(57)【要約】【課題】像担持体とその接触部材との接触に係る像担持体の表面の摩耗の回転軸線方向における偏りの発生を効果的に抑制することが可能な画像形成装置を提供する。【解決手段】画像形成装置１は記憶部４３及び明度検出部４４を備える。記憶部４３は予め定められた基準画像５０の明度情報を記憶する。明度検出部４４はトナー像または用紙Ｐに形成された画像の明度を検出する。画像形成装置１は、明度検出部４４を用いて検出したトナー像または画像の明度と基準画像５０の明度とを比較してそれらの明度差を導出し、非画像形成時に、明度差に基づいて感光体ドラム２１の回転軸線方向に関して量を異ならせて感光体ドラム２１の表面にトナーを供給し、感光体ドラム２１を回転させる。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
トナー像を担持する像担持体と、前記像担持体に速度差をもって接触する接触部材と、を備え、前記像担持体を用いて記録媒体に画像を形成する画像形成装置において、
予め定められた基準画像の明度情報を記憶する記憶部と、
前記トナー像または記録媒体に形成された前記画像の明度を検出する明度検出部と、
を備え、
前記明度検出部を用いて検出した前記トナー像または前記画像の明度と前記基準画像の明度とを比較してそれらの明度差を導出し、非画像形成時に、前記明度差に基づいて前記像担持体の回転軸線方向に関して量を異ならせて前記像担持体の表面にトナーを供給し、前記像担持体を回転させることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記明度差が大きくなるほど前記像担持体の表面に供給するトナー量を増加させ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】
前記接触部材が、前記像担持体の表面の付着物を除去するクリーニング部材であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記接触部材が、前記像担持体に担持された前記トナー像が一旦転写される中間転写体であり、
前記明度検出部は、前記中間転写体に転写された前記トナー像の明度を検出することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の画像形成装置。
【請求項５】
記録媒体に形成された前記画像を読み取る画像読取部を備え、
前記明度検出部は、前記画像読取部が読み取った前記画像の明度を検出することを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項６】
色が異なる複数のトナー像各々に対応した複数の前記像担持体を備え、
前記明度検出部は、前記トナー像または前記画像のＲＧＢ明度を検出することを特徴とする請求項１〜請求項５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、画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
複写機やプリンタなどといった電子写真方式の画像形成装置としては、像担持体である感光体ドラムの表面に形成した静電潜像を現像したトナー像を用紙に転写、定着させることで画像を形成する装置が広く利用されている。画像形成装置には、感光体ドラムから直接用紙にトナー像を転写するタイプのほかに、トナー像を中間転写体に一旦転写させた後、中間転写体から用紙に転写するタイプがある。
【０００３】
画像形成装置では従来、感光体ドラムの表面に発生し得る摩耗に関して、摩耗の回転軸線方向における偏りが生じることが懸念されていた。この感光体ドラムの表面の摩耗の回転軸線方向における偏りは、感光体ドラムと感光体ドラムに接触するクリーニング部材や中間転写体との接触領域において、感光体ドラムの表面に残留する用紙の紙粉（炭酸カルシウム等）やトナー、トナーの外添剤（酸化チタン等）に起因することが知られている。このような不具合の解消に関連して提案された画像形成装置の例が特許文献１及び２に開示されている。
【０００４】
特許文献１に記載された従来の画像形成装置はトナー像の形成に用いられたトナー量を感光体ドラムの回転軸線方向に対する所定領域毎に累積してトナー量の分布情報を得て、トナー量が少ない領域を補うトナー画像を感光体ドラムに形成する。この構成により、画像形成装置は感光体ドラムの表面の摩耗の回転軸線方向における偏りの発生を抑制する。
【０００５】
