JP2017111352A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】像担持体に滑剤を供給してトナー像を形成する画像形成装置において、画像への影響を与えることなく、現像部中の滑剤の増加を抑える。【解決手段】画像部のシロ部に対応する領域を露光し、感光体の電位Ｖｉを−１００Ｖに下げる。一方で、ベタ部に対応する領域については、露光せずに帯電電位Ｖｏの−６００Ｖを維持する。この状態で、現像バイアスのＤＣ成分Ｖｂを露光部の電位Ｖｉの−１００より大きい値の−５０Ｖとする。これにより、感光体の軸方向の全ての領域で感光体の電位より現像バイアスのＤＣ成分Ｖｂが大きくなり、像間において、感光体の軸方向全体に滑剤を供給できると共に、画像部のベタ部に対応する領域にシロ部に対応する領域よりも多くの滑剤を供給することが可能となる。【選択図】図７

Description

本発明は、画像形成装置に関する。

電子写真方式による画像形成装置においては、潜像担持体上の未転写トナーや転写残トナー等の残留トナーを除去するための手段として、例えばブレードクリーニング方式のクリーニング装置が知られている。ブレードクリーニング方式のクリーニング装置では、弾性体からなる平板状のクリーニングブレードを潜像担持体の表面に当接させることで、潜像担持体上の残留トナーを除去している。

ところで、近年、電子写真方式による画像形成装置では、高画質化の観点からトナー粒子の小粒径化の要請があり、このようなトナー粒子を得る方法として、例えば乳化重合法や懸濁重合法等の重合法が利用されている。しかし、トナー粒子の小粒径化に伴ってトナー粒子と潜像担持体との付着力が大きくなるため、潜像担持体上の残留トナーの除去が困難になっている。特に、重合法により製造されたいわゆる重合トナーを用いた場合には、トナー粒子の形状が球形に近いものとなるため、トナー粒子が潜像担持体上で転がってクリーニングブレードを通りぬける、いわゆる「スリヌケ」と呼ばれるクリーニング不良が発生しやすくなり、一層、潜像担持体上の残留トナーの除去が困難になる、という問題がある。

また、ブレードをすり抜けるトナーが発生すると、そのトナーを核としてトナーの凝集物が潜像担持体上に形成され、ベタ画像による印字部（以下、ベタ部という）に粒状の白抜け（粒状ノイズ）が発生する、という問題もある。

このような「スリヌケ」や「粒状ノイズ」といった品質問題に対応するために現状では潜像担持体上に滑剤を供給し、トナー粒子と潜像担持体との付着力を低下させた状態でクリーニングを行っている。潜像担持体上に滑剤を供給する方法としては、潤滑性外添剤（滑剤）を含むトナーによりトナー像を形成して滑剤を供給するトナー外添方式と、棒状にした滑剤にブラシを当接しブラシで滑剤を掻き取り、潜像担持体表面に供給する滑剤塗布方式とがある。

トナー外添方式では、滑剤をトナーに付着させているが、トナーから剥離して遊離した状態で現像器中に存在するものもある。トナーに付着した滑剤は、ベタ部においてトナーと共に潜像担持体上に供給される。一方、滑剤はトナーと逆極性に帯電しているため、トナーに付着している滑剤の一部や遊離している滑剤の一部は画像が印字されない背景部（以下、シロ部という）の潜像担持体上にも供給される。トナーから遊離している全ての滑剤はシロ部に供給されることはないため、印字枚数が増加していくに従って新たなトナーが供給されることで遊離している滑剤は現像器中に堆積していく。

また、潜像担持体上に供給された滑剤の一部は、感光体の回転により再び現像部に搬送された際に現像剤の掻き取り効果により現像器中に回収される。このことによっても印字枚数の増加に伴い現像器中の滑剤量は増える。さらに、画像面積率の高い画像（高カバレッジ画像）を連続して印字すると新しいトナーが多く現像器中に供給され、同時に滑剤も供給される。その結果、現像器中に堆積する滑剤量は特に多くなる。

現像器中の滑剤が増加すると、滑剤はトナーと逆極性に帯電するためトナーの帯電量が低下し、画質の低下や背景部へのカブリやトナーこぼれの発生といった問題が生じる。また、現像装置中の滑剤量が増えると潜像担持体上に供給される滑剤も増加し、潜像担持体とブレードのトルクが大きくなりブレードメクレや摩耗が増加するといった問題も発生する。

このような問題を発生させないためには、現像器中の滑剤の増加を防ぐことが有効である。そのために、画像領域と画像領域の間の像間で現像器中の滑剤を潜像担持体に吐出すことが行われる。実際には、像間でシロ画像を形成する電位条件にすることで潜像担持体上に滑剤のみが供給され、現像器中の滑剤が消費される。

例えば、特許文献１には、トナー外添方式として、像保持体の表面を回転方向と交差する方向に複数の領域に分割し、像保持体上の予め定められた範囲以降の非画像形成領域の目標領域に対応する部分以外の部分に静電潜像を形成し、非画像形成領域の静電潜像の形成のない部分に脂肪酸金属塩粒子を供給する画像形成装置が記載されている。また、特許文献２には、滑剤塗布方式として、像担持体上の転写残トナーをクリーニングするクリーニング手段と、像担持体上に潤滑剤を塗布する潤滑剤塗布手段とを備え、トナー入力状況に応じて潤滑剤の像担持体上への塗布量を変更する潤滑剤塗布装置が記載されている。

