JP5100550B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、転写方式、ブレードクリーニング方式の画像形成装置に関する。

転写方式の電子写真装置等の画像形成装置は、光導電性感光体等の回転可能な像担持体の表面に画像情報に対応した潜像を形成し、その潜像をトナー像（現像剤像）として現像し、紙等の記録媒体に転写したのちに定着して画像形成物として出力する。転写後の像担持体は、表面に付着している転写残トナー・紙粉等の残留物がクリーニング手段により除去され、繰り返して画像形成に使用される。

像担持体のクリーニング手段としては、クリーニング部材として弾性ブレード（クリーニングブレード）を用い、このブレードを像担持体の回転方向に対してカウンター方向に当接させたブレードクリーニング方式が汎用されている。記録媒体に対するトナー像転写後の像担持体の表面は像担持体の引き続く回転によりブレードのエッジ部で拭掃されてドラム面残留物が掻き取られる。

ところで、近年、プリンタ・複写機などの電子写真方式の画像形成装置は、高画質化、高耐久性に対するニーズが高まっている。それを達成する技術として、重合トナーのような小粒径で球形のトナーと、像担持体として、表面の削れ量の少ない保護層を持った感光体を採用することが多い。

このような画像形成装置においては、例えば転写残トナーのクリーニング性や、ブレードのビビリ、めくれ等に対して安定なクリーニングの設定幅が小さくなる傾向がある。

感光体のような像担持体は、耐久によって表面が変性することで、ブレードと像担持体との間で発生する動トルクが変化する。

動トルクを変動させる要因は、帯電工程や転写工程での高圧の印加による像担持体表面へのイオン化物（放電生成物ともいう）の付着が挙げられる。また、現像されるトナーの量、トナー中の外添剤による像担持体表面の研磨、像担持体表面の凹凸、ステアリン酸亜鉛のような金属石鹸を塗布している場合、その膜の形成状態などが挙げられる。

特に、プリント画像の画像パターン等で像担持体の位置によって転写残トナー量のばらつきが生じた場合、像担持体の表面性に違いが出やすい。

ここで、像担持体の回転方向（面移動方向）に直交する方向を主走査方向とする。クリーニングブレードは像担持体に対して主走査方向に沿って当接している。前述したような画像形成装置では、像担持体の主走査方向で動トルクにばらつきが大きいときに、クリーニングブレードと像担持体の当接バランスが崩れてしまい、クリーニングブレードのビビリの発生やブレードエッジの一部が欠けてしまうことがあった。

このような問題に対して、像担持体表面に主走査方向に沿って帯状のトナー像（トナー帯）を形成し、転写を行なわずにクリーニング部へ送って、クリーニングブレードのすべり性を向上させる方法が提案されている。

特許文献１には、クリーニングブレードや像担持体の使用履歴によって上記トナー帯の作像頻度を変更することで、クリーニングブレードめくれを防止する画像形成装置が提案されている。

特許文献２には、画像面積率が所定以下の場合、トナー帯を入力する方法も提案されている。
特開２００５−２５０２１５号公報 特開２００６−１３９１１１号公報

これらの提案では、クリーニングブレードのすべり性は維持できるが、像担持体の主走査方向の表面性のばらつきを計測することができない。そのため、局所的なすべり性の違いによるクリーニングブレードのビビリやエッジ欠けを押さえるためには、そのための制御モードを頻繁にかつ長時間に渡っておこなう必要がある。

本発明は上記従来技術を発展させたものである。即ち、クリーニングブレードのビビリ・エッジ欠けの原因となる像担持体表面の主走査方向の表面性ムラを少量のトナーで精度良く計測することを可能にすることを目的とする。また、その計測結果に基づいて像担持体表面の主走査方向の表面性ムラを解消する制御を追加的に実行させることでトータル的にトナー消費を抑えてクリーニングブレードのすべり性を向上・維持させることを可能にした画像形成装置を提供することを目的とする。

上記の目的を達成するための本発明に係る画像形成装置の代表的な構成は、
トナー像が形成される回転可能な像担持体と、前記像担持体にトナー像を形成する像形成手段と、トナー像を記録媒体に転写する転写手段と、像担持体の回転方向に対してカウンター方向に配設されて前記像担持体と所定領域で当接してニップ部を形成し、転写後の像担持体から残留物を除去するクリーニングブレードと、を有する画像形成装置において、
前記像担持体の回転方向に直交する主走査方向において異なる位置に時間をずらして前記像形成手段により像担持体の回転負荷を計測するためのトナー像を形成させ、該トナー像を前記転写手段による記録媒体への転写を行わずに前記ニップ部に送り込み、前記ニップ部に該トナー像が到達した前後における像担持体の回転負荷を計測手段で計測する回転負荷変化計測モードを実行するように制御する制御手段を有することを特徴とする。

