(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面にトナー像が形成される像担持体と、
前記像担持体を回転駆動する駆動装置と、
研磨粒子を含むトナーを付着させて前記像担持体の表面に形成された静電潜像をトナー像に現像する現像装置と、
前記像担持体の表面に接触するように配置され、前記像担持体の表面をクリーニングするクリーニング部材と、
前記像担持体の表面に接触又は近接して配置され、前記像担持体を帯電させる帯電部材と、
前記帯電部材に帯電バイアスを印加する高圧電源と、
前記現像装置から前記像担持体に吐出するトナー吐出量を制御可能な制御部と、
を備え、
非画像形成時に前記現像装置から前記像担持体にトナーを吐出し、前記クリーニング部材と前記像担持体の表面との摩擦抵抗を抑制する摩擦抵抗抑制処理を実行可能な画像形成装置において、
前記像担持体の表面にはアモルファスシリコン感光層が形成されており、
前記像担持体の使用初期における前記像担持体の表面の算術平均粗さＲａが２０ｎｍ以上１００ｎｍ以下の範囲であり、十点平均粗さＲｚが０．２μｍ以上１．０μｍ以下の範囲内であり、凹凸の平均間隔Ｓｍが２０μｍ以下であり、前記平均間隔Ｓｍに対する前記算術平均粗さＲａの比Ｒａ／Ｓｍが３以上であり、スキューネスＲｓｋが０．３以上である表面粗さを有し、
前記制御部は、前記像担持体の表面状態の推測結果に応じて前記摩擦抵抗抑制処理の実行時に前記現像装置から前記像担持体側へ吐出するトナー量を調整し、
前記制御部は、前記像担持体の表面の算術平均粗さＲａが３０ｎｍ以上又は１０ｎｍ未満の範囲にあると推測した場合のトナー吐出量を、算術平均粗さＲａが１０ｎｍ以上且つ３０ｎｍ未満の範囲にあると推測された場合のトナー吐出量に比べて増加させることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記像担持体を回転駆動する際の前記駆動装置のトルクを検出するトルク検出部を備え、
前記制御部は、前記トルク検出部により検出されたトルクに基づいて前記像担持体の表面の算術平均粗さＲａを推測することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記制御部は、前記トルク検出部により検出されたトルクが所定値Ｔ１未満である場合、および所定値Ｔ２（Ｔ２＞Ｔ１）以上である場合のトナー吐出量を、トルクがＴ１以上Ｔ２未満である場合のトナー吐出量に比べて増加させることを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記像担持体の使用初期からの累積印字枚数をカウントする印字枚数カウント部を備え、
前記制御部は、前記印字枚数カウント部によりカウントされた累積印字枚数に基づいて前記像担持体の表面の算術平均粗さＲａを推測することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記制御部は、前記印字枚数カウント部によりカウントされた累積印字枚数が所定枚数Ｐ１未満である場合、および所定枚数Ｐ２（Ｐ２＞Ｐ１）以上である場合のトナー吐出量を、累積印字枚数がＰ１以上Ｐ２未満である場合のトナー吐出量に比べて増加させることを特徴とする請求項４に記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、記録紙上に画像を形成する画像形成装置に関し、特に、表面にトナー像が形成される像担持体に接触するクリーニング部材を備えた画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
プリンター、複写機、ファクシミリ或いはこれらの機能を備えた複合機等の画像形成装置においては、電子写真感光体の一例である感光体ドラムと、感光体ドラムの表面を帯電させる帯電装置と、感光体ドラム表面に接触して配置され且つ感光体ドラム表面に残留するトナーや外添剤を除去するクリーニング装置とを備えたものが知られている。
【０００３】
上記のような画像形成装置において画像形成を行う場合、例えば感光体ドラムの表面を帯電装置によって帯電させた後、露光ユニットにより露光を行なって感光体ドラムの表面に静電潜像を形成し、静電潜像に対して現像装置からトナーを供給して感光体ドラムの表面にトナー像を形成し、その後、トナー像を転写・分離部により感光体ドラムから記録紙に転写する。
【０００４】
そして、トナー像が転写された記録紙は定着部に導かれ、定着ローラーによってトナー像が記録紙上に定着される一方、転写後における感光体ドラムの表面に残留するトナーをクリーニング装置により除去し、その後、この感光体に対して除電装置から光を照射させる等の方法で、感光体ドラムの表面に残留する電位を除電する。
【０００５】
クリーニング装置としては、例えば、ウレタンゴム等の弾性材料で板状に形成されたクリーニングブレード（クリーニング部材）の端部を感光体ドラムの表面に圧接させてトナーを除去するようにしたものが広く利用されている。一方、感光体ドラムとしては、ドラム表面に感光層を有し、この感光層として、有機材料で構成された有機感光層や、セレンやアモルファスシリコン等の無機材料で構成された無機感光層が知られている。
【０００６】
上記の画像形成装置において、感光体ドラムの表面を帯電装置によって帯電させたり、感光体ドラムの表面に形成されたトナー像を転写・分離部によって転写・分離させたりするにあたっては、帯電装置や転写・分離部において行われる放電に伴ってオゾンや窒素酸化物等の親水性の高い放電生成物が生成し、生成した放電生成物が像担持体表面に付着する。
【０００７】
ここで、感光層が有機材料で構成された有機感光層の場合、感光層が比較的柔らかいため、トナー除去のためにクリーニング部材を感光体ドラムの表面に圧接させると、感光体ドラムの表面がクリーニング部材により徐々に削られて、付着した放電生成物が感光体ドラムの表面から除去される。
【０００８】
一方、感光層がアモルファスシリコンで構成される場合、感光層の表面硬度が高く、クリーニング部材による感光体ドラムの表面の削り量が少ないため、放電生成物がクリーニング部材によって除去されずに感光体ドラムの表面に残る。この放電生成物が残存する部分においては、感光体ドラムの表面の電気抵抗が低下し、静電潜像を形成した場合に電荷が流れてしまい、形成される画像に画像流れが生じるという問題がある。
【０００９】
上記の問題点を解決するために、例えば特許文献１では、感光体の表面における凹凸を研摩することにより放電生成物を除去するものが提案されている。また、特許文献２では、感光体の表面粗さをその幅方向中央部よりも幅方向端部において大きくなるようにしたものが提案されている。特許文献２の方法では、感光体の幅方向（軸方向）中央部において表面粗さを小さくすることでクリーニング能力を高めると同時に、幅方向両端部において表面粗さを粗くしてクリーニング部材との摩擦力を下げることで、クリーニング部材が感光体の回転に伴って反転したり振動したりすることを抑制でき、さらに、感光体の表面に残留するトナーや表面に付着した静電生成物が、クリーニング部材によって感光体の表面から安定して除去されるようになり、良好な画像が安定して得られる旨が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特公平７−８９２３１号公報
