JP4867964B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、クリーニング部材、カートリッジ、および画像形成装置に関する。

特許文献１には、ブレードと像保持体との双方に導電層を設け、ブレードがめくり上がるとこれら導電層が接触することで、ブレードのめくりを検出する技術が提案されている。

また、特許文献２には、ブレードが像保持体に接触している状態で、光弾性法により、そのブレードにかかる内部歪みを動的に観察する技術が提案されている。

さらに、特許文献３には、ブレードに貼り付けられた磁性体をソレノイドコイルにより引き付けることで、そのブレードの歪みを補正する技術が提案されている。

また、特許文献４には、ブレードの振動を観測し、その振動のフーリエ変換で得られた周波数毎の多次元データを信号として、正常状態を基準とする指標値を算出することによって、ブレードの、像保持体への接触の異常を検出する技術が提案されている。
特開平６−６７５８３号公報 特開２００３−５５８０号公報 特開２００３−５５９７号公報 特開２００６−１０６０１７号公報

本発明は、変形を精度よく検出することができるクリーニング部材、そのクリーニング部材を備えたカートリッジ、および画像形成装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成する本発明のクリーニング部材は、
被クリーニング体の表面に接触する部材本体と、
上記部材本体の、上記被クリーニング体に接触する箇所を避けた箇所に付けられた金属膜からなるセンサ部とを備えたことを特徴とする。

ここで、上記部材本体が、板状の外形を有しその板の縁で上記被クリーニング体の表面に接触するものであり、
上記センサ部が、上記部材本体の外形を成した板の表裏面のうち少なくとも一方の面に上記金属膜が付けられてなるものであることが好ましい。

また、上記センサ部が、上記部材本体に上記金属膜が蒸着されてなるものであることも好ましい。

また、上記目的を達成する本発明のカートリッジは、
表面に像が形成されその像を保持する像保持体；および
上記像保持体の表面に接触する部材本体と、上記部材本体の、上記像保持体に接触する箇所を避けた箇所に付けられた薄膜状の金属からなるセンサ部とを有するクリーニング部材；
を備えたことを特徴とする。

ここで、上記像保持体が、表面に化学製法トナーを含む現像剤で像が形成されるものであり、
上記部材本体が、上記像保持体の表面から該化学製法トナーを除去するものであることが好ましい。

また、上記像保持体が、結晶性ポリエステルを含有したトナーを含む現像剤で像が形成されるものであり、
上記部材本体が、上記像保持体の表面からトナーを除去するものであることも好ましい。

さらに、上記目的を達成する本発明の画像形成装置は、
表面に像が形成されその像をその表面に保持する像保持体；
上記像保持体上に像を形成する像形成部；
上記像保持体上に形成された像を記録媒体上に転写し定着させる転写定着部；および
上記像保持体の表面に接触する部材本体と、上記部材本体の、上記像保持体に接触する箇所を避けた箇所に付けられた薄膜状の金属からなるセンサ部とを有するクリーニング部材；
を備えたことを特徴とする。

ここで、上記像保持体が、移動する表面に像が形成されるものであり、
上記部材本体が、上記像保持体の表面移動に伴ってその像保持体の表面から付着物を除去するものであり、
上記像保持体を駆動してその像保持体の表面を移動させる駆動部と、
上記センサ部に接続されて上記クリーニング部材の歪みを計測する歪み計測部と、
上記歪み計測部による計測結果に基づいて上記駆動部による上記像保持体の駆動を制御する駆動制御部とを備えたことが好ましい。

また、上記像形成部が、上記像保持体上に化学製法トナーを含む現像剤で像を形成するものであり、
上記部材本体が、上記像保持体の表面から該化学製法トナーを除去するものであることも好ましい。

さらに、上記像形成部が、結晶性ポリエステルを含有したトナーを含む現像剤で前記像保持体上に像を形成するものであり、
上記部材本体が、上記像保持体の表面からトナーを除去するものであることも好ましい。

請求項１のクリーニング部材では、部材本体の変形を妨げずに変形量を検出することができる。

請求項２のクリーニング部材では、板状の外形を有する部材本体における変形検出の精度が高い。

請求項３のクリーニング部材では、請求項３の構成を有さない場合に較べて変形量の検出精度が高い。

請求項４のカートリッジでは、このカートリッジ内のクリーニング部材を構成する部材本体の変形を妨げずに変形量を検出することができる。

請求項５のカートリッジでは、請求項５の構成を有さない場合に較べて緻密な像を像保持体の表面に形成することができる。

請求項６のカートリッジでは、請求項６の構成を有さない場合に較べて低温で定着できる。

請求項７の画像形成装置では、この画像形成装置内のクリーニング部材を構成する部材本体の変形を妨げずに変形量を検出することができる。

請求項８の画像形成装置では、クリーニング部材の歪みを回復することができる。

請求項９の画像形成装置では、請求項９の構成を有さない場合に較べて緻密な像を形成することができる。

請求項１０の画像形成装置では、請求項１０の構成を有さない場合に較べて低温で像を記録媒体上に定着させることができる。

以下、本発明の実施の形態について説明する。

図１は、本発明の画像形成装置の一実施形態であるプリンタの概略構成図である。

図１に示すプリンタ１０には、表面に像が形成されてその像を保持する像保持体の一例である感光体ロール１１が備えられている。この感光体ロール１１は、中心軸１１ａの回りを矢印Ａ方向に回転する。このような回転により、感光体ロール１１の表面は循環移動することとなる。

