(57)【要約】【課題】像担持体の膜厚が均一にならなくなることを抑制できる画像形成装置を提供することである。【解決手段】本発明に係る画像形成装置は、前記本体には、前記供給部材に対して前記トナー、前記研磨剤及び前記滑材を供給するための供給位置が設けられており、前記供給部材は、前記供給位置から供給された前記トナー、前記研磨剤及び前記滑材を、前記所定方向に向かって搬送しながら前記現像ローラに供給し、前記制御部は、前記像担持体において前記現像ローラと対向し得る対向領域の内の前記所定方向において前記供給位置に最も近い所定位置から該所定方向に向かって離れるにしたがって該像担持体に付着しているトナーの量が少なくなるトナーパッチを、前記静電潜像形成部及び前記現像装置に形成させ、前記クリーナは、前記トナーパッチを前記像担持体から除去すること、を特徴とする。【選択図】図４
2016126189.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定方向に延在する回転軸の周囲を回転する像担持体と、
前記像担持体に静電潜像を形成する静電潜像形成部と、
トナー、前記像担持体を研磨する研磨剤及び該像担持体の摩擦係数を低下させる滑材を収容する本体と、該像担持体に対向する現像ローラと、該現像ローラに対向する供給部材と、を含む現像装置と、
クリーナと、
制御部と、
を備えており、
前記本体には、前記供給部材に対して前記トナー、前記研磨剤及び前記滑材を供給するための供給位置が設けられており、
前記供給部材は、前記供給位置から供給された前記トナー、前記研磨剤及び前記滑材を、前記所定方向に向かって搬送しながら前記現像ローラに供給し、
前記現像ローラは、前記供給部材により供給された前記トナー、前記研磨剤及び前記滑材を前記像担持体に供給することにより、前記静電潜像を現像し、
前記制御部は、前記像担持体において前記現像ローラと対向し得る対向領域の内の前記所定方向において前記供給位置に最も近い所定位置から該所定方向に向かって離れるにしたがって該像担持体に付着しているトナーの量が少なくなるトナーパッチを、前記静電潜像形成部及び前記現像装置に形成させ、
前記クリーナは、前記トナーパッチを前記像担持体から除去すること、
を特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記像担持体の回転方向における前記トナーパッチの長さは、前記所定位置から前記所定方向に向かって離れるにしたがって短くなっていること、
を特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記トナーパッチのトナー濃度は、前記所定位置から前記所定方向に向かって離れるにしたがって小さくなっていること、
を特徴とする請求項１又は請求項２のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記制御部は、前記現像ローラの回転数の総和に応じて、前記トナーパッチに使用するトナーの量を変化させること、
を特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記制御部は、前記現像ローラの回転数の総和に応じて、前記トナーパッチを形成する頻度を変化させること、
を特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記トナーパッチは、前記像担持体の前記所定方向の中央よりも該所定方向の反対方向の領域に形成されること、
を特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記トナーパッチは、前記像担持体において前記対向領域の前記所定方向の全体にわたって延在していること、
を特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項８】
前記滑材及び前記研磨材は、前記トナーに付着しており、
前記滑材は、前記研磨剤よりも前記トナーから分離しやすいこと、
を特徴とする請求項１ないし請求項７のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項９】
前記所定位置は、前記像担持体において、前記現像ローラにおける前記所定方向の反対方向の端部と対向する位置であること、
を特徴とする請求項１ないし請求項８のいずれか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、画像形成装置に関し、特に、トナー画像を形成する画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の画像形成装置に関する発明としては、例えば、特許文献１に記載の現像装置が知られている。現像装置では、トナーに対してシリカ微粒子、チタン酸ストロンチウム及びステアリン酸塩を添加している。シリカ微粒子は、トナーの流動性を向上させるための流動性微粒子として機能し、チタン酸ストロンチウムは、研磨剤として機能する。また、ステアリン酸塩は、シリカ微粒子が像端持体の表面に付着することを防止する滑材として機能する。
【０００３】