【特許文献２】特開平１１−２９１０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかし、特許文献１に記載の方法では、感光体の表面における凹凸を小さくした場合、クリーニング部材と感光体との接触面積が大きくなって、感光体とクリーニング部材との間の摩擦力が増大する。これにより、感光体の回転に伴ってクリーニング部材が引っ張られ（引き込まれ）、クリーニング部材が反転したり振動したりして、クリーニング部材が傷ついたりすると共に、感光体の表面を十分にクリーニングすることができなくなるという問題点があった。また、感光体とクリーニング部材との隙間からトナー外添剤のすり抜けが発生し、帯電装置が汚染されるという問題点もあった。
【００１２】
また、特許文献２に記載の方法では、感光体の使用初期の状態においては成立するものの、長期間の耐久印字により感光層の表面が摩耗する。特に感光体の幅方向中央部では表面粗さが小さくなり、クリーニング部材との摩擦力が増大する。これにより、クリーニング部材の幅方向中央部が感光体側に引っ張られ（引き込まれ）、特許文献１と同様の問題が発生する。
【００１３】
本発明は、上記問題点に鑑み、クリーニング部材の反転や振動、磨耗を抑制し、長期間にわたって像担持体のクリーニングを安定して行うことができる画像形成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記目的を達成するために本発明の第１の構成は、像担持体と、駆動装置と、現像装置と、クリーニング部材と、制御部と、を備えた画像形成装置である。像担持体は、表面にトナー像が形成される。駆動装置は、像担持体を回転駆動する。現像装置は、研磨粒子を含むトナーを付着させて像担持体の表面に形成された静電潜像をトナー像に現像する。クリーニング部材は、像担持体の表面に接触するように配置され、像担持体の表面をクリーニングする。制御部は、現像装置から像担持体に吐出するトナー吐出量を制御可能である。画像形成装置は、非画像形成時に現像装置から像担持体にトナーを吐出し、クリーニング部材と像担持体の表面との摩擦抵抗を抑制する摩擦抵抗抑制処理を実行可能である。制御部は、像担持体の表面状態の推測結果に応じて摩擦抵抗抑制処理の実行時に現像装置から像担持体側へ吐出するトナー量を調整する。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の第１の構成によれば、像担持体の表面状態の推測結果に応じてクリーニング部材と像担持体との圧接部に溜まるトナー量を調整できるため、クリーニング部材と像担持体の圧接部からの外添剤のすり抜けを抑制したり、クリーニング部材と像担持体との摩擦力を低減したりすることができる。これにより、長期間にわたって像担持体のクリーニングを安定して行なうことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の一実施形態に係る画像形成装置１１としてのタンデム方式のカラープリンターの概略構成を示す摸式断面図
【図２】画像形成装置１１の画像形成処理部１５を含む要部の概略構成を示す図
【図３】画像形成装置１１に用いられる制御経路を説明するブロック図
【図４】スキューネスＲｓｋが０より大きいときの凹凸形状を示す図
【図５】スキューネスＲｓｋが０より小さいときの凹凸形状を示す図
【図６】第１実施形態の画像形成装置１１におけるトナー量調整制御の処理内容を示すフローチャート
【図７】第２実施形態の画像形成装置１１におけるトナー量調整制御の処理内容を示すフローチャート
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る画像形成装置１１の概略構成を示す摸式断面図である。図２は、図１に示す画像形成装置１１の画像形成処理部１５を含む要部の概略構成を示す図である。
【００１８】
１．画像形成装置１１の構成
（全体構成）
図１に示すように、本実施形態に係る画像形成装置１１は、タンデム方式のカラープリンターである。画像形成装置１１は、プリンター本体１２の内部に、記録紙（不図示）を収納する給紙カセット１３と、給紙カセット１３から記録紙を一枚ずつ給送する給紙部１４と、給紙カセット１３又は手差トレイ（不図示）から供給された記録紙に画像形成処理を行う画像形成処理部１５と、給紙カセット１３又は手差トレイから供給された記録紙を搬送する記録紙搬送経路１６と、画像形成処理部１５において形成されたトナー像を記録紙搬送経路１６に沿って搬送される記録紙に転写する二次転写部１７と、二次転写部１７において転写されたトナー像を記録紙に定着する定着部１８と、を備える。
【００１９】
（画像形成処理部１５の構成）
画像形成処理部１５は、例えば、イエロー（Ｙ）、マゼンダ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の４色のトナー（現像剤）を用いて画像形成処理を行うタンデム方式が採用されている。なお、以下の説明では、特に色指定に関する場合にのみ、各算用数字の符号に括弧書きで（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）の色を付し、共通の場合には算用数字のみの符号を付して説明する。
【００２０】
画像形成処理部１５は、各色（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）に対応して、補給用トナーを収納した複数のトナーコンテナ１９と、パーソナルコンピューター等の外部接続機器から送信された印字データ（画像データ）に基づいて各色のトナー像を形成するための複数の感光体ドラム２０と、各感光体ドラム２０にトナーを供給する複数の現像装置２１と、各感光体ドラム２０に形成されたトナー像が一次転写される無端状の中間転写ベルト２２と、中間転写ベルト２２の回動移動方向最上流側の感光体ドラム２０の上流側に配置されて中間転写ベルト２２の表面に付着した残トナー等を除去するベルトクリーニング装置２４と、各感光体ドラム２０にビーム光を出射する露光ユニット２５と、を備えている。
【００２１】
（感光体ドラム２０の構成）
感光体ドラム２０は、支持体（基体）の表面に感光層が形成されてなる。ここでは、感光体ドラム２０は、金属製の円筒状の素管と、素管表面に形成された感光層とからなる。素管を形成する金属としては、アルミニウム、鉄、チタン、マグネシウム等が挙げられる。感光層としては、有機光伝導体を利用した有機感光層や無機光電体を利用した無機感光層等を利用できるが、耐久性の高さからシランガス等の蒸着等により製膜されたアモルファスシリコン感光層が好ましい。各感光体ドラム２０は、その表面に露光ユニット２５から出射されたビーム光に基づいて各色のトナー像を担持して中間転写ベルト２２にトナー像を転写するためのものであり、図１に示すように、現像装置２１と共に中間転写ベルト２２の下方に配置されている。なお、感光体ドラム２０の使用初期における表面状態については後述する。
【００２２】
また、図１及び図２に示すように、感光体ドラム２０の周囲には帯電ローラー（帯電部材）２６、露光ユニット２５、現像装置２１、クリーニング装置２８、除電装置２９が配置されており、中間転写ベルト２２を挟んで一次転写ローラー２７が感光体ドラム２０に対向配置されている。