特開２０１４−１４２４７２号公報 特開２００７−１４７９１７号公報

ところで、潜像担持体上の滑剤はクリーニングブレードで回収され、その回収量はトナーや外添剤のブレードエッジ部の堆積量によって異なっている。堆積量は、感光体の軸方向での画像パターンに依存し、軸方向でベタ画像が多い領域（部分カバレッジが高い領域）はトナーや外添剤の堆積が多く、シロ画像が多い領域（部分カバレッジが低い領域）はトナーや外添剤の堆積が少なくなる。その結果、通常の画だし時においても潜像担持体軸方向の画像パターンによって潜像担持体上の滑剤量が異なり、部分カバレッジが高い領域は滑剤量が少ないが、部分カバレッジが低い領域は滑剤量が多くなる。

この状態において像間で一定量の滑剤を供給すると、部分カバレッジが低い領域では滑剤がさらに増加し、トルクやブレード摩耗の増加が問題となる。特許文献１および２に記載の技術では、トナーの消費量を抑えることができなかったり、現像器中の滑剤の増加を効果的に抑制できなかったりする等の問題があった。

そこで、本発明は、上記課題を解決するために、像担持体に滑剤を供給してトナー像を形成する画像形成装置において、画像への影響を与えることなく、現像部中の滑剤の増加を抑えることが可能な画像形成装置を提供することを目的とする。

本発明に係る画像形成装置は、帯電した像担持体の表面を露光して静電潜像を形成する露光部と、前記静電潜像をトナーにより現像して前記像担持体上にトナー像を形成する現像部と、前記像担持体の軸方向に複数に分割した領域の部分カバレッジに基づいて画像部と画像部との画像間での前記像担持体に供給する滑剤の供給量を制御する制御部と、を備え、前記制御部は、前記画像間において、前記部分カバレッジの高い領域に対応する第１の領域に前記部分カバレッジが低い領域に対応する第２の領域よりも多く滑剤を供給する滑剤量制御モードを実行するものである。

本発明によれば、現像部内での滑剤量を安定化することができ、画像品質の低下を防止したり、クリーニング装置の長寿命化を図ったりすることができる。

本発明の第１の実施の形態に係る画像形成装置の構成例を示す図である。 画像形成装置の機能構成例を示すブロック図である。 用紙に印字される画像部パターンの構成例を示す図である。 全体カバレッジが３．５％の場合と全体カバレッジが７０％の場合における、感光体上の画像部パターンのシロ部とベタ部の滑剤量を示すグラフである。 画像部における電位条件を説明するための図である。 従来における画像部と画像部との間の像間での電位条件を説明するための図である。 本発明に係る画像部と画像部との間の像間での電位条件を説明するための図である（その１）。 本発明に係る画像部と画像部との間の像間での電位条件を説明するための図である（その２）。 本発明に係る画像部と画像部との間の像間での電位条件を説明するための図である（その３）。 部分カバレッジおよび全体カバレッジを説明するための図である。 滑剤吐出し量制御モードを実施する場合における画像形成装置の動作例を示すフローチャートである。 本発明の第２の実施の形態に係る画像形成装置の構成例を示す図である

以下に添付図面を参照しながら、本開示の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、図面の寸法比率は、説明の都合上拡張されており、実際の比率と異なる場合がある。

＜第１の実施の形態＞
［画像形成装置１００の構成例］
図１は、本発明に係る画像形成装置１００の概略構成の一例を示している。なお、図１では、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ毎に設けられた画像形成部のうち、１つの色の画像形成部１０Ａを示している。図１に示すように、画像形成装置１００は、用紙Ｐに画像を形成するための画像形成部１０Ａを備えている。

画像形成部１０Ａは、感光体１と、帯電装置２と、露光装置３と、現像装置４と、転写装置（一次転写部）５と、クリーニング装置７とを有している。感光体１は、ドラム状からなり、図中ａ方向に回転駆動する。本発明に開示される感光体１は、像担持体の一例である。

帯電装置２は、例えば帯電チャージャーを有し、感光体１の表面を一様（一定の電位）に帯電する。露光装置３は、例えばＬＥＤアレイおよび結像レンズからなるＬＰＨ（LED Print Head）やポリゴンミラー方式のレーザー露光走査装置を有し、帯電装置２により帯電された感光体１の表面に静電潜像を形成する。

現像装置４は、感光体１と現像領域を介して対向するよう配置された現像スリーブ４ａを有している。現像スリーブ４ａは、印加される現像バイアスに基づいて露光装置３によって形成された静電潜像にトナーを付着させる反転現像を行う。現像バイアスには、例えば、帯電装置２の帯電極性と同極性の直流現像電圧、または交流電圧に帯電装置２の帯電極性と同極性の直流電圧が重畳される。現像装置４により感光体１上に形成されたトナー像（画像）は、転写装置５との間で形成される転写領域に搬送される。

転写装置５は、トナーと逆極性の電圧を転写領域で印加することで、感光体１上に形成されたトナー像を転写領域において中間転写体（中間転写ベルト）６に転写する。中間転写体６に転写されたトナー像は、２次転写位置（図示せず）で用紙Ｐに転写され、その後定着装置（図示せず）に搬送されて用紙Ｐ上に定着される。

