JP2003241570A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 画像面積の大小に関係なく像担持体の耐摩耗
性を向上するとともに、潤滑剤を手間なく供給して像担
持体の表面エネルギを低下し、転写率を向上し、転写中
抜け等の異常画像の発生を防止し得る画像形成装置を提
供する。 【解決手段】 像担持体１０と、潤滑剤を含有する現像
剤を用いて像担持体の静電潜像を現像する現像装置１２
と、その現像装置で現像目的とは別に現像剤を付着して
像担持体に潤滑剤を供給する潤滑剤供給実行手段６５と
を備える。そして、その潤滑剤供給実行手段により、例
えば、１ジョブの最後の転写シートに対応する潜像に対
する現像動作を終了して後、像担持体が停止するまでの
間の像担持体除電動作中に、現像装置で現像目的とは別
に現像剤を付着して像担持体に潤滑剤を供給する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、複写機やプリン
タやファクシミリ、またはそれらの複合機などの画像形
成装置に関する。特にそのうち、帯電・書込み・現像・
転写・クリーニング・除電等を繰り返して像担持体上に
逐次トナー画像を形成し、そのトナー画像を順次転写し
て、用紙・ＯＨＰフィルム等の転写シートに記録を行う
電子写真式の画像形成装置に適用することができる。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の電子写真式の画像形成装
置では、像担持体として、安価であり、大量生産に適
し、公害を発生しないなどの利点から、有機系の感光材
料を用いて形成した有機感光体が広く使用されている。

【０００３】しかしながら、有機感光体は、無機感光体
に比較して、耐摩耗性が低く、耐久性に劣る欠点があっ
た。特に近年では、画像形成装置の小型化の要請が強
く、感光体の小型化が余儀なくされており、耐摩耗性を
高めて機械的な耐久性を向上することが強く望まれてい
る。

【０００４】

【特許文献１】 特開平１-１７０９５１号公報そこ
で、従来の画像形成装置の中には、有機感光体の耐摩耗
性を高めるべく、例えば特許文献１に記載されるよう
に、有機感光体の表面に、金属または金属酸化物からな
るフィラーを含有する保護層を設ける技術が提案されて
いる。

【０００５】ところが、このように有機感光体の表面に
保護層を設けると、経時的に感光体の表面エネルギが上
昇し、転写率が低下したり、転写中抜け等の異常画像が
発生したりすることがあった。

【０００６】

【特許文献２】 特開２０００-１６２８８１号公報

【特許文献３】 特許第２８５９６４６号公報

【特許文献４】 特開２００２-２２９２４１号公報こ
のため、有機感光体の表面に保護層を設けるとともに、
例えば特許文献２に記載されるように固形の潤滑剤をブ
ラシなどの塗布手段を用いて塗布したり、特許文献３お
よび４に記載されるように潤滑剤をトナーに外添して感
光体に供給したりするものがあった。

【０００７】そして、潤滑剤を供給することにより感光
体の表面エネルギを低下し、感光体の摩耗を低減すると
ともに、転写率を向上し、転写中抜け等の異常画像の発
生を防止していた。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかし、固形の潤滑剤
を用いるものでは、潤滑剤を定期的に交換する必要があ
り、メンテナンス間隔を長くしようとすると、潤滑剤を
大きくしなければならず、画像形成装置が大型化した
り、コスト高となったりする問題があった。

【０００９】他方、潤滑剤をトナーに外添するもので
は、トナーボトルを交換するごとに新しい潤滑剤を供給
することができ、潤滑剤を定期的に交換する手間を省く
とともに、別途ブラシなどの塗布手段を設ける必要をな
くすことができる。

【００１０】ところが、後者の場合には、高画像面積の
画像を出力するときは、感光体にトナーを大量に付着し
て十分な潤滑剤を供給することができるが、低画像面積
の画像を出力するときは、感光体に少量のトナーしか付
着することができず、十分な潤滑剤を供給することがで
きない問題があった。

【００１１】そこで、この発明の第１の課題は、画像面
積の大小に関係なく像担持体の耐摩耗性を向上するとと
もに、潤滑剤を手間なく供給して像担持体の表面エネル
ギを低下し、転写率を向上し、転写中抜け等の異常画像
の発生を防止し得る画像形成装置を提供することにあ
る。

【００１２】この発明の第２の課題は、潤滑剤供給のた
めだけの専用の時間を設けることなく、画像形成に要す
る時間を長くしないで像担持体に潤滑剤を供給して像担
持体の表面エネルギを低下し得る画像形成装置を提供す
ることにある。

【００１３】この発明の第３の課題は、１ジョブで低画
像面積の画像を続けて多くの転写シートに形成する場合
にも、画像形成途中で現像目的とは別に現像剤を付着し
て潤滑剤を供給し、像担持体の表面エネルギを低下し得
る画像形成装置を提供することにある。

【００１４】この発明の第４の課題は、本当に必要なと
きにのみ潤滑剤を供給して像担持体の表面エネルギを低
下し得る画像形成装置を提供することにある。

【００１５】この発明の第５の課題は、トナーや潤滑剤
を無駄に消費することなく、より的確に供給して像担持
体の表面エネルギを低下し得る画像形成装置を提供する
ことができる。

【００１６】この発明の第６の課題は、潤滑剤の供給時
期だけではなく、供給量も調整して、さらにより的確に
潤滑剤を供給して像担持体の表面エネルギを低下し得る
画像形成装置を提供することにある。

【００１７】この発明の第７の課題は、像担持体の表面
に万遍なく潤滑剤を塗布することにより像担持体の表面
エネルギを均一に低下し得る画像形成装置を提供するこ
とにある。

【００１８】この発明の第８の課題は、特に耐摩耗性を
高めて機械的な耐久性を向上した像担持体を用い、潤滑
剤を供給して像担持体の表面エネルギを低下し、転写率
を向上し、転写中抜け等の異常画像の発生を防止し得る
画像形成装置を提供することにある。