【００２３】
感光体ドラム２０と一次転写ローラー２７との協働によって構成された各一次転写部で中間転写ベルト２２上に転写されたトナー像は、給紙カセット１３又は手差トレイから記録紙搬送経路１６を通って搬送されてきた記録紙に対し二次転写部１７で転写される。
【００２４】
（現像装置２１の構成）
各現像装置２１は、基本的に同一構成のものが中間転写ベルト２２の下方に回動移動方向に沿って列設されている。現像装置２１は、二成分現像剤（以下、単に現像剤ともいう）が収納される現像容器３１と、２本の撹拌スクリュー３２ａ、３２ｂと、磁気ローラー３４と、現像ローラー３５とを有する二成分現像式であり、磁気ローラー３４の表面に起立する磁気ブラシを用いて現像ローラー３５にトナー薄層を形成し、現像ローラー３５にトナーと同極性（正）の現像バイアスを印加して感光体ドラム２０の表面にトナーを飛翔させる。これにより、感光体ドラム２０の表面の静電潜像をトナー像に現像する。
【００２５】
現像装置２１は、非画像形成時に現像ローラー３５上のトナーを感光体ドラム２０側に供給（吐出）することが可能に構成されている。これにより、感光体ドラム２０とクリーニングブレード４２との間の摩擦力低減や外添剤のすり抜け防止を目的に、クリーニングブレード４２のエッジ周辺へとトナーを供給することができる。このトナー供給は、例えば所定枚数（本例では１００枚単位）の印字後に行うようにしている。なお、感光体ドラム２０側へ供給されたトナーは、クリーニング装置２８のクリーニングブレード４２によって除去される。トナーは、酸化チタン等の金属粒子からなるトナー外添剤（研磨粒子）を含む。
【００２６】
現像容器３１は仕切壁３１ａによって区画されており、第１及び第２撹拌室３１ｂ、３１ｃには第１及び第２撹拌スクリュー３２ａ、３２ｂが設けられている。第１及び第２撹拌スクリュー３２ａ、３２ｂは、トナーコンテナ１９から供給されるトナー（正帯電トナー）をキャリアと混合して撹拌し、帯電させる。なお、第１及び第２撹拌室３１ｂ、３１ｃ内の現像液は、第１撹拌スクリュー３２ａ及び第２撹拌スクリュー３２ｂによって撹拌されつつ軸方向に搬送され、第１及び第２撹拌室３１ｂ、３１ｃ間を循環する。
【００２７】
現像容器３１内であって第２撹拌スクリュー３２ｂに対向する位置に磁気ローラー３４が配置され、磁気ローラー３４における第２撹拌スクリュー３２ｂと反対側には現像ローラー３５が配置されている。なお、現像ローラー３５は、感光体ドラム２０に対向している。
【００２８】
磁気ローラー３４は、非磁性の回転スリーブ３６と、回転スリーブ３６内に配された複数の磁極を有する固定マグネット体３７で構成されている。固定マグネット体３７の磁極は、主極３７ａ、規制極３９、搬送極３７ｃ、剥離極３７ｄ及び汲上極３７ｅの５極構成である。
【００２９】
現像容器３１には規制ブレード３８が磁気ローラー３４の長手方向（図２の紙面表裏方向）に沿って取り付けられている。規制ブレード３８は、磁気ローラー３４の回転方向において、現像ローラー３５と磁気ローラー３４との対向位置（近接位置）よりも上流側に設けられている。
【００３０】
現像ローラー３５は、円筒状の現像スリーブ３５ａと、現像スリーブ３５ａ内に固定された磁石部材３５ｂで構成されている。磁石部材３５ｂは、固定マグネット体３７の対向する磁極（主極）３７ａと異極性である。
【００３１】
現像容器３１内を循環する現像剤は、第２撹拌スクリュー３２ｂによって磁気ローラー３４に搬送される。規制ブレード３８と固定マグネット体３７の規制極３７ｂとを対向させ、規制ブレード３８として非磁性体或いは磁性体を用いることにより、規制ブレード３８の先端と回転スリーブ３６との隙間に引き合う方向の磁界が発生する。この磁界により、規制ブレード３８と回転スリーブ３６との間に磁気ブラシが形成される。
【００３２】
磁気ローラー３４上の磁気ブラシは規制ブレード３８によって層厚規制された後、現像ローラー３５に対向する位置に移動すると、固定マグネット体３７の主極３７ａ及び現像ローラー３５側の磁石部材３５ｂにより引き合う磁界が付与されるため、磁気ブラシは現像ローラー３５表面に接触する。そして、磁気ローラー３４に印加されるＶｍａｇ（ＤＣ）と現像ローラー３５に印加されるＶｓｌｖ（ＤＣ）との電位差ΔＶ、及び磁界によって現像ローラー３５上にトナー薄層を形成する。現像ローラー３５上のトナー層厚は、現像剤の抵抗や磁気ローラー３４と現像ローラー３５との回転速度差等によっても変化するが、ΔＶによって制御することができる。具体的には、ΔＶを大きくすると現像ローラー３５上のトナー層は厚くなり、ΔＶを小さくすると薄くなる。なお、現像装置２１は上記の構成に限らず、従来公知のものを使用することができる。
【００３３】
（中間転写ベルト２２の構成）
中間転写ベルト２２は、プリンター本体１２内で駆動ローラーと従動ローラーとに水平方向に張架された無端ベルトであり、ベルト駆動モーター（図示せず）による駆動ローラーの回転に伴い画像形成動作に伴って循環駆動される。
【００３４】
（トナー濃度検知センサー２３の構成）
トナー濃度検知センサー２３は、中間転写ベルト２２のトナー像の反射濃度を測定し、その検知値をＣＰＵ５１（図３参照）に出力する。なお、トナー濃度検知センサー２３は、中間転写ベルト２２の回動移動方向並びに回動移動方向と直交する幅方向のそれぞれに沿った複数箇所に設けることができる。この際、トナー濃度検知センサー２３は、中間転写ベルト２２の幅方向片側だけのトナー濃度を検知したのでは、例えば、中間転写ベルト２２の幅方向両端側で濃度差が生ずる現象（片焼け現象）が発生した場合に対応できないため、幅方向両端付近に配置するのが好ましい。
【００３５】
（帯電ローラー２６の構成）
帯電ローラー２６は、例えば導電性ゴムで形成されており、感光体ドラム２０に当接するように配置されている。そして、図２に示すように、感光体ドラム２０が時計回り方向に回転すると、感光体ドラム２０の表面に接触する帯電ローラー２６が反時計回り方向に従動回転する。このとき、帯電ローラー２６に所定の電圧を印加することにより、感光体ドラム２０の表面が一様に帯電されることとなる。また、帯電ローラー２６の回転に伴い、帯電ローラー２６に接触する帯電クリーニングローラー（図示せず）が時計回り方向に従動回転して帯電ローラー２６の表面に付着した異物を除去する。
【００３６】
（クリーニング装置２８の構成）
クリーニング装置２８は、記録紙幅方向（記録紙搬送方向に直交する方向）に奥行きのあるクリーニングハウジング４０と、クリーニングハウジング４０の内部下方寄りに配置されて図２において時計回り方向に回転することで記録紙幅方向の一方に回収トナーを搬送して廃トナー容器（図示せず）へと送り出す回収スパイラル４１と、クリーニングハウジング４０の外部下方寄りに取り付けられたクリーニングブレード４２と、クリーニングハウジング４０の内部上方寄りに配置されて感光体ドラム２０の表面と接触する摺擦ローラー（クリーニングローラー）４３と、摺擦ローラー４３の上方に配置されて摺擦ローラー４３の表面と接触するスクレーパー４４とを備えている。
【００３７】