また、このプリンタ１０には、本発明のクリーニング部材の一実施形態であるクリーニング部材１２が備えられている。このクリーニング部材１２には、部材本体の一例であるブレード１２＿１と、薄膜状の金属からなるセンサ１２＿２とが備えられている。ブレード１２＿１は、ゴム材料からなる板状の部材であり、図１に示すように、斜め上側に向けられた表側の面と斜め下側に向けられた裏側の面とを有する。また、センサ１２＿２は、ブレード１２＿１の表側の面に金属膜が蒸着されてなるものである。ここで、感光体ロール１１とクリーニング部材１２とが、本発明のカートリッジの一実施形態であるカートリッジ２０を構成している。

さらに、このプリンタ１０には、感光体ロール１１の表面に電荷を付与するための帯電器１３が備えられている。

また、このプリンタ１０には、帯電器１３により電荷が付与された感光体ロール１１の表面に外部から送られてきた画像データに基づいて露光光を照射する露光器１４が備えられている。

さらに、このプリンタ１０には、現像器１５が備えられている。この現像器１５は、結晶性ポリエステルを含有した化学製法トナーと磁性キャリアとを含む二成分現像剤を収容した現像剤収容体１５＿１と、現像剤収容体１５＿１中の現像剤を保持して感光体ロール１１の表面に対向した状態で回転する現像ロール１５＿２を有する。ここで、帯電器１３と露光器１４と現像器１５とが、像保持体上に像を形成する像形成部の一例を構成している。

また、このプリンタ１０には、現像像を記録用紙上に転写する転写ロール１６と、その記録用紙上に転写された現像像を加熱および加圧して記録用紙上に定着させる定着器１７が備えられている。定着器１７は、加熱機構を有する定着ロール１７＿１と、定着ロール１７＿１に対向するように設けられた圧力ロール１７＿２とを有する。ここで、転写ロール１６と定着器１７が、像保持体上に形成された像を記録媒体上に転写し定着させる転写定着部の一例を構成している。

さらに、このプリンタ１０には、記録用紙が収容される記録用紙収容部１８と、その記録用紙収容部１８から記録用紙を引き出して予め定められた搬送路に搬送する用紙搬送部１９が備えられている。

また、このプリンタ１０には、モータ制御部３０および処理部４０が備えられている。

このプリンタ１０では、処理部４０からの指示を受けてモータ制御部３０が図示しないモータを回転させることのより感光体ロール１１が矢印Ａ方向に回転する。また、矢印Ａ方向に回転する感光体ロール１１の表面に、帯電器１３により電荷が付与される。さらに、電荷が付与された感光体ロール１１の表面に、外部から送られてきた画像データに基づいて露光器１４で生成した露光光が照射されることで静電潜像が形成される。次いで、現像器１５を構成する現像剤収容体１５＿１に収容された結晶性ポリエステルを含有した化学製法トナーと磁性キャリアとを含む二成分現像剤を、回転する現像ロール１５＿２に保持させて現像位置に運ばせることで静電潜像が現像されて現像像が形成される。ここで、化学製法トナーは、一般に球状になりやすくかつ粒径が揃えられているので他種のトナーに較べて流動性に優れたトナーである。また、結晶性ポリエステルは、吸熱ピークがシャープな形状として現れる性質を有する。このため、感光体ロール１１の表面に形成される現像像は、化学製法トナーでない他種のトナーによる像と較べて緻密となり、結晶性ポリエステルを含有していないトナーによる像と較べて低温で定着される。

さらに、上記現像像は、感光体ロール１１と転写ロール１６によって定まる転写領域において、記録用紙収容部１８から用紙搬送部１９により引き出され矢印Ｂ方向に搬送されてきた記録用紙上に転写ロール１６によって転写される。その後、定着器１７により加熱および加圧されて定着され、記録用紙上に画像が形成される。この定着は上述したように低温の定着である。

また、感光体ロール１１の、転写領域を通過した表面には、転写領域において記録用紙へ移行することができなかったトナー、紙粉、あるいは帯電において生じた放電生成物などの不要物が付着している。この不要物は、クリーニング部材１２によって掻き落とされて、次の画像形成サイクルに備えられる。

