图像形成装置的制作方法

本发明涉及一种具有清洁刮板的图像形成装置，该清洁刮板除去承载调色剂图像(tonerimage)的图像承载体上所残存的废调色剂(wastetoner)。

背景技术：

在现有技术中，打印机、复印机等电子照相方式的图像形成装置具有将调色剂图像承载于表面的感光鼓等图像承载体。另外，图像形成装置具有：显影装置，其将调色剂图像显影于图像承载体；和转印部，其将图像承载体的调色剂图像转印于纸张等记录介质。并且，图像形成装置具有：清洁装置，其除去转印后的图像承载体上所残存的废调色剂；和废调色剂容器(tonercontainer)，其回收所除去的废调色剂。清洁装置具有清洁刮板，该清洁刮板将废调色剂从图像承载体的表面除去。

清洁刮板被配置为：使其刮板边缘相对于图像承载体的旋转方向在反方向(counterdirection)上与图像承载体的表面抵接。当图像承载体旋转时，由于图像承载体上的废调色剂的外部添加剂的润滑性，清洁刮板对图像承载体的粘滑现象(stick-slipphenomenon)被抑制。因此，当外部添加剂用尽时，有时清洁刮板和图像承载体的表面之间的摩擦力上升，而使粘滑现象的平衡崩溃，有时产生清洁刮板向与反方向相反的方向卷起的刮板卷曲(bladecurling)。由于刮板卷曲的产生，还存在产生图像缺陷的担忧。有一种图像形成装置，其为了抑制这样的刮板卷曲，而执行由显影装置向图像承载体供给调色剂的调色剂添加(卷曲抑制处理)。

例如，图像形成装置按照每种颜色而具有感光体单元，该感光体单元具有：图像承载体清洁刮板，其对转印后残留在感光鼓(图像承载体)上的转印残留调色剂(废调色剂)进行清洁；和回收调色剂容器(废调色剂容器)，其回收转印残留调色剂。另外，图像形成装置具有中间转印体清洁刮板，该中间转印体清洁刮板对残留在中间转印带上的转印残留调色剂进行清洁，图像形成装置通过显影辊在感光鼓的非图像区域形成防刮板卷曲图案(bladecurlingpreventionpattern)，并且向中间转印体清洁刮板供给防刮板卷曲图案。并且，图像形成装置具有填充率检测机构，该填充率检测机构对被回收到回收调色剂容器的转印残留调色剂相对于回收调色剂容器的容量的比例进行检测，图像形成装置选择由填充率检测机构所检测到的回收调色剂容器的填充率最少的颜色来作为用于防刮板卷曲图案的颜色。

上述这种清洁刮板的刮板卷曲容易在图像承载体的旋转轴方向(记录介质的宽度方向)上的端部发生。另外，在图像形成装置中，在具有与图像承载体的旋转轴方向上的最大纸张通过区域相对应的宽度的记录介质(例如a4尺寸)的情况下，调色剂图像形成到图像承载体的旋转轴方向上的端部附近为止，但是，在具有最大纸张通过区域的1/2以下等的较窄的宽度的记录介质(例如a5尺寸等小尺寸)的情况下，在图像承载体的旋转轴方向上的端部附近不会形成调色剂图像。因此，当进行小尺寸的记录介质的图像形成的比例增高时，在图像承载体的旋转轴方向上的端部附近废调色剂的量减少，从而容易发生刮板卷曲。

此外，如上述的现有技术中的图像形成装置那样，当对图像承载体的非图像形成区域始终供给固定量的调色剂时，不论记录介质的尺寸如何，调色剂消耗量均会增大。此时，存在如下问题：调色剂容器的使用效率下降，另外，废调色剂容器在短时间内被填满。另外，废调色剂容器有时会与调色剂容器装在一起，希望在更换调色剂容器时对废调色剂容器进行更换。然而，当为了抑制刮板卷曲而调色剂消耗量增大时，有时在用完调色剂容器之前，废调色剂容器已被填满。此时，需要准备新的废调色剂容器来进行更换，因此，会对用户造成费用负担和作业负担，另外，因更换废调色剂容器而产生无法使用图像形成装置的状态。