クリーニングブレード４２は、ウレタンゴム等から構成されている。クリーニングブレード４２は、感光体ドラム２０の回転軸よりも下方から感光体ドラム２０の表面に先端が当接するように配置されている。この際、クリーニングブレード４２の先端は、感光体ドラム２０の回転方向（図２の矢印参照）に対してカウンター方向に当接している。なお、クリーニングブレード４２の端部と感光体ドラム２０の表面との接触部分が「圧接部」である。
【００３８】
摺擦ローラー４３は、感光体ドラム２０の表面から廃トナーを回収すると共に、摺擦ローラー４３の表面に付着した廃トナーによって感光体ドラム２０の表面を研磨する。このため、摺擦ローラー４３は、廃トナーの保持性を高く維持するために発泡ゴム（例えば、カーボン含有導電性発泡ＥＰＤＭ）を用いて記録紙幅方向に延びる円筒形状に構成され、クリーニングブレード４２の先端よりも感光体ドラム２０の回転方向上流側に配置される。また、摺擦ローラー４３の回転方向は感光体ドラム２０の回転方向とは逆方向である。スクレーパー４４は、耐久性を確保した薄肉板金製のものが用いられており、摺擦ローラー４３の表面付着トナーの付着量を均一にするために、摺擦ローラー４３の回転方向下流側にカウンター方向で先端が当接している。
【００３９】
（除電装置２９の構成）
除電装置２９は、感光体ドラム２０の回転方向に沿って、クリーニング装置２８の下流側に配置されている。除電装置２９にはＬＥＤ（発光ダイオード）が用いられ、必要に応じて反射板が設けられる。除電装置２９は、除電光（イレース光）を感光体ドラム２０に照射することにより、その表面の帯電電荷を除去し、次回の画像形成動作時における帯電工程のための準備を整える。
【００４０】
２．制御部
次に、本実施形態の画像形成装置１１の制御について説明する。図３は、画像形成装置に用いられる制御部５０の説明図である。画像形成装置１１は、各装置の様々な制御がなされるため、装置全体の制御は複雑なものとなる。そこで、ここでは制御経路のうち、本発明の実施に必要となる部分を重点的に説明する。
【００４１】
制御部５０は、主に、各感光体ドラム２０の回転駆動を制御したり、現像装置２１に印加する現像バイアス、一次転写ローラー２７に印加する一次転写バイアスや帯電ローラー２６に印加する帯電バイアスを制御したり、露光ユニット２５から出射されるレーザー光Ｐ（図１参照）のパワー等を制御したり、除電装置２９のイレース光量を制御したりする他、感光体ドラム２０とクリーニングブレード４２の圧接部との間に溜まるトナー量の調整を制御する。このトナー量の調整制御を、以下では「トナー量調整制御」とする。
【００４２】
制御部５０は、トナー量調整制御において感光体ドラム２０の表面の算術平均粗さＲａが３０ｎｍ以上又は１０ｎｍ以下の場合は、算術平均粗さＲａが１０ｎｍより大きく且つ３０ｎｍよりも小さい範囲内にある場合に比べて、トナーの供給量が多くなるように制御している。
【００４３】
算術平均粗さＲａが３０ｎｍ以上の場合、即ち表面の凹凸が大きい場合にトナー量を増やして供給することで、感光体ドラム２０上に存在する外添剤と供給されたトナーとの間に作用する粒子間力（ファンデルワールス力、線電気力）により外添剤がトナーに吸着される。その結果、感光体ドラム２０とクリーニングブレード４２の圧接部における外添剤の堰き止め効果が上昇し、感光体ドラム２０とクリーニングブレード４２との隙間からの外添剤のすり抜けを防止することができる。従って、帯電ローラー２６の汚染が抑制され、帯電ムラのない良好な画像が得られる。なお、算術平均粗さＲａが３０ｎｍ以上としているのは、２０ｎｍ未満では感光体ドラム２０とクリーニングブレード４２の圧接部との隙間が小さく、圧接部での外添剤のすり抜けが生じ難くいためである。
【００４４】
また、算術平均粗さＲａが１０ｎｍ以下の場合にトナー量を増やして供給することで、供給されたトナーが潤滑剤として機能し、圧接部での摩擦力を低下させることができる。なお、算術平均粗さＲａが１０ｎｍ以下としているのは、１０ｎｍより大きいと感光体ドラム２０とクリーニングブレード４２との摩擦力が小さく、クリーニングブレード４２が反転したり、振動したりすることが少ないためである。
【００４５】
制御部５０は、中央演算処理手段としてのＣＰＵ５１、読み出し専用の記憶部であるＲＯＭ５２、読み書き自在の記憶部であるＲＡＭ５３、一時的に画像データ等を記憶するＨＤＤ５４、カウンター５５、感光体ドラム２０等の駆動モーター４８を駆動・制御するためのモーター駆動ドライバー５６、駆動モーター４８のトルクを検出するトルク検出部５７、現像装置２１に対して現像バイアスを印加する現像バイアス回路５８、帯電ローラー２６に対して帯電バイアスを印加する帯電バイアス回路５９、一次転写ローラー２７や二次転写部１７に対して転写バイアスを印加する転写バイアス回路６０等を有している。
【００４６】
ＲＯＭ５２には、画像形成装置１１の制御用プログラムや、制御上の必要な数値、データ等が収められている。ＲＡＭ５３には、画像形成装置１１の制御途中で発生した必要なデータや、画像形成装置１１の制御に一時的に必要となるデータ等が記憶される。ＲＯＭ５２、ＲＡＭ５３またはＨＤＤ５４の記憶部には、後述するトナー吐出量調整制御に用いるトナー供給量等が格納されている。
【００４７】
３．画像形成手順
次に、画像形成装置１１の画像形成手順について説明する。パーソナルコンピューター等の外部接続機器から画像データが入力されると、ＣＰＵ５１は、先ず、帯電バイアス回路５９を介して帯電ローラー２６に帯電バイアスを印加し、帯電ローラー２６によって感光体ドラム２０の表面を一様に帯電させる。次いで露光ユニット２５によって感光体ドラム２０の表面にレーザー光Ｐを照射する。これにより、受け付けたジョブの画像データに対応した静電潜像が各感光体ドラム２０上に形成される。
【００４８】
ＣＰＵ５１は、現像バイアス回路５８を介して、磁気ローラー３４と現像ローラー３５に電位差のあるバイアス電圧を印加する。これにより、現像ローラー３５にトナー薄層が形成される。そして、現像ローラー３５と感光体ドラム２０との電位差により現像ローラー３５上のトナーが感光体ドラム２０側に飛翔し、感光体ドラム２０の表面に静電潜像に応じたトナー像が形成される。現像装置２１には、それぞれイエロー、マゼンタ、シアン及びブラックの各色のトナーを含む二成分現像剤（以下、単に現像剤ともいう）が所定量充填されている。なお、後述のトナー像の形成によって各現像装置２１内に充填された二成分現像剤中のトナーの割合が規定値を下回った場合にはトナーコンテナ１９から各現像装置２１にトナーが補給される。
【００４９】
一方、画像形成処理部１５でのトナー像の形成タイミングに合わせて給紙カセット１３（又は手差しトレイ）から記録紙が給送され、記録紙搬送経路１６を通ってレジストローラー対３０ａに搬送される。
【００５０】
そして、ＣＰＵ５１は、転写バイアス回路６０を介して一次転写ローラー２７にトナーと逆極性（正帯電トナーを用いる場合は負極性）の転写バイアスを印加する。これにより、一次転写ローラー２７と各感光体ドラム２０との間に所定の電界が付与され、各感光体ドラム２０上のイエロー、マゼンタ、シアン及びブラックのトナー像が中間転写ベルト２２上に一次転写される。これらの４色の画像は、所定のフルカラー画像形成のために予め定められた所定の位置関係をもって形成される。次に、ＣＰＵ５１は、転写バイアス回路６０を介して二次転写部１７に負極性の転写バイアスを印加する。これにより、中間転写ベルト２２上のトナー像がレジストローラー対３０ａから搬送されてくる記録紙に転写される。その後、引き続き行われる新たな静電潜像の形成に備え、一次転写後に感光体ドラム２０の表面に残留したトナー等がクリーニング装置２８により除去される。また、感光体ドラム２０表面の残留電荷が除電装置２９により除去される。