クリーニング装置７は、ブレードクリーニング方式を採用したものであって、弾性体よりなる平板状のクリーニングブレードを有し、クリーニングブレードを感光体１に当接させることで転写領域において中間転写体６上に転写されずに感光体１上に残ったトナーを回収する。クリーニング装置７により残存したトナーが回収された感光体１は、再び帯電装置２により帯電され、次の静電潜像が形成されてトナー像を形成することを繰り返す。

［画像形成装置１００のブロック構成例］
図２は、画像形成装置１００の機能構成の一例を示すブロック図である。図２に示すように、画像形成装置１００は、装置全体の制御や各種演算を行う制御部５０を備えている。制御部５０は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）５２、各種プログラムを記憶したＲＯＭ（Read Only Memory）５４、プログラムの実行時にワークエリアとして使用されるＲＡＭ（Random Access Memory）５６とを有している。ＣＰＵ５２は、ＲＯＭ５４から読み出したソフトウェア（プログラム）を実行することにより、像間における滑剤の吹出し量を調整する滑剤吹出し量制御モードや画像形成に関連する機能を実現する。

制御部５０には、画像処理部２０と、画像形成部１０Ａと、操作表示部３０と、記憶部４０と、通信部６０とがそれぞれ接続されている。

画像処理部２０は、通信部６０を介して接続される外部装置から送信される画像情報（ジョブ）に対して画像処理を行い、画像形成部１０Ａに出力するための画像情報を生成する。例えば、画像処理部２０は、ページ記述言語で記述されたＰＤＬデータを展開処理してＲＧＢ各色に展開処理されたラスタデータ（ＲＧＢデータ）に変換した後、ＲＧＢデータを色変換処理してＹＭＣＫデータ等を生成する。外部装置としては、例えば、パーソナルコンピュータや、スマートフォン、タブレットコンピュータなどが挙げられる。

画像形成部１０Ａは、感光体１を駆動する駆動部１２、帯電装置２、露光装置３および現像装置４等を有している。画像形成部１０Ａの各構成部は、画像処理部２０により生成されたＹＭＣＫデータに基づいて感光体１の表面にトナー像を形成し、形成したトナー像を中間転写体６を介して搬送される用紙Ｐに転写する。

操作表示部３０は、表示部と入力部とが組み合わされたタッチパネルと、タッチパネルの周辺部に設けられたスタートキーや決定キーを含む複数の操作キーとを有している。操作表示部３０は、操作画面等を画面上に表示したり、操作画面でのタッチ操作や操作キーの操作により入力された画像形成条件等に関する情報を受け付けたりする。

記憶部４０は、例えば不揮発性の半導体メモリやＨＤＤ(Hard Disk Drive)等により構成され、画像データや、滑剤吐出し制御モードを実施するか否かを判断する際に用いられる全体カバレッジの規定値や部分カバレッジの規定値等を記憶している。各規定値は、実験等により予め求めることができる。

通信部６０は、例えばＮＩＣ（Network Interface Card）、ＭＯＤＥＭ（MOdulator-DEModulator）、ＵＳＢ（Universal Serial Bus）等の各種インターフェースを有している。通信部６０は、ＬＡＮ（Local Area Network）やＷＡＮ（Wide Area Network）等の通信ネットワークを介して外部装置と制御部５０との間における各種データの通信を行う。

［使用する現像剤について］
次に、現像装置４に用いる現像剤について説明する。現像剤は、トナーと、このトナーを帯電するためのキャリアを含んでいる。トナーとしては、特に限定されず、一般に使用されている公知のトナーを使用することができ、バインダー樹脂中に着色剤や必要に応じて、荷電制御剤や離型剤等を含有させ、外添剤を処理させたものを使用できる。トナー粒径としては、これに限定されるものではないが、３〜１５μｍ程度が好ましい。

トナーは、潤滑性外添剤を含んでいる。潤滑性外添剤としては、特に限定されるものではなく、脂肪酸金属塩、シリコーンオイル、フッ素系樹脂等が挙げられ、これらは単独または２種類以上を混合して用いることができる。特に、脂肪酸金属塩が好ましい。脂肪酸金属塩としては、直鎖状の炭化水素が好ましく、例えば、ミリスチン酸、パルミチン酸、ステアリン酸、オレイン酸等が好ましく、ステアリン酸がより好ましい。金属としては、リチウム、マグネシウム、カルシウム、ストロンチウム、亜鉛、カドミウム、アルミニウム、セリウム、チタン、鉄などが挙げられる。これらの中で、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸マグネシウム、ステアリン酸アルミニウム、ステアリン酸鉄などが好ましく、とくに、ステアリン酸亜鉛が最も好ましい。

キャリアとしては、特に限定されず、一般に使用されている公知のキャリアを使用することができ、バインダー型キャリアやコート型キャリアなどを使用できる。キャリア粒径としては、これに限定されるものではないが、１５〜１００μｍが好ましい。

[感光体１上の滑剤量について]
図３は、用紙Ｐに印字される画像部パターンの一例を示している。図３では、通紙方向Ｄ１に沿って帯状の画像パターンＧが印字されており、全体カバレッジが３．５％となっている。以下では、図３に示した全体カバレッジが３．５％の場合と、この帯状の画像パターンの幅を変えて全体カバレッジを７０％とした場合における感光体１上の滑剤量を調べた。