また、上記の目的を達成するための本発明に係る画像形成装置の他の代表的な構成は、
トナー像が形成される回転可能な像担持体と、前記像担持体にトナー像を形成する像形成手段と、トナー像を記録媒体に転写する転写手段と、像担持体の回転方向に対してカウンター方向に配設されて前記像担持体と所定領域で当接したニップ部を形成し、転写後の像担持体から残留物を除去するクリーニングブレードと、を有する画像形成装置において、
前記像担持体の回転方向に直交する主走査方向において異なる位置に時間をずらして前記像形成手段により前記像担持体の回転負荷を計測するためのトナー像を形成させ、該トナー像を前記転写手段による記録媒体への転写を行わずに前記ニップ部に送り込み、前記ニップ部に該トナー像が到達した前後における前記像担持体の回転負荷を計測手段で計測して回転負荷の変動幅を比較する回転負荷変化計測モードと、
前記回転負荷変化計測モードにおいて、前記像担持体の前記主走査方向における回転負荷の変動幅に所定の閾値以上の差があったときに、前記像担持体の前記変動幅の大きい位置に前記像形成手段により前記変動幅の差を解消するためのトナー像を形成させ、該トナー像を前記転写手段による記録媒体への転写を行わずに前記ニップ部に送り込む回転負荷変動幅差解消モードと、
を実行するように制御する制御手段を有することを特徴とする。

本発明によれば、像担持体の主走査方向の表面性ムラが少量のトナーで精度良く計測することが可能である。

また、表面性のムラを検知した場合のみすべり性の良くない部分にのみにそれを解消するためのトナー像を形成することで、少量のトナーで局所的なすべり性の違いによるクリーニングブレードのビビリやエッジ欠けを防止することが可能である。

以下、この発明の一実施形態について図面を参照しながら説明する。

［実施例１］
（１）画像形成装置例
図１は本実施例の画像形成装置の概略構成図である。この画像形成装置は転写方式・ブレードクリーニング方式の電子写真デジタル複写機である。

１は原稿台ガラスであり、このガラス上に原稿Ｏを画像面下向きで所定の載置基準に合わせて載置し、原稿抑え板２を被せる。操作部（不図示）の複写スタートキーが押されると、移動光学系３が動作して原稿面が光学走査（スキャン）される。これにより、原稿面の画像情報が撮像素子（ＣＣＤ）４により電気的画像信号として光電読み取りされ、コントローラ１００（制御回路部：ＣＰＵ）の画像処理機能部１００ａに入力する。コントローラ１００は、画像形成装置の画像形成動作を所定の制御プログラムや参照テーブルに従って統括的に制御する制御手段である。原稿台ガラス１上に原稿自動送り装置（ＡＤＦ、ＲＤＦ）を設置して原稿Ｏを原稿台ガラス１上に自動送りさせることもできる。

５はトナー像を形成する回転可能な像担持体としてのドラム型の電子写真感光体（以下、ドラムと記す）であり、駆動手段としてのモータＭ１により動力伝達手段（不図示）を介して矢印の時計方向に所定のプロセススピード（回転速度）にて回転駆動される。

回転するドラム５は表面が帯電手段としての一次帯電器６により所定の極性・電位に一様に帯電される。本実施例においては、この一次帯電器６はドラム５の回転に従動して回転する接触型の帯電ローラである。この帯電ローラ６に対して帯電バイアス印加電源Ｓ１から所定の一次帯電バイアスが印加される。本実施例においては、帯電バイアスはＡＣバイアスとＤＣバイアスとの重畳バイアスである。

そのドラム５の帯電処理面に対して画像露光手段としてのレーザースキャナ７による画像露光Ｌがなされる。レーザースキャナ７はコントローラ１００の画像処理機能部１００ａで生成された画像形成信号に対応して変調したレーザー光を出力してドラム面を走査露光する。ドラム５の回転方向（ドラム面移動方向）に直交する方向（ドラム母線方向、ドラム長手方向）が主走査方向Ｘ、ドラム５の回転方向が副走査方向Ｙである。この走査露光により、ドラム面に、前記のように光電読み取りされた原稿画像に対応した静電潜像（潜像パターン）が形成される。静電潜像形成方式としてはバックグラウンド露光方式とイメージ露光方式がある。バックグラウンド露光方式は帯電したドラム面を画像情報のバックグラウンド部（背景部）に対応して露光して静電潜像を形成する方式である。イメージ露光方式は帯電したドラム面を画像情報のイメージ部（画像情報部）に対応して露光して静電潜像を形成する方式である。