【００５１】
中間転写ベルト２２が図１の反時計回り方向に回転を開始すると、記録紙がレジストローラー対３０ａから中間転写ベルト２２に隣接して設けられた二次転写部１７へ所定のタイミングで搬送され、中間転写ベルト２２上のフルカラー画像が記録紙上に二次転写される。トナー像が二次転写された記録紙は定着部１８へと搬送される。なお、中間転写ベルト２２の表面に付着した残トナー等はベルトクリーニング装置２４により除去される。
【００５２】
定着部１８に搬送された記録紙は、加熱及び加圧されてトナー像が記録紙の表面に定着され、所定のフルカラー画像が形成される。フルカラー画像が形成された記録紙は記録紙搬送経路１６の終端部へと案内され、排出ローラー対３０ｂによってプリンター本体１２の上面を兼ねる排出トレイ１２ａ上に排出される。
【００５３】
＜第１実施形態＞
本発明の画像形成装置１１は、低印字率での印字が所定枚数連続して行われたとき等、クリーニングブレード４２と感光体ドラム２０の表面との摩擦抵抗が上昇した場合に、現像装置２１内の現像ローラー３５上のトナーを感光体ドラム２０側に強制吐出して、クリーニング装置２８のクリーニングブレード４２に供給し、クリーニングブレード４２と感光体ドラム２０の表面との摩擦を抑制する摩擦抵抗抑制処理を実行可能に構成されている。以下、本発明の第１実施形態に係る画像形成装置１１の摩擦抵抗抑制処理及びそれに関連する制御について説明する。
【００５４】
（１）感光体ドラム２０の駆動トルク検出
ＣＰＵ５１は、モーター駆動ドライバー５６を介して感光体ドラム２０を回転させる駆動モーター（駆動装置）４８を制御すると共に、駆動モーター４８のトルクを検出するトルク検出部５７からの検出値に取得する。本実施形態においては、トルク検出部５７は、駆動モーター４８の出力電流値を検出している。つまり、トルクの指標として駆動モーター４８の出力電流値を用いる。なお、駆動モーター４８のトルクを検出する手段は、駆動モーター４８に過剰な負荷がかかって駆動モーター４８が破損するのを防ぐために、画像形成装置１１には通常備えられている。
【００５５】
（２）感光体ドラム２０の使用初期における表面状態
本実施形態の画像形成装置１１に用いられる感光体ドラム２０は、使用初期における感光層表面の算術平均粗さＲａが２０［ｎｍ］以上１００［ｎｍ］以下の範囲内にあり、十点平均粗さＲｚが０．２［μｍ］以上１．０［μｍ］以下の範囲内にあり、凹凸の平均間隔Ｓｍが２０［μｍ］以下であり、凹凸の平均間隔Ｓｍ［μｍ］に対する算術平均粗さＲａ［ｎｍ］の比（Ｒａ［ｎｍ］／Ｓｍ［μｍ］）が３以上、スキューネスＲｓｋが０．３以上である表面粗さを有することが好ましい。なお、本明細書において、感光体ドラム２０の使用初期とは、耐久印字前の新品の状態をいう。また、上記の表面状態は、少なくとも感光体ドラム２０の使用初期（使用開始時の状態であり、換言すると、工場出荷後の状態である。）に有していればよい。算術平均粗さＲａ、十点平均粗さＲｚ、平均間隔Ｓｍは触針式２次元粗さ測定器を用いて１９９４年版のＪＩＳＢ０６０１で規定されている表面粗さ測定法により測定される。
【００５６】
（２−１）算術平均粗さＲａ
算術平均粗さＲａが２０［ｎｍ］より小さい場合、長期間の使用によりクリーニングブレード４２が摩耗し、画像不良に至る外添剤のすり抜け量が多くなる。算術平均粗さＲａが１００［ｎｍ］より大きい場合、初期より外添剤のすり抜け量が多く、耐久印字の比較的早い段階から帯電ローラー２６の汚染が始まってしまい、長期間の使用が困難となる。従って、使用初期における感光層表面の算術平均粗さＲａは、２０［ｎｍ］以上１００［ｎｍ］以下の範囲内にあることが好ましい。
【００５７】
（２−２）十点平均粗さＲｚ
感光体ドラム２０の使用初期における感光層表面の算術平均粗さＲａが、２０［ｎｍ］以上１００［ｎｍ］以下の範囲にある場合、感光体ドラム２０の使用初期における感光層表面の十点平均粗さＲｚは、０．２［μｍ］以上１．０［μｍ］以下の範囲にあることが好ましい。
【００５８】
これは、算術平均粗さＲａが上記範囲内にあっても、大きな凹凸が存在する場合、クリーニングブレード４２はある程度変形するものの感光ドラム２０表面に追従できず、感光体ドラム２０とクリーニングブレード４２との間に生じる隙間が大きくなる傾向にあり、これを防ぐための規定である。なお、感光体ドラム２０とクリーニングブレード４２との間隔が大きくなると、外添剤等のすり抜けが発生する。
【００５９】
換言すると、大きな凸部分が感光体ドラム２０の表面に存在して、この凸部分の先端がクリーニングブレード４２に接触してしまうと、大きな凸部分の間に位置する凹部分がクリーニングブレード４２と接触しないことになり、算術平均粗さＲａの大きさを規定した意味がなくなるからである。つまり、感光体ドラム２０の表面は、突飛的な凹凸が存在せず、微小な凹凸が存在するのが好ましく、この条件を十点平均粗さＲｚと算術平均粗さＲａとで規定している。なお、突飛的な凹凸が存在しないことを十点平均粗さＲｚで規定している。
【００６０】
（２−３）凹凸の平均間隔Ｓｍ
算術平均粗さＲａや十点平均粗さＲｚが上記範囲内にあったとしても、大きな凸部分が離れて存在する場合、クリーニングブレード４２は大きな凸部分に接触する（支持される）ことになる。ここでは、大きな凸部分が離れているか否かの判断に凹凸の平均間隔Ｓｍを利用している。
【００６１】
クリーニングブレード４２は、弾性変形可能であり、大きな凸（部分）間では感光体ドラム２０に接触するように変形する。特に、凸部分の間隔が広い場合はクリーニングブレード４２と感光体ドラム２０との接触面積が増大することとなる。接触面積が増大すると、クリーニングブレード４２との摩擦により感光体ドラム２０の駆動トルクが増大すると共に、クリーニングブレード４２の摩耗がひどくなり、やがて、クリーニングブレード４２のスティックスリップを生じ、外添剤のすり抜けが生じたり、クリーニングブレード４２のエッジが欠損したりする。なお、クリーニングブレード４２のエッジが欠損すると、良好な画像が得られないのは言うまでもない。
【００６２】
また、平均間隔Ｓｍが大きくなると、凸部分（山）が大きく（山の裾が広く）なり、長期使用により凸部分の頂部が摩耗すると、頂部に広い平坦部分が生じ、クリーニングブレード４２との接触面積が増大してしまう。従って、感光体ドラム２０の使用初期における感光層表面の算術平均粗さＲａが２０［ｎｍ］以上１００［ｎｍ］以下の範囲であり、十点平均粗さＲｚが０．２［μｍ］以上１．０［μｍ］以下の範囲にある場合、凹凸の平均間隔Ｓｍは２０［μｍ］以下であることが好ましい。
【００６３】