【００１９】

【課題を解決するための手段】そのため、請求項１に記
載の発明は、第１の課題を解決すべく、画像形成装置に
あって、像担持体と、潤滑剤を含有する現像剤を用いて
像担持体の静電潜像を現像する現像装置と、その現像装
置で現像目的とは別に現像剤を付着して像担持体に潤滑
剤を供給する潤滑剤供給実行手段と、を備える、ことを
特徴とする。

【００２０】請求項２に記載の発明は、第２の課題も解
決すべく、請求項１に記載の画像形成装置において、潤
滑剤供給実行手段は、１ジョブの最後の転写シートに対
応する潜像に対する現像動作を終了して後、像担持体が
停止するまでの間に、像担持体に潤滑剤を供給する、こ
とを特徴とする。

【００２１】請求項３に記載の発明は、第３の課題も解
決すべく、請求項１に記載の画像形成装置において、潤
滑剤供給実行手段は、１ジョブ中で前の転写シートに対
応する潜像に対する現像動作を終了して後、次の転写シ
ートに対応する潜像に対する現像動作を開始する前に、
像担持体に潤滑剤を供給する、ことを特徴とする。

【００２２】請求項４に記載の発明は、第４の課題も解
決すべく、請求項１に記載の画像形成装置において、像
担持体に形成する画像の画像面積を算出する画像面積算
出手段を備え、その画像面積算出手段の算出結果に応じ
て潤滑剤供給実行手段で像担持体に潤滑剤を供給する、
ことを特徴とする。

【００２３】請求項５に記載の発明は、第５の課題も解
決すべく、請求項４に記載の画像形成装置において、潤
滑剤供給実行手段は、像担持体の走行面積に対する画像
面積算出手段で算出した画像面積の割合を算出する画像
面積率算出手段を備え、その画像面積率算出手段で算出
した画像面積率から判断して像担持体に潤滑剤を供給す
る、ことを特徴とする。

【００２４】請求項６に記載の発明は、第６の課題も解
決すべく、請求項５に記載の画像形成装置において、潤
滑剤供給実行手段は、画像面積率算出手段で算出した画
像面積率から判断して像担持体に供給する潤滑剤の供給
量を調節する、ことを特徴とする。

【００２５】請求項７に記載の発明は、第７の課題も解
決すべく、請求項１に記載の画像形成装置において、画
像転写後に像担持体に残留する残留トナーをクリーニン
グブレードで除去するクリーニング装置を備える、こと
を特徴とする。

【００２６】請求項８に記載の発明は、第８の課題も解
決すべく、請求項１に記載の画像形成装置において、像
担持体として有機感光体を用い、その有機感光体の表面
に、フィラーを含む保護層を設けている、ことを特徴と
する。

【００２７】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照しつつ、この発
明の実施の形態につき説明する。図１には、この発明に
係る画像形成装置の一例であるレーザプリンタの要部概
略構成を示す。いうまでもなく、この発明に係る画像形
成装置は、レーザプリンタに限らず、複写機やファクシ
ミリ、またはそれらの複合機などでもよい。

【００２８】図中符号１０は、図中時計方向に回転する
ドラム状の像担持体である。像担持体１０のまわりに
は、像担持体１０上の帯電装置１１から回転方向に、現
像装置１２、転写装置１３、クリーニング装置１４、除
電装置１５などを設ける。帯電装置１１の上には、書込
み装置１６を備える。

【００２９】像担持体１０の下には、転写装置１３との
間の転写位置Ａを通過して、図中右から左へと、用紙・
ＯＨＰフィルム等の転写シートを搬送するシート搬送路
１８を形成する。シート搬送路１８には、一対のレジス
トローラ２０を備える。

【００３０】また、シート搬送路１８に沿って、転写位
置Ａの下流には、加熱ローラ２２と加圧ローラ２３とを
備える定着装置２４を設ける。図示省略するが、その下
流には一対の排出ローラを配置し、その排出ローラの下
流には排出トレイを設ける。

【００３１】図２には、図１に示すレーザプリンタの制
御ブロック図を示す。

【００３２】この図２から判るとおり、レーザプリンタ
内には、メイン制御ボード３０を備える。メイン制御ボ
ード３０には、電源部３１から電源を供給するととも
に、コントローラボード３２を介してネットワーク等で
パソコン３３と接続している。コントローラボード３２
には、また操作・表示パネル３４を接続する。

【００３３】メイン制御ボード３０は、例えば書込み制
御部３５と接続して書込み装置１６を制御し、書込み装
置１６のポリゴンモータ３６を駆動し、像担持体１０お
よび現像装置１２を駆動する像担持体・現像駆動モータ
３７を駆動し、定着装置２４および給紙系のローラを駆
動する定着・給紙駆動モータ３８を駆動し、また現像ク
ラッチ４４等の各種クラッチをオンオフする。

【００３４】一方、各種検知センサを働かせ、高圧電源
部３９を制御して各種バイアス電圧を印加し、現像装置
１２のトナー濃度センサ４０の出力信号に基づきそのト
ナー補給モータ４１を制御し、また定着装置２４のサー
ミスタ４２の出力信号に基づき定着ヒータ４３をオンオ
フする。

【００３５】そして、このレーザプリンタを用いて転写
シートに画像を形成するときは、ホストであるパソコン
３３からの信号に基づき、像担持体・現像駆動モータ３
７を駆動して像担持体１０を回転する。この像担持体１
０の回転とともに、まずその表面を、高圧電源部３９で
帯電バイアスを印加することにより帯電装置１１で一様
に帯電し、次いで書込み制御部３５を働かせて書込み装
置１６で書込み光Ｌを照射して書込みを行い、像担持体
１０に静電潜像を形成する。