特許文献２に記載された従来の画像形成装置は感光体の減耗状態及び／または中間転写体のフィルミング状態に関する耐久情報に基づいて感光体と中間転写体との移動の速度差を増加させる。感光体の減耗状態に関する耐久条件としては感光体の移動距離等を参照する。中間転写体のフィルミング状態に関する耐久情報としては中間転写体に対するトナー像の面積比率、中間転写体の移動距離等を参照する。この構成により、画像形成装置は感光体の表面の一部が中間転写体に削られて粉が発生することを防止する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００９−１７５２２４号公報
【特許文献２】特開２０１５−８７４００号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１及び２に記載された従来の画像形成装置は従前の画像形成に係る例えば消費トナー量やトナーの分布、感光体ドラム及び中間転写体の移動距離などといった情報に基づいて感光体ドラムの表面の摩耗状態を推測しているので、現実の感光体ドラムの表面の状態を見極めているわけではないことに課題があった。したがって、その推測と現実の感光体ドラムの表面の摩耗状態とに隔たりがある虞があり、感光体ドラムの表面の摩耗の回転軸線方向における偏りの発生を抑制することが困難であることが懸念された。
【０００８】
本発明は、上記の点に鑑みなされたものであり、像担持体と像担持体に接触する接触部材との接触に係る像担持体の表面の摩耗の回転軸線方向における偏りの発生を効果的に抑制す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。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の課題を解決するため、本発明は、トナー像を担持する像担持体と、像担持体に速度差をもって接触する接触部材と、を備え、像担持体を用いて記録媒体に画像を形成する画像形成装置において、記憶部及び明度検出部を備える。記憶部は予め定められた基準画像の明度情報を記憶する。明度検出部はトナー像または記録媒体に形成された画像の明度を検出する。そして、この画像形成装置は、明度検出部を用いて検出した前記トナー像または前記画像の明度と基準画像の明度とを比較してそれらの明度差を導出し、非画像形成時に、明度差に基づいて像担持体の回転軸線方向に関して量を異ならせて像担持体の表面にトナーを供給し、像担持体を回転させる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の構成によれば、明度検出部が現実の像担持体が担持するトナー像の明度、或いは記録媒体に形成された画像の明度を検出する。そして、この検出した明度と予め定められた基準画像の明度との明度差に基づき、像担持体の回転軸線方向に関して量を異ならせて像担持体の表面にトナーを供給することができる。したがって、像担持体とその接触部材との接触に係る像担持体の表面の摩耗の回転軸線方向における偏りの発生を効果的に抑制することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の第１実施形態に係る画像形成装置の概略構成を示す断面図である。
【図２】本発明の第１実施形態に係る画像形成装置の画像形成部の断面図である。
【図３】本発明の第１実施形態に係る画像形成装置の構成を示すブロック図である。
【図４】本発明の第１実施形態に係る画像形成装置の基準画像を示す説明図である。
【図５】本発明の第１実施形態に係る画像形成装置の基準画像の変形例を示す説明図である。
【図６】本発明の第１実施形態に係る画像形成装置のトナー像及び基準画像のＲＧＢ明度差と感光体ドラムに供給されるトナー帯の長さとの関係を示すグラフである。
【図７】本発明の第１実施形態に係る画像形成装置の感光体ドラムへのトナー供給処理の例を示すフローチャートである。
【図８】本発明の第１実施形態に係る画像形成装置の感光体ドラムに供給されるトナー帯の例を示す説明図である。
【図９】本発明の第１実施形態に係る実施例１の画像形成装置を評価するための耐久印刷画像の例を示す説明図である。
【図１０】本発明の第１実施形態に係る実施例１の画像形成装置の感光体ドラムに供給されるトナー帯の例を示す説明図である。
【図１１】本発明の第１実施形態に係る実施例１及び比較例１の画像形成装置の感光体ドラムの表面の摩耗状態を示すグラフである。
【図１２】本発明の第２実施形態に係る画像形成装置の感光体ドラムに供給されるトナー帯の長さを評価するための耐久印刷画像の例を示す説明図である。