表面粗さが上記範囲を満たすような凹凸を、感光層表面に感光体ドラム２０の軸方向及び周方向に不規則的に形成することで、感光体ドラム２０とクリーニングブレード４２との摩擦を低減し、感光体ドラム２０の駆動トルク及びクリーニングブレード４２のエッジの摩耗の低減を達成することができる。特に、Ｒａ［ｎｍ］／Ｓｍ［μｍ］≧３を満たすことで、平均間隔Ｓｍに対して３倍以上の高さ（深さ）を有する凹凸形状となるため、感光体ドラム２０とクリーニングブレード４２との接触面積が減少し、摩擦が効果的に低減される。上記範囲を満たすような感光層表面の凹凸は、例えば、支持体としてのアルミ等の金属筒（アルミ素管等）の外周面に、ブラスト加工等により粗面化処理を行った後、その表面にアモルファスシリコン層（感光層）を形成することにより調整することができる。
【００６４】
（２−４）スキューネスＲｓｋ
また、スキューネスＲｓｋ≧０．３を満たすことで、感光体ドラム２０とクリーニングブレード４２との接触面積が減少し、摩擦が効果的に低減される。スキューネスＲｓｋが０．３以上である表面粗さを有する。算術平均粗さＲａ、十点平均粗さＲｚ、平均間隔Ｓｍの測定方法は第１、第２実施形態と同様である。
【００６５】
ここで、スキューネスＲｓｋとは表面粗さの強弱を表すパラメーターの一つであり、平均線を中心としたときの山部と谷部の対称性（凹凸のゆがみ度）を表し、以下の式（１）のように二乗平均平方根高さＲｑの三乗によって無次元化した基準長さにおいて、Ｚ（ｘ）の三乗平均で表される。
・・・（１）
【００６６】
Ｒｓｋが０より大きいときは、図４に示すように凹凸は平均線Ｌに対して下側に偏った形状となる 。一方、Ｒｓｋが０より小さいときは、図５に示すように凹凸は平均線に対して上側に偏った形状となる。つまり、感光層のスキューネスＲｓｋが０より大きい方がクリーニングブレード４２に対してより点接触となるため、接触面積が減少すると考えられる。
【００６７】
（２−５）ＤＵＨ硬度
感光体ドラム２０の使用初期における感光層のＤＵＨ硬度が５００［ｋｇｆ／ｍｍ2］以上１２００［ｋｇｆ／ｍｍ2］以下の範囲にあることが好ましい。ＤＵＨ硬度が５００［ｋｇｆ／ｍｍ2］より小になると、クリーニングブレード４２や摺擦ローラー４３との接触により、感光体ドラム２０の感光層が摩耗しやすく、長期間の使用ができないからである。この観点からは、ＤＵＨ硬度が高い方が好ましい。このため、ＤＵＨ硬度の上限は、現在使用することができる最も硬度の高い感光層の硬度で規定されている。なお、ＤＵＨ硬度とは、ダイナミック超微小硬度計（ＤＵＨシリーズ、島津製作所社製）により測定された押しこみ硬度（マルテンス硬度）を指す。
【００６８】
（２−６）凹凸の形態
ドラム表面の凹凸は、感光体ドラム２０の軸方向及び周方向に不規則的に存在するのが好ましい。不規則的とは、ある面内の任意の一方向で凹凸を見たときに、凹凸の存在に一定の規則性がないことをいう。
【００６９】
（２−７）領域
算術平均粗さＲａ、十点平均粗さＲｚ及び平均間隔Ｓｍは、感光体ドラム２０の表面における画像形成領域の全域において、上記範囲であることが好ましい。
【００７０】
（２−８）トナー外添剤
トナーには外添剤として導電性研磨微粒子である酸化チタンやシリカが外添されているが、感光層表面の算術平均粗さＲａが大きい場合は、クリーニングブレード４２が追従できない凹凸の隙間から外添剤がすり抜けていく。そのため、本実施形態の感光体ドラム２０に用いるトナーの外添剤は平均一次粒子径が１０ｎｍ以上であることが好ましい。
【００７１】
（３）感光体ドラム２０表面へのトナー吐出
現像装置２１から感光体ドラム２０へトナー吐出を行う場合、制御部５０は、上記の画像形成と同様な制御を行うが、感光体ドラム２０上のトナー画像が中間転写ベルト２２に転写されないように転写バイアス回路６０を制御する。具体的には、ＣＰＵ５１は、一次転写ローラー２７にトナーと同極性（ここでは正極性）の転写バイアスを印加するように転写バイアス回路６０に指示している。
【００７２】
感光体ドラム２０に吐出されるトナー像の形状（トナー吐出パターン）は、特に限定するものでないが、例えば、感光体ドラム２０の周方向に所定の幅を有する帯状に供給される。このトナー吐出パターンは、感光体ドラム２０に形成される静電潜像の形状を帯状とすることで実施できる。
【００７３】
（４）トナー吐出量調整制御
本実施形態においては、ＣＰＵ５１は、感光体ドラム２０の表面状態に応じて摩擦抵抗抑制処理の実行時に感光体ドラム２０に吐出するトナー量を調整する。感光体ドラム２０の表面状態は、トルク検出部５７により検出される駆動モーター４８のトルクに基づいて推測している。これは、感光体ドラム２０の使用により、表面の凸部分が研磨されて平滑化し、感光体ドラム２０とクリーニングブレード４２との摩擦によりトルクが増加するからである。なお、感光体ドラム２０の表面状態（表面の算術平均粗さＲａ）と、駆動モーター４８のトルクとの関係は予め試験等を行うことで把握できる。
【００７４】
ここでは、トルク検出部５７が検出する駆動モーター４８のトルクとトナー吐出量との関係は予め設定されており、ＲＡＭ５３やＨＤＤ５４等の記憶部に格納されている。なお、本実施形態では、印字枚数が１００枚に達する毎に摩擦抵抗抑制処理が実行されるようにしており、摩擦抵抗抑制処理が実行される毎にトナー吐出量調整制御も実行される。
【００７５】
感光体ドラム２０の表面の算術平均粗さＲａ、駆動モーター４８のトルクとトナー吐出量との対応関係の一例を表１に示す。表１は実験結果に基づいて作成されており、ここでは、帯状のトナー吐出パターンの感光体ドラム２０の周方向における長さ（トナー吐出長Ｂ［ｍｍ］）をトナー吐出量の指標としている。
【００７６】
【表１】
0006390590.tif 000002
【００７７】
表１に示すように、トルクＴが１２ｍＮｍ未満（Ｒａが３０ｎｍ以上）の場合にトナー吐出長Ｂを１５ｍｍとし、トルクＴが１２ｍＮｍ以上２０ｍＮｍ未満の場合および２０ｍＮｍ以上３０ｍＮｍ未満（Ｒａが１０ｎｍ以上３０ｎｍ未満）の場合に、それぞれトナー吐出長Ｂを５ｍｍおよび１０ｍｍとし、トルクが３０ｍＮｍ以上（Ｒａが１０ｎｍ未満）の場合にトナー吐出長を１５ｍｍとしている。ＣＰＵ５１は、トルク検出部５７から検出されたトルクに対応したトナー吐出長Ｂで感光体ドラム２０にトナーを吐出するように現像装置２１、露光ユニット２５、帯電ローラー２６等を制御する。
【００７８】
図６は、本実施形態の画像形成装置１１における摩擦抵抗抑制処理の処理内容を示すフローチャートである。なお、画像形成装置１１全体を制御する不図示のメインルーチンがあり、図６に示すフローは当該メインルーチンのサブルーチンである。図６に示す摩擦抵抗抑制処理のサブルーチンは、画像形成装置１１の電源がオンになるとスタートする。
【００７９】
ＣＰＵ５１は、先ず、印字枚数を示す変数「Ｎ」の０クリアを行い（ステップＳ１）、プリントジョブを受け付けたかどうかを監視する（ステップＳ２）。プリントジョブの受け付けは、画像形成装置１１の操作パネルを介したユーザーからの入力や、ＬＡＮやインターネット等の通信回線を介して接続されたＰＣ等からの入力により行われる。プリントジョブを受け付けていない場合は（ステップＳ２でＮｏ）、そのまま監視を継続する。
【００８０】
プリントジョブを受け付けた場合には（ステップＳ２でＹｅｓ）、ＣＰＵ５１は、変数Ｎに１を加算したものを、新たな「Ｎ」とする（ステップＳ３）。その後、印字枚数が１００枚以上に到達したか否かを判定する（ステップＳ４）。印字枚数が１００枚未満である場合は（ステップＳ４においてＮｏ）、ステップＳ２に戻る。一方、印字枚数が１００以上になった場合は（ステップＳ４においてＹｅｓ）、ＣＰＵ５１はトルク検出部５７から感光体ドラム２０を駆動する駆動モーター４８のトルクＴを取得する（ステップＳ５）。