その静電潜像が現像手段としての現像器８によりトナー像として現像される。８ａはトナー（現像剤）を担持してドラム５に適用する現像剤担持体としての現像ローラ（現像スリーブ）であり、駆動手段（モータ：不図示）により矢印の反時計方向に所定の速度で回転駆動される。また、現像バイアス印加電源Ｓ２から所定の現像バイアスが印加される。現像方式は、静電潜像形成方式がバックグラウンド露光方式の場合はバックグラウンド部以外の部分を現像する正規現像方式が、イメージ露光方式の場合は非露光部分を現像する反転現像方式が用いられる。

上記の帯電ローラ６（帯電手段）・レーザースキャナ７（画像露光手段）・現像器８（現像手段）が像担持体であるドラム５にトナー像を形成する像形成手段である。

そして、ドラム５に形成されたトナー像が、ドラム５と転写手段としての転写帯電器９との対向部である転写部Ｔにおいて、この転写部Ｔに給紙部から給送された記録媒体としての記録材（転写材）Ｐに対して転写される。本実施例において、この転写帯電器９はドラム５に当接させた接触型の転写ローラであり、ドラム５と転写ローラ９とのニップ部が転写部Ｔである。この転写ローラ９に対して転写バイアス印加電源Ｓ３からトナーの帯電極性とは逆極性で所定電位の帯電バイアスが印加される。これにより、転写部Ｔを挟持搬送される記録材Ｐの面に対してドラム面のトナー像が順次に静電転写されていく。

記録材Ｐは給紙部としての給紙カセット１０に積載されて収容されており、所定の制御タイミングで駆動される給紙ローラ１１により１枚分離給送され、記録材搬送路１２を通ってレジストローラ１３に至る。そして、記録材Ｐは、レジストローラ１３により、ドラム５上のトナー像と同期がとられて、記録材搬送路１４を通って転写部Ｔに送出される。

転写部Ｔを通った記録材Ｐは記録材搬送路１６を通って画像定着手段としての画像加熱定着器１７へ導入され、定着ローラ１７ａと加圧ローラ１７ｂとの圧接部である定着ニップ部で挟持搬送される。これにより、記録材上の未定着トナー像が記録材面に固着画像として熱と圧力により定着される。そして、記録材は定着器１７を出て排紙ローラ１８により排紙トレイ１９に排出される。

また、記録材分離後のドラム面は、残留物除去手段としてのクリーニング装置２０により転写残トナーや紙粉等のドラム面残留物の除去を受けて清掃され、繰り返して画像形成に供される。本実施例において、クリーニング装置２０は被清掃部材であるドラム５の表面を清掃するクリーニング部材としてクリーニングブレード２１を用いたブレードクリーニング装置である。

クリーニングブレード２１はウレタンゴム等の弾性体製の弾性ブレードである。そして、図２の（ａ）のように、ドラム５に対して主走査方向Ｘに沿って、ブレード端面のエッジ部分をドラム５の回転方向に対してカウンター方向に配設されてドラム５と所定領域で当接したニップ部（クリーニング部）Ｎを形成している。記録材分離後のドラム面は、引き続く回転によりブレード２１のエッジ部で拭掃されて転写残トナー等の残留物がドラム面から掻き取られる。掻き取られたドラム面残留物はクリーニング容器２２の底部に落ち、排出スクリュー軸２３により、クリーニング容器２２内から外部の回収トナー容器（不図示）に排出される。

１０１はドラム５の駆動手段であるモータＭ１のドライバーであり、コントローラ１００により制御される。１０２はドラム５の回転負荷（動トルク）を計測する計測手段としての、例えば、トルクコンバータ式のトルク測定器や、モータＭ１の駆動電流値に基づくトルク測定器などである。

（２）画像形成装置の動作シーケンス
図３は、画像形成装置の通常のプリント動作と、ドラム５の回転負荷変化計測モードを実行するタイミングチャートを示している。図４は回転負荷変化計測モードに引き続いて回転負荷変動幅差解消モードを実行する場合のタイミングチャートを示している。

１）は画像形成装置がプリント動作の指示待ちをしているスタンバイ時である。このスタンバイ時においては、コントローラ１００はモータＭ１をＯＦＦにしてドラム５の回転を停止（ＯＦＦ）させている。また、帯電ローラ６（帯電）・現像ローラ８ａ（現像）・転写ローラ９（転写）の各ローラに対するバイアスの印加もＯＦＦにしている。レーザースキャナ７（露光）もＯＦＦにしている。