ところで、特許文献１に記載の現像装置では、使用に伴って、像担持体の膜厚が主走査方向において均一にならなくなるという問題がある。図１０は、像担持体の位置と摩擦係数との関係を示したグラフである。図１１は、像担持体の位置と像担持体の膜厚との関係を示したグラフである。図１０において、縦軸は摩擦係数を示し、横軸は像担持体の位置を示す。図１１において、縦軸は膜厚を示し、横軸は像担持体の位置を示す。
【０００４】
より詳細には、現像装置内には、シリカ微粒子、チタン酸ストロンチウム及びステアリン酸塩が添加されたトナー及びキャリアからなる現像剤が収容されている。また、現像装置は、第１の撹拌搬送部材、第２の撹拌搬送部材及び現像剤搬送部材を備えている。第１の撹拌搬送部材及び第２の撹拌搬送部材は、主走査方向に延在しており、現像剤を混合撹拌しながら、現像装置内を循環させている。現像剤搬送部材は、第１の撹拌搬送部材と対向しており、第１の撹拌搬送部材から現像剤の供給を受けると共に、トナーにより像担持体の静電潜像を現像する。
【０００５】
以上のような現像装置では、ステアリン酸塩は、チタン酸ストロンチウムよりも、トナーから分離しやすい。そのため、第１の撹拌搬送部材による現像剤の搬送において、多量のステアリン酸塩が、第１の撹拌搬送部材の現像剤の搬送方向（以下、単に搬送方向と呼ぶ）の上流側においてトナーから分離する。そのため、搬送方向の上流側では、現像剤搬送部材が保持している現像剤は、ステアリン酸塩を相対的に多く含んでいる。一方、搬送方向の下流側では、現像剤搬送部材が保持している現像剤は、ステアリン酸塩を相対的に少なく含んでいる。したがって、搬送方向の上流側では、像担持体にステアリン酸塩が相対的に多く含まれたトナーが供給され、搬送方向の下流側では、像担持体にステアリン酸塩が相対的に少なく含まれたトナーが供給される。
【０００６】
ステアリン酸塩の付着量が相対的に多い場合には、像担持体の摩擦係数が相対的に大きくなり、ステアリン酸塩の付着量が相対的に少ない場合には、像担持体の摩擦係数が相対的に小さくなる。したがって、図１０に示すように、搬送方向の上流側では、像担持体の摩擦係数が相対的に小さくなり、搬送方向の下流側では、像担持体の摩擦係数が相対的に大きくなる。像担持体の摩擦係数が大きくなるにしたがって、像担持体をクリーナブレード等でクリーニングする際に、像担持体の表面が削られる量が多くなる。そのため、特許文献１に記載の現像装置では、図１１に示すように、搬送方向の上流側では、像担持体の表面が大きく削られず像担持体の膜厚が相対的に厚くなり、搬送方向の下流側では、像担持体の表面が大きく削られて像担持体の膜厚が相対的に薄くなる。すなわち、使用に伴って、像担持体の膜厚が主走査方向において均一にならなくなる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００１−３１２１３２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
そこで、本発明の目的は、像担持体の膜厚が均一にならなくなることを抑制できる画像形成装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の一形態に係る画像形成装置は、所定方向に延在する回転軸の周囲を回転する像担持体と、前記像担持体に静電潜像を形成する静電潜像形成部と、トナー、前記像担持体を研磨する研磨剤及び該像担持体の摩擦係数を低下させる滑材を収容する本体と、該像担持体に対向する現像ローラと、該現像ローラに対向する供給部材と、を含む現像装置と、クリーナと、制御部と、を備えており、前記本体には、前記供給部材に対して前記トナー、前記研磨剤及び前記滑材を供給するための供給位置が設けられており、前記供給部材は、前記供給位置から供給された前記トナー、前記研磨剤及び前記滑材を、前記所定方向に向かって搬送しながら前記現像ローラに供給し、前記現像ローラは、前記供給部材により供給された前記トナー、前記研磨剤及び前記滑材を前記像担持体に供給することにより、前記静電潜像を現像し、前記制御部は、前記像担持体において前記現像ローラと対向し得る対向領域の内の前記所定方向において前記供給位置に最も近い所定位置から該所定方向に向かって離れるにしたがって該像担持体に付着しているトナーの量が少なくなるトナーパッチを、前記静電潜像形成部及び前記現像装置に形成させ、前記クリーナは、前記トナーパッチを前記像担持体から除去すること、を特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、像担持体の膜厚が均一にならなくなることを抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】画像形成装置１の概略構成を示した図である。
【図２】前後方向に垂直な面における現像装置７Ｙの断面構造図である。
【図３】図２の現像装置７ＹのＡ−Ａにおける断面構造図である。
【図４】感光体ドラム４Ｙに形成されるトナーパッチＴＰを示した図である。
【図５】第１のサンプルの摩擦係数の分布を示したグラフである。
【図６】第２のサンプルの摩擦係数の分布を示したグラフである。
【図７】感光体ドラム４Ｙに形成されるトナーパッチＴＰを示した図である。
【図８Ａ】トナーパッチＴＰ１を示した図である。
【図８Ｂ】トナーパッチＴＰ２を示した図である。
【図８Ｃ】トナーパッチＴＰ３を示した図である。