【００３６】続いて、像担持体・現像駆動モータ３７に
基づき同時に現像装置１２を駆動することにより現像装
置１２内に備える現像ローラ２６を駆動するとともに、
高圧電源部３９で現像バイアスを印加することにより像
担持体１０にトナーを付着し、像担持体１０の静電潜像
を可視像化して該像担持体１０にトナー画像を形成す
る。

【００３７】一方、像担持体１０の回転とともに定着・
給紙駆動モータ３８を駆動し、不図示の供給カセット内
から転写シートを繰り出し、シート搬送路１８に入れて
レジストローラ２０に突き当てて止める。そして、像担
持体１０の画像にタイミングを合わせてそのレジストロ
ーラ２０を回転し、シート搬送路１８を通して搬送し、
転写位置Ａに向けて該転写シートを送り込む。

【００３８】転写位置Ａでは、高圧電源部３９で転写バ
イアスを印加することにより転写装置１３で、像担持体
１０上に形成した上述の画像を該転写シートに転写す
る。

【００３９】画像転写後の転写シートは、シート搬送路
１８を通して定着装置２４に入れ、加熱ローラ２２と加
圧ローラ２３とで熱と圧力とを加えて転写画像を定着す
る。定着後の転写シートは、排出ローラで画像形成装置
本体外に排出して排出トレイ上にスタックする。

【００４０】他方、画像転写後の像担持体１０は、回転
とともに、表面上の転写残トナーをクリーニング装置１
４のクリーニングブラシ２７およびクリーニングブレー
ド２８で除去して後、表面を除電装置１５で除電し、再
度の画像形成に備える。

【００４１】図３には、像担持体１０の構成を示す。

【００４２】像担持体１０は、導電性支持体５０の上に
感光層５１を設け、その感光層５１の上に保護層５２を
設ける。感光層５１は、電荷発生材料を主成分とする電
荷発生層５３の上に、電荷輸送材料を主成分とする電荷
輸送層５４を積層して形成する。

【００４３】導電性支持体５０は、体積抵抗１０^１０Ω
cm以下の導電性を示すもの、例えばアルミニウム、ステ
ンレス等の金属を管状に加工したもの、またはニッケル
等の金属をエンドレスベルト状に加工したものなどを用
いる。

【００４４】感光層５１の電荷発生層５３は、代表的な
ものとして、モノアゾ顔料、ジスアゾ顔料、トリスアゾ
顔料、フタロシアニン系顔料などの電荷発生材料を、ポ
リカーボネート等のバインダ樹脂とともに、テトラヒド
ロフラン、シクロヘキサノン等の溶媒を用いて分散し、
分散液を塗布することにより形成する。塗布は、浸漬塗
工法やスプレーコートなどにより行う。電荷発生層５３
の厚さは、通常は、０．０１〜５μｍ、好ましくは０．
１〜２μｍである。

【００４５】また、感光層５１の電荷輸送層５４は、電
荷輸送材料とバインダ樹脂をテトラヒドロフロン、トル
エン、ジクロルエタン等の適当な溶剤に溶解ないし分散
し、これを塗布して乾燥することにより形成する。必要
により、可塑材やレベリング剤等を添加してもよい。

【００４６】電荷輸送材料のうち、低分子電荷輸送材料
には、電子輸送材料と正孔輸送材料とがある。

【００４７】電子輸送材料としては、例えば、クロルア
ニル、ブロムアニル、テトラシアノエチレン、テトラシ
アノキノジメタン、２、４、７−トリニトロ−９−フル
オレノン、２、４、５、７−テトラニトロ−９−フルオ
レノン、１、３、７−トリニトロジベンゾチオフェン−
５、５−ジオキサイド等の電子受容性物質をあげること
ができる。

【００４８】正孔輸送材料としては、例えば、オキサゾ
ール誘導体、オキサジアゾール誘導体、イミダゾール誘
導体、トリフェニルアミン誘導体、フェニルヒドラゾン
類、α−フェニルスチルベン誘導体、チアゾール誘導
体、トリアゾール誘導体、フェナジン誘導体、アクリジ
ン誘導体、チオフェン誘導体等の電子供与物質をあげる
ことができる。

【００４９】電荷輸送材料とともに電荷輸送層５４に使
用されるバインダ樹脂としては、ポリスチレン樹脂、ス
チレン−アクリロニトリル共重合体、スチレン−ブタジ
ェン共重合体、ポリエステル樹脂、ポリアリレート樹
脂、ポリカーボネート樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹
脂、メラミン樹脂、フェノール樹脂等の熱可塑性または
熱硬化性樹脂をあげることができる。電荷輸送層５４の
厚さは、５〜３０μｍの範囲で、所望の像担持体特性に
応じて適宜選択する。

【００５０】ところで、導電性支持体５０と感光層５１
との間には、下引き層を形成してもよい。下引き層は、
一般に樹脂を主成分とするが、その上に感光層５１を溶
剤を用いて塗布することを考慮すると、一般の有機溶剤
に対して耐溶解性の高い樹脂であることが望ましい。

【００５１】例えば、ポリビニルアルコール樹脂等の水
溶性樹脂、共重合ナイロン等のアルコール可溶性樹脂、
ポリウレタン樹脂、アルキッド−メラミン樹脂、エポキ
シ樹脂等、三次元網目構造を形成する硬化型樹脂等をあ
げることができる。

【００５２】また、下引き層は、モアレ防止、残留電位
の低減等のために、酸化チタン、シリカ、アルミナ等の
金属酸化物の微粉末を加えてもよく、感光層５１と同様
に、適当な溶媒、塗工法を用いて形成してもよい。下引
き層の厚さは、０〜５μｍが適当である。

【００５３】次に、像担持体１０の保護層５２は、感光
層５１を保護して耐久性を向上すべく感光層５１の上、
すなわち有機感光体の表面に設ける。この保護層５２に
は、フィラーを含有する。フィラーの量は、重量基準
で、通常は１０〜４０％、好ましくは２０〜３０％であ
る。フィラーの量が１０％未満では摩耗が大きく耐久性
に劣り、４０％を越えると感度低下や残留電位上昇が無
視できなくなるので好ましくない。