２）はドラム５の前回転時である。コントローラ１００はスタンバイ状態においてプリント動作の指示Ｓを受けることで、モータＭ１を起動させてドラム５を所定の時間空回転させる。また、帯電ローラ６に対する帯電バイアスの印加を開始（ＯＮ）させる。

３）は画像形成実行時である。コントローラ１００は所定時間の前回転を実行したら、現像ローラ８ａ・転写ローラ９の各ローラに対するバイアスの印加をＯＮにし、またレーザースキャナ７をＯＮにしてドラム５に対するトナー像の形成、記録材Ｐに対するトナー像の転写を実行させる。この画像形成実行時における転写ローラ９に対する転写バイアスはトナー像の帯電極性とは逆極性のバイアスである。図３・図４では便宜上（＋）で表している。トナー像の転写を受けた記録材Ｐは定着器１７で画像の定着処理を受けて排紙トレイ１９に排出される。

画像形成は設定されたプリント枚数分について実行される。Ｋは設定された１枚の記録材（モノプリントの場合）或いは複数枚の連続プリント（マルチプリントの場合）における最後の記録材が機外へ排出された時点である。

４）はドラム５の回転負荷変化計測モードの実行時である。コントローラ１００は設定された１枚の記録材或いは複数枚の連続プリントにおける最後の記録材が機外へ排出された後も引き続きドラム１を回転駆動させて、回転負荷変化計測モードを実行する。この回転負荷変化計測モードについては（３）項で詳述する。

５）はドラム５の後回転時である。コントローラ１００は回転負荷変化計測モードを実行した結果、ドラム５の主走査方向Ｘにおける回転負荷の変動幅に所定以上の差はないと判断した場合は、帯電ローラ６に対するバイアス印加をＯＦＦにする。そして、ドラム５を所定の時間空回転させた後に停止（ＯＦＦ）させる。

そして、画像形成装置は次のプリント動作の指示Ｓが入力されるまで６）のスタンバイ状態に入る。

また、コントローラ１００は４）の回転負荷変化計測モードを実行した結果、ドラム５の主走査方向Ｘにおける回転負荷の変動幅に所定以上の差があると判断した場合は、図４のように引き続いて７）の回転負荷変動幅差解消モードを実行する。この回転負荷変動幅差解消モードについては（４）項で詳述する。

そして、コントローラ１００は回転負荷変動幅差解消モードを実行した後に、５）の後回転を実行して、画像形成装置を次のプリント動作の指示が入力されるまで６）のスタンバイ状態に維持する。

（３）回転負荷変化計測モード
４）の回転負荷変化計測モードは、ドラム５の主走査方向Ｘにおいて異なる位置に時間をずらして像形成手段６・７・８によりドラム５の回転負荷を計測するための同一パターンのトナー像を形成するステップを有する。また、そのトナー像を転写手段９による記録材Ｐへの転写を行わずに、ドラム５とクリーニングブレード２１とのニップ部Ｎに送り込む。そして、ニップ部Ｎにトナー像が到達した前後におけるドラム５の回転負荷を計測手段１０２で計測して回転負荷の変動幅を比較するステップを有する。

本実施例においては、３）の画像形成の終了後、時間領域ａにおける数秒のドラム空回転の後に、時間領域ｂにおいてドラム５の回転負荷を計測するための１回目のトナー像ｔ１を形成するための露光・現像が行なわれる。転写ローラ９にはトナー像ｔ１の帯電極性と同極性のバイアスが印加される。図３・図４では便宜上（−）で表している。これにより、上記のトナー像ｔ１の大部分は転写部Ｔを通過して、ドラム５とクリーニングブレード２１とのニップ部Ｎに送り込まれる。そして、時間領域ｃにおいて、ニップ部Ｎにトナー像ｔ１が到達した前後におけるドラム５の回転負荷が計測手段１０２で計測されてコントローラ１００に入力する。コントローラ１００は計測手段１０２から入力する回転負荷計測情報により、ニップ部Ｎにトナー像ｔ１が到達した前後におけるドラム５の回転負荷の変動幅Ｄ１を演算する。

同じく、時間領域ｄにおける数秒のドラム空回転の後に、時間領域ｅにおいてドラム５の主走査方向Ｘの前回とは異なる部分にドラム５の回転負荷を計測するための２回目のトナー像ｔ２を形成するための露光・現像が行なわれる。転写ローラ９には引き続きトナー像ｔ２の帯電極性と同極性のバイアスが印加されており、上記のトナー像ｔ２は転写部Ｔを転写ローラ９に実質的に付着することなく通過して、ドラム５とクリーニングブレード２１とのニップ部Ｎに送り込まれる。そして、時間領域ｆにおいて、ニップ部Ｎにトナー像ｔ２が到達した前後におけるドラム５の回転負荷が計測手段１０２で計測されてコントローラ１００に入力する。コントローラ１００は計測手段１０２から入力する回転負荷計測情報により、ニップ部Ｎにトナー像ｔ２が到達した前後におけるドラム５の回転負荷の変動幅Ｄ２を演算する。