【図９】感光体ドラム４Ｙに形成されるトナーパッチＴＰを示した図である。
【図１０】像担持体の位置と摩擦係数との関係を示したグラフである。
【図１１】像担持体の位置と像担持体の膜厚との関係を示したグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下に、本発明の一実施形態に係る画像形成装置について図面を参照しながら説明する。
【００１３】
（画像形成装置の構成）
以下に、本発明の実施形態に係る画像形成装置について図面を参照しながら説明する。図１は、画像形成装置１の概略構成を示した図である。図１において、紙面の左右方向を単に左右方向と呼び、紙面の前後方向を単に前後方向と呼び、紙面の上下方向を単に上下方向と呼ぶ。前後方向は、主走査方向に相当する。
【００１４】
画像形成装置１は、電子写真方式によるカラープリンタであって、いわゆるタンデム式で４色（Ｙ：イエロー、Ｍ：マゼンタ、Ｃ：シアン、Ｋ：ブラック）の画像を合成するように構成したものである。該画像形成装置１は、スキャナにより読み取った画像データに基づいて、用紙（印刷媒体）に画像を形成する機能を有し、図１に示すように、印刷部２、定着装置２０及び制御部１００を備えている。なお、図１では、給紙カセット、タイミングローラ対等については、省略してある。
【００１５】
印刷部２は、給紙カセットから供給されてくる用紙にトナー画像を形成し、作像ユニット２２Ｙ，２２Ｍ，２２Ｃ，２２Ｋ、転写部８Ｙ，８Ｍ，８Ｃ，８Ｋ、中間転写ベルト１１、駆動ローラ１２、従動ローラ１３及び２次転写ローラ１４を含んでいる。また、作像ユニット２２Ｙ，２２Ｍ，２２Ｃ，２２Ｋは、感光体ドラム４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｋ、帯電器５Ｙ，５Ｍ，５Ｃ，５Ｋ、光走査装置６Ｙ，６Ｍ，６Ｃ，６Ｋ、現像装置７Ｙ，７Ｍ，７Ｃ，７Ｋ及びクリーナ９Ｙ，９Ｍ，９Ｃ，９Ｋを含んでいる。
【００１６】
感光体ドラム４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｋ（像担持体の一例）は、円筒形状をなしている。感光体ドラム４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｋは、図１において、前後方向に延在する回転軸の周囲を時計回りに回転させられる。帯電器５Ｙ，５Ｍ，５Ｃ，５Ｋは、感光体ドラム４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｋの周面を帯電させる。光走査装置６Ｙ，６Ｍ，６Ｃ，６Ｋは、制御部１００の制御により、感光体ドラム４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｋの周面に対してビームＢＹ，ＢＭ，ＢＣ，ＢＫを走査する。これにより、感光体ドラム４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｋの周面には静電潜像が形成される。すなわち、帯電器５Ｙ，５Ｍ，５Ｃ，５Ｋ及び光走査装置６Ｙ，６Ｍ，６Ｃ，６Ｋはそれぞれ、感光体ドラム４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｋに静電潜像を形成する静電潜像形成部として機能する。
【００１７】
現像装置７Ｙ，７Ｍ，７Ｃ，７Ｋは、感光体ドラム４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｋにトナーを付与して、静電潜像に基づくトナー画像を現像する。なお、現像装置７Ｙ，７Ｍ，７Ｃ，７Ｋの詳細については後述する。
【００１８】
中間転写ベルト１１は、駆動ローラ１２と従動ローラ１３との間に張り渡されている。中間転写ベルト１１には、感光体ドラム４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｋに現像されたトナー画像が１次転写される。転写部８Ｙ，８Ｍ，８Ｃ，８Ｋは、中間転写ベルト１１の内周面に対向するように配置されており、感光体ドラム４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｋに形成されたトナー画像を中間転写ベルト１１に１次転写する役割を果たす。クリーナ９Ｙ，９Ｍ，９Ｃ，９Ｋは、１次転写後に感光体ドラム４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｋの周面に残存しているトナーを除去する。駆動ローラ１２は、中間転写ベルト駆動部（図１には記載せず）により回転させられることにより、中間転写ベルト１１を反時計回りに駆動させる。これにより、中間転写ベルト１１は、トナー画像を２次転写ローラ１４まで搬送する。
【００１９】
２次転写ローラ１４は、中間転写ベルト１１と対向し、ドラム形状をなしている。そして、２次転写ローラ１４は、転写電圧が印加されることにより、中間転写ベルト１１との間を通過する用紙に対して、中間転写ベルト１１が担持しているトナー画像を２次転写する。
【００２０】
トナー画像が２次転写された用紙は、定着装置２０に搬送される。定着装置２０は、用紙に対して加熱処理及び加圧処理を施すことにより、トナー画像を用紙に定着させる。