図４は、全体カバレッジが３．５％の場合と全体カバレッジが７０％の場合のそれぞれの画像部パターンを３０００枚印字した場合における、感光体１上の画像部パターンのシロ部とベタ部の滑剤量を示すグラフである。なお、滑剤量は、Ｘ線光電子分光分析装置により求められるステアリン酸亜鉛中の亜鉛の比率で代用した。

図４から明らかなように、全体カバレッジが３．５％の場合、感光体１上の滑剤量は少なく、ベタ部とシロ部の差も小さい。一方、全体カバレッジが７０％の場合、ベタ部の滑剤量は全体カバレッジ３．５％時と大差ないが、シロ部の滑剤量が多くなっている。この理由は、以下のように考えられる。

現像装置４中で滑剤はトナーに付着して存在しているが、トナーから遊離した状態で存在するものもある。ベタ部ではトナーが現像され、そのトナーに付着して滑剤も感光体１上に移動する。その後、転写装置５の電界によってトナーが中間転写体６に移動すると、トナーに付着していた滑剤の一部が剥離し、感光体１上に残存する。滑剤はトナーと逆極性に帯電するため、転写装置５の電界でトナーから剥がれると、感光体１上に移動する力を受ける。転写装置５での電界は現像装置４より強いため、現像装置４ではトナーから剥離しない滑剤も転写装置５で剥離する。

シロ部では感光体１へのトナー移動は生じないが、トナーに付着している滑剤や遊離している滑剤の一部が電界の力によって感光体１上に付着する。このようにして、感光体１上にはベタ部およびシロ部のそれぞれに滑剤が供給される。電界の力により転写装置５で剥離する滑剤は少ないため、ベタ部の滑剤供給量はシロ部の滑剤供給量よりも少なくなる。

一方、感光体１上の滑剤は、クリーニング装置７のクリーニングブレードにより感光体１上の滑剤が回収される。クリーニング装置７での滑剤の回収は、クリーニングブレードのトナー量によって回収性が変わると考えられる。クリーニングブレードに存在するトナーは研磨剤として働くため、トナー量が多いと感光体１上の滑剤はより多く回収される。

これらの現像装置４および転写装置５での滑剤の供給量と、クリーニングブレードでの回収量の関係により、図４に示すように、感光体１上のシロ部の滑剤量がベタ部の滑剤量より多くなると考える。

さらに、全体カバレッジが低い画像（３．５％）を連続して印字する際、シロ部において多くの滑剤が消費され、かつ現像装置４中に供給されるトナーの量が少ない状態となる。滑剤はトナーに伴って現像装置４中に補給されるため、この状態が続いても現像装置４中の滑剤量は増加しない。

逆に、全体カバレッジが高い画像(７０％)を連続して印字すると、現像装置４中に多くのトナーが供給されることや、シロ部が少なくて消費される滑剤が少ないため、現像装置４中の滑剤量は増加する。現像装置４中の滑剤量が多くなると、浮遊している滑剤量も増え、その結果、感光体１上のシロ部に供給される滑剤量も増加する。シロ部ではクリーニングブレードでの回収が少ないため、さらに感光体１上の滑剤量は増加すると考えられる。

このように、全体カバレッジが高い画像を連続して印字すると、現像装置４中の滑剤量が増加し、それに伴い感光体１上のシロ部に対応する領域の滑剤量が多くなる。現像装置４中の滑剤量が増加すると、滑剤はトナーと逆極性に帯電するためトナーの荷電量が低下し、画質の低下やカブリの発生といった画像への影響が生じる。さらに、トナーの飛散が増加し機内を汚染したり、画像を汚したり（トナーこぼれ）する。

また、感光体１上の滑剤量が増えすぎると、感光体１とクリーニングブレードの摩擦が大きくなることで、ブレードの摩耗が大きくなったり、欠損が生じたりする。感光体１上の滑剤量の差が大きくなると、現像装置４での摩擦帯電により感光体の表面電位が変化し画像濃度差が異なるといった問題が発生する。これらの問題を生じさせないためには、以下で詳しく説明するように、全体カバレッジの高い画像を印字するときも現像装置４中の滑剤量を増加させないことが必要となる。

［感光体１上の滑剤量変動抑制例（その１）］
上述したように全体カバレッジが高い画像を印字する際に現像装置４中の滑剤量を増加させないためには、現像装置４中の滑剤を吐出すことが好ましい。現像装置４中の滑剤は、感光体１上のシロ部に付着するため、画像領域と画像領域の間である像間（紙間）に付着させることで、現像装置４中の滑剤を吐出す。

図５は、画像部における電位条件を示している。画像部とは、１枚の用紙Ｐ上に形成されるベタ部およびシロ部を含むものである。用紙Ｐに印刷される画像部パターンは、感光体１の軸方向Ｄ２に沿ってシロ部、ベタ部、シロ部の順に形成される。帯電電位Ｖｏは−６００Ｖである。

図５に示すように、ベタ部は、露光されることで感光体１の表面電位Ｖｉが−１００Ｖに減衰し、露光後の電位と現像バイアスのＤＣ成分Ｖｂの−４００Ｖとの電位差でトナーが現像される。シロ部は、露光されないため、帯電時の帯電電位Ｖｏ（−６００Ｖ）となる。そのため、トナーは現像されず、トナーと逆極性の滑剤が現像バイアスのＤＣ成分Ｖｂの−４００Ｖとの電位差により感光体１上に供給される。