【００５４】保護層５２に添加するフィラーとしては、
酸化チタン、シリカ、アルミナ等の金属酸化物の微粉末
を用いる。フィラーの粒径が大きすぎる場合には、書込
み光Ｌが保護層５２で散乱し、解像力が低下して画像品
質が劣化する。反対に、フィラーの粒径が小さすぎる
と、耐摩耗性が低下する。したがって、保護層５２に添
加するフィラーの粒径としては、０．１〜０．８μｍが
適当である。

【００５５】保護層５２は、フィラーとバインダ樹脂を
適当な溶媒を用いて分散し、分散液をスプレーコートに
より塗布することにより形成する。保護層５２を形成す
るために用いるバインダ樹脂、溶媒としては、電荷輸送
層５４を形成するときに用いると同様な材料を使用す
る。保護層５２の厚さは、３〜１０μｍが望ましい。ま
た、保護層５２には、電荷輸送材料や酸化防止剤等を添
加してもよい。

【００５６】なお、図示例では、像担持体１０として有
機感光体を用い、その有機感光体の表面に、フィラーを
含む保護層５２を設ける場合について説明したが、必ず
しもそのような感光体を用いる場合に限るものではな
く、他の感光体を用いる場合にも同様に適用することが
できる。また、ドラム状の感光体を用いる場合について
説明したが、ドラム状に限らず、ベルト状のものを用い
る場合にも、同様に適用することができる。

【００５７】さて、図１に示すレーザプリンタにおい
て、帯電装置１１には、高圧電源部３９で、直流成分の
み、または直流成分に交流成分を重畳した帯電バイアス
を印加する。帯電装置１１は、図示例では帯電ローラを
用いるが、ローラに限らず、ブラシ等を用いた接触帯電
手段を用いてもよく、チャージャ等の非接触帯電手段を
用いてもよい。

【００５８】また、図１に示すレーザプリンタにおい
て、現像装置１２には、像担持体１０に対向して現像ロ
ーラ２６を設け、図１では図示省略するが、現像剤を搬
送する搬送スクリュ、トナー濃度センサ４０などを設け
る。現像ローラ２６は、回転自在な筒状の現像スリーブ
２６ａと、その内部に固定配置する磁石２６ｂとで構成
する。

【００５９】現像装置１２内に収納する現像剤は、トナ
ーとキャリアとからなる二成分現像剤である。キャリア
は、粒径５０μｍ程度のフェライト、マグネタイト、鉄
等の磁性体表面にシリコーン樹脂等をスプレーなどで塗
布したものを使用する。トナーは、エステル樹脂、アク
リル樹脂、スチレン樹脂等の結着樹脂と、顔料および帯
電制御材を混練粉砕し、分級したものにシリカ、チタニ
ア等の外添剤を加えたものであり、粒径は７μｍ程度で
ある。粉砕方式に限らず、縣濁重合や乳化重合等の重合
方式により製造したトナーを用いてもよい。

【００６０】トナーには、例えば、ステアリン酸亜鉛等
の金属石鹸、フッ素樹脂などの潤滑剤の粉末を外添す
る。トナーに外添する潤滑剤は、トナーとともに像担持
体１０に付着し、クリーニングブレード２８で引きのば
して像担持体１０の表面を被覆する。潤滑剤により像担
持体１０の表面エネルギを低減し、紙粉やトナーによる
像担持体フィルミングを防止したり、転写中抜け等の異
常画像の発生を防止したりすることができる。

【００６１】トナーに外添する潤滑剤の粒径としては、
０．５〜５μｍが、添加量は、トナーに対して０．０１
〜０．５ｗｔ％が適当である。

【００６２】トナーに潤滑剤の粉末を外添する以外に
も、トナー中にカルナバワックス等のワックス、シリコ
ーンオイルなどのオイルを分散させることによって、現
像剤中に潤滑剤を含有することもできる。これらのワッ
クスやオイルは、結着樹脂に顔料や帯電制御剤とともに
混練粉砕方式または重合方式によりトナー中に分散する
ことができる。

【００６３】次に、図１に示すレーザプリンタにおい
て、転写装置１３は、転写ローラを用いるが、ローラに
限らず、ブラシ、ベルト等を用いた接触転写手段を用い
てもよく、チャージャ等の非接触転写手段を用いてもよ
い。

【００６４】また、除電装置１５は、例えば除電ランプ
を用い、点灯することにより像担持体表面を光除電す
る。

【００６５】また、書込み装置１６は、露光手段とし
て、レーザダイオード(ＬＤ)を用いる他、発光ダイオー
ド(ＬＥＤ)等を用いることもできる。

【００６６】図４には、潤滑剤供給の制御ブロック図を
示す。

【００６７】図中符号６０は書込み画素数をカウントす
る画素数計数手段であり、６１はその画素数計数手段６
０の出力に基づき画像面積を算出する画像面積算出手段
である。

【００６８】現像装置１２で現像して像担持体１０に形
成する画像の画像面積は、次の式から算出することがで
きる。 [画像面積]＝[カウント画素数]×[一画素の面積] ここで、一画素の面積はあらかじめ決まっているから、
画素数計数手段６０で書込み画素数をカウントすること
で、画像面積を知ることができる。

【００６９】そして、画像面積算出手段６１の算出結果
に応じて潤滑剤供給実行手段６５を働かせ、現像装置１
２で現像目的とは別に現像剤を付着して像担持体１０に
潤滑剤を供給する。

【００７０】図５には、潤滑剤供給の他例の制御ブロッ
ク図を示す。

【００７１】図中符号６２は像担持体１０の回転数また
は回転時間をカウントする計数手段であり、６３はその
計数手段６２の出力に基づき像担持体１０の走行面積を
算出する走行面積算出手段である。

