各々の雰囲気温度で所定枚数毎に画像形成を一次中断し、転写材７の搬送を停止させ、かつ、転写材７を介さずにトナー４１が転写装置６上を通過するので転写装置６の汚れを防止するため転写バイアス電圧ＶｔｒをＶｔｒ＝０Ｖに設定し、感光ドラム２にトナー強制消費用潜像をトナー供給ローラ２．５周分（１０４．５ｍｍ）、２周分（８３．６ｍｍ）、１周分（４１．８ｍｍ）、０周分（全黒画潜像を潜像形成しない）画像形成を行い、画像形成装置のトナーが無くなるまで画像形成を行った。本検討例では所定枚数を１００枚とし、トナー強制消費潜像は全黒潜像とした。
【００５７】
検討の結果を表２，３，４に示す。○はクリーニング不良発生せず。△○は数十枚毎に２，３枚クリーニング不良発生、その後回復。△は数百枚毎に２，３枚クリーニング不良発生、その後回復。×はクリーニング不良発生を示している。
【００５８】
クリーニングブレードＡは、表２に示すようにトナー供給ローラ２．５周分全黒潜像を潜像形成すると本検討で用いたいずれの雰囲気温度でもクリーニング不良が発生した。一方で全黒潜像を潜像形成しなかった場合は本検討で用いたいずれの雰囲気温度でもクリーニング不良の発生が無かった。そして、トナー供給ローラ２周分全黒潜像を潜像形成した場合は、ｔａｎδのピーク温度よりも高い雰囲気温度であればクリーニング不良が発生しないことが分かった。
【００５９】
【表２】
2005189452.tif 000004
【００６０】
クリーニングブレードＢもクリーニングブレードＡと同様で表３に示すように全黒潜像を潜像形成しなかった場合は本検討で用いたいずれの雰囲気温度でもクリーニング不良の発生が無く、トナー供給ローラ２．５周分では本検討で用いたいずれの雰囲気温度でもクリーニング不良が発生した。一方で感光ドラム２周分以下の全黒潜像を潜像形成し、ｔａｎδのピーク温度よりも高い雰囲気温度であればクリーニング不良が発生しないことが分かった。
【００６１】
【表３】
2005189452.tif 000005
【００６２】
クリーニングブレードＣも、表４に示すように全黒潜像を潜像形成しなかった場合は本検討で用いたいずれの雰囲気温度でもクリーニング不良の発生が無かった。一方でトナー供給ローラ２．５周分全黒潜像を潜像形成するとｔａｎδのピーク温度よりも高い雰囲気温度でもクリーニング不良が発生した。そして、トナー供給ローラ２周分以下の全黒潜像を潜像形成し、ｔａｎδのピーク温度よりも高い雰囲気温度であればクリーニング不良が発生しないことが分かった。
【００６３】
【表４】
2005189452.tif 000006
【００６４】
以上の検討例より、いずれのクリーニングブレードでもトナー供給ローラ２周分以下の全黒潜像を潜像形成すればｔａｎδのピーク温度よりも高い雰囲気温度であればクリーニング不良が発生しないことが分かった。
【００６５】
前述の条件を満たすようクリーニングブレード５１のｔａｎδのピーク温度以上で所定枚数毎に各々クリーニングブレード毎異なる消費量（少なくとも現像ローラ上の１周分相当量）でトナー強制消費を行うことによりクリーニング不良が発生せず、かつ現像装置内のトナー劣化に伴うかぶりや濃度低下のない良質な画像を提供する画像形成装置を提供できる。そして、クリーニングブレード５１のｔａｎδのピーク温度以下ではトナー強制消費を禁止することにより現像装置の稼動を停止することでトナーの劣化が余計に進行することを防止しつつクリーニング不良を防ぐことが出来る。
【００６６】
以上説明したように、本実施例では、画像形成装置内部の温度が記憶手段に記憶されたｔａｎδのピーク温度情報よりも高い場合は強制的に感光ドラムに対して転移させるトナー消費量を現像ローラまたはトナー供給ローラ上の１周分相当量としつつ、画像形成装置内部の温度が所定温度よりも低くなった場合は強制的に感光ドラムに対してトナーを転移させなくすることで、現像装置内のトナー劣化に伴うかぶりや濃度低下のない良好な画質を得られるとともに、クリーニングブレードの良好なクリーニング性を維持することの両立が可能となった。
【００６７】