技术实现要素：

在本发明中，目的在于使用适量的调色剂来适当地抑制清洁刮板的卷曲。

本发明的图像形成装置具有承载调色剂图像的图像承载体、显影装置和清洁刮板。显影装置在图像形成时进行向所述图像承载体供给调色剂的显影处理。清洁刮板与所述图像承载体抵接来除去所述图像承载体上所残存的废调色剂。图像形成装置为了抑制所述清洁刮板的卷曲，每达到规定的累计打印张数进行卷曲抑制处理，该卷曲抑制处理为，在非图像形成时从所述显影装置向所述图像承载体供给调色剂。在所述卷曲抑制处理中，在所述累计打印张数内规定的小尺寸打印张数越多则图像形成装置向所述图像承载体供给的调色剂越多。

附图说明

图1是表示本发明的一实施方式所涉及的打印机的剖视图。

图2是表示在本发明的一实施方式所涉及的打印机中、累计打印张数中的小尺寸打印张数的比例与用于算出清洁刮板的卷曲抑制处理的调色剂供给量的倍率之间的关系的图表。

图3是表示在本发明的一实施方式所涉及的打印机中、在未重新算出变量的情况下的用于算出调色剂供给量的倍率的例子的图表。

图4是表示在本发明的一实施方式所涉及的打印机中、在未重新算出变量的情况下的废调色剂的总回收率的例子的图表。

图5是表示在本发明的一实施方式所涉及的打印机中、在重新算出变量的情况下的用于算出调色剂供给量的倍率的例子的图表。

图6是表示在本发明的一实施方式所涉及的打印机中、在重新算出变量的情况下的废调色剂的总回收率的例子的图表。

具体实施方式

首先，边参照图1边对本发明的实施方式所涉及的打印机1(图像形成装置)的整体结构进行说明。为了便于说明，将图1中的纸面近前侧作为打印机1的前侧。被适当地标注在各图中的箭头l、r、u、lo分别表示打印机1的左侧、右侧、上侧、下侧。

打印机1具有箱型形状的打印机主体2。在打印机主体2的下部安装有多个收装作为记录介质的纸张的供纸盒3，在打印机主体2的上表面设置有出纸盘。多个供纸盒3收装第一纸张(例如a4尺寸)、第二纸张(例如a5尺寸等小尺寸)等多种尺寸的纸张，其中，第一纸张具有与下述的感光鼓10的旋转轴方向(前后方向)上的最大纸张通过区域相对应的宽度；第二纸张具有最大纸张通过区域的1/2以下等的较窄的宽度。另外，在打印机主体2的上表面，为了将下述的调色剂容器13拆装于打印机主体2，上盖4可开闭地安装于出纸盘的侧方。

在打印机主体2的内部，由激光扫描单元(lsu)构成的曝光器配置于出纸盘的下方，在曝光器的下方设置有图像形成部5。作为图像承载体的感光鼓10可旋转地设置于图像形成部5。感光鼓10例如由非晶硅感光体构成。在感光鼓10的周围，沿感光鼓10的旋转方向配置有充电器、显影装置11、转印辊和清洁装置12。

收装向显影装置11补给的调色剂的调色剂容器13可拆装地(可更换地)与显影装置11连接。回收由清洁装置12从感光鼓10上除去的废调色剂的废调色剂容器14可拆装地(可更换地)与清洁装置12连接。

另外，在打印机主体2的内部设置有控制装置15，该控制装置15控制由打印机1进行的图像形成、清洁装置12的清洁刮板21的卷曲抑制处理等动作。控制装置15例如由控制部和存储部构成，其中，控制部由cpu等构成；存储部由rom、ram等构成。

再者，在打印机主体2的内部设置有纸张的输送路径17。在输送路径17的上游端，于供纸盒3的附近设置有供纸部，在输送路径17的中游部设置有转印部18，该转印部18由感光鼓10和转印辊构成。在输送路径17的下游部设置有定影装置，在输送路径17的下游端，于出纸盘的附近设置有出纸部。