【００８１】
次にＣＰＵ５１は、取得したトルクＴが１２ｍＮｍ未満であるか否かを判定する（ステップＳ６）。トルクＴが１２ｍＮｍ未満の場合は（ステップＳ６でＹｅｓ）、トナー供給量の指標であるトナー吐出長Ｂを１５ｍｍに設定する（ステップＳ７）。トルクＴが１２ｍＮｍ未満でない場合は（ステップＳ６でＮｏ）、トルクＴが１２ｍＮｍ以上２０ｍＮｍ未満であるか否かを判定する（ステップＳ８）。トルクＴが１２ｍＮｍ以上２０ｍＮｍ未満である場合（ステップＳ８でＹｅｓ）、トナー吐出長Ｂを５ｍｍに設定する（ステップＳ９）。
【００８２】
トルクＴが１２ｍＮｍ以上２０ｍＮｍ未満でない場合は（ステップＳ８でＮｏ）、トルクＴが２０ｍＮｍ以上３０ｍＮｍ未満であるか否かを判定する（ステップＳ１０）。トルクＴが２０ｍＮｍ以上３０ｍＮｍ未満である場合は（ステップＳ１０でＹｅｓ）、トナー吐出長Ｂを１０ｍｍに設定する（ステップＳ１１）。トルクＴが２０ｍＮｍ以上３０ｍＮｍ未満でない場合、即ち３０ｍＮｍ以上である場合は（ステップＳ１０でＮｏ）、トナー吐出長Ｂを１５ｍｍに設定する（ステップＳ１２）。
【００８３】
ＣＰＵ５１は、プリントジョブが終了したか否かを判断し（ステップＳ１３）、プリントジョブが終了している場合は（ステップＳ１３でＹｅｓ）ステップＳ７、Ｓ９、Ｓ１１、Ｓ１２で設定されたトナー吐出長Ｂで感光体ドラム２０上にトナーを吐出する（ステップＳ１４）。吐出されたトナーは感光体ドラム２０の回転によりクリーニングブレード４２及び摺擦ローラー４３に供給される。
【００８４】
その後、ステップＳ１に戻って印字枚数を示す変数「Ｎ」の０クリアを行い、以下同様の手順を繰り返す（ステップＳ１〜Ｓ１３）。なお、図６のフローにおいて、ステップＳ５〜ステップＳ１２をトナー吐出量調整制御と捉えることもできる。
【００８５】
以上説明したように、本実施形態の画像形成装置１１によると、感光体ドラム２０の表面状態に応じて感光体ドラム２０の表面の研磨に必要な最小限のトナーをクリーニングブレード４２、摺擦ローラー４３に供給可能となるため、無駄にトナーを消費することなく感光体ドラム２０表面の研磨性を向上させることができる。
【００８６】
また、本実施形態では、感光体ドラム２０を駆動する駆動モーター４８のトルクを用いて感光体ドラム２０の表面状態を推測し、推測結果に基づいてトナー吐出量を決定する。具体的には、トルクが所定値Ｔ１（図６ではＴ１＝１２ｍＮｍ）未満である場合、および所定値Ｔ２（Ｔ２＞Ｔ１、図６ではＴ２＝３０ｍＮｍ）以上である場合のトナー吐出量を、トルクがＴ１以上Ｔ２未満である場合のトナー吐出量に比べて増加させる。
【００８７】
これにより、表面の凹凸が残存しており、クリーニングブレード４２との摩擦が小さくなっている（トルクが小さくなっている）感光体ドラム２０の使用初期にトナー吐出量が増加されるため、外添剤がファンデルワールス力や静電気力によって供給されたトナーに付着する。その結果、感光体ドラム２０の表面とクリーニングブレード４２との隙間からの外添剤のすり抜けを抑制することができ、帯電ローラー２６への外添剤の付着による画質低下も抑制することができる。また、感光体ドラム２０表面に放電生成物が付着して粗面化し、クリーニングブレード４２との摩擦が小さくなっている（トルクが小さくなっている）場合にもトナー吐出量が増加されるため、感光体ドラム２０の表面への放電生成物の付着による像流れ現象を抑制することができる。
【００８８】
一方、感光体ドラム２０表面の凹凸が削られて平滑化し、クリーニングブレード４２との摩擦が大きくなってくる（トルクが大きくなってくる）と、トルクの上昇に応じてトナー吐出量を増加させるため、供給されたトナーが滑剤として機能し、クリーニングブレード４２のビビリ、欠損、スティックスリップの発生を効果的に抑制することができる。さらに、新たな装置を備えることなく感光体ドラム２０の表面状態を判定することができ、コスト抑制に資することができる。
【００８９】
＜第２実施形態＞
本発明の第２実施形態に係る画像形成装置１１の摩擦抵抗抑制処理及びそれに関連する制御について説明する。感光体ドラム２０の使用初期における表面状態や、感光体ドラム２０表面へのトナー吐出方法については第１実施形態と同様である。第２実施形態では、感光体ドラム２０の表面状態を感光体ドラム２０の使用初期からの累積印字枚数により推測している。これは、感光体ドラム２０の使用により、表面の凸部分が記録紙等により研磨されて平滑化するためである。なお、感光体ドラム２０の表面状態（表面の算術平均粗さＲａ）と累積印字枚数との関係は予め試験等を行うことで把握できる。
【００９０】
具体的には、カウンター５５がカウントする累積印字枚数とトナー供給量との関係は予め設定されており、ＲＡＭ５３やＨＤＤ５４等の記憶部に格納されている。なお、第２実施形態においても、第２実施形態と同様にトナー量調整制御は印字枚数が１００枚に達する毎に行うようにしている。
【００９１】
感光体ドラム２０の表面の算術平均粗さＲａ、累積印字枚数とトナー供給量との対応関係の一例を表２に示す。表２は、実験結果に基づいて作成されており、第１実施形態の表１と同様に、帯状のトナー吐出パターンの感光体ドラム２０の周方向における長さ（トナー吐出長Ｂ［ｍｍ］）をトナー吐出量の指標としている。
【００９２】
【表２】
0006390590.tif 000003
【００９３】
表２に示すように、累積印字枚数Ｐが１０，０００枚未満（Ｒａが３０ｎｍ以上）の場合にトナー吐出長Ｂを１５ｍｍとし、累積印字枚数Ｐが１０，０００枚以上５０，０００枚未満の場合および累積印字枚数Ｐが５０，０００枚以上５００，０００枚Ｎｍ未満（Ｒａが１０ｎｍ以上３０ｎｍ未満）の場合に、それぞれトナー吐出長Ｂを５ｍｍおよび１０ｍｍとし、累積印字枚数Ｐが５００，０００枚以上（Ｒａが１０ｎｍ未満）の場合にトナー吐出長を１５ｍｍとしている。ＣＰＵ５１は、カウンター５５によりカウントされた累積印字枚数に対応したトナー吐出長Ｂで感光体ドラム２０にトナーを吐出するように現像装置２１、露光ユニット２５、帯電ローラー２６等を制御する。
【００９４】
図７は、本実施形態の画像形成装置１１における摩擦抵抗抑制処理の処理内容を示すフローチャートである。なお、画像形成装置１１全体を制御する不図示のメインルーチンがあり、図７に示すフローは当該メインルーチンのサブルーチンである。図７に示す摩擦抵抗抑制処理のサブルーチンは、画像形成装置１１の電源がオンになるとスタートする。
【００９５】
先ず、印字枚数を示す変数「Ｎ」の０クリアを行ってから、プリントジョブを受け付けたかどうかを監視し、プリントジョブを受け付けた場合には変数Ｎに１を加算したものを新たな「Ｎ」とし、印字枚数が１００枚以上に到達したか否かを判定するまでのステップ（ステップＳ１〜Ｓ４）は図６と同様である。
【００９６】
印字枚数が１００枚未満である場合は（ステップＳ４においてＮｏ）、ステップＳ２に戻る。一方、印字枚数が１００以上になった場合は（ステップＳ４においてＹｅｓ）、ＣＰＵ５１はカウンター５５から累積印字枚数Ｐを取得する（ステップＳ１０５）。