【００７２】像担持体１０の走行面積は、次の式から算
出することができる。 [走行面積]＝[走行距離]×[作像幅] ここで、作像幅はあらかじめ決まっているから、走行距
離を求めることで、走行面積を知ることができる。

【００７３】走行距離は、次の式から算出することがで
きる。 [走行距離]＝[像担持体のカウント回転数]×[像担持体
の周長]または[走行距離]＝[像担持体のカウント回転時
間]×[像担持体の線速] ここで、像担持体１０の周長および線速はあらかじめ決
まっているから、計数手段６２で像担持体１０の回転数
または回転時間をカウントすることで、走行距離を知る
ことができる。

【００７４】画像面積算出手段６１と走行面積算出手段
６３の出力は、画像面積率算出手段６４に入力し、次の
式から、像担持体１０の走行面積に対する画像面積の割
合である画像面積率を算出する。[画像面積率]＝[画像
面積]／[走行面積]

【００７５】そして、算出した画像面積率から判断して
潤滑剤供給実行手段６５を働かせ、現像装置１２で現像
目的とは別に現像剤を付着して像担持体１０に潤滑剤を
供給する。

【００７６】図６には、潤滑剤供給の一例のフローチャ
ートを示す。

【００７７】コントローラ３２が、ネットワーク等で接
続しているパソコン３３から画像データを受け取ると、
まずステップＳ１で、メイン制御ボード３０のＣＰＵ
が、ＮＶＲＡＭ（不揮発性メモリ）に記憶されている潤
滑剤供給条件（実行するかしないか、する場合の現像駆
動時間、現像バイアス）を読み出す。

【００７８】次いで、ステップＳ２で、画素数計数手段
６０が画素数のカウントを開始し、また像担持体の回転
数または回転時間の計数手段６２が像担持体１０の回転
数または回転時間のカウントを開始する。

【００７９】続いて、ステップＳ３で、像担持体１０を
回転して、帯電・書込み・現像・転写・クリーニング・
除電等を繰り返して像担持体１０上にトナー画像を形成
し、そのトナー画像を転写して転写シートに記録を行
う。

【００８０】そして、１ジョブ（像担持体１０が回転を
開始してから停止するまでの間）の最後の転写シートへ
の画像形成を終了して後、ステップＳ４で、像担持体１
０の除電を開始する。画像形成した像担持体１０は、静
電疲労を防止するため、表面の電荷を除去する。図示例
では、除電装置１５により光除電を行うが、帯電装置１
１に印加するＡＣバイアスによりＡＣ除電を行うように
してもよく、光除電とＡＣ除電の両方を行うようにして
もよい。

【００８１】次に、ステップＳ１で読み出した潤滑剤供
給条件に基づき、ステップＳ５で、潤滑剤の供給を実行
するかしないかを判断し、実行する場合にはステップＳ
６に進んで除電動作中に潤滑剤供給実行手段６５で潤滑
剤の供給を実行して後、ステップＳ７で像担持体１０の
回転を停止する。つまり、潤滑剤供給実行手段６５は、
１ジョブの最後の転写シートに対応する潜像に対する現
像動作を終了して後、像担持体１０が停止するまでの間
に、現像装置１２で現像目的とは別に現像剤を付着して
像担持体に潤滑剤を供給する。潤滑剤の供給を実行する
必要がない場合には、ステップＳ５からそのままステッ
プＳ７に進んで像担持体１０の回転を停止する。

【００８２】像担持体１０の回転を停止して後、上述し
た画素数計数手段６０で書込み画素数をカウントしてそ
の出力に基づき画像面積算出手段６１で画像面積を算出
する一方、計数手段６２で像担持体１０の回転数または
回転時間をカウントしてその出力に基づき走行面積算出
手段６３で像担持体１０の走行面積を算出する。

【００８３】それから、画像面積算出手段６１で算出し
た画像面積と走行面積算出手段６３で算出した走行面積
とから、画像面積率算出手段６４で画像面積率を算出
し、その算出結果に基づき新たな潤滑剤供給条件を決定
する。そして、ステップＳ８で、それをＮＶＲＡＭに記
憶することで潤滑剤供給条件を更新するとともに、画素
数計数手段６０および計数手段６２のカウント値をクリ
アする。

【００８４】次のジョブ終了後、この更新した新たな潤
滑剤供給条件に基づき潤滑剤の供給を実行する。このよ
うに前回のジョブのカウント結果から、潤滑剤供給条件
を決定する制御とすることにより、ジョブ中にリアルタ
イムで像担持体１０の回転数や書込み画素数をカウント
して潤滑剤供給条件を決定する制御を行うことができ、
ＣＰＵの負荷を大幅に軽減してプログラムを簡素化する
ことができる。

【００８５】従来は、現像動作中のみ現像装置１２を駆
動して除電動作中は現像スリーブ２６ａの回転を停止
し、現像剤の劣化を低減するとともに、現像バイアスを
オフして不要なトナー消費を行わないようにしていた。
しかし、図示例では、除電動作中も現像装置１２を駆動
し、現像スリーブ２６ａを回転するとともに、現像バイ
アスをオンする。上述したとおり、像担持体１０と現像
装置１２は同一の像担持体・現像駆動モータ３７で駆動
するようにし、現像装置１２の現像スリーブ２６ａは現
像クラッチ４４（図２参照）を接続することにより回転
し、高圧電源部３９で現像バイアスを印加することによ
り現像剤を付着して像担持体１０に潤滑剤を供給する。

【００８６】このように除電動作中に潤滑剤の供給を実
行することによって、潤滑剤供給のための動作時間を必
要とせず、効率的に潤滑剤を供給することができる。

【００８７】さて、潤滑剤の作用を十分に発揮させてな
おかつトナー消費量を最小限に止めるためには、画像面
積率に応じて潤滑剤供給動作中の潤滑剤の供給量（トナ
ーの付着量）を変化するとよい。