ここで、化学製法トナーの詳細について説明する。化学製法トナーとは、樹脂の粉砕分級に依らない微粒子形成方法の総称である。この化学製法トナーは、重合性単量体を乳化重合させた樹脂粒子により、形成された分散液と、着色剤、離型剤、必要に応じて帯電制御剤等の分散液とを混合し、凝集、加熱融着させ、トナーを得る乳化重合凝集法、結着樹脂を得るための重合性単量体と着色剤、離型剤、必要に応じて帯電制御剤等の溶液を水系溶媒に懸濁させて重合する懸濁重合法、結着樹脂と着色剤、離型剤、必要に応じて帯電制御剤等の溶液を水系溶媒に懸濁させて造粒する溶解懸濁法等により得られる。これら乳化重合凝集法，懸濁重合法，溶解懸濁法等により得られる化学製法トナーは、粉砕製法によるトナーに較べて球状でかつ粒径が揃ったトナーとなる。このため、化学製法トナーによって感光体ロール１１の表面に形成される現像像は、化学製法トナーでない他種のトナーによる像と較べて緻密となる。

化学製法トナーの粒度分布を示すＧＳＤ（Ｇｅｏｍｅｔｒｉｃａｌ Ｓｔａｎｄａｒｄ Ｄｅｖｉａｔｉｏｎ）値は、粒子を小さいほうからならべたときの（粒子の１６％体積粒径）／（全トナー粒子数の８４％個数平均粒径）^０．５から算出される全トナー粒子の粒子径バラツキの広がり度合（粒度分布）を示す１以上の値であり、この値が１に近づくほど粒径が単分散であることを意味し、一般に単分散と言われているものはこのＧＳＤ値が１．１前後のものである。通常の化学製法トナーは上記ＧＳＤ値が１．２５程度、粉砕製法では上記ＧＳＤ値が１．７程度である。緻密な像を得るためには、トナーのＧＳＤ値を下げる、即ち、粒度分布を狭くするとよい。１．３０以上では、細線・粒状性が悪くなる場合がある。よって現実的には１．２５以下が望ましい。

トナーの球形化度とは、球形化度＝１００×π×（ＭＬ）^２／（４×Ａ）［式中ＭＬは、光学顕微鏡から入力した粒子の２次元投影画像から画像解析装置により計算されたトナー粒子の最大長、Ａはトナー粒子の投影面積］から算出されるトナー粒子の球形度合を示す値であり、この値が１００に近づくほど形状が真球状であることを意味する。一般に、真球状と言われているものは、この値が１１０前後形状のものである。実用上、球形化度が１３０以下のトナー粒子が良く、球形化度が１３０を超えると、感光体ロールとトナーの接触面積が増えるため、転写性が低下する傾向にある。特に１２０以下にするとよい。

また、本実施形態では、結晶性ポリエステルを含有した化学製法トナーが用いられるのが好ましい。結晶性ポリエステルは、前述したように、吸熱ピークがシャープな形状として現れる性質を有する。このため、この化学製法トナーは、結晶性ポリエステルを含有しない化学製法トナーと比べて、低温で定着する。

図２は、クリーニング部材の構成を示す図である。

図２に示すクリーニング部材１２には、ブレード１２＿１と、センサ１２＿２が備えられている。

ブレード１２＿１は、図２に示す先端１２＿１ａで感光体ロール１１の表面に接触しており、この先端１２＿１ａから１ｍｍ離れて、センサ１２＿２が備えられている。

センサ１２＿２は、ゲージパターン部１２＿２１と、このゲージパターン部１２＿２１の各端に接続された各ゲージタブ部１２＿２２とから構成されている。このセンサ１２＿２は、ブレード１２＿１の表側の面に金属膜を蒸着して製造されている。このため、ブレード１２＿１に金属膜を接着剤で貼り付けて製造する場合と較べて、手間が少なくて済み、製造が容易である。また、ブレード１２＿１の表側の面に蒸着された金属膜は、剥がれ難く、耐久性が高い。

ゲージパターン部１２＿２１は、つづら折り状に繋がった幅の細いパターンからなるものである。このゲージパターン部１２＿２１は、ブレード１２＿１が歪んで表面が伸び縮みすると、ブレード１２＿１の変形を妨げることなく、表面の伸び縮みに追随して伸び縮みする。その結果、パターンの長さが伸びると断面積や密度の減少によって、抵抗値が増大し、逆にパターンの長さが縮むと抵抗値は減少する。

ゲージタブ部１２＿２２は、ゲージリード部１２＿３の接続でゲージパターン部１２＿２１の伸び縮みに影響が生じないように、ゲージパターン部１２＿２１よりも幅の広いパターンからなる。

センサ１２＿２の長さ（ゲージ長）Ｌは、０．２ｍｍ〜５ｍｍの範囲内であることが好ましい。また、センサ１２＿２の幅（ゲージ幅）Ｗは、０．５ｍｍ〜５ｍｍの範囲内であることが好ましい。これらの範囲より小さいと、高い精度での加工が必要になり、また信号に対するノイズが多くなる。一方、これらの範囲よりも大きいと、ブレード１２＿１に対する面積の割合が大きくなるために、ブレード１２＿１の変形への追随が悪くなる怖れがある。

ブレード１２＿１は、センサ１２＿２のゲージ長Ｌの方向に変形するため、ゲージ長Ｌがゲージ幅Ｗに対して長い構成のほうが、センサ１２＿２の抵抗値の変化を検出するのに適している。