【００９７】
次にＣＰＵ５１は、取得した累積印字枚数Ｐが１０，０００枚未満であるか否かを判定する（ステップＳ１０６）。累積印字枚数Ｐが１０，０００枚未満の場合は（ステップＳ１０６でＹｅｓ）、トナー供給量の指標であるトナー吐出長Ｂを１５ｍｍに設定する（ステップＳ１０７）。累積印字枚数Ｐが１０，０００枚未満でない場合は（ステップＳ１０６でＮｏ）、累積印字枚数Ｐが１０，０００枚以上５０，０００枚未満であるか否かを判定する（ステップＳ１０８）。累積印字枚数Ｐが１０，０００枚以上５０，０００枚未満である場合（ステップＳ１０８でＹＥＳ）、トナー吐出長Ｂを５ｍｍに設定する（ステップＳ１０９）。
【００９８】
累積印字枚数Ｐが１０，０００枚以上５０，０００枚未満でない場合は（ステップＳ１０８でＮｏ）、累積印字枚数Ｐが５０，０００枚以上５００，０００枚未満であるか否かを判定する（ステップＳ１１０）。累積印字枚数Ｐが５０，０００枚以上５００，０００枚未満である場合は（ステップＳ１１０でＹｅｓ）、トナー吐出長Ｂを１０ｍｍに設定する（ステップＳ１１１）。累積印字枚数Ｐが５０，０００枚以上５００，０００枚未満でない場合、即ち５００，０００枚以上である場合は（ステップＳ１１０でＮｏ）、トナー吐出長Ｂを１５ｍｍに設定する（ステップＳ１１２）。
【００９９】
ＣＰＵ５１は、プリントジョブが終了したか否かを判断し（ステップＳ１１３）、プリントジョブが終了している場合は（ステップＳ１１３でＹｅｓ）ステップＳ１０７、Ｓ１０９、Ｓ１１１、Ｓ１１２で設定されたトナー吐出長Ｂで感光体ドラム２０上にトナーを吐出する（ステップＳ１１４）。吐出されたトナーは感光体ドラム２０の回転によりクリーニングブレード４２及び摺擦ローラー４３に供給される。
【０１００】
その後、ステップＳ１に戻って印字枚数を示す変数「Ｎ」の０クリアを行い、以下同様の手順を繰り返す（ステップＳ１〜Ｓ１１４）。なお、図７のフローにおいて、ステップＳ１０５〜ステップＳ１１２をトナー吐出量調整制御と捉えることもできる。
【０１０１】
以上説明したように、本実施形態の画像形成装置１１によると、第１実施形態と同様に感光体ドラム２０の表面状態に応じて感光体ドラム２０の表面の研磨に必要な最小限のトナーをクリーニングブレード４２、摺擦ローラー４３に供給可能となるため、無駄にトナーを消費することなく感光体ドラム２０表面の研磨性を向上させることができる。
【０１０２】
また、本実施形態では、感光体ドラム２０の使用初期からの累積印字枚数を用いて感光体ドラム２０の表面状態を推測し、推測結果に基づいてトナー吐出量を決定する。具体的には、累積印字枚数が所定枚数Ｐ１（図７ではＰ１＝１０，０００枚）未満である場合、および所定枚数Ｐ２（Ｐ２＞Ｐ１、図７ではＰ２＝５００，０００枚）以上である場合のトナー吐出量を、累積印字枚数がＰ１以上Ｐ２未満である場合のトナー吐出量に比べて増加させる。
【０１０３】
これにより、累積印字枚数が少なく、感光体ドラム２０表面の凹凸が残存している場合にトナー吐出量を増加させることで、外添剤をファンデルワールス力や静電気力によって供給されたトナーに付着させることができる。その結果、感光体ドラム２０の表面の凹凸とクリーニングブレード４２との隙間からの外添剤のすり抜けを抑制することができ、帯電ローラー２６への外添剤の付着による画質低下も抑制することができる。
【０１０４】
一方、累積印字枚数が多く、感光体ドラム２０表面の凹凸が記録紙により削られて平滑化し、クリーニングブレード４２との摩擦が大きくなっている場合にトナー吐出量を増加させることで、感光体ドラム２０とクリーニングブレード４２との摩擦力を低減することができる。その結果、感光体ドラム２０の表面への放電生成物の付着による像流れ現象や、表面摩擦抵抗の上昇による中間転写ベルト２２への転写（一次転写）効率の低下、クリーニングブレード筋による画像劣化、クリーニングブレード４２のビビリ、欠損、スティックスリップの発生が効果的に抑制される。さらに、新たな装置を備えることなく感光体ドラム２０の表面状態を判定することができ、コスト抑制に資することができる。
【０１０５】
＜変形例＞
以上、本発明の画像形成装置１１について実施形態を例に説明したが、本発明は上記実施形態に限られるものではなく、例えば、以下のような変形例であってもよい。また、実施形態と変形例、変形例同士を組み合わせたものであってもよい。また、実施形態に記載していていない例や、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更があっても本発明に含まれる。
【０１０６】
（変形例１）駆動モーター３６のトルクを検出する方法は、駆動モーター３６の出力電流値の検出に限られず、トルクセンサーにより駆動モーター３６の回転軸のトルクを直接検出してもよい。
（変形例２）累積印字枚数を計数する方法は、カウンター５５による計数に限られるものではなく、例えば、ＲＡＭ５３等でその回数を記憶するようにしてもよい。
（変形例３）摩擦抵抗抑制処理において感光体ドラム２９上に形成するトナー吐出パターンは、感光体ドラム２０の軸方向に延びる帯状に限定するものではなく、例えば、ジグザグ状をした帯状、複数列の千鳥状に配されたドット状、複数列の帯状であってもよい。
（変形例４）トナー吐出量調整制御におけるトナー吐出量の調整は、帯状をしたトナー吐出パターンの吐出長でおこなっているが、例えば、トナー像の厚みを調整することで行ってもよい。この場合、磁気ローラー３４に印加するＶｍａｇ（ＤＣ）と現像ローラー３５に印加するＶｓｌｖ（ＤＣ）とを調節することで実施できる。
（変形例５）摩擦抵抗抑制処理は、印字枚数１００枚毎に行っているが、例えば、所定の駆動時間経過後や連続印字動作の終了時、画像形成装置のセットアップ時やスリープモード（省電力モード）からの復帰時に行うようにしてもよい。
（変形例６）像担持体は、円筒状の支持体の表面に感光層が形成されてなる感光体ドラム２０に限定するものでなく、例えば、板状の支持体の表面に感光層が形成されたものを利用することもできる。また、クリーニング部材は、平板状のクレーニングブレード４２に限定するものでなく、例えば、柱状であってもよい。
【産業上の利用可能性】
【０１０７】
本発明は、表面にトナー像が形成される像担持体を備えた画像形成装置に利用可能である。本発明の利用により、クリーニング部材の反転や振動、磨耗を抑制し、長期間にわたって像担持体のクリーニングを安定して行うことができる画像形成装置を提供することができる。
【符号の説明】
【０１０８】
１１      画像形成装置
２０      感光体ドラム（像担持体）
２１      現像装置
２６      帯電ローラー（帯電部材）
２８      クリーニング装置
４２      クリーニングブレード（クリーニング部材）
４３      摺擦ローラー（クリーニング部材）
４８      駆動モーター（駆動装置）
５０      制御部
５２      ＲＯＭ
５４      ＨＤＤ
５５      カウンター（印字枚数カウント部）
５７      トルク検出部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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