接着，对具有这种结构的打印机1的图像形成动作进行说明。打印机1在由外部的计算机等输入图像数据，打印开始的指示被作出时，开始图像形成动作。首先，在由图像形成部5的充电器使感光鼓10的表面带电之后，由来自曝光器的激光对感光鼓10进行与图像数据相对应的曝光，从而在感光鼓10的表面形成静电潜像。接着，图像形成部5的显影装置11使用调色剂将该静电潜像显影为调色剂图像。

另一方面，被收纳于供纸盒3的纸张被供纸部取出而在输送路径17上输送。输送路径17上的纸张在规定的时机被向转印部18输送，通过转印部18，感光鼓10上的调色剂图像被转印到纸张上。被转印有调色剂图像的纸张被向定影装置输送，通过定影装置，调色剂图像被定影在纸张上。被定影有调色剂图像的纸张从出纸部被排出到出纸盘。此外，感光鼓10上所残存的调色剂(废调色剂)被清洁装置12除去。

接着，对显影装置11进行说明。显影装置11由控制装置15控制，在图像形成时或者在清洁装置12的清洁刮板21的卷曲抑制处理时，进行向感光鼓10供给调色剂的显影处理。

显影装置11例如在壳体内具有显影辊、搅拌部件和输送部件，其中，显影辊向感光鼓10供给调色剂；搅拌部件和输送部件对调色剂进行搅拌、输送。壳体具有接受来自调色剂容器13的调色剂的补给的补给口，其经由该补给口而与调色剂容器13连接。另外，显影装置11具有调色剂量检测部25，该调色剂量检测部25对壳体内的调色剂量进行检测，调色剂量检测部25例如由检测调色剂浓度的调色剂浓度传感器构成。当壳体内的调色剂量达不到规定值时，显影装置11接受来自调色剂容器13的调色剂的补给。

接着，对清洁装置12进行说明。清洁装置12将转印后的感光鼓10上所残存的废调色剂从感光鼓10上除去。清洁装置12例如具有箱体20、清洁刮板21和回收部件22。

箱体20形成为在感光鼓10的旋转轴方向上较长的大致箱状，其暂时收装被从感光鼓10上除去的废调色剂。箱体20在右侧具有开口，清洁装置12被配置为箱体20的开口与感光鼓10的表面的左侧相向。另外，箱体20具有将废调色剂向废调色剂容器14排出的排出口，其经由该排出口而与废调色剂容器14连接。此外，箱体20也可以经由将废调色剂向废调色剂容器14输送的输送装置而与废调色剂容器14连接。

清洁刮板21由聚氨酯橡胶等弹性材料形成为在感光鼓10的旋转轴方向上较长的板状。清洁刮板21以其顶端位于箱体20的开口侧，相对于感光鼓10的旋转方向在反方向上与感光鼓10的表面抵接的方式安装于箱体20。

回收部件22例如由在感光鼓10的旋转轴方向上较长的螺旋形部件形成，在箱体20的内部可旋转地配置于排出口附近。回收部件22与马达等驱动部(未图示)连接，当控制装置15使驱动部工作时，回收部件22受到来自驱动部的驱动力而旋转。通过回收部件22旋转，箱体20的废调色剂经由排出口被向废调色剂容器14输送。

接着，对清洁装置12的清洁刮板21的卷曲抑制处理进行说明。如上所述，该卷曲抑制处理由控制装置15控制，当满足规定的处理条件时，且在非图像形成时，从显影装置11向感光鼓10供给调色剂。该处理条件例如设定为：经过了规定数量或规定时间的图像形成动作(纸张的打印动作)时。

具体而言，设定规定的累计打印张数pa1(例如，100次)作为处理条件。然后，控制装置15对从调色剂容器13的开始使用到结束使用(更换)为止的图像形成动作的次数、即纸张的打印张数进行计数，判定打印张数是否达到了累计打印张数pa1。当打印张数达到了累计打印张数pa1时，控制装置15控制各部，以在非图像形成时的时机进行卷曲抑制处理，并且将打印张数重置为0。换言之，控制装置15每达到累计打印张数pa1进行卷曲抑制处理。此外，控制装置15也可以对从调色剂容器13的开始使用到结束使用为止的总打印张数进行计数。