金属膜の材料としては、アルミニウム，亜鉛，ニッケル，チタン，バナジウム，クロム，タンタル，鉄，マンガン，シリコン、およびそれらの合金，酸化物，窒化物，ケイ化物からなる群から選択された材料が挙げられる。

図１に示す感光体ロール１１が回転すると、感光体ロール１１の表面に接触しているブレード１２＿１の先端１２＿１ａが図２の手前側に巻き込まれて、ブレード１２＿１の表側の面が縮む方向に変形する。すると、ゲージパターン部１２＿２１自体の断面積や密度が大きくなり、結果として、センサ１２＿２が有する抵抗値は小さくなる。このため、センサ１２＿２の抵抗値をモニタすると、ブレード１２＿１の挙動がモニタされることとなる。

センサ１２＿２の抵抗値は、図１に示す処理部４０でモニタされる。以下、図３を参照して説明する。

図３は、図１に示す処理部の構成を示す図である。

尚、図３には、図１に示す感光体ロール１１，クリーニング部材１２，帯電器１３，現像ロール１５＿２，モータ制御部３０も示されている。

図３に示す処理部４０には、歪み計測部４１と、電子写真プロセス制御部４２が備えられている。

歪み計測部４１には、ホイートストンブリッジ回路４１＿１と、ブレード歪みモニタ回路４１＿２と、検知回路４１＿３とが備えられている。先ず、ホイートストンブリッジ回路４１＿１の構成について、図４を参照して説明する。

図４は、図３に示すホイートストンブリッジ回路の構成を示す図である。

ホイートストンブリッジ回路４１＿１を構成する各抵抗素子４１＿１ａ，４１＿１ｂ，４１＿１ｃは、各抵抗値Ｒ_２，Ｒ_３，Ｒ_ｘを有する。尚、図４に示す抵抗値Ｒ_Ｖは、上述したセンサ１２＿２が有する抵抗値であり、この抵抗値Ｒｖは、ブレード１２＿１の先端が巻き込まれて、ブレード１２＿１の表側の面が縮む方向に変形すると、小さくなる。また、ホイートストンブリッジ回路４１＿１の接続点Ａ，Ｃ間には、直流電源４１＿１ｄが接続されている。さらに、接続点Ｂ，Ｄ間には、図３に示すブレード歪みモニタ回路４１＿２が接続されている。

ここで、以下の式（１）が成立するときには、接続点Ｂ，Ｄ間の電圧は零となる。

Ｒ_Ｖ／Ｒ_２＝Ｒ_３／Ｒ_Ｘ…（１）
このホイートストンブリッジ回路４１＿１では、ブレード１２＿１の変形がない状態において、式（１）が成立するように抵抗値Ｒ_ｘが設定されている。このため、接続点Ｂ，Ｄ間に生じる電圧値がブレード１２＿１の変形量を示すこととなり、電圧の符号は変形の方向（伸びか縮みか）を示すこととなる。

再び図３に戻って説明を続ける。電子写真プロセス制御部４２は、モータ制御部３０を経由して図示しないモータを回転させることにより感光体ロール１１を駆動する。すると、ブレード１２＿１で感光体ロール１１の表面から不要物が掻き落とされる。ここで、ブレード１２＿１で掻き落とされずに残留した不要物が、感光体ロール１１の表面とブレード１２＿１の先端との間に堆積すると、ブレード１２＿１の先端が巻き込まれるように変形する。すると、ホイートストンブリッジ回路４１＿１の接続点Ｂ，Ｄ間に、この変形に応じた電圧が生じる。この電圧はブレード歪みモニタ回路４１＿２でモニタされ、モニタされた電圧が出力値として検知回路４１＿３に出力される。ここで、出力値の符号は、センサ１２＿２が付いているブレード１２＿１の面が縮む方向でマイナスとなっている。

検知回路４１＿３は、出力値が予め定められた閾値を下回っているか否か、即ち、ブレード１２＿１の先端の巻き込みが大きいか否を検知する。検知した結果、出力値が閾値を下回っている場合は、閾値を下回っていることを示すトリガ信号を電子写真プロセス制御部４２に出力する。電子写真プロセス制御部４２では、このトリガ信号を受けて、モータ制御部３０を経由してモータの回転を停止させる。これにより、感光体ロール１１が停止する。すると、感光体ロール１１の表面とブレード１２＿１の先端との間に堆積している不要物が一旦崩される。このため、ブレード１２＿１の先端を巻き込こ込もうとする力が解放されて、ブレード１２＿１の歪みが回復する。

上述したように、本実施形態のプリンタ１０では、化学製法トナーが用いられるのが好ましい。この化学製法トナーは、流動性に優れており緻密な像が得られるものの、ブレード１２＿１の先端に留まるトナー量が多く、ブレード１２＿１は変形しやすい。この点について、図５および図６を参照して詳細に説明する。