【００８８】図示例では、潤滑剤供給実行手段６５は、
画像面積率算出手段６４で算出した画像面積から判断し
て、像担持体１０に供給する潤滑剤の供給量を調節す
る。潤滑剤の供給量を調節するには、潤滑剤供給動作中
の現像クラッチのオン時間を調節してトナーを付着する
面積を変化する方法と、潤滑剤供給動作中の現像バイア
スの値を調節して単位面積当りのトナー付着量を変化す
る方法の２種類がある。両方を組み合わせて使用するこ
ともできる。

【００８９】図７には、画像面積率と潤滑剤供給条件の
一例を示す。

【００９０】画像面積率に応じて、例えばこの図７に示
すように、潤滑剤供給動作中の現像クラッチオン時間と
現像バイアスを設定する。ここで、除電動作中の像担持
体１０の表面電位は、−２０Ｖである。

【００９１】この例では、クラッチオン時間と現像バイ
アスを両方変化させて４段階の潤滑剤供給条件を設定し
たが、クラッチオン時間と現像バイアスのいずれか一方
のみを変化させてもよいし、４段階ではなくさらに多段
階に設定してもよいし、場合によっては簡素化して３段
階以下としてもよい。

【００９２】ところで、像担持体１０に供給した潤滑剤
は、クリーニング装置１４のクリーニングブレード２８
を用いて引きのばし、像担持体１０の表面に万遍なく潤
滑剤を塗布する。したがって、転写装置１３として接触
型のものを使用する画像形成装置にあっては、潤滑剤供
給動作中は転写装置１３を像担持体１０から離したり、
転写動作中とは逆極性のバイアス電圧を印加したりし
て、転写装置１３にトナーが付着することを防止して潤
滑剤の供給効率を高めることが好ましい。

【００９３】転写シート面積に対する画像面積率とする
と、画像面積率が同じでも、転写シートサイズが違う
と、トナー消費量が異なることとなる。しかし、上記の
ように像担持体１０の走行面積に対する画像面積率を求
めることで、いろいろなサイズの転写シートに画像形成
する場合とか、１枚ずつや大量に連続して画像形成する
場合とかなどの様々な場合にも、トナーの消費量をより
正確に検知して像担持体摩耗への影響を予測することが
できる。

【００９４】２値画像を形成する画像形成装置では、画
素数をカウントして画像面積を求めることでトナー消費
量を検知することができるが、多値画像を形成する画像
形成装置では、書込み画素数をカウントするだけではト
ナー消費量を検知する精度が高くない。この場合は、書
込み画素数と露光量を考慮して、カウントする（露光量
が大きいほどカウント値を大きくする）ことで、トナー
消費量を正確に検知することができる。

【００９５】図８には、潤滑剤供給の他例のフローチャ
ートを示す。

【００９６】この図８に示す例では、画像データを受け
取ると、まず帯電・書込み・現像・転写・クリーニング
等の画像形成プロセスを開始し（ステップＳ１１）、書
込み画素数のカウントを開始するとともに、像担持体１
０の回転数または回転時間のカウントを開始する（ステ
ップＳ１２）。

【００９７】次いで、画像形成動作開始から所定時間経
過したか否かを判別し（Ｓ１３）、経過した場合には潤
滑剤供給条件から潤滑剤供給を行うかどうかを判定し
（Ｓ１４）、必要であれば潤滑剤供給動作を実行する
（Ｓ１５）。そして、カウント値をクリアし（Ｓ１
６）、それぞれカウントを再開する。

【００９８】画像形成動作が終了すると（Ｓ１７）、像
担持体１０の回転を停止し（Ｓ１８）、カウント値をク
リアする（Ｓ１９）。

【００９９】このようにして、潤滑剤供給実行手段６５
は、１ジョブ中で前の転写シートに対する画像形成動作
を終了して後、次の転写シートに対する画像形成動作を
開始する前に、現像装置１２で現像目的とは別に現像剤
を付着して像担持体１０に潤滑剤を供給するようにする
こともできる。

【０１００】

【実施例】＜実施例１＞直径３０ｍｍのアルミニウム基
体（導電性支持体５０）上に、下引き層、電荷発生層５
３、電荷輸送層５４および保護層５２を、その順に塗布
して後、乾燥し、３．５μｍの下引き層、０．１５μｍ
の電荷発生層５３、２０μｍの電荷輸送層５４、５μｍ
の保護層５２からなる像担持体１０を作製した。このと
き、保護層５２の塗工はスプレー法により、それ以外は
浸漬塗工法により行った。保護層５２には、平均粒径
０．３μｍのアルミナを２５ｗｔ％添加した。

【０１０１】現像装置１２は二成分現像方式を用い、ト
ナーには０．１５ｗｔ％のステアリン酸亜鉛を添加し
た。書込み光Ｌは波長６５５ｎｍのレーザ光とし、帯電
は帯電ローラにＡＣ（２ｋＨｚ，１．８ｋＶｐｐ）＋Ｄ
Ｃ（−７５０Ｖ）を印加した。プロセス速度は、１２５
ｍｍ／ｓである。このような電子写真プロセスにて耐久
性の評価を実施した。

【０１０２】１ジョブの平均画像面積率が２％以下の場
合には、潤滑剤供給動作を実行するように設定した。具
体的には、画像形成の後処理中（除電動作中）に１００
ｍｓ、現像スリーブ２６ａを回転し、現像バイアスをオ
ンするようにした。この条件で、１ジョブごと５枚ずつ
とし、トータル６万枚の通紙評価を行った。

【０１０３】平均画像面積率５％の場合、像担持体１０
の摩耗量は約１．６μｍ、トナーボトル１個当たり約
１．１万枚の画像形成が可能であった。平均画像面積率
１．５％の場合、像担持体１０の摩耗量は約１．８μ
ｍ、トナーボトル１個当たり約２．８万枚の画像形成が
可能であった。ここで、トナーボトル１本には、２７５
ｇのトナーが入っている。画像は、画像面積率によら
ず、良好であった。