在各卷曲抑制处理中，为了算出由显影装置11对感光鼓10的调色剂供给量等，而使用在最后(最近一次)的累计打印张数pa1的各图像形成动作中所使用的纸张的尺寸、平均打印覆盖率(averageprintcoveragerate)ria等信息。因此，在各图像形成动作中，存储纸张的尺寸和打印覆盖率，在卷曲抑制处理时，根据累计打印张数pa1的打印覆盖率，算出平均打印覆盖率ria。此外，不论被进行打印动作的纸张的尺寸如何，打印覆盖率均被换算为第一纸张的尺寸，例如，如果在第二纸张的打印动作中打印覆盖率为2％的话，换算为第一纸张则为1％。

首先，控制装置15算出最后的累计打印张数pa1内的第二纸张的小尺寸打印张数pa2的比例(pa2/pa1)。控制装置15根据该比例和变量k来算出用于算出卷曲抑制处理的调色剂供给量的倍率pdr。倍率pdr例如通过算式k×(pa2/pa1)+1来算出。调色剂供给量通过将倍率pdr与如下的值相乘来算出：该值通过将累计打印张数pa1与每张纸的规定的基本量ba(例如0.0002(在第一纸张的尺寸下为0.02％的打印覆盖率))相乘而得到。小尺寸打印张数pa2越多，倍率pdr越大，调色剂供给量也越多。

用于算出倍率pdr的变量k在累计打印张数pa1中的平均打印覆盖率ria较低且小尺寸打印张数pa2的比例较高的情况下变动，例如在1～9的范围内变动。变量k的初始值(最大值)被设定为9，但是在变量k不恰当时，要重新算出变量k。当变量k为9时，例如，在小尺寸打印张数pa2为0的情况下(在累计打印张数pa1均为通常的第一纸张的情况下)，倍率pdr成为1。另一方面，在小尺寸打印张数pa2与累计打印张数pa1相等的情况下(在累计打印张数pa1均为小尺寸的第二纸张的情况下)，倍率pdr成为10。变量k越大，倍率pdr越大，调色剂供给量也越多；另一方面，变量k越小，倍率pdr越小，调色剂供给量也越少。

对规定的卷曲抑制处理中的变量k恰当与否(正确性)的判定和变量k的重新算出进行说明。在此，假定以下情况：以该卷曲抑制处理之前的最后的累计打印张数pa1中的第二纸张的小尺寸打印张数pa2的比例(pa2/pa1)、平均打印覆盖率ria，来反复进行图像形成动作(显影装置11的显影处理)和卷曲抑制处理，而消耗调色剂容器13的全部调色剂量ta。此时，在被回收到废调色剂容器14的总回收量c2超过废调色剂容器14的容量(例如120g)的情况下，变量k被重新算出为小于初始值的值。

具体而言，首先，控制装置15针对卷曲抑制处理之前的最后的累计打印张数pa1，算出通过显影装置11的显影处理而每张纸所消耗的调色剂的第一消耗量y1。第一消耗量y1[mg]例如通过算式a1×(ria/a2)来算出，第一系数a1为基于jisx6931标准规格的调色剂消耗量(例如，26.2[mg])，第二系数a2为基于jisx6931标准规格的打印覆盖率(例如，0.038(3.8％))。此外，平均打印覆盖率ria为将累计打印张数pa1的各纸张换算为第一纸张的尺寸的情况下的打印覆盖率的平均值。

另外，控制装置15算出通过在将变量k设定为初始值的情况下的卷曲抑制处理而每张纸所消耗的调色剂的第二消耗量y2。第二消耗量y2[mg]例如通过算式a1×(ba/a2)×pdr来算出。并且，控制装置15通过将第一消耗量y1和第二消耗量y2相加来算出在显影装置11中每张纸所消耗的调色剂的总消耗量y3[mg]。