図５は、感光体ロールの表面とブレードの先端との間に堆積したトナーの堆積部に作用する力の様子を説明するための図である。

図５（ａ）には、球形でかつ粒径が揃っているトナーを用いた場合にそのトナーの堆積部に作用する力の様子が示されている。尚、感光体ロール１１の表面１１は本来曲面であるが、ここでは模式的に平面で示されている。

図５（ａ）に示すように、矢印Ａ方向に移動する感光体ロール１１の表面にブレード１２＿１の先端（縁）が接触することにより、球形でかつ粒径が揃っているトナーが矢印Ｂ方向に回収される。このトナーは、点線で囲まれた堆積部においては、粒子どうしが最も近接した状態（最密に充填された状態）となる。この状態では、トナーが回収される力（せん断力）Ｆは堆積部まで作用しない。即ち、このトナーでは、粒径が揃うことにより最密に充填された構造になりやすく、また球状であるため、粒子間の接触による抵抗は小さく、トナーの回収にあたり、トナーの滞留によるせん断力Ｆは堆積部まで作用しない。従って、以下に説明する不定形でかつ粒径が不揃いのトナーを用いた場合と較べて、ブレード１２＿１の歪みは大きい。

図５（ｂ）には、不定形でかつ粒径が不揃いのトナーを用いた場合にそのトナーの堆積部に作用する力の様子が示されている。

図５（ｂ）に示すように、このトナーは、粒径が不揃いであるため最密に充填された構造になりにくく、また不定形であるため粒子間のひっかかりも大きく、従ってトナーの、矢印方向Ｂへの回収にあたり、トナーの滞留によるせん断力Ｆは堆積部まで作用する。従って、球形でかつ粒径が揃っているトナーを用いた場合と較べて、ブレード１２＿１の歪みは小さい。

図６は、図５に示すブレードが歪んでいる様子を示す図である。

図６（ａ）には、図５（ａ）に示すブレード１２＿１が歪んでいる様子が示されている。上述したように、球形でかつ粒径が揃っているトナーを用いた場合は、ブレード１２＿１の先端における、トナーが滞留する堆積部は、最密に充填された状態になりやすく、固体層の振る舞いをする。このため、せん断力Ｆは堆積部にまで作用せず、ブレード１２＿１の先端に留まるトナー量は多い。従って、ブレード１２＿１の先端に作用する力ｆは大きく、その結果、ブレード１２＿１の変形は大きくなる。

ここで、ブレード１２＿１の先端に留まるトナー量は、記録用紙における画像領域（トナー像が形成されている領域）と非画像領域（トナー像が形成されていない領域）との割合に大きく依存する。本実施形態のプリンタ１０は、Ａ３サイズの記録用紙にまで対応することができるプリンタであり、Ａ３サイズの記録用紙を用紙長手方向に搬送する場合であって且つ画像領域の割合が非画像領域の割合よりも大きい場合、ブレード１２＿１の先端に留まるトナー量は最も多く、このためブレード１２＿１の歪みが顕著になる。すると、ブレード１２＿１の、感光体ロール１１への接触力が高まり、感光体ロール１１の磨耗量が大きくなってしまう。

一方、図６（ｂ）には、図５（ｂ）に示すブレード１２＿１が歪んでいる様子が示されている。上述したように、不定形でかつ粒径が不揃いのトナーを用いた場合は、せん断力Ｆは堆積部にまで作用してトナーが回収されるため、ブレード１２＿１の先端に留まるトナー量は少なく、従ってブレード１２＿１の先端に作用する力ｆは小さく、ブレード１２＿１の変形は小さい。

本実施形態では、球状でかつ粒径が揃っている化学製法トナーが好ましく用いられている。このため、ブレード１２＿１の先端に留まるトナー量は多い。しかし、上述したように、ブレード１２＿１が変形して閾値を下回った場合には、感光体ロール１１を停止する制御が行なわれるため、以下に説明するようにブレード１２＿１の歪みが回復する。

次に、感光体ロール１１が停止している場合と駆動されている場合との双方におけるクリーニング部材１２の状態について説明する。

図７は、感光体ロールが停止している場合と駆動されている場合との双方におけるクリーニング部材の状態を説明するための図である。

図７（ａ）には、感光体ロール１１が停止している場合のクリーニング部材１２の状態と、感光体ロール１１が駆動されている場合のクリーニング部材１２の状態との双方の状態が並べて示されている。また、図７（ｂ）には、感光体ロール１１が停止している場合と駆動されている場合とを繰り返した場合における、図３に示すブレード歪みモニタ回路４１＿２からの出力値が示されている。

感光体ロール１１が停止している場合は、クリーニング部材１２を構成するブレード１２＿１の先端に留まっているトナーが崩れるので、ブレード１２＿１は、図７（ａ）の左側に示すような変形の小さい状態になっている。従って、このブレード１２＿１の表側の面に蒸着されたセンサ１２＿２が有する抵抗値は、無変形時の抵抗値に近い抵抗値を示す。このため、図４に示すホイートストンブリッジ回路４１＿１の接続点Ｂ，Ｄ間の電圧は、零に近い値を示し、この零に近い値に対応する出力値が、図７（ｂ）の左側および中央部に示されている。