【００２１】
制御部１００は、例えば、ＣＰＵにより構成され、画像形成装置１の動作を制御する。
【００２２】
（現像装置の構成）
次に、現像装置７Ｙ，７Ｍ，７Ｃ，７Ｋの構成について図面を参照しながら説明する。現像装置７Ｙ，７Ｍ，７Ｃ，７Ｋは、実質的に同じ構造を有しているので、以下では、現像装置７Ｙを例に挙げて説明する。図２は、前後方向に垂直な面における現像装置７Ｙの断面構造図である。図３は、図２の現像装置７ＹのＡ−Ａにおける断面構造図である。
【００２３】
現像装置７Ｙは、図２及び図３に示すように、本体３０Ｙ、現像ローラ３２Ｙ及び搬送スクリュー３４Ｙ，３６Ｙを含んでいる。本体３０Ｙは、現像剤を収容している。現像剤は、トナー、キャリア、研磨剤及び滑材を含んでいる。研磨材は、感光体ドラム４Ｙの周面を研磨するための微粒子であり、例えば、シリカ、酸化チタンやチタン酸ストロンチウム等の微粒子である。滑材は、感光体ドラム４Ｙの摩擦係数を低下させ、例えば、ステアリン酸亜鉛やステアリン酸カルシウム等である。研磨材及び滑材は、トナーに付着している。そして、滑材は、研磨材よりもトナーから分離しやすい。
【００２４】
本体３０Ｙは、図２及び図３に示すように、前後方向に延在する直方体状をなしており、その内部に空間Ｓｐ１〜Ｓｐ３を有している。空間Ｓｐ１〜Ｓｐ３は、前後方向に延在する空間であり、左側から右側へとこの順に並んでいる。空間Ｓｐ１の左側には、開口が設けられている。開口は、空間Ｓｐ１に沿って前後方向に延在している。
【００２５】
また、空間Ｓｐ１と空間Ｓｐ２とは、隣り合っている。空間Ｓｐ１と空間Ｓｐ２との境界には、仕切りが設けられていない。空間Ｓｐ２と空間Ｓｐ３とは、隣り合っている。空間Ｓｐ２と空間Ｓｐ３との境界には、仕切りが設けられている。ただし、空間Ｓｐ２と空間Ｓｐ３との境界の前端及び後端には、仕切りが設けられていない。そのため、空間Ｓｐ２と空間Ｓｐ３とは、前端及び後端において連通部Ｐ１，Ｐ２により繋がっている。連通部Ｐ１，Ｐ２とはそれぞれ、空間Ｓｐ２と空間Ｓｐ３との境界の前端及び後端において仕切りが設けられていない部分である。これにより、空間Ｓｐ２，Ｓｐ３は、上側から平面視したときに、環状の空間を形成している。
【００２６】
搬送スクリュー３６Ｙは、空間Ｓｐ３内に収容されており、前後方向に延在している。搬送スクリュー３６Ｙは、現像剤を撹拌しながら後ろ側（所定方向）に向かって搬送する。搬送スクリュー３６Ｙは、前側から平面視したときに、図示しない動力源によって、反時計回りに回転させられる。
【００２７】
搬送スクリュー３４Ｙは、空間Ｓｐ２内に収容されており、前後方向に延在している。搬送スクリュー３４Ｙは、現像剤を撹拌しながら前側に向かって搬送する。搬送スクリュー３４Ｙは、前側から平面視したときに、図示しない動力源によって、時計回りに回転させられる。
【００２８】
以上のように、搬送スクリュー３４Ｙ，３６Ｙがそれぞれ回転させられると、現像剤は、空間Ｓｐ２と空間Ｓｐ３とにより形成された環状の空間を循環する。具体的には、空間Ｓｐ３内の現像剤は、後ろ側へと搬送される。そして、現像剤は、連通部Ｐ２を介して空間Ｓｐ３から空間Ｓｐ２へと流入する。空間Ｓｐ２に流入した現像剤は、前側へと搬送される。そして、現像剤は、連通部Ｐ１を介して空間Ｓｐ２から空間Ｓｐ３へと流入する。以上のように、連通部Ｐ２は、搬送スクリュー３４Ｙに対してトナー、研磨剤及び滑材を供給するための供給位置として機能し、連通部Ｐ１は、搬送スクリュー３６Ｙに対してトナー、研磨剤及び滑材を供給するための供給位置として機能している。
【００２９】
現像ローラ３２Ｙは、空間Ｓｐ１内に収容されており、前後方向に延在する円筒状をなしている。本体３０Ｙの左側には開口が設けられているので、現像ローラ３２Ｙは、本体３０Ｙから外部に露出している。現像ローラ３２Ｙは、本体３０Ｙから外部に露出することによって、感光体ドラム４Ｙと対向している。
【００３０】
また、空間Ｓｐ１と空間Ｓｐ２との境界には、仕切りが設けられていない。そのため、搬送スクリュー３４Ｙは、現像ローラ３２Ｙと対向している。したがって、搬送スクリュー３４Ｙは、連通部Ｐ２から供給されたトナー、研磨剤及び滑材を、前側へと搬送しながら、現像ローラ３２Ｙに供給する。現像ローラ３２Ｙは、搬送スクリュー３４Ｙにより供給されたトナー、研磨剤及び滑材を感光体ドラム４Ｙに供給することにより、静電潜像を現像する。
【００３１】
より詳細には、現像ローラ３２Ｙは、スリーブ４０Ｙ及び磁石４２Ｙを含んでいる。スリーブ４０Ｙは、前後方向に延在する非磁性の金属製の円筒であり、感光体ドラム４Ｙと対向している。スリーブ４０Ｙは、感光体ドラム４Ｙと逆方向（すなわち、反時計回り）に回転させられる。
【００３２】
磁石４２Ｙは、スリーブ４０Ｙ内に設けられており、磁極Ｎ１，Ｓ１，Ｎ２，Ｎ３，Ｓ２を形成している。磁極Ｎ１は、感光体ドラム４Ｙに対向している。そして、磁極Ｎ１，Ｓ１，Ｎ２，Ｎ３，Ｓ２は、この順に、反時計回りに並ぶように磁石４２Ｙに配置されている。磁石４２Ｙは、現像剤中のキャリアを吸着することによって、現像剤、研磨剤及び滑材をスリーブ４０Ｙの周面に保持する。
【００３３】