なお、本実施例では１００枚の所定枚数画像形成ごとにトナー強制消費を実行する構成で説明したが、所定枚数Ｐｆｉｘはこの値に限る必要はなく、現像装置構成ならびに使用するトナー耐久性に応じて適宜可変しても良い。また画像形成を実行した現像装置の稼働時間を積算し所定稼働時間ごとにトナー強制消費を実行する構成としても良い。
【００６８】
また本実施例では強制モード時のスキャナユニット１の副走査方向の露光幅をトナー供給ローラ４の１周分相当に設定したが、使用する現像ローラ４２の直径および周速度、ならびに使用するトナー供給ローラ４３の直径および周速度に応じてスキャナユニット１の副走査方向の露光幅を適宜可変してもよく、トナー転移量をそれら部材の１周分相当量以上とすることで現像装置の初期化は達成され、本実施例同様のかぶりや濃度低下のない良好な画質が維持できる。
【００６９】
また、本実施例では枚数カウンタが所定枚数印刷される毎にｔａｎδのピーク温度情報を記憶手段に読み込みに行く構成であるが、制御手段に記憶手段を持つ構成であれば、画像形成装置にカートリッジが挿入された時にｔａｎδのピーク温度情報を制御手段の記憶手段に書き込むとしても良い。
【００７０】
本実施例では、プロセスカートリッジとして、感光ドラムと、帯電手段，現像手段，クリーニング手段とが一体的に構成されているものについて述べたが、現像ローラとトナー容器が一体となった現像カートリッジ、感光ドラムと帯電手段，クリーニング手段，廃トナー容器が一体となった感光ドラムカートリッジなど、画像形成装置に対し着脱でき交換可能な構成のものに対して本実施例を適用すれば、同様の効果が得られる。また、プロセスカートリッジに設けるｔａｎδのピーク温度，消費量を記憶する記憶手段にはＦｅＲＡＭを用いたが、前記情報が記憶できるならば特に制限はなく、ＥＥＰＲＯＭや揮発性メモリとバックアップ電池を組み合わせたものなどでも良い。
【実施例２】
【００７１】
実施例２の“画像形成装置”について、添付画面にもとづいて説明する。
【００７２】
本実施例は、実施例１で説明した画像形成装置ならびにプロセスカートリッジにおいて、実施例１ではクリーニングブレード毎のｔａｎδのピーク温度以上でのクリーニング不良を克服及びクリーニングブレード毎のｔａｎδのピーク温度以下ではトナー強制消費の禁止することによりクリーニング不良及び現像性低下を克服した。これに対し本実施例では、現像ローラを駆動する現像ローラ駆動手段４６の駆動周速度を変更することにより、感光ドラム２に消費する消費量を変更することを特徴とする。なお、実施例１で説明した箇所は説明を省略し、符号も同一とする。
【００７３】
次に、本実施例の、搭載した現像ローラ４２上のトナーを感光ドラム２上の非画像形成時に強制的に消費する構成について説明する。図６は本実施例の画像形成装置の概略図である。
【００７４】
図６において、制御手段２１は、現像装置４，現像駆動手段４６，転写装置６，記憶手段９などに接続しており、不図示のホストコンピュータ等から入力された画像情報にもとづいて転写材に画像形成を行うための制御を行うものである。制御手段２１には枚数カウンタ２０が接続され、枚数カウンタ２０は画像形成モードで画像出力した転写材の枚数をカウントするものである。制御手段２１は枚数カウンタ２０の値を読み込み、所定枚数に達すると現像装置４から感光ドラム２に対して強制的にトナーを転移させる動作を実施し、本実施例では１００枚毎にトナー強制消費を実施させた。そしてトナー強制消費を実行するたびに枚数カウンタ２０のカウント値をリセットして画像形成枚数を再び積算する構成としている。
【００７５】
トナー強制消費の具体的な動作を説明すると、制御手段２１で画像形成を一次中断し、転写材の搬送を停止させ、露光装置から主走査方向全域に渡り副走査方向に感光ドラム１周分露光を実施し、ホストコンピュータ等から入力された画像情報とは異なる潜像を形成する。本実施例ではトナー強制消費潜像は全黒潜像とした。現像装置４には現像バイアス印加手段４５から所定の現像バイアス電圧Ｖｄｃが印加され（本実施例では現像バイアス電圧ＶｄｃはＶｄｃ＝−３００Ｖ）、所定の周速度を用い現像ローラ駆動手段４６を制御することにより現像装置４内のトナー４１が感光ドラム２に転移され現像装置内のトナーが強制消費される。現像剤担持体駆動手段を制御しトナー強制消費によって感光ドラム２に転移したトナー４１は感光ドラム２の回転に伴ってクリーニング装置５に回収されるが、この際、転写装置６を転写材を介さずにトナー４１が通過するので転写装置６の汚れを防止するため転写バイアス電圧ＶｔｒをＶｔｒ＝０Ｖに設定した。