コントローラ１００は、１回目のトナー像ｔ１によるドラム回転負荷の変動幅Ｄ１と、２回目のトナー像ｔ２によるドラム回転負荷の変動幅Ｄ２とを比較手段としての比較機能部１００ｂで比較して、両者の変動幅の差を演算する。

ここで、変動幅Ｄ１と変動幅Ｄ２の差は、変動幅値が小さい方を分母とし、変動幅値が大きい方を分子とした除算値（商：変動幅値の比）である。

そして、コントローラ１００は、その変動幅の差を予め定めた閾値と比較して、変動幅の差が所定の閾値以上である場合には、ドラム５にその主走査方向において解消すべき表面性ムラが生じていると判断する。変動幅の差が所定の閾値よりも小さい場合には、ドラム５にその主走査方向Ｘにおいて解消すべきほどの表面性ムラは生じていないと判断する。上記の閾値は１．１倍以上の値に設定されるのが好ましい。本実施例においては、閾値は１．２倍に設定している。コントローラ１００は、上記の変動幅の差が上記の閾値以上ある場合に、図４のように、７）の回転負荷変動幅差解消モードを実行する。変動幅の差が上記の閾値よりも小さい場合には回転負荷変動幅差解消モードは実行しない。

本実施例においては、１回目のトナー像ｔ１は、図５の（ａ）のように、ドラム５の主走査方向Ｘにおいて、最大現像幅Ａを２分割したときの一方側領域Ａ１のドラム面部分に形成される。そのトナー像は所定の主走査方向幅ｉ・副走査方向幅ｊのトナー帯ｔ１である。

また、２回目のトナー像ｔ２は、図５の（ｂ）のように、ドラム５の主走査方向において、最大現像幅Ａを２分割したときの他方側領域Ａ２のドラム面に形成される。そのトナー像は１回目のトナー像ｔ１と同一パターンであり、所定の主走査方向幅ｉ・副走査方向幅ｊのトナー帯ｔ２である。

１回目のトナー像ｔ１及び１回目のトナー像ｔ２のパターンは予めコントローラ１００にメモリされており、コントローラ１００は像形成手段６・７・８を制御してメモリされたパターン通りのトナー帯ｔ１・ｔ２を形成する。

図６は図３のタイミングチャートの１）から６）に至る間におけるドラム５の回転負荷（動トルク）の推移を示している。ドラム５の動トルクの計測は、トルクコンバータ式のトルク測定器でもよいし、モータの駆動電流値の変化を計測しても良い。

３）の画像形成実行時と、４）の回転負荷変化計測モードにおける１回目のトナー像ｔ１を形成した部分ｂ及び２回目のトナー像ｔ２を形成したｅでは、クリーニングブレード２１へトナー像が来た場合にト動トルクが変化することが分かる。

ここで、部分ａと部分ｂの動トルク変動幅Ｄ１と、部分ｄと部分ｅの動トルク変動幅Ｄ２との差（Ｄ１／Ｄ２、又はＤ２／Ｄ１）は、トナーがクリーニングブレード２１に到達する前後の差を示しており、ドラム５の表面の滑り性を間接的にあらわしている。

部分ａの動トルク値から部分ｂの動トルク値を引いたものが動トルクの変動幅Ｄ１である。また、部分ｄの動トルク値から部分ｅの動トルク値を引いたものが動トルクの変動幅Ｄ２である。

変動幅Ｄ１と変動幅Ｄ２との間に所定の閾値以上の差があり、例えば、変動幅Ｄ１の方が大きい場合を考える。この場合は、１回目の計測用のトナー帯ｔ１を形成した側のドラム表面（領域Ａ１）は、２回目の計測用のトナー帯ｔ２を形成した側のドラム表面（領域Ａ２）よりも滑り性が良くないと判断される。

本発明者の検討によると、ドラム上（像担持体上）のトナーがクリーニングブレード２１で堰き止められるとき、ドラム５の回転負荷（動トルク）が瞬間的に変化する。この動トルクの変化は、ドラム５の表面性や、トナーの濃度、画像パターン等によって差が見られる。