図６は、従来における画像部と画像部との間の像間での電位条件を示している。図６に示すように、像間ではトナーが現像されないようにするために、露光せずにシロ画像を形成する電位条件としている。従来から、感光体１上の軸方向Ｄ２で現像バイアスのＤＣ成分Ｖｂの電位を制御しておらず、感光体１の軸方向Ｄ２で一定の−４００Ｃに設定している。これにより、感光体１の軸方向には、同じ量の滑剤が供給される。この場合でも、現像装置４中の滑剤量を低減することは可能であるが、画像中のシロ部に対応する感光体１上の領域にもベタ部と同量の滑剤が供給される。画像中のシロ部に対応する領域では、クリーニング装置７で回収されないため、滑剤量が増加して好ましくない。

画像部のシロ部に対応する領域の滑剤を増加させずに、現像装置４中の滑剤を吐出すためには、画像部のベタ部に対応する像間の領域に多くの滑剤を供給し、シロ部に対応する領域に少量の滑剤を供給することが好ましい。ベタ部に対応する領域に滑剤を多く供給してもクリーニング装置７で回収されるため、感光体１上の滑剤量が増えすぎることはない。滑剤はトナーと逆極性に帯電しているため、感光体１の軸方向Ｄ２の現像装置４での電位差を制御することで感光体１に供給される滑剤量を制御することができる。

図７は、本発明に係る画像部と画像部との間の像間での電位条件を示している。本実施の形態では、図７に示すように、画像部のシロ部に対応する領域（部分カバレッジの低い領域に対応する第２の領域）を露光し、感光体１の電位Ｖｉを−１００Ｖに下げる。一方で、ベタ部に対応する領域（部分カバレッジが高い領域に対応する第１の領域）については、露光せずに帯電電位Ｖｏの−６００Ｖを維持する。なお、ベタ部に対応する領域は、露光するシロ部に対応する領域の感光体１上の電位Ｖｉよりも絶対値が大きくなる値で露光するようにしても良い。例えば、電位Ｖｉとして−２００Ｖでも良い。さらに、その状態で、現像バイアスのＤＣ成分Ｖｂを露光部の電位Ｖｉの−１００より大きい値の−５０Ｖとする。

こうすることで、感光体１の軸方向Ｄ２の全ての領域で感光体１の電位より現像バイアスのＤＣ成分Ｖｂが大きくなり、感光体１の軸方向全体に滑剤が供給され、かつ、画像部のベタ部に対応する領域により多くの滑剤を供給することが可能となる。その結果、感光体１上のシロ部の滑剤量を増加させることなく、現像装置４中の滑剤を吐出すことが可能で、全体カバレッジが高い画像を一定枚数以上印字した場合でも感光体１上の滑剤量が増加することを防止できる。

［感光体１上の滑剤量変動抑制例（その２）］
図８は、滑剤吐出し量制御モードにおける他の制御例を説明するための図である。図８に示すように、帯電装置２の出力を制御して感光体１の帯電電位Ｖoを−４００Ｖに設定する。帯電電位を−４００Ｖとしても露光部の電位Ｖｉへの影響は小さく、−１００Ｖ程度となる。現像バイアスのＤＣ成分Ｖｂは露光部の電位Ｖｉより高いことが必要であるため、−５０Ｖ程度にする。このとき、露光部と非露光部との電位差は３５０Ｖとなる。現像バイアスのＤＣ成分Ｖｂと感光体１の帯電電位Ｖｏの電位差が大きすぎるとキャリア付着が生じ問題となるが、像間での帯電電位Ｖｏを制御することでキャリア付着を防止することができる。また、像間での非露光部の感光体１の電位Ｖｉと現像バイアスのＤＣ成分Ｖｂの電位差を制御することで、感光体１上への滑剤の吐出し量を制御することもできる。

［感光体１上の滑剤量変動抑制例（その３）］
図９は、滑剤吐出し量制御モードにおける他の制御例を説明するための図である。図９に示すように、帯電装置２の出力を制御して感光体１の帯電電位Ｖoを−６００Ｖとする。また、露光時の光量を少なくして露光部の感光体１の電位Ｖｉを−３００Ｖとする。この状態で現像バイアスのＤＣ成分Ｖｂを露光部の電位Ｖｉより高くするために、現像バイアスのＤＣ成分Ｖｂを−２５０Ｖ程度に設定する。これにより、現像バイアスのＤＣ成分Ｖｂと感光体１の帯電電位Ｖｏの電位差を３５０Ｖとすることができ、キャリア付着を防止することができる。また、像間での非露光部の感光体１の電位Ｖｉと現像バイアスのＤＣ成分Ｖｂの電位差を制御することで、感光体１上への滑剤の吐出し量を制御することもできる。

［部分カバレッジおよび全体カバレッジの算出例］
図１０は、部分カバレッジおよび全体カバレッジを説明するための図である。図１０に示すように、画像部パターンによって感光体１の軸方向Ｄ２で滑剤量に差が生じることから、感光体１の軸方向Ｄ２の画像領域をセグメントに分割し、それぞれのセグメントごとのカバレッジを部分カバレッジとする。図１０の例では軸方向Ｄ２において１０個にセグメントを分割した例である。部分カバレッジＣ３はカバレッジ５０％であり、部分カバレッジＣ５はカバレッジ１００％となる。また、網点で形成されたハーフ画像の場合は網点の面積率（濃度に相当）と印字面積からカバレッジを求めればよい。部分カバレッジＣ４のように画像のない領域はカバレッジ０％となる。