【００７６】
本実施例におけるトナー強制消費の現像剤担持体駆動手段４６の周速度は、Ｖ＝４１．８ｍｍ／ｓｅｃ（現像ローラ４２の感光ドラム２に対する回転距離＝４１．８ｍｍ）という周速度とする。本実施例においても少なくともトナー供給ローラ４３の１周分（４１．８ｍｍ）のトナーを消費することが出来るため現像装置内のトナー劣化を防ぐことが出来る。
【００７７】
制御手段２１には環境検知センサ１２も接続され、画像形成装置内部の環境を検知している。本実施例では、環境検知センサ１２は画像形成装置内部の温度を検知しており、制御手段２１は画像形成装置内部の温度が記憶手段９に記憶されているクリーニングブレード毎のｔａｎδのピーク温度情報を超えているか否かを常に判断しており、記憶手段９に記憶されているクリーニングブレード毎のｔａｎδのピーク温度情報以下の場合、画像形成１００枚ごとのトナー強制消費の際の現像ローラの駆動速度を可変する構成とした。
【００７８】
具体的にはクリーニングブレード５１の変形追従性が低下するｔａｎδのピーク温度を閾値とし、装置内部がｔａｎδのピーク温度以下の場合はトナーがトナー強制消費中に感光ドラム２に対してトナーが転移しないようにスキャナユニット１からの露光を止め、さらに現像装置４に駆動を入力する現像モータの駆動を停止させる構成とした。これは、クリーニング装置５に回収されるトナーが、画像形成モードにおいては転写残りトナーであり、その単位面積あたりのトナー量が少ないのに対して、トナー強制消費におけるトナー量は転写工程を経ないので転写残りトナーよりもはるかに多い量となり、変形追従性が低下する低温環境ではクリーニング不良を招く頻度が増すことを防止するためであり、本実施例の低温時のトナー強制消費では感光ドラム２へ転移するトナー量が無い状態とし、さらに現像装置４の駆動を停止しトナーの劣化を抑制した。
【００７９】
以上説明したように、本実施例では、画像形成装置内部の温度がクリーニングブレードのｔａｎδのピーク温度よりも高い場合は、強制的に感光ドラムに対して転移させるトナー量を現像ローラまたはトナー供給ローラ上の１周分相当量としつつ、画像形成装置内部の温度がクリーニングブレードのｔａｎδのピーク温度よりも低くなった場合は、強制的に感光ドラムに対して現像装置の稼動を停止しトナーが全く転移しない構成とすることで、現像装置内のトナー劣化に伴うかぶりや濃度低下のない良好な画質を得られるとともに、低温環境下が比較的長い時間にあっても現像装置の稼動を停止することでトナーの劣化が余計に進行することを防止しつつ、クリーニングブレードの良好なクリーニング性を維持することの両立が可能となった。
【図面の簡単な説明】
【００８０】
【図１】実施例１である画像形成装置の構成を示す断面図
【図２】クリーニングブレードの断面図
【図３】プロセスカートリッジの構成を示す断面図
【図４】実施例１の構成を示すブロック図
【図５】実施例１の動作を示すフローチャート
【図６】実施例２である画像形成装置の構成を示すブロック図
【図７】プロセスカートリッジに設けられた記憶手段の構成を示す図
【符号の説明】
【００８１】
１  露光装置
２  感光ドラム
４  現像装置
５  クリーニング手段
９  記憶手段
１２  温度センサ
２１  制御手段
【図１】
2005189452.tif 000007
【図２】
2005189452.tif 000008
【図３】
2005189452.tif 000009
【図４】
2005189452.tif 000010
【図５】
2005189452.tif 000011
【図６】
2005189452.tif 000012
【図７】
2005189452.tif 000013