另外，控制装置15算出总打印张数pa3，该总打印张数pa3为在以每张纸的总消耗量y3反复进行显影装置11的显影处理和卷曲抑制处理的情况下，使用调色剂容器13的全部调色剂量ta(例如669.7[g])可打印的张数。总打印张数pa3例如通过算式(ta×1000)/y3来算出。

再者，控制装置15算出在每张纸的总消耗量y3的调色剂在显影装置11中被消耗的情况下，由清洁装置12从感光鼓10上除去而被回收到废调色剂容器14的废调色剂的回收量c1、即每张纸的回收量c1。回收量c1[mg]例如通过算式(y1×a3)+y2来算出。第三系数a3为针对显影处理时的感光鼓10上的调色剂图像，由转印部18转印后所残存的调色剂的残存率(例如0.07(7％))。此外，针对卷曲抑制处理的第二消耗量y2，由于没有进行转印，因此，不适用第三系数a3。

并且，控制装置15算出在调色剂容器13的全部调色剂量ta被消耗为止回收到废调色剂容器14的废调色剂的总回收量c2。总回收量c2[g]例如通过算式c1×pa3来算出。当将上述各算式代入该算式时，算出总回收量c2[g]的算式变为((350×ria+pdr)/(5000×ria+pdr))×ta。

接着，在如上述那样算出的总回收量c2在废调色剂容器14的容量或者从该容量减去安全率(例如10％)所得到的安全量以内的情况下，控制装置15确定变量k而无需重新算出变量k。

另一方面，在总回收量c2超过废调色剂容器14的容量或者安全量的情况下，通过从变量k减去规定值(例如1)来重新算出变量k。进行上述那样的变量k恰当与否的判定和变量k的重新算出，直到确定变量k为止。

然后，当确定变量k时，控制装置15使用该变量k来算出调色剂供给量，在非图像形成时的时机，以所算出的调色剂供给量来进行卷曲抑制处理。

参照图2对如上述那样算出的变量k和倍率pdr的具体例子进行说明。例如，在用于算出调色剂供给量的倍率pdr通过算式k×(pa2/pa1)+1来算出时，如图2所示，相对于变量k为初始值9时的倍率pdr(图2的实线)，变量k减小到4时的倍率pdr(图2的单点划线)下降。

此外，在没有进行上述那样的变量k的重新算出的情况下(在变量k保持初始值9的情况下)，如图3所示，倍率pdr根据第二纸张的小尺寸打印张数pa2的比例(pa2/pa1)而变动，但是，不论平均打印覆盖率ria如何变动，该倍率pdr均不会变动。如图4所示，第二纸张的小尺寸打印张数pa2的比例(pa2/pa1)越高且平均打印覆盖率ria越大，则总回收量c2越多，其结果，在不进行变量k的重新算出的情况下，有时总回收量c2会超过废调色剂容器14的容量或者安全量(图4的下划线)。

因此，当进行上述那样的变量k的重新算出时，如图5所示，在第二纸张的小尺寸打印张数pa2的比例(pa2/pa1)较高且平均打印覆盖率ria较大的情况下，以使倍率pdr变得更小(图5的下划线)的方式设定变量k。据此，如图6所示，总回收量c2始终在废调色剂容器14的容量或者安全量以下。

根据本实施方式，如上所述，打印机1(图像形成装置)具有：感光鼓10(图像承载体)，其承载调色剂图像；显影装置11，其在图像形成时进行向感光鼓10供给调色剂的显影处理；和清洁刮板21，其与感光鼓10抵接来除去感光鼓10上所残存的废调色剂。并且，为了抑制清洁刮板21的卷曲，打印机1每达到规定的累计打印张数pa1，进行在非图像形成时从显影装置11向感光鼓10供给调色剂的卷曲抑制处理。打印机1在卷曲抑制处理中，在累计打印张数pa1内规定的小尺寸打印张数pa2越多，则向感光鼓10供给的调色剂越多。