図２の（ｂ）は、耐久によってドラム５の表面のすべり性が低下している場合である。この場合は、ドラム５とクリーニングブレード２１とのニップ部（クリーニング部）Ｎでトナーｔが堰き止められる時の動トルクの変化が大きくなる。即ち、ニップ部Ｎにトナー像が到達した前後におけるドラム５の回転負荷の変動幅Ｄが大きくなる。これは、トナーｔがドラム５とクリーニングブレード２１の間のすべり性を向上させてブレードエッジの引き込まれ量が低減するためである。

逆に、図２の（ｃ）はドラム５の表面のすべり性が高い場合である。この場合は、ドラム５とクリーニングブレード２１の間のすべり性は確保されていて、クリーニングブレード２１の引き込まれ量は十分に小さいためトナーの効果は少ない。即ち、即ち、ニップ部Ｎにトナー像が到達した前後におけるドラム５の回転負荷の変動幅Ｄは小さい。

図７は、ニップ部Ｎにトナー像（トナー帯）ｔが到達した前後のドラム５の動トルク推移を示した図である。図２の（ａ）のような当接状態でニップ部Ｎにトナー像ｔが到達すると、動トルクは時間領域１から２へ変化する。この場合の動トルクの変動幅Ｄ１とする。
一方、図２の（ｂ）のような当接状態でニップ部Ｎにトナー像ｔが到達すると、動トルクは時間領域４から５へ変化する。この場合の動トルクの変動幅Ｄ２とする。変動幅Ｄ１は変動幅Ｄ２よりも大きくなる。

このような現象を利用して、表面に図２の（ｂ）、図２の（ｃ）の状態が混在したドラム５を作成し、ドラム５の主走査方向Ｘの異なる位置に同じトナー像を供給してニップ部Ｎ、に到達した前後の動トルク変化を確認した。その結果、図６のような動トルク変化（動トルク変動幅）の違いが確認出来た。

回転負荷変化計測モードは、モノプリント又はマルチプリントの最後（毎回プリントの最後）におこなってもよいし、次ぎのようにおこなってもよい。即ち、プリント枚数カウンタを備えて、プリント枚数が、あらかじめ決められたカウントを越えたところで計測モードを実行した後、プリント枚数カウンタをリセットしてもよい。後述する比較実験１の計測間隔（２分間）は、複写機本体での生産性で換算すると、約６０枚に１回実行することになる。

（４）回転負荷変動幅差解消モード
コントローラ１００は、４）の回転負荷変化計測モードにおいて、ドラム５の主走査方向における回転負荷の変動幅に所定の閾値以上の差があったときに、図４のように、回転負荷変化計測モードに続いて７）の回転負荷変動幅差解消モードを実行する。

この回転負荷変動幅差解消モードは、ドラム５の前記変動幅の大きい位置に像形成手段６・７・８により前記変動幅の差を解消するためのトナー像ｔａを形成させ、それを転写ローラ９による記録材Ｐへの転写を行わずにニップ部Ｎに送り込む。

具体的には、図４において、４）のモードの終了後に、時間領域ｇにおける数秒のドラム空回転の後に、時間領域ｈにおいてドラム５の前記変動幅の大きい位置に前記変動幅の差を解消するためのトナー像ｔａを形成するための露光・現像が行なわれる。転写ローラ９には引き続きトナー像ｔａの帯電極性と同極性のバイアスが印加されており、上記のトナー像ｔａは転写部Ｔを転写ローラ９に実質的に付着することなく通過して、ドラム５とクリーニングブレード２１とのニップ部Ｎに送り込まれる。

図５の（ｃ）は、回転負荷変化計測モードによりドラム５の領域Ａ１の滑り性が良くないと判断された場合において、回転負荷変動幅差解消モードにより、ドラム５の領域Ａ１に前記変動幅の差を解消するためのトナー像ｔａが形成された状態を示している。トナー像ｔａのパターンは予めコントローラ１００にメモリされており、コントローラ１００は像形成手段６・７・８を制御してメモリされたパターン通りのトナー帯ｔａをドラム５の領域Ａ１に形成する。そのトナー像は所定の主走査方向幅ｉ・副走査方向幅ｋのトナー帯ｔａである。回転負荷変化計測モードによりドラム５の領域Ａ２の滑り性が良くないと判断された場合においては、領域Ａ２に前記変動幅の差を解消するためのトナー像ｔａが形成される。

即ち、コントローラ１００は、回転負荷変化計測モードにおいて動トルク変動幅の差を予め定めた閾値と比較し変動幅の差が閾値以上である場合（動トルクの差が確認された場合）にのみ、ドラム５のすべり性の低い領域にそれを解消する制御モードを入れる。もしくは制御モードの頻度を上げることが可能となる。これにより、ドラム５の走査方向Ｘにおける表面性のムラを確実に解消するとともに、制御モードが必要なときが減少し、すべり性を保持するために使用するトナー帯を減らすことが可能である。