以上のような構成を有する現像ローラ３２Ｙでは、キャリアは、磁極Ｎ３，Ｓ２間の磁界によりスリーブ４０Ｙの周面に吸着される。この際、キャリアに付着しているトナー、研磨剤及び滑材も、スリーブ４０Ｙに吸着される。すなわち、現像剤は、スリーブ４０Ｙの周面に吸着され、スリーブ４０Ｙの回転により搬送される。この間、現像剤は、磁極Ｓ２，Ｎ１間の磁界によって、スリーブ４０Ｙの周面に保持されている。現像剤中のトナー、研磨剤及び滑材は、感光体ドラム４Ｙとスリーブ４０Ｙとの間に発生している電界により、スリーブ４０Ｙから感光体ドラム４Ｙへと移動する。すなわち、感光体ドラム４Ｙの周面にトナー画像が現像される。
【００３４】
また、現像剤は、感光体ドラム４Ｙとスリーブ４０Ｙとの間を通過した後、磁極Ｎ１，Ｓ１間の磁界及び磁極Ｓ１，Ｎ２間の磁界によりスリーブ４０Ｙに保持された状態で搬送される。その後、現像剤は、磁極Ｎ２，Ｎ３間の磁界により、スリーブ４０Ｙから剥離される。
【００３５】
（画像形成装置の動作）
次に、画像形成装置１が行う動作について図面を参照しながら説明する。図４は、感光体ドラム４Ｙに形成されるトナーパッチＴＰを示した図である。感光体ドラム４Ｙは、円筒状をなしているので、トナーパッチＴＰも円筒面上に形成される。ただし、図４では、理解の容易のために、平面上に形成されたトナーパッチＴＰを感光体ドラム４Ｙに重ねて示した。なお、感光体ドラム４Ｍ，４Ｃ，４Ｋにも感光体ドラム４Ｙと同様にトナーパッチＴＰが形成されるが、説明を省略する。
【００３６】
画像形成装置１では、滑材は、研磨剤よりも、トナーから分離しやすい。そのため、現像ローラ３２Ｙに保持される現像剤に含まれる滑材は、現像ローラ３２Ｙの前側（現像剤の搬送方向の下流側）に行くにしたがって少なくなる。これにより、感光体ドラム４Ｙに付着する滑材は、感光体ドラム４Ｙの前側に行くにしたがって少なくなる。その結果、感光体ドラム４Ｙの摩擦係数は、感光体ドラム４Ｙの前側に行くにしたがって高くなる。
【００３７】
そこで、画像形成装置１では、制御部１００は、以下に説明するトナーパッチＴＰを帯電器５Ｙ、光走査装置６Ｙ及び現像装置７Ｙに感光体ドラム４Ｙに対して定期的に形成させると共に、該トナーパッチＴＰを中間転写ベルト１１に転写させずに、クリーナ９ＹによりトナーパッチＴＰを感光体ドラム４Ｙから除去させる。以下に、トナーパッチＴＰについて説明する。
【００３８】
トナーパッチＴＰは、対向領域６０の内の連通部Ｐ２に最も近い所定位置Ｐ０から前側（所定方向）に向かって離れるにしたがって感光体ドラム４Ｙに付着しているトナーの量が少なくなる構造を有している。対向領域６０とは、感光体ドラム４Ｙが回転させられたときに、感光体ドラム４Ｙにおいて現像ローラ３２Ｙと対向し得る部分である。換言すれば、左右方向から平面視したときに、感光体ドラム４Ｙにおいて現像ローラ３２Ｙと重なる部分である。対向領域６０には、現像ローラ３２Ｙにより、トナー、研磨剤及び滑材が供給される。また、連通部Ｐ２は、前後方向において、現像ローラ３２Ｙよりも後ろ側に位置している。そのため、所定位置Ｐ０は、感光体ドラム４Ｙにおいて、現像ローラ３２Ｙの後端（所定方向の反対方向の端部）と対向し得る部分（すなわち、対向領域６０の後端）である。以下では、説明の容易のために、所定位置Ｐ０を前後方向の原点とし、前側を正方向、後ろ側を負方向と定義する。
【００３９】
また、所定位置Ｐ０から距離Ｌ１までの区間では、感光体ドラム４Ｙの回転方向（すなわち、副走査方向の反対方向）におけるトナーパッチＴＰの長さは、長さＬ１１である。距離Ｌ１から距離Ｌ１＋Ｌ２の区間では、感光体ドラム４Ｙの回転方向におけるトナーパッチＴＰの長さは、長さＬ１２である。距離Ｌ１＋Ｌ２から距離Ｌ１＋Ｌ２＋Ｌ３までの区間では、感光体ドラム４Ｙの回転方向におけるトナーパッチＴＰの長さは、長さＬ１３である。ここで、Ｌ１１＞Ｌ１２＞Ｌ１３が成立している。また、Ｌ１＝Ｌ２＝Ｌ３が成立している。これにより、トナーパッチＴＰは、階段状をなしており、所定位置Ｐ０から前側に向かって離れるにしたがって感光体ドラム４Ｙに付着しているトナーの量が少なくなる形状を有している。なお、本実施形態では、トナーパッチＴＰは、均一なトナー濃度を有している。トナー濃度とは、単位面積あたりに付着しているトナーの量である。
【００４０】
ただし、トナーパッチＴＰは、感光体ドラム４Ｙの前後方向の中央Ｃよりも後ろ側に形成される。したがって、トナーパッチＴＰは、感光体ドラム４Ｙの前後方向の中央Ｃよりも前側には形成されない。
【００４１】
以上のようなトナーパッチＴＰは、用紙に画像が形成されない期間（例えば、画像安定化動作時）に感光体ドラム４Ｙに形成される。そして、トナーパッチＴＰは、クリーナ９Ｙのブレードにより掻き取られる。
【００４２】
（効果）