このように、画像領域中の各セグメントのカバレッジから部分カバレッジを算出してもよいが、画像領域と画像領域の間には像間が形成されており、より高い精度で制御するためには、画像領域と像間を含めて部分カバレッジを算出する方が好ましい。像間では、画像の位置合わせ等の種々の目的でパッチ画像が印字されるため、それらも考慮することが好ましい。

各セグメントの幅は均一にする必要はなく、画像領域外に形成される画像パッチの位置が決まっている場合、その幅のセグメントを設けても良い。特に、感光体１の軸方向Ｄ２の画像領域外は基本的には画像が形成されず、カバレッジは０％となる。またその領域に画像パッチを生成する際、カバレジは決まっているため計算することが不要となる。

全体カバレッジはＣ１〜Ｃ１０の全セグメントから算出することができる。全体カバレッジも、上述した部分カバレッジと同様に、画像部と像間を含む全領域から算出することが好ましい。また、種々の目的で像間に形成されるパッチ画像についても考慮することが好ましい。

［滑剤吐出し量制御モードの画像形成装置１００の動作例］
図１１は、滑剤吐出し量制御モードを実施する場合における画像形成装置１００の動作例を示すフローチャートを示している。画像形成装置１００は、ＣＰＵ２５２が、ＲＯＭ２５４から読み出したソフトウェアを実行することにより、図１１のフローチャートに示す処理を実現する。

ステップＳ１００において、制御部５０は、プリント開始信号が入力されると、画像情報に含まれる画像濃度や画質等に基づいて感光体１の帯電電位や現像電圧、転写電圧等を設定する画像安定化処理を行う。ステップＳ１００が終了したら、ステップＳ１１０に進む。

ステップＳ１１０において、制御部５０は、取得した画像情報から印字する画像の全体カバレッジや部分カバレッジを算出する（図１０参照）。ステップＳ１１０が終了したら、ステップＳ１２０に進む。

ステップＳ１２０において、制御部５０は、滑剤吐出し制御モードを実施する必要があるか否かを判断する。滑剤吐出し制御モードを実施するか否かは、算出した全体カバレッジが規定値以上で、かつ、部分カバレッジに規定値以下の領域があるかに基づいて判断できる。制御部５０は、全体カバレッジおよび部分カバレッジが上述した条件に該当すると判断した場合、ステップＳ１３０に進む。

制御部５０は、例えば、全体カバレッジが２０％を超える場合、現像装置４中の滑剤量が増加するため、滑剤吐出し量制御モードの実施が必要であると判断する。また、部分カバレッジが５％以下の場合、感光体１上に供給されるトナー量が少なく、クリーニングブレードでの滑剤の回収性が低下するため、滑剤吐出し量制御モードの実施が必要であると判断する。これらの閾値は各種条件によって変わるため、あくまでも一例の数値である。

ステップＳ１３０において、制御部５０は、滑剤吐出し量制御モードの実施が必要であると判断した場合、全体カバレッジによって現像装置４中の滑剤量の増加速度が変わるため、全体カバレッジから滑剤吐出し量制御モードを実施するプリント枚数（規定値）を決定する。ステップＳ１３０が終了したら、ステップＳ１４０に進む。

ステップＳ１４０において、制御部５０は、画像形成部１０Ａ等を制御することでプリントを開始し、プリント枚数のカウントアップを行う。ステップＳ１４０が終了したら、ステップＳ１５０に進む。

ステップＳ１５０において、制御部５０は、プリント枚数が滑剤吐出し量制御モードの規定値を超えるか否かを判断する。制御部５０は、プリント枚数が滑剤吐出し量制御モードの規定値を超えると判断した場合、現像装置４中の滑剤が増加すると判断してステップＳ１８０に進む。

ステップＳ１８０において、制御部５０は、滑剤吐出し量制御モードを実施する。具体的には、制御部５０は、例えば図７に示したように、像間において、シロ部に対応する領域を露光すると共にベタ部に対応する領域を非露光とし、さらに現像バイアスのＤＣ成分Ｖｂを露光部の電位Ｖｉより大きい値に変更した状態で印字する。もちろん、図８や図９で示したような現像電圧や帯電電位等に変更するようにしても良い。ステップＳ１８０が終了したら、ステップＳ１９０に進む。

ステップＳ１９０において、制御部５０は、プリント枚数のカウントをリセットする。ステップＳ１９０が終了したら、ステップＳ１４０に戻り、再度、プリント枚数のカウントアップを行う。

一方、制御部５０は、ステップＳ１５０において全体カバレッジおよび部分カバレッジが上述した条件に該当しないと判断した場合、または、ステップＳ１２０においてプリント枚数が滑剤吐出し量制御モードの規定値を超えないと判断した場合、ステップＳ１６０に進む。

ステップＳ１６０において、制御部５０は、滑剤吐出し量制御モードを実施せずに、ステップＳ１００で設定した通常の条件にてプリント動作を継続して実行する。ステップＳ１６０が終了したら、ステップＳ１７０に進む。

ステップＳ１７０において、制御部５０は、ジョブが終了したか否かを判断する。制御部５０は、ジョブが終了したと判断した場合、プリント動作を停止する。一方、制御部５０は、ジョブが終了していないと判断した場合、ステップＳ１４０に戻り、再度プリント枚数のカウントアップを行う。本実施の形態では、このような一連の処理を繰り返し実行する。