【図１３】本発明の第２実施形態に係る画像形成装置の感光体ドラムに供給されるトナー帯の長さと感光体ドラムの表面の摩耗量との関係を示すグラフである。
【図１４】本発明の第２実施形態に係る画像形成装置の感光体ドラムへのトナー供給制御の実行時間と感光体ドラムの表面の摩耗量との関係を示すグラフである。
【図１５】本発明の第２実施形態に係る実施例２の画像形成装置を評価するための耐久印刷画像の例を示す説明図である。
【図１６】本発明の第２実施形態に係る実施例２の画像形成装置の感光体ドラムに供給されるトナー帯の例を示す説明図である。
【図１７】本発明の第２実施形態に係る実施例２及び比較例２の画像形成装置の感光体ドラムの表面の摩耗状態を示すグラフである。
【図１８】本発明の第３実施形態に係る画像形成装置の構成の一部を示す部分ブロック図である。
【図１９】本発明の第３実施形態に係る画像形成装置の感光体ドラムへのトナー供給処理の例を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の実施形態を図に基づき説明する。なお、本発明は以下の内容に限定されるものではない。
【００１３】
＜第１実施形態＞
最初に、本発明の第１実施形態の画像形成装置について、その概略構成を図１〜図３を用いて説明する。図１は画像形成装置の概略構成を示す断面図の一例である。図２は画像形成装置の画像形成部の構成を示す断面図である。図３は画像形成装置の構成を示すブロック図である。画像形成装置１は印刷（コピー）、スキャン（画像読取）、ファクシミリ送信等の機能を備えた所謂複合機であり、中間転写ベルトを用いてトナー像を用紙に転写するカラー印刷タイプのものである。
【００１４】
画像形成装置１は、図１に示すように本体２の上面に原稿搬送部３が載置され、その下方の本体２の内部に画像読取部４を備える。原稿搬送部３に積載した原稿の画像、或いは画像読取部４の上面の不図示のコンタクトガラス上に載置した原稿の画像が、画像読取部４によって読み取られる。
【００１５】
本体２の上部であって画像読取部４の正面側には操作パネル５が設けられる。操作パネル５は利用者による印刷（コピー）ジョブ、スキャン（画像読取）ジョブ、ファクシミリ送信ジョブ等を実行させる指令入力を受け付ける。さらに、操作パネル５は、例えば装置の状態や注意事項、エラーメッセージなどを表示部５ｗに表示する。
【００１６】
また、画像形成装置１は本体２の画像読取部４より下方の部分に印刷ジョブを実行するための印刷部６を備える。印刷部６は給紙部７、用紙搬送部８、露光部９、画像形成部２０、転写部１１及び定着部１２を含む。
【００１７】
給紙部７は複数枚の記録媒体である用紙Ｐを収容し、印刷時に用紙Ｐを１枚ずつ分離して送り出す。用紙搬送部８は給紙部７から送り出された用紙Ｐを二次転写部１１ｗ及び定着部１２へと搬送し、さらに定着後の用紙Ｐを用紙排出口１３を介して用紙排出部１４に排出する。露光部９は画像データに基づき制御されたレーザー光Ｌを画像形成部２０に向かって照射する。
【００１８】
画像形成部２０はイエロー用の画像形成部２０Ｙ、マゼンタ用の画像形成部２０Ｍ、シアン用の画像形成部２０Ｃ及びブラック用の画像形成部２０Ｋの４台が設けられる。なお、以下の説明において、特に限定する必要がある場合を除き、各色を表す「Ｙ」、「Ｍ」、「Ｃ」、「Ｂ」の識別記号は省略する。
【００１９】
画像形成部２０は、図２に示すように所定の方向（図２における時計回り）に回転可能に支持された像担持体である感光体ドラム２１の周囲に、その回転方向に沿って帯電部２２、現像装置２３及びドラムクリーニング部３０を備える。なお、現像装置２３とドラムクリーニング部３０との間に一次転写部１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｋが配置される。
【００２０】
転写部１１は中間転写ベルト１１ｚ、一次転写部１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｋ、二次転写部１１ｗ及び中間転写クリーニング部１１ｘを備える。４台の画像形成部２０は中間転写体である中間転写ベルト１１ｚの回転方向上流側から下流側に向けて一列に並んだ所謂タンデム方式にして配置される。
【００２１】
帯電部２２は例えば帯電ローラーによって感光体ドラム２１の表面を所定電位に帯電させる。そして、露光部９から照射されたレーザー光Ｌによって感光体ドラム２１の表面に原稿画像の静電潜像が形成される。現像装置２３はこの静電潜像にトナーを供給して現像し、トナー像を形成する。
【００２２】