以上のように構成された画像形成装置１によれば、感光体ドラム４Ｙの感光層の膜厚（以下、単に感光体ドラム４Ｙの膜厚と称す）が均一にならなくなることを抑制できる。より詳細には、画像形成装置１では、所定位置Ｐ０から前側に向かって離れるにしたがって感光体ドラム４Ｙに付着しているトナーの量が少なくなるトナーパッチＴＰが感光体ドラム４Ｙに形成される。トナーパッチＴＰは、研磨剤を多く含む。よって、感光体ドラム４Ｙに付着している研磨材の分布は、所定位置Ｐ０から前側に向かって離れるにしたがって減少する。一方、感光体ドラム４Ｙに付着している滑材の分布は、感光体ドラム４Ｙの後ろ側に行くにしたがって多くなる。すなわち、感光体ドラム４Ｙにおいて、滑材が多く付着しているところにトナーパッチＴＰによる研磨材が多く付着し、滑材が少なく付着しているところにトナーパッチＴＰによる研磨材が少なく付着する（又は付着しない）ようになる。トナーパッチＴＰの研磨材は、トナーパッチＴＰがクリーナ９Ｙにより除去されると、滑材を除去する。研磨剤が多くなると、除去される滑材も多くなる。これにより、感光体ドラム４Ｙに付着している量が、前後方向の位置に関わらず均一に近づくようになる。すなわち、感光体ドラム４Ｙの摩擦係数が、前後方向の位置に関わらず均一に近づくようになる。その結果、感光体ドラム４Ｙの膜厚が均一にならなくなることを抑制できる。
【００４３】
本願発明者は、画像形成装置１が奏する効果をより明確にするために、以下に説明する実験を行った。具体的には、第１のサンプルとして、トナーパッチＴＰを形成することなく、１０００枚の用紙に画像を形成した後の感光体ドラムの摩擦係数の分布を測定した。更に、第２のサンプルとして、トナーパッチＴＰを形成しながら、１０００枚枚の用紙に画像を形成した後の感光体ドラムの摩擦係数の分布を測定した。なお、１００枚の用紙を印刷するごとに、トナーパッチＴＰを形成した。第１のサンプルは比較例に相当し、第２のサンプルは実施例に相当する。トナーパッチＴＰの前後方向の長さは、１００ｍｍである。
【００４４】
図５は、第１のサンプルの摩擦係数の分布を示したグラフであり、図６は、第２のサンプルの摩擦係数の分布を示したグラフである。図５及び図６において、縦軸は摩擦係数を示し、横軸は感光体ドラムの位置を示している。
【００４５】
図５によれば、２００ｍｍ〜３００ｍｍの区間において摩擦係数が大きく低下していることが分かる。これは、２００ｍｍ〜３００ｍｍの区間における滑材の量が、０ｍｍ〜２００ｍｍの区間における滑材の量よりも多くなっていることを示している。このような第１のサンプルでは、０ｍｍ〜２００ｍｍにおける感光体ドラムの摩耗が、２００ｍｍ〜３００ｍｍにおける感光体ドラムの摩耗よりも大きくなる。そのため、感光体ドラムの膜厚が均一にならなくなる。
【００４６】
一方、図６によれば、トナーパッチＴＰが形成されたことにより、摩擦係数が均一になっていることが分かる。よって、第２のサンプルでは、感光体ドラムの膜厚が均一になることが分かる。
【００４７】
また、画像形成装置１では、トナーパッチＴＰは、感光体ドラム４Ｙの前後方向の中央Ｃよりも後ろ側に形成され、感光体ドラム４Ｙの前後方向の中央Ｃよりも前側には形成されない。そのため、トナーパッチＴＰを必要な部分にだけ形成することができ、トナーの消費量の低減を図ることができる。ただし、このことは、トナーパッチＴＰが、感光体ドラム４Ｙの前後方向の中央Ｃよりも前側には形成されることを妨げるものではない。
【００４８】
また、画像形成装置１では、連通部Ｐ２は、現像ローラ３２Ｙよりも後ろ側に位置し、連通部Ｐ１は、現像ローラ３２Ｙよりも前側に位置している。これにより、現像剤は、現像ローラ３２Ｙの後端から前端までの全体に供給されるようになる。よって、感光体ドラム４Ｙの対向領域６０の全体の摩擦係数を調整することが可能となる。
【００４９】
（第１の変形例）
以下に、第１の変形例に係る画像形成装置１ａについて図面を参照しながら説明する。図７は、感光体ドラム４Ｙに形成されるトナーパッチＴＰを示した図である。
【００５０】
画像形成装置１ａは、トナーパッチＴＰの構造において画像形成装置１と相違する。以下では、トナーパッチＴＰの構造を中心に画像形成装置１ａについて説明する。
【００５１】
トナーパッチＴＰは、感光体ドラム４Ｙにおいて現像ローラ３２Ｙと対向し得る対向領域６０の内の連通部Ｐ２に最も近い所定位置Ｐ０から前側（所定方向）に向かって離れるにしたがって感光体ドラム４Ｙに付着しているトナーの量が少なくなる構造を有していればよい。そこで、画像形成装置１ａでは、トナーパッチＴＰのトナー濃度は、所定位置Ｐ０から前側に向かって離れるにしたがって小さくなっている。
【００５２】
具体的には、所定位置Ｐ０から距離Ｌ１までの区間では、トナーパッチＴＰの濃度は、濃度ｎ１である。距離Ｌ１から距離Ｌ１＋Ｌ２の区間では、トナーパッチＴＰの濃度は、濃度ｎ２である。距離Ｌ１＋Ｌ２から距離Ｌ１＋Ｌ２＋Ｌ３までの区間では、トナーパッチＴＰの濃度は、濃度ｎ３である。ここで、ｎ１＞ｎ２＞ｎ３が成立している。また、Ｌ１＝Ｌ２＝Ｌ３が成立している。これにより、トナーパッチＴＰの濃度は、所定位置Ｐ０から前側に向かって離れるにしたがって階段状に減少している。すなわち、所定位置Ｐ０から前側に向かって離れるにしたがって感光体ドラム４Ｙに付着しているトナーの量が少なくなっている。なお、感光体ドラム４Ｙの回転方向におけるトナーパッチＴＰの長さは、長さＬ０で均一である。
【００５３】
以上のような画像形成装置１ａにおいても、画像形成装置１と同じ作用効果を奏することができる。
【００５４】
更に、階段状等の複雑な形状のトナーパッチを形成できない画像形成装置であっても、感光体ドラム４Ｙの膜厚が均一にならなくなることを抑制できる。また、トナーパッチＴＰの小型化を図ることができる。
【００５５】
（第２の変形例）
以下に、第２の変形例に係る画像形成装置１ｂについて図面を参照しながら説明する。図８Ａ〜図８Ｃはそれぞれ、トナーパッチＴＰ１〜ＴＰ３を示した図である。