なお、上述した例では、滑剤吐出し制御モードを実施する必要があるか否かを判断する際に、全体カバレッジが規定値以上で、かつ、部分カバレッジに規定値以下の領域があるかの両方の条件に基づいて判断したが、これに限定されることはない。例えば、全体カバレッジが規定値以上であるかの１つの条件に基づいて、滑剤吐出し制御モードを実施する必要があるかを判断することもできる。

以上説明したように、第１の実施の形態では、現像装置４中の滑剤量が増加することを防ぐために像間で滑剤の吐出しを行う際、感光体１の軸方向Ｄ２の部分カバレッジに応じて吐出す滑剤量を制御する。具体的には、部分カバレッジが高い領域に対応する領域に多くの滑剤を吐出し、部分カバレッジが低い領域に対応する領域では滑剤の吐出し量を少なくしている。これにより、感光体１上の軸方向Ｄ２での滑剤量を変動させることなく（部分カバレッジが低い領域の滑剤量を増加させずに）、現像装置４中の滑剤量を安定化（増加を防止）できる。

その結果、感光体１上の滑剤量の増加を防止することで、クリーニングブレードの摩耗を防止できるので、クリーニングブレードの長寿命化を図ることができる。また、感光体１の軸方向Ｄ２での滑剤量差を小さくすることで、画像濃度差の発生を防止できる。さらに、現像装置４中の滑剤量が安定することで、トナー帯電量の変動が抑制でき画質の低下や、カブリやトナーこぼれの発生を防止できる。

また、第１の実施の形態によれば、部分カバレッジが低い領域に対応する像間の領域にはトナーを供給せず、少量の滑剤を供給するので、像間での滑剤の吐出し時にトナーの消費を抑えることができ、その結果、コストの低減を図ることができる。また、感光体１の軸方向Ｄ２（幅）の全域に滑剤を吐出すことができると共に、新たなトナー供給を行うこともなく滑剤も補給されないため、現像装置４中の滑剤量を効率的に抑制することができる。つまり、現像装置４中の滑剤をより速く吐出すことができる。

また、第１の実施の形態によれば、部分カバレッジに応じて滑剤の吐出し量を制御する際に、現像バイアスのみでなく帯電電位Ｖｏや露光量も制御するので、滑剤の吐出し時の現像バイアスのＤＣ成分Ｖｂと感光体１の表面電位間の電位差を制御することができる。これにより、滑剤の吐出し量を制御できると共に、キャリアの付着を防止できる。

＜第２の実施の形態＞
上述した第１の実施の形態では滑剤の供給方法としてトナー外添方式を採用した場合について説明したが、第２の実施の形態では滑剤の供給方法として滑剤塗布方式を採用した場合について説明する。なお、基本的な画像形成装置１００の構成は、第１の実施の形態で説明したトナー外添方式の画像形成装置１００と同様であるため、共通の構成要素には同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。

図１２は、第２の実施の形態に係る画像形成部１０Ｂの概略構成の一例を示している。図１２に示すように、画像形成部１０Ｂは、上述した感光体１、帯電装置２、露光装置３、現像装置４、転写装置５およびクリーニング装置７に加えて、滑剤供給部２４を有している。滑剤供給部２４は、滑剤棒２１と、ブラシ２２と、均しブレード２３とを含んでいる。

滑剤棒２１は、トナー外添方式においてトナーに添加されるものと同一の材料を圧縮成型等により棒状に成形したものであり、その軸が感光体１の回転軸と平行となるように配設されている。

ブラシ２２は、回転可能に構成されると共に、滑剤棒２１および感光体１のそれぞれに当接するように配設されている。ブラシ２２は、回転することで滑剤棒２１から滑剤を掻き取り、掻き取った滑剤を感光体１の表面に塗布する。

均しブレード２３は、ブラシ２２よりも感光体１の回転方向ａの下流側であって、その先端部が感光体１の表面に当接するように配設されている。均しブレード２３は、ゴム材料からなり、感光体１上に供給された滑剤を感光体１に押し付ける。このような構成により、感光体１の回転と共にブラシ２２を回転させることで、感光体１上に滑剤が塗布される。

感光体１、帯電装置２、露光装置３、現像装置４、転写装置５およびクリーニング装置７については、第１の実施の形態で説明したトナー外添方式を採用した画像形成部１０Ａの各構成と同様である。また、トナーについても、基本的には上述した第１の実施の形態で説明したトナーと同じものであるが、潤滑性外添剤を添加していない点において異なっている。

滑剤塗布方式においても、クリーニング装置７により感光体１上の滑剤が回収される。クリーニング装置７での滑剤の回収はクリーニングブレードのトナー量に依存し、感光体１上の滑剤量は部分カバレッジの高い領域が部分カバレッジの低い領域より少なくなり、感光体１上の滑剤量に差が生じる。

また、現像装置４でも感光体１上の滑剤は回収され、印字枚数の増加と共に現像装置４中の滑剤量が増加する。特に、全体カバレッジが低い画像の場合、現像装置４での滑剤の回収量が多くなり、トナー外添方式と同様に、カブリやトナーこぼれといった課題が発生する。

全体カバレッジが高い画像の場合、クリーニングブレードに堆積するトナー量が多く、クリーニングブレードで滑剤が回収されやすくなり、その結果、現像装置４が回収する滑剤量は少なくなる。逆に、全体カバレッジが低い画像の場合、クリーニングブレードのトナー量が少なく、クリーニングブレードで回収される滑剤量が少なく、その結果、現像装置４が回収する滑剤量が多くなる。