一方、感光体ロール１１が駆動された場合は、感光体ロール１１の矢印Ａ方向への移動に伴ってブレード１２＿１の先端が巻き込まれて、図７（ａ）の右側に示すようにブレード１２＿１の表側の面が縮む方向に大きく変形する。すると、センサ１２＿２は、停止時の抵抗値よりも、この変形に応じた分だけ小さな抵抗値を示す。このため、ホイートストンブリッジ回路４１＿１の接続点Ｂ，Ｄ間には、ブレード１２＿１の変形量を示すマイナスの電圧値が生じる。このマイナスの電圧値に対応するマイナスの出力値が、図７（ｂ）の左側および中央部を除く領域に示されている。

図７（ｂ）から明らかなように、感光体ロール１１を駆動し続けた場合は、ブレード１２＿１の先端にトナーが留まっていくため、ブレード１２＿１の変形量（即ち歪み）も大きくなっていく。従って、出力値は低下していく。ここで、感光体ロール１１が停止されると、ブレード１２＿１の先端に留まっているトナーが崩れるので、感光体ロール１１の駆動が再開された時には、ブレード１２＿１の歪みが、停止前の歪みよりも回復している。このことは、図７（ｂ）に示す出力値が、感光体ロール１１が停止される直前における値よりも駆動直後における値の方が大きな値（プラス方向側に向かう値）となっていることからも確認される。その後、感光体ロール１１の駆動が続くと、出力値は、その回復した大きな値から再び低下していく。本実施形態では、この出力値が閾値を下回った場合（即ち歪みが大きくなった場合）に、感光体ロール１１が、歪みの回復のために一時的に停止される。以下、図８を参照して説明する。

図８は、小さな画像密度で画像形成を行なった場合と大きな画像密度で画像形成を行なった場合との双方における出力値と閾値を示す図である。

図８（ａ）には、小さな画像密度で画像形成を行なった場合の出力値と閾値が示されている。小さな画像密度で画像形成を行なった場合は、画像中のトナー量は少ないため、ブレード１２＿１の先端にトナーが留まっていく速度は遅い。従って、ブレード１２＿１はゆっくりと変形していく。これに伴いセンサ１２＿２の抵抗値もゆっくりと低下していく。このため、出力値は、画像形成が終了して感光体ロール１１が停止する直前においても閾値を下回ることはなく、上述した一時的な停止は発生しない。

一方、図８（ｂ）には、大きな画像密度で画像形成を行なった場合の出力値と閾値が示されている。大きな画像密度で画像形成を行なった場合は、画像中のトナー量は多いため、ブレード１２＿１の先端にトナーが留まっていく速度は速い。従って、ブレード１２＿１は、小さな画像密度で画像形成を行なった場合と較べ、短い時間で変形していく。これに伴いセンサ１２＿２の抵抗値も短い時間で低下していく。すると、図８（ｂ）の実線で示すように、出力値は、画像形成が終了する前に閾値を下回る。この時点で感光体ロール１１は一時的に停止される。

仮に、図８（ｂ）の点線で示すように、出力値が閾値を下回った状態において、感光体ロール１１が停止されない状態が続いた場合、ブレード１２＿１の歪みも回復されない状態が続くため、感光体ロール１１およびブレード１２＿１双方への負担が懸念される。

図９は、感光体ロールが一旦停止されてブレードの先端に留まっているトナーが崩され、さらに感光体ロールの駆動が再開される様子を示す図である。

図９に示す期間Ａにおいて、感光体ロール１１が駆動してブレード１２＿１の先端に留まるトナーが増加するにつれてブレード１２＿１の変形も大きくなり、従ってセンサ１２＿２の抵抗値は低下していく。これに伴い、出力値も低下していく。やがて、出力値が閾値を下回っていることが期間Ｂの最初の時点で検知されて、感光体ロール１１が一旦停止される。すると、ブレード１２＿１の先端に留まっているトナーが一旦崩される。このため、ブレード１２＿１の先端を巻き込こ込もうとする力が解放されて、ブレード１２＿１の歪みが回復する。次いで、感光体ロール１１の駆動が再開される。すると、ブレード１２＿１の先端に留まっているトナーが崩されているため、この図９の矢印で示すように、出力値は、感光体ロール１１が停止される直前における値よりも大きな値から低下していくこととなる。このように、本実施形態では、出力値が閾値を下回っていることが検知されたら感光体ロール１１が一旦停止され、次いで感光体ロール１１の駆動が再開されるという動作が行なわれる。

上述した実施形態では、クリーニング部材１２を構成するブレード１２＿１の表側の面と裏側の面のうちの一方の表側の面にのみセンサ１２＿２を蒸着した例であるが、以下に説明するように、クリーニング部材を構成するブレードの表側の面と裏側の面との双方にセンサを蒸着してもよい。