【０１０４】＜比較例１＞この比較例１では、実施例１
において、画像面積率によらず潤滑剤供給動作を実行し
ないように設定した以外は、実施例１と同様にして６万
枚の通紙評価をしたところ、平均画像面積率５％の場
合、像担持体１０の摩耗量は約１．８μｍ、トナーボト
ル１個当たり約１．２万枚の画像形成が可能であった。

【０１０５】平均画像面積率１．５％の場合、トナーボ
トル１個当たり約３万枚以上の画像形成が可能であった
が、像担持体１０の摩耗量は４．６μｍもあり、摩耗に
より部分的に保護層５２が消失していた。また、画像に
も、縦黒スジ状の汚れが発生していた。

【０１０６】＜比較例２＞この比較例２では、実施例１
において、画像面積によらず潤滑剤供給動作を実行する
ように設定した以外は、実施例１と同様にして６万枚の
通紙評価をしたところ、平均画像面積率１．５％の場
合、像担持体摩耗量は約１．５μｍ、トナーボトル１個
当たり約２．７万枚の画像形成が可能で、画像も良好で
あった。平均画像面積率５％の場合、像担持体１０の摩
耗量は約０．８μｍで、画像も良好であったが、トナー
ボトル１個当たり約０．７万枚の画像形成しかできなか
った。

【０１０７】＜実施例２＞実施例１では、前回の画像形
成動作の画像面積率から、除電動作中に実行する潤滑剤
供給動作の条件を決定した。この場合、直前１回画像形
成動作の画像面積率だけから潤滑剤供給条件を決定して
いるため、１度低画像面積の画像形成動作が実行される
と、例えその前後の画像形成動作が非常に高画像面積率
の画像形成動作の場合でも潤滑剤供給動作を実行するこ
とになる。そこで、直前１回の画像形成動作だけでなく
複数回の画像形成動作から画像面積率の平均を求め、そ
の平均画像面積率から潤滑剤供給条件を決定すること
で、さらにトナーの消費を最小限にとどめるとよい。

【０１０８】例えば、直前５回の画像形成動作から平均
の画像面積率を求める場合、像担持体１０の回転回数ま
たは回転時間のカウントと書込画素数のカウントとを記
憶する領域をＮＶＲＡＭ上に５個ずつ確保し、その最近
５回分のカウント値から合計走行面積、合計画像面積を
それぞれ求め、 ［合計走行面積］＝［５回の走行距離の合計］×［作像
幅］ ［合計画像面積］＝［５回のカウント画素数の合計］×
［一画素の面積］

【０１０９】こうして求めた合計走行面積と合計画像面
積から、下記の平均画像面積率を算出する。 ［平均画像面積率］＝［合計画像面積］／［合計走行面
積］ 平均画像面積率から潤滑剤供給条件を決定する方法や、
潤滑供給動作に関しては、実施例１の場合と同様であ
る。

【０１１０】＜実施例３＞１回の画像形成動作が数枚か
ら多くても十数枚であるような使用方法で用いることが
多い画像形成装置では、除電動作中の潤滑剤供給が非常
に有効である。しかし、１回の画像形成動作が少なくて
も数十枚からそれ以上であるような大量プリントで使用
することが多い画像形成装置では、像担持体１０の停止
前の除電動作中の潤滑剤供給ではプリント枚数に対する
頻度が少なく、十分な効果が得られない。

【０１１１】そこで、このような画像形成装置では、画
像形成動作中に一旦、画像形成動作を中断し、潤滑剤供
給動作を行うことが有効である。画像形成動作中に潤滑
剤供給動作を行う場合でも、像担持体１０を停止させる
必要はなく、連続回転させたままで給紙間隔を通常より
広くして転写シート間で像担持体１０にトナーを付着す
ればよい。像担持体１０にトナーを付着する方法として
は、帯電バイアス、現像バイアスのいずれか、もしくは
両方を切り替えればよい。または、書込み装置１６によ
り像担持体１０の表面電位を減衰させることでトナーを
付着させてもよい。

【０１１２】帯電・現像バイアスの変化量や露光量を制
御することで、潤滑剤の供給量を調整することも容易に
できる。制御方法としては、画像形成動作開始から所定
時間経過後（たとえば１００秒）も画像形成動作が継続
している場合には、画像面積率の判定を行い、所定の画
像面積率以下の場合には画像形成動作を中断して潤滑剤
の供給動作を実施する。画像面積率の算出方法や、潤滑
剤の供給条件の決定方法は、前述の実施例１、２の場合
と同様である。前述した像担持体１０の停止前に行う除
電動作中における潤滑剤供給と組み合わせて実施するこ
とももちろん可能である。

【０１１３】

【発明の効果】以上説明したとおり、請求項１に係る発
明によれば、現像装置で現像目的とは別に現像剤を付着
して像担持体に潤滑剤を供給する潤滑剤供給実行手段を
備えるので、現像動作とは別に現像装置で現像剤を付着
して像担持体に潤滑剤を供給し、画像面積の大小に関係
なく像担持体の耐摩耗性を向上するとともに、潤滑剤を
手間なく供給して像担持体の表面エネルギを低下し、転
写率を向上し、転写中抜け等の異常画像の発生を防止し
得る画像形成装置を提供することができる。

【０１１４】請求項２に係る発明によれば、請求項１に
係る発明の効果に加え、潤滑剤供給実行手段は、１ジョ
ブの最後の転写シートに対応する潜像に対する現像動作
を終了して後、像担持体が停止するまでの間に、像担持
体に潤滑剤を供給するので、潤滑剤供給のためだけの専
用の時間を設けることなく、画像形成に要する時間を延
長しないで像担持体に潤滑剤を供給して像担持体の表面
エネルギを低下し得る画像形成装置を提供することがで
きる。