上述した課題をなくすためには、現像装置４中に回収した滑剤を感光体１に吐出す際、画像部の部分カバレッジの高い領域の像間により多くの滑剤を供給することが好ましい。さらに、全体カバレッジが低い画像の場合に、現像装置４中の滑剤量の増加が多くなるため、現像装置４中の滑剤量を多く吐出すことが必要となるが、この場合も滑剤吐出し量制御モードを実施して画像の部分カバレッジの高い領域の像間により多くの滑剤を供給することが好ましい。

したがって、第２の実施の形態においても、第１の実施の形態と同様の滑剤吐出し量制御モードを適用することが好ましい。すなわち、像間において、部分カバレッジが高い領域に対応する領域に多くの滑剤を吐出し、部分カバレッジが低い領域に対応する領域に、部分カバレッジが高い領域に対応する領域よりも少ない滑剤を吐出すように制御する。露光時の電位Ｖｉや、現像バイアスのＤＣ成分Ｖｂ、帯電時の帯電電位Ｖｏについては、図７〜図９に示した設定を適用することができる。

また、画像形成時における動作についても、図１１に示したトナー外添方式のフローチャートを適用することができる。なお、滑剤塗布方式においては、現像装置４中の滑剤は少ない方が良いため、印字枚数によらず現像装置４から滑剤吐出しを行うこともできる。このとき、部分カバレッジの高い領域の像間により多くの滑剤を供給することが好ましい。

以上説明したように、第２の実施の形態によれば、上述した第１の実施の形態で説明した効果と同様の効果を奏することができる。具体的には、部分カバレッジが高い領域に対応する領域に多くの滑剤を吐出し、部分カバレッジが低い領域に対応する領域では滑剤の吐出し量を少なくしている。これにより、感光体１上の軸方向Ｄ２での滑剤量を変動させることなく、現像装置４中の滑剤量を安定化できる。その結果、クリーニングブレードの摩耗を防止できるので、クリーニングブレードの長寿命化を図ることができる。また、画像濃度差の発生を防止できると共に、トナー帯電量の変動が抑制でき画質の低下や、カブリやトナーこぼれの発生を防止できる。

なお、本発明の技術範囲は、上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、上述した実施形態に種々の変更を加えたものを含む。例えば、図１に示す画像形成装置１００はカラー画像を形成するものであるが、本発明はカラー画像を形成する画像形成装置に限らず、モノクロ画像を形成する画像形成装置にも適用することができる。

１ 感光体（像担持体）
３ 露光装置（露光部）
４ 現像装置（現像部）
１０Ａ，１０Ｂ 画像形成部
５０ 制御部
１００ 画像形成装置

Claims (9)

1. 帯電した像担持体の表面を露光して静電潜像を形成する露光部と、
   前記静電潜像をトナーにより現像して前記像担持体上にトナー像を形成する現像部と、
   前記像担持体の軸方向に複数に分割した領域の部分カバレッジに基づいて画像部と画像部との画像間での前記像担持体に供給する滑剤の供給量を制御する制御部と、を備え、
   前記制御部は、前記画像間において、前記部分カバレッジの高い領域に対応する第１の領域に前記部分カバレッジが低い領域に対応する第２の領域よりも多く滑剤を供給する滑剤量制御モードを実行する
   ことを特徴とする画像形成装置。
2. 前記制御部は、トナーに滑剤を外添することで前記像担持体に滑剤を供給する方式において、全体のカバレッジが高い画像を所定枚数以上印字し、かつ、部分カバレッジが低い領域が存在する場合に前記滑剤量制御モードを実行する
   ことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記制御部は、前記滑剤量制御モードにおいて、前記第２の領域を露光すると共に、前記第１の領域を非露光または前記露光よりも露光電位の絶対値が大きくなるように露光し、かつ、現像バイアスの絶対値を前記第２の領域における露光電位の絶対値よりも小さく設定する
   ことを特徴とする請求項１または２に記載の画像形成装置。
4. 前記制御部は、現像バイアスの絶対値を前記第２の領域の露光電位の絶対値よりも小さくする場合、現像バイアスの直流成分を制御する
   ことを特徴とする請求項３に記載の画像形成装置。
5. 前記制御部は、現像バイアスの絶対値を前記第２の領域の露光電位の絶対値よりも小さくする場合、前記第１の領域の帯電電位と現像バイアスの直流成分を制御する
   ことを特徴とする請求項３に記載の画像形成装置。
6. 前記制御部は、現像バイアスの絶対値を露光電位の絶対値よりも小さくする場合、前記第１の領域の露光電位と現像バイアスの直流成分を制御する
   ことを特徴とする請求項３に記載の画像形成装置。
7. 前記部分カバレッジには、前記画像部に加えて、画像部間のカバレッジも含まれる
   ことを特徴とする請求項１から６の何れか一項に記載の画像形成装置。
8. 前記制御部は、滑剤塗布装置を用いて前記像担持体に滑剤を供給する方式において、前記画像間において、前記第１の領域に前記第２の領域よりも多く滑剤を供給する
   ことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
9. 前記制御部は、全体カバレッジが低い場合、前記滑剤量制御モードを実行する
   ことを特徴とする請求項８に記載の画像形成装置。

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