図１０は、本発明のクリーニング部材の第２実施形態であるクリーニング部材、およびこのクリーニング部材の歪みに応じて変化する抵抗値に基づく出力値を示す図である。

図１０（ａ）に示すクリーニング部材５０は、図１に示すクリーニング部材１２と比較し、ブレード１２＿１の裏側の面にも、センサ１２＿２が有する形状および特性と同じ形状および特性を有するセンサ１２＿４が蒸着されている。また、図１０（ｂ）には、ブレード１２＿１の表側の面に蒸着されたセンサ１２＿２の抵抗値に基づく出力値と、ブレード１２＿１の裏側の面に蒸着されたセンサ１２＿４の抵抗値に基づく出力値との双方が示されている。尚、この図１０（ｂ）の上部に示す、ブレード１２＿１の表側の面に蒸着されたセンサ１２＿２の抵抗値に基づく出力値は、図９に示す出力値と同じものである。

感光体ロール１１が停止された場合は、ブレード１２＿１は、変形の小さい状態になっており、ブレード１２＿１の表側の面，裏側の面に蒸着されたセンサ１２＿２，１２＿４の抵抗値は、ともに同じ程度の抵抗値にある。従って、出力値は、図１０（ｂ）の左端の上下それぞれに示すように、これらの抵抗値に対応した同じ程度の大きさにある。

ここで、感光体ロール１１が駆動される。すると、ブレード１２＿１の先端が巻き込まれて、ブレード１２＿１の表側の面は縮む方向に変形する。このため、ブレード１２＿１の表側の面に蒸着されたセンサ１２＿２の抵抗値は、変形した分だけ小さくなる。従って、出力値は、図１０（ｂ）の上部に示すように、その変形した分だけ小さくなった抵抗値に対応する出力値になる。

これに対し、ブレード１２＿１の裏側の面は伸びる方向に変形するものの、この伸び量は小さく、このため、ブレード１２＿１の裏側の面に蒸着されたセンサ１２＿４の抵抗値は、この小さな伸び量の分だけ大きくなる。従って、出力値は、図１０（ｂ）の下部に示すように、その伸び量の分だけ大きくなった抵抗値に対応する出力値になる。

このクリーニング部材５０を備えたプリンタでは、ブレード１２＿１の先端が巻き込まれているのか、あるいはブレード１２＿１全体が押圧されているのかの判定が行なわれる。ブレード１２＿１の先端が巻き込まれている場合は、ブレード１２＿１の表側の面に蒸着されたセンサ１２＿２の抵抗値は小さくなるとともに、ブレード１２＿１の裏側の面に蒸着されたセンサ１２＿４の抵抗値は大きくなる。このため、これら抵抗値の差分は大きく、この場合はブレード１２＿１の先端が巻き込まれていると判定される。ブレード１２＿１の先端が巻き込まれていると判定された場合は、感光体ロール１１が停止されてブレード１２＿１の歪みが回復される。

一方、ブレード１２＿１全体が押圧されている場合は、これらセンサ１２＿２，１２＿４の抵抗値がともに小さくなるため、これら抵抗値の差分は小さく、この場合はブレード１２＿１全体が押圧されていると判定される。ブレード１２＿１全体が押圧されていると判定された場合は、不具合が発生している恐れがあるので、例えば図示しない表示部で警告表示を行なう。

上述した２つの実施形態では、クリーニング部材を構成するブレードに、金属膜を蒸着したセンサが採用されているが、これらの実施形態のセンサに替えて、クリーニング部材を構成するブレードに、薄膜状の金属を接着剤で貼り付けたセンサを採用してもよい。以下、そのような接着剤で貼り付けたセンサの具体例について説明する。

このセンサの長さ（ゲージ長）Ｌと幅（ゲージ幅）Ｗ、および金属膜の材料は、図２に示すセンサ１２＿２のものと同じである。また、このセンサの厚さ（膜厚）は、特に限定されるものではないが、生産性を高めるためには数μｍの厚さのものを用いるのがよい。また、ブレードの歪みを高精度に検出するためには、０．１μｍ〜２．０μｍの厚さのものを用いるのがよい。さらに、接着剤としては、熱硬化性のものと液型のものとがある。熱硬化性の接着剤としては、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ポリウレタン樹脂、シリコン樹脂、ポリイミド樹脂などが用いられる。また、液型の接着剤としては、シアノアクリレート系の接着剤、エポキシ系、フェノールエポキシなどが用いられる。

このセンサは、金属膜を蒸着したセンサと較べて、接着剤の分だけ応答性が劣るものの、接着剤は、ブレードの変形を妨げない程度に薄く用いられ、このセンサが有する抵抗値に基づいて上記同様に感光体ロールが停止されることによりブレードの歪みが回復される。

尚、本発明にいう被クリーニング体は、像保持体でなくても例えば転写ベルト等であってもよい。

また、本実施形態では、本発明にいう画像形成装置としてプリンタを例に挙げて説明したが、本発明にいう画像形成装置は、電子写真方式を採用した画像形成装置であれば複写機はもとよりファクシミリ等でもよい。