【００５６】
画像形成装置１ｂは、現像装置７Ｙを用いて印刷した用紙の枚数に応じて、トナーパッチＴＰに使用するトナーの量を変化させている。具体的には、現像装置７Ｙを用いて２万枚の用紙に印刷されるまでは（現像装置初期）、図８Ａに示すように、トナー量が最も少ないトナーパッチＴＰ１を形成する。また、現像装置７Ｙを用いて２万１枚〜４万枚の用紙に印刷されるまでは（現像装置中期）、図８Ｂに示すように、トナー量が２番目にトナーパッチＴＰ２を形成する。また、現像装置７Ｙを用いて６万１枚以降の用紙に印刷されるまでは（現像装置中期）、図８Ｃに示すように、トナー量が最も多いトナーパッチＴＰ３を形成する。このように、画像形成装置１ｂでは、現像装置７Ｙが印刷した用紙の枚数が多くなるにしたがって、トナーパッチに使用するトナーの量を増加させている。
【００５７】
現像装置初期から現像装置後期まで、同じ量の滑材を感光体ドラム４Ｙに供給しないタイプの現像装置７Ｙが存在する。例えば、現像装置７Ｙでは、現像装置初期から現像装置後期に行くにしたがって、感光体ドラム４Ｙに供給される滑材が増加する。そこで、画像形成装置１ｂによれば、現像装置初期から現像装置後期に行くにしたがって、トナーパッチＴＰに使用されるトナーの量が増加している。これにより、現像装置初期から現像装置後期に行くにしたがって、トナーパッチＴＰにより供給される研磨材の量も多くなる。その結果、現像装置初期から現像装置後期にわたって、感光体ドラム４Ｙの摩擦係数を前後方向の位置によらずに均一に近づけることが可能となる。
【００５８】
なお、現像装置初期から現像装置後期に行くにしたがって、感光体ドラム４Ｙに供給される滑材が減少する現像装置７Ｙでは、現像装置初期から現像装置後期に行くにしたがって、トナーパッチＴＰに使用するトナーの量を減少させればよい。
【００５９】
なお、感光体ドラム４Ｙに付着する滑材の付着状態が現像装置初期から現像装置後期に行くにしたがって変化するタイプの現像装置７Ｙにおいても、画像形成装置１ｂを適用することができる。
【００６０】
（第３の変形例）
以下に、第３の変形例に係る画像形成装置１ｃについて説明する。
【００６１】
画像形成装置１ｃは、現像装置７Ｙを用いて印刷した用紙の枚数に応じて、トナーパッチＴＰを形成する頻度を変化させている。具体的には、現像装置７Ｙを用いて２万枚の用紙に印刷されるまでは（現像装置初期）、２０００枚の用紙に印刷する度にトナーパッチＴＰを形成する。現像装置７Ｙを用いて２万１枚〜４万枚の用紙に印刷されるまでは（現像装置中期）、１５００枚の用紙に印刷する度にトナーパッチＴＰを形成する。現像装置７Ｙを用いて４万１枚以降の用紙に印刷されるまでは（現像装置後期）、１０００枚の用紙に印刷する度にトナーパッチＴＰを形成する。このように、画像形成装置１ｃでは、現像装置７Ｙが印刷した用紙の枚数が多くなるにしたがって、トナーパッチＴＰを形成する頻度を高くしている。
【００６２】
現像装置初期から現像装置後期まで、同じ量の滑材を感光体ドラム４Ｙに供給しないタイプの現像装置７Ｙが存在する。例えば、現像装置７Ｙでは、現像装置初期から現像装置後期に行くにしたがって、感光体ドラム４Ｙに供給される滑材が増加する。そこで、画像形成装置１ｂによれば、現像装置初期から現像装置後期に行くにしたがって、トナーパッチＴＰが形成される頻度が増加している。これにより、現像装置初期から現像装置後期に行くにしたがって、トナーパッチＴＰにより供給される研磨材の量も多くなる。その結果、現像装置初期から現像装置後期にわたって、感光体ドラム４Ｙの摩擦係数を前後方向の位置によらずに均一に近づけることが可能となる。
【００６３】
なお、現像装置初期から現像装置後期に行くにしたがって、感光体ドラム４Ｙに供給される滑材が減少する現像装置７Ｙでは、現像装置初期から現像装置後期に行くにしたがって、トナーパッチＴＰを形成する頻度を低くすればよい。
【００６４】
なお、感光体ドラム４Ｙに付着する滑材の付着状態が現像装置初期から現像装置後期に行くにしたがって変化するタイプの現像装置７Ｙにおいても、画像形成装置１ｃを適用することができる。
【００６５】
（第４の変形例）
以下に、第４の変形例に係る画像形成装置１ｄについて図面を参照しながら説明する。図９は、感光体ドラム４Ｙに形成されるトナーパッチＴＰを示した図である。
【００６６】
画像形成装置１ｄは、トナーパッチＴＰの構造において画像形成装置１と相違する。以下では、トナーパッチＴＰの構造を中心に画像形成装置１ｄについて説明する。
【００６７】
トナーパッチＴＰは、感光体ドラム４Ｙにおいて対向領域６０の前後方向の全体にわたって延在している。具体的には、所定位置Ｐ０から距離Ｌ１までの区間では、感光体ドラム４Ｙの回転方向におけるトナーパッチＴＰ長さは、長さＬ１１である。距離Ｌ１から距離Ｌ１＋Ｌ２までの区間では、感光体ドラム４Ｙの回転方向におけるトナーパッチＴＰ長さは、長さＬ１２である。距離Ｌ１＋Ｌ２から距離Ｌ１＋Ｌ２＋Ｌ３までの区間では、感光体ドラム４Ｙの回転方向におけるトナーパッチＴＰ長さは、長さＬ１３である。距離Ｌ１＋Ｌ２＋Ｌ３から対向領域６０の前端までの区間では、感光体ドラム４Ｙの回転方向におけるトナーパッチＴＰ長さは、長さＬ１４である。ここで、Ｌ１１＞Ｌ１２＞Ｌ１３＞Ｌ１４が成立している。また、Ｌ１＝Ｌ２＝Ｌ３が成立している。なお、本実施形態では、トナーパッチＴＰは、均一なトナー濃度を有している。