【０１１５】請求項３に係る発明によれば、請求項１に
係る発明の効果に加え、潤滑剤供給実行手段は、１ジョ
ブ中で前の転写シートに対応する潜像に対する現像動作
を終了して後、次の転写シートに対応する潜像に対する
現像動作を開始する前に、像担持体に潤滑剤を供給する
ので、１ジョブで低画像面積の画像を続けて多くの転写
シートに画像形成する場合にも、画像形成途中で現像目
的とは別に現像剤を付着して潤滑剤を供給し、像担持体
の表面エネルギを低下し得る画像形成装置を提供するこ
とができる。

【０１１６】請求項４に係る発明によれば、請求項１に
係る発明の効果に加え、画像面積算出手段の算出結果に
応じて潤滑剤供給実行手段で像担持体に潤滑剤を供給す
るので、本当に必要なときにのみ潤滑剤を供給して像担
持体の表面エネルギを低下し得る画像形成装置を提供す
ることができる。

【０１１７】請求項５に係る発明によれば、請求項４に
係る発明の効果に加え、潤滑剤供給実行手段は、画像面
積算出手段で算出した画像面積を用いて画像面積率を算
出し、その画像面積率から判断して像担持体に潤滑剤を
供給するので、トナーや潤滑剤を無駄に消費することな
く、より的確に供給して像担持体の表面エネルギを低下
し得る画像形成装置を提供することができる。

【０１１８】請求項６に係る発明によれば、請求項５に
係る発明の効果に加え、潤滑剤供給実行手段は、画像面
積率算出手段で算出した画像面積率から判断して像担持
体に供給する潤滑剤の供給量を調節するので、潤滑剤の
供給時期だけではなく、供給量も調整して、さらにより
的確に潤滑剤を供給して像担持体の表面エネルギを低下
し得る画像形成装置を提供することができる。

【０１１９】請求項７に係る発明によれば、請求項１に
係る発明の効果に加え、画像転写後に像担持体に残留す
る残留トナーをクリーニングブレードで除去するクリー
ニング装置を備えるので、そのクリーニング装置のクリ
ーニングブレードを用いて像担持体に供給した潤滑剤を
のばし、像担持体の表面に万遍なく潤滑剤を塗布するこ
とにより像担持体の表面エネルギを効果的に低下し得る
画像形成装置を提供することができる。

【０１２０】請求項８に係る発明によれば、請求項１に
係る発明の効果に加え、像担持体として有機感光体を用
い、その有機感光体の表面に、フィラーを含む保護層を
設けているので、特に耐摩耗性を高めて機械的な耐久性
を向上した像担持体を用い、潤滑剤を供給して像担持体
の表面エネルギを低下し、転写率を向上し、転写中抜け
等の異常画像の発生を防止し得る画像形成装置を提供す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明に係る画像形成装置の一例であるレー
ザプリンタの要部概略構成図である。

【図２】そのレーザプリンタの制御ブロック図である。

【図３】そのレーザプリンタで用いる像担持体の構成説
明図である。

【図４】そのレーザプリンタにおける潤滑剤供給の制御
ブロック図である。

【図５】潤滑剤供給の他例の制御ブロック図である。

【図６】その潤滑剤供給の一例のフローチャートであ
る。

【図７】前記レーザプリンタにおける画像面積率と潤滑
剤供給条件の一例を示す図である。

【図８】潤滑剤供給の他例のフローチャートである。

【符号の説明】

１０ 像担持体 １２ 現像装置 １４ クリーニング装置 ２８ クリーニングブレード ５２ 保護層 ６１ 画像面積算出手段 ６４ 画像面積率算出手段 ６５ 潤滑剤供給実行手段

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 像担持体と、 潤滑剤を含有する現像剤を用いて前記像担持体の静電潜
   像を現像する現像装置と、 その現像装置で現像目的とは別に前記現像剤を付着して
   前記像担持体に潤滑剤を供給する潤滑剤供給実行手段
   と、 を備えることを特徴とする、画像形成装置。
2. 【請求項２】 前記潤滑剤供給実行手段は、１ジョブの
   最後の転写シートに対応する潜像に対する現像動作を終
   了して後、前記像担持体が停止するまでの間に、前記像
   担持体に潤滑剤を供給することを特徴とする、請求項１
   に記載の画像形成装置。
3. 【請求項３】 前記潤滑剤供給実行手段は、１ジョブ中
   で前の転写シートに対応する潜像に対する現像動作を終
   了して後、次の転写シートに対応する潜像に対する現像
   動作を開始する前に、前記像担持体に潤滑剤を供給する
   ことを特徴とする、請求項１に記載の画像形成装置。
4. 【請求項４】 前記像担持体に形成する画像の画像面積
   を算出する画像面積算出手段を備え、 その画像面積算出手段の算出結果に応じて前記潤滑剤供
   給実行手段で前記像担持体に潤滑剤を供給する、 ことを特徴とする、請求項１に記載の画像形成装置。
5. 【請求項５】 前記潤滑剤供給実行手段は、前記像担持
   体の走行面積に対する前記画像面積算出手段で算出した
   画像面積の割合を算出する画像面積率算出手段を備え、 その画像面積率算出手段で算出した画像面積率から判断
   して前記像担持体に潤滑剤を供給する、 ことを特徴とする、請求項４に記載の画像形成装置。
6. 【請求項６】 前記潤滑剤供給実行手段は、前記画像面
   積率算出手段で算出した画像面積率から判断して前記像
   担持体に供給する潤滑剤の供給量を調節することを特徴
   とする、請求項５に記載の画像形成装置。
7. 【請求項７】 画像転写後に前記像担持体に残留する残
   留トナーをクリーニングブレードで除去するクリーニン
   グ装置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。
8. 【請求項８】 前記像担持体として有機感光体を用い、
   その有機感光体の表面に、フィラーを含む保護層を設け
   ていることを特徴とする、請求項１に記載の画像形成装
   置。