さらに、本実施形態では、本発明にいう画像形成装置として、搬送されてきた記録用紙に、転写ロールを用いて感光体ロール上の現像像を直接転写する直接転写方式プリンタを例に挙げて説明したが、本発明にいう画像形成装置は、転写ベルトを介して現像像を記録用紙に転写する間接転写方式の画像形成装置であってもよい。

また、本実施形態では、本発明にいう像保持体として、ロール方式を採用した感光体ロールを例に挙げて説明したが、本発明にいう像保持体は、循環ベルト方式を採用した感光体ベルトであってもよい。

さらに、本実施形態では、本発明にいうカートリッジとして、感光体ロールとクリーニング部材を備えた例で説明したが、本発明にいうカートリッジは、感光体ロールとクリーニング部材に加えて帯電器と現像器と転写ロールとのうちのいずれか１つ以上を備えてもよい。

また、本実施形態では、本発明にいう像形成部として、帯電器と露光器と現像器とを備えた例で説明したが、本発明にいう像形成部は、帯電や現像を経ずに像保持体上に像を直接に形成するものであってもよい。

さらに、本実施形態では、本発明にいう転写定着部として、転写ロールで転写した後定着器で定着する例で説明したが、本発明にいう転写定着部は、転写と定着とを同時に行うものであってもよい。

本発明の画像形成装置の一実施形態であるプリンタの概略構成図である。 クリーニング部材の構成を示す図である。 図１に示す処理部の構成を示す図である。 図３に示すホイートストンブリッジ回路の構成を示す図である。 感光体ロールの表面とブレードの先端との間に堆積したトナーの堆積部に作用する力の様子を説明するための図である。 図５に示すブレードが歪んでいる様子を示す図である。 感光体ロールが停止している場合と駆動されている場合との双方におけるクリーニング部材の状態を説明するための図である。 小さな画像密度で画像形成を行なった場合と大きな画像密度で画像形成を行なった場合との双方における出力値と閾値を示す図である。 感光体ロールが一旦停止されてブレードの先端に留まっているトナーが崩され、さらに感光体ロールの駆動が再開される様子を示す図である。 本発明のクリーニング部材の第２実施形態であるクリーニング部材、およびこのクリーニング部材の歪みに応じて変化する抵抗値に基づく出力値を示す図である。

符号の説明

１０ プリンタ
１１ 感光体ロール
１２，５０，６０ クリーニング部材
１２＿１ ブレード
１２＿１ａ ブレードの先端
１２＿２，１２＿４ センサ
１２＿２１ ゲージパターン部
１２＿２２ ゲージタブ部
１２＿３ ゲージリード部
１３ 帯電器
１４ 露光器
１５ 現像器
１５＿１ 現像剤収容体
１５＿２ 現像ロール
１６ 転写ロール
１７ 定着器
１７＿１ 定着ロール
１７＿２ 圧力ロール
１８ 記録用紙収容部
１９ 用紙搬送部
２０ カートリッジ
３０ モータ制御部
４０ 処理部
４１ 歪み計測部
４１＿１ ホイートストンブリッジ回路
４１＿１ａ，４１＿１ｂ，４１＿１ｃ 抵抗素子
４１＿１ｄ 直流電源
４１＿１ｅ 検流計
４１＿２ ブレード歪みモニタ回路
４１＿３ 検知回路
４２ 電子写真プロセス制御部

Claims (2)

1. 表面に像が形成されその像をその表面に保持する像保持体；
   前記像保持体上に像を形成する像形成部；
   前記像保持体上に形成された像を記録媒体上に転写し定着させる転写定着部；および
   前記像保持体の表面に接触する部材本体と、前記部材本体の、前記像保持体に接触する箇所を避けた箇所であって、該部材本体の表面および裏面それぞれに付けられた薄膜状の金属とを有するクリーニング部材；
   を備え、
   前記像保持体が、移動する表面に像が形成されるものであり、
   前記部材本体が、前記像保持体の表面移動に伴って該像保持体の表面から付着物を除去するものであり、
   前記像保持体を駆動して該像保持体の表面を移動させる駆動部と、
   前記薄膜状の金属に接続されて前記クリーニング部材の表面と裏面とのそれぞれにおける画像形成動作中の歪みを計測する歪み計測部と、
   前記歪み計測部による前記表面の計測結果と前記裏面の計測結果がともに大きくなった場合は前記部材本体の全体が押圧されていると判定して画像形成動作を続行し、該表面の計測結果と該裏面の計測結果の差分が大きくなった場合は該部材本体の先端が巻き込まれていると判定して画像形成動作を中断するように前記駆動部による前記像保持体の駆動を制御する駆動制御部とを備え、
   前記像形成部が、前記像保持体上に化学製法トナーを含む現像剤で像を形成するものであり、
   前記部材本体が、前記像保持体の表面から該化学製法トナーを除去するものであることを特徴とする画像形成装置。
2. 前記像形成部が、結晶性ポリエステルを含有したトナーを含む現像剤で前記像保持体上に像を形成するものであり、
   前記部材本体が、前記像保持体の表面からトナーを除去するものであることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
   

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