【００６８】
以上のような画像形成装置１ｄにおいても、画像形成装置１と同じ作用効果を奏することができる。
【００６９】
更に、トナーパッチＴＰが、感光体ドラム４Ｙにおいて対向領域６０の前後方向の全体にわたって延在している。これにより、トナーパッチＴＰが、クリーナ９Ｙのブレードめくれのためのトナーパッチを兼ねることが可能となる。その結果、クリーナ９Ｙのブレードめくれ防止のために、トナーパッチを新たに形成する処理が不要になる。
【００７０】
（その他の実施形態）
本発明に係る画像形成装置は、前記画像形成装置１，１ａ〜１ｄに限らず、その要旨の範囲内において変更可能である。
【００７１】
また、画像形成装置１のトナーパッチＴＰは、３段の階段状をなしているが、４段以上の階段状であってもよい。また、所定位置Ｐ０から前側に向かって離れるにしたがって感光体ドラム４Ｙに付着しているトナーの量が階段状に少なくなるのではなく、連続的に少なくなってもよい。トナーパッチＴＰは、例えば、三角形状をなしていてもよい。このように、トナー量の変化量を多段階又は連続的にすることにより、研磨剤の供給量を多段階又は連続的に変化させることが可能となる。その結果、感光体ドラム４Ｙの膜厚が均一にならなくなることをより効果的に抑制できる。
【００７２】
また、画像形成装置１ｂでは、現像装置７Ｙを用いて印刷した用紙の枚数に応じて、トナーパッチＴＰに使用するトナーの量を変化させている。ただし、画像形成装置１ｂ，１ｃは、現像装置７Ｙの現像ローラ３２Ｙの回転数の総和に応じて、トナーパッチＴＰに使用するトナーの量を変化させればよい。現像装置７Ｙを用いて印刷した用紙の枚数は、現像装置７Ｙの現像ローラ３２Ｙの回転数の総和の一例を示したものである。
【００７３】
また、画像形成装置１ｃでは、現像装置７Ｙを用いて印刷した用紙の枚数に応じて、トナーパッチＴＰを形成する頻度を変化させている。ただし、画像形成装置１ｂ，１ｃは、現像装置７Ｙの現像ローラ３２Ｙの回転数の総和に応じて、トナーパッチＴＰを形成する頻度を変化させればよい。現像装置７Ｙを用いて印刷した用紙の枚数は、現像装置７Ｙの現像ローラ３２Ｙの回転数の総和の一例を示したものである。
【００７４】
なお、画像形成装置１，１ａ〜１ｄでは、連通部Ｐ２は、現像ローラ３２Ｙよりも後ろ側に位置している。しかしながら、連通部Ｐ２の位置はこれに限らない。例えば、連通部Ｐ２は、現像ローラ３２Ｙの前後方向の中央に位置していてもよい。この場合、２本の搬送スクリュー３４Ｙにより現像剤が搬送される。具体的には、一方の搬送スクリュー３４Ｙにより連通部Ｐ２から前側に現像剤が搬送されると共に、他方の搬送スクリュー３４Ｙにより連通部Ｐ２から後ろ側に現像剤が搬送される。この場合、２つのトナーパッチＴＰ１１，ＴＰ１２が必要になる。トナーパッチＴＰ１１は、感光体ドラム４Ｙにおいて現像ローラ３２Ｙと対向し得る対向領域６０の内の連通部Ｐ２に最も近い所定位置Ｐ０から前側に向かって離れるにしたがって感光体ドラム４Ｙに付着しているトナーの量が少なくなる形状を有している。一方、トナーパッチＴＰ１２は、感光体ドラム４Ｙにおいて現像ローラ３２Ｙと対向し得る対向領域６０の内の連通部Ｐ２に最も近い所定位置Ｐ０から後ろ側に向かって離れるにしたがって感光体ドラム４Ｙに付着しているトナーの量が少なくなる形状を有している。
【００７５】
なお、画像形成装置１，１ａ〜１ｄの構成を任意に組み合わせてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００７６】
本発明は、画像形成装置に有用であり、特に、像担持体の膜厚が均一にならなくなることを抑制できる点において優れている。
【符号の説明】
【００７７】
１，１ａ〜１ｄ：画像形成装置
４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｋ：感光体ドラム
５Ｙ，５Ｍ，５Ｃ，５Ｋ：帯電器
６Ｙ，６Ｍ，６Ｃ，６Ｋ：光走査装置
７Ｙ，７Ｍ，７Ｃ，７Ｋ：現像装置
９Ｙ，９Ｍ，９Ｃ，９Ｋ：クリーナ
３０Ｙ：本体
３２Ｙ：現像ローラ
３４Ｙ：搬送スクリュー
３６Ｙ：搬送スクリュー
４０Ｙ：スリーブ
４２Ｙ：磁石
６０：対向領域
１００：制御部
Ｐ０：所定位置
Ｐ１，Ｐ２：連通部
Ｓｐ１〜Ｓｐ３：空間
ＴＰ，ＴＰ１〜ＴＰ３,ＴＰ１１，ＴＰ１２：トナーパッチ
【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】
2016126189.tif 000009
【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
2016126189.tif 000011
【図８Ｃ】
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【図９】
2016126189.tif 000013
【図１０】
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【図１１】
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