根据这种结构，即使在第二纸张的小尺寸打印张数pa2的比例较高，通过显影处理被供给到感光鼓10的调色剂的量较少的情况下，也能够以较多的调色剂供给量执行清洁刮板21的卷曲抑制处理。因此，不会出现在感光鼓10上外部添加剂用尽的情况，能够良好地维持清洁刮板21与感光鼓10的表面之间的摩擦力。据此，能够抑制清洁刮板21因感光鼓10的旋转而卷起的现象，从而能够适当地除去感光鼓10的废调色剂。因此，能够使使用感光鼓10而形成的图像良好。此外，在第二纸张的小尺寸打印张数pa2的比例较低的情况下，能够以较少的调色剂供给量来执行清洁刮板21的卷曲抑制处理。因此，能够抑制调色剂的过度消耗和废调色剂的增加，从而能够长期地使用调色剂容器13和废调色剂容器14。如此，能够使用适量的调色剂来适当地抑制清洁刮板21的卷曲。

例如，优选打印机1在卷曲抑制处理中，将如下这样算出的倍率pdr与规定的基本量ba相乘来算出对感光鼓10的调色剂供给量：该倍率pdr根据小尺寸打印张数pa2相对于累计打印张数pa1的比例(pa2/pa1)和在累计打印张数pa1中的平均打印覆盖率ria低且小尺寸打印张数pa2的比例高的情况下变动的变量k来算出。

另外，例如，打印机1还具有：调色剂容器13，其收装向显影装置11补给的调色剂；和废调色剂容器14，其回收由清洁刮板21除去的废调色剂。并且，打印机1在卷曲抑制处理中，针对累计打印张数pa1的显影处理，根据平均打印覆盖率ria来算出每张纸所消耗的调色剂的第一消耗量y1。另外，针对卷曲抑制处理，根据在将变量k设定为最大值的情况下的倍率pdr来算出每张纸所消耗的调色剂的第二消耗量y2。并且，将第一消耗量y1和第二消耗量y2相加来算出每张纸所消耗的调色剂的总消耗量y3。再者，打印机1算出总打印张数pa3，该总打印张数pa3为在以总消耗量y3反复进行显影处理和卷曲抑制处理的情况下，使用调色剂容器13的全部调色剂量ta可打印的张数。并且，根据总消耗量y3来算出每张纸被回收到废调色剂容器14的废调色剂的回收量c1。另外，根据回收量c1和总打印张数pa3，针对调色剂容器13的全部调色剂量ta算出被回收到废调色剂容器14的废调色剂的总回收量c2。并且，打印机1在总回收量c2比废调色剂容器14的容量或者安全量多的情况下，使用减去规定值后所得到的变量k来重新算出调色剂供给量。

根据这些这样的结构，能够更适当地算出清洁刮板21的卷曲抑制处理所需的调色剂供给量，从而更适当地抑制清洁刮板21的卷曲。另外，优选调色剂容器13和废调色剂容器14同时设置、同时更换。根据上述这种结构，在用完调色剂容器13之前，废调色剂容器14不会被填满，不会发生需要仅更换废调色剂容器14的情况。因此，能够减轻用户更换调色剂容器13和废调色剂容器14的负担。

另外，根据本实施方式，感光鼓10可以由非晶硅感光体构成。在将非晶硅感光体适用于感光鼓10的情况下，有时感光鼓10与清洁刮板21之间的摩擦力会上升。然而，在本实施方式中，如上所述，为了抑制清洁刮板21的卷曲抑制处理而使用适当的调色剂供给量，因此，能够抑制感光鼓10与清洁刮板21之间的摩擦力的上升。另外，通过将非晶硅感光体适用于感光鼓10，而能够提高感光鼓10的耐用性。

在本实施方式中，对将本发明的结构适用于黑白的打印机1的情况进行了说明，但是，在其他不同的实施方式中，也可以将本发明的结构适用于彩色打印机、复印机、传真机、多功能一体机等其他的图像形成装置。

本发明对特定的实施方式进行了记载，但是，本发明并不局限于上述实施方式。只要不脱离本发明的范围和主旨，本领域技术人员就能够改变上述实施方式。