すべり性が良くないと判断されたドラム面側にさらにトナー帯ｔａを塗布することで、改善することが可能である。トナー帯ｔａのトナー量が少ないと十分な効果が得られないし、多すぎるとクリーニング不良が発生する恐れがあるため、適量を送ることが望ましい。トナー帯塗布によるすべり性の向上は、研磨剤による研磨効果がクリーニングブレード部に滞留した外添剤と像担持体表面との接触時間に比例するため計測時間よりも相対的に時間が掛かる。すべり性向上の効果は、次回の表面計測用のトナー像によって確認できる。

前記変動幅の差を解消するためにドラム５に形成するトナー像ｔａのトナー量Ｗｍｇ／ｃｍ^２に関しては、本発明者の検討によると、０．１ｍｇ／ｃｍ^２≦Ｗ≦０．７ｍｇ／ｃｍ^２の範囲がよい。

（５）従来例との比較実験
従来例との比較実験は以下のような条件でおこなった。

・使用実験機：ＩＲＣ３３８０ドラム空回転機
・プロセススピード：１４０ｍｍ／ｓｅｃ
・一次帯電ＡＣバイアス：１６００Ｖｐｐ
・一次帯電ＤＣバイアス：−５００Ｖ
・クリーニングブレード線圧：３５ｇｆ／ｃｍ
・主走査現像幅Ａ：３２０ｍｍ
・動トルク変動計測用のトナー像ｔ１・ｔ２：Ｗ＝０．３ｍｇ／ｃｍ^２、主走査方向幅ｉ＝１６０ｍｍ、副走査方向幅ｊ＝５ｍｍ
・解消用トナー像ｔａ：Ｗ＝０．３ｍｇ／ｃｍ^２、主走査方向幅ｊ＝：１６０ｍｍ、副走査方向幅ｋ＝１５ｍｍ
・空回転時間：６時間
表１に本実施例で行なった実験の結果を示した。

実験１は本実施例における計測とトナー帯制御（回転負荷変化計測モードと回転負荷変動幅差解消モード）を入れた結果である。計測は、図５のように、ドラム５の面を主走査方向に２箇所Ａ１・Ａ２に分割し、２分間に一度計測用トナーｔ１・ｔ２を供給して計測を行なった。解消用トナー帯ｔａの供給判断は、ドラム領域Ａ１とＡ２の動トルク変動幅Ｄ１・Ｄ２の差（Ｄ１／Ｄ２又はＤ２／Ｄ１）が閾値として１．２倍以上になった場合に、変動幅が大きくなったドラム領域に１分間に一度供給を行なった。結果として、約６時間の空回転においてもブレードのビビリやエッジの欠けの発生は見られなかった。

実験２では従来行なわれていた、５分間空回転毎に解消用のトナー帯を供給した場合、６時間の空回転でブレードのエッジ欠けが発生した。

実験３では解消用のトナー帯回数を２分間空回転毎に１回供給している。この場合もブレードのエッジ欠けが発生した。

実験４では解消用のトナー帯回数を１分間空回転毎に１回供給している。結果的にブレードのエッジ欠けは起こらなかったが、トナーの消費量は極端に増大した。

以上の結果から、本発明に従う実験１においては、動トルクの差は少量のトナーで計測が可能となり、クリーニングブレード２１のビビリやエッジ欠けを防止することが出来た。また、クリーニング部Ｎへのトナー供給によるトナーの消費量を削減しつつ、頻度を減らすことも可能となった。

（６）その他
１）実施例では、回転負荷変化計測モードと回転負荷変動幅差解消モードにおいて、トナー帯ｔ１・ｔ２・ｔａをクリーニング部Ｎに高比率で供給するために、転写ローラ９にトナー像の帯電極性と同極性のバイアス（−）を印加している。これに限らず、トナーをクリーニング部Ｎへ高比率で供給するために転写高圧をオフにしたり、一時的にフロート状態にしても良い。また、転写ローラ９をドラム５から離間させる構成にすることもできる。

２）回転負荷変化計測モードにおいて、ドラム５の主走査方向において異なる位置に時間をずらしてドラム５の回転負荷を計測するためのトナー像ｔ１・ｔ２を形成する場合、その時間間隔はドラム１周以上空けることでさらに精度良く計測することが可能である。即ち、ドラム５の主走査方向の異なる位置に像形成手段６・７・８によりドラム５の回転負荷を計測するための同一パターンのトナー像ｔ１・ｔ２を形成する時間間隔Δｔが、「Δｔ≧像担持体の円周／像担持体の単位秒あたりの走行距離」であるとよい。

３）ドラム５の主走査方向の分割は２箇所以上で望ましくは４箇所以上が良い。図８は４箇所Ａ１〜Ａ４に分割して、各領域Ａ１〜Ａ４に対して時間をずらしてドラム５の回転負荷を計測するためのトナー像ｔ１・ｔ２・ｔ３・ｔ４を形成する場合を示している。領域Ａ１〜Ａ４間の変動幅の差の演算は変動幅値の最も小さいものを基準にしてなされる。そして、領域Ａ１〜Ａ４の内で、動トルク変動幅の差の差が所定の閾値以上である領域について回転負荷変動幅差解消モードを実行する。

４）像担持体は電子写真感光体に限られない。静電記録誘電体や磁気記録磁性体であってもよい。また、中間転写体であってもよい。また、像担持体は回転ドラム型に限られない。回動ベルト型であってもよい。

実施例の画像形成装置の概略構成図である。 クリーニングの説明図である。 画像形成装置の動作シーケンス図（その１）である。 画像形成装置の動作シーケンス図（その２）である。 ドラムの回転負荷を計測するためのトナー像の形成と、変動幅の差を解消するためのトナー像の形成の説明図である。 図３の画像形成装置の動作シーケンス中におけるドラムの動トルクの変化を示した図である。 ドラム表面の滑り性と動トルクの変化の説明図である。 回転負荷変化計測モードの他の実行形態の説明図である。

符号の説明

５・・像担持体、６・７・８・・像形成手段、Ｐ・・記録媒体、９・・転写手段、２１・・クリーニングブレード（２１）、ｔ１・ｔ２・・像担持体の回転負荷を計測するためのトナー像、Ｎ・・ニップ部（クリーニング部）、１０２・・回転負荷計測手段、ｔａ・・変動幅の差を解消するためのトナー像

Claims (5)

1. トナー像が形成される回転可能な像担持体と、前記像担持体にトナー像を形成する像形成手段と、トナー像を記録媒体に転写する転写手段と、像担持体の回転方向に対してカウンター方向に配設されて前記像担持体と所定領域で当接してニップ部を形成し、転写後の像担持体から残留物を除去するクリーニングブレードと、を有する画像形成装置において、
   前記像担持体の回転方向に直交する主走査方向において異なる位置に時間をずらして前記像形成手段により像担持体の回転負荷を計測するためのトナー像を形成させ、該トナー像を前記転写手段による記録媒体への転写を行わずに前記ニップ部に送り込み、前記ニップ部に該トナー像が到達した前後における像担持体の回転負荷を計測手段で計測する回転負荷変化計測モードを実行するように制御する制御手段を有することを特徴とする画像形成装置。
2. トナー像が形成される回転可能な像担持体と、前記像担持体にトナー像を形成する像形成手段と、トナー像を記録媒体に転写する転写手段と、像担持体の回転方向に対してカウンター方向に配設されて前記像担持体と所定領域で当接したニップ部を形成し、転写後の像担持体から残留物を除去するクリーニングブレードと、を有する画像形成装置において、
   前記像担持体の回転方向に直交する主走査方向において異なる位置に時間をずらして前記像形成手段により前記像担持体の回転負荷を計測するためのトナー像を形成させ、該トナー像を前記転写手段による記録媒体への転写を行わずに前記ニップ部に送り込み、前記ニップ部に該トナー像が到達した前後における前記像担持体の回転負荷を計測手段で計測して回転負荷の変動幅を比較する回転負荷変化計測モードと、
   前記回転負荷変化計測モードにおいて、前記像担持体の前記主走査方向における回転負荷の変動幅に所定の閾値以上の差があったときに、前記像担持体の前記変動幅の大きい位置に前記像形成手段により前記変動幅の差を解消するためのトナー像を形成させ、該トナー像を前記転写手段による記録媒体への転写を行わずに前記ニップ部に送り込む回転負荷変動幅差解消モードと、
   を実行するように制御する制御手段を有することを特徴とする画像形成装置。
3. 前記変動幅の差が１．１倍以上ある場合に前記回転負荷変動幅差解消モードを実行することを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
4. 前記像担持体の主走査方向の異なる位置に前記像形成手段により前記像担持体の回転負荷を計測するための同一パターンのトナー像を形成する時間間隔Δｔが、
   Δｔ≧像担持体の円周／像担持体の単位秒あたりの走行距離
   であ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. 前記変動幅の差を解消するために前記像担持体に形成するトナー像のトナー量Ｗが、
   ０．１ｍｇ／ｃｍ^２≦Ｗ≦０．７ｍｇ／ｃｍ^２であることを特徴とする請求項２乃至４のいずれか１項に記載の画像形成装置。