トナー像は各色の画像形成部２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０Ｋの上方に配置された一次転写部１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｋで中間転写ベルト１１ｚの表面に一次転写される。すなわち、感光体ドラム２１に担持された各トナー像が中間転写ベルト１１ｚに一旦転写される。そして、中間転写ベルト１１ｚの回転とともに所定のタイミングで各画像形成部２０のトナー像が中間転写ベルト１１ｚに転写されることにより、中間転写ベルト１１ｚの表面にはイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの４色のトナー像が重ね合わされたカラートナー像が形成される。
【００２３】
ドラムクリーニング部３０はそのハウジング３１に、クリーニング部材３２及び排出部材３３を備える。クリーニング部材３２は例えばブレード形状で構成されてハウジング３１が感光体ドラム２１と対向する開口部に設けられ、感光体ドラム２１に速度差をもって接触する接触部材である。クリーニング部材３２は感光体ドラム２１に圧して接触し、感光体ドラム２１の表面に残留したトナー等の付着物を除去してクリーニングする。排出部材３３は例えばスクリュー形状で構成され、クリーニング部材３２によって感光体ドラム２１表面から除去されてハウジング３１の内部に一旦回収されたトナー等の付着物をハウジング３１の外部に送り出す。このようにして、ドラムクリーニング部３０は一次転写後に感光体ドラム２１の表面に残留するトナーを除去してクリーニングする。
【００２４】
中間転写ベルト１１ｚの表面のカラートナー像は用紙搬送部８によって同期をとって送られてきた用紙Ｐに、二次転写部１１ｗに形成される二次転写ニップ部で転写される。中間転写クリーニング部１１ｘは二次転写後に中間転写ベルト１１ｚの表面に残留するトナーを除去してクリーニングする。
【００２５】
定着部１２はトナー像が転写された用紙Ｐを加熱、加圧してトナー像を用紙Ｐに定着させる。このようにして、印刷部６は原稿画像の用紙Ｐへの印刷を実行する。
【００２６】
画像形成装置１は、図３に示す主制御部４０及び記憶部４３を備える。主制御部４０はＣＰＵ４１、画像処理部４２、その他の不図示の電子回路や電子部品を含む。ＣＰＵ４１は記憶部４３に記憶された制御用のプログラムやデータに基づき、画像形成装置１に設けられた各構成要素の動作を制御して画像形成装置１の機能に係る処理を実行する。画像処理部４２は印刷や画像読取、送信に用いる画像データに対して画像処理を行う。記憶部４３は例えば不図示のプログラムＲＯＭ、データＲＯＭなどといった不揮発性の記憶装置と、ＲＡＭのような揮発性の記憶装置との組み合わせから成る。
【００２７】
また、画像形成装置１は、図１〜図３に示す明度検出部４４Ａ、４４Ｂ、４４Ｃを備える。例えば、明度検出部４４Ａは画像形成部２０の、現像装置２３よりも感光体ドラム２１の回転方向下流側に配置され、感光体ドラム２１の表面と対向する。また例えば、明度検出部４４Ｂは二次転写部１１ｗよりも中間転写ベルト１１ｚの回転方向上流側に配置され、中間転写ベルト１１ｚの表面と対向する。また例えば、明度検出部４４Ｃは用紙排出口１３の用紙搬送方向上流側に配置され、搬送される用紙Ｐの表面と対向する。なお、以下の説明において、特に限定する必要がある場合を除き、明度検出部各々の識別記号を省略し、総じて「明度検出部４４」と呼ぶことがある。
【００２８】
明度検出部４４は例えば不図示の発光部及び受光部を備えた非接触型の光学式センサで構成される。明度検出部４４は、発光部が感光体ドラム２１の表面或いは中間転写ベルト１１ｚの表面に形成されたトナー像、また用紙Ｐに形成された画像に向かって所定角度で光を照射し、受光部がトナー像または画像で反射した反射光を受ける。明度検出部４４は受光した反射光のレベルを電圧値として出力することにより、トナー像または画像の明度を検出することができる。
【００２９】
そして、画像形成装置１では感光体ドラム２１の表面の摩耗の回転軸線方向における偏りの発生を抑制して高品質な画像形成を遂行するため、感光体ドラム２１の表面へのトナー供給制御が実行される。感光体ドラム２１の表面へのトナー供給制御は、例えば予め定められた印刷枚数毎といった定期的に、或いは利用者や管理者によって任意のタイミングで、非画像形成時に実行される。
【００３０】
続いて、画像形成装置１による感光体ドラム２１の表面へのトナー供給制御について、図４〜図８を用いて説明する。図４及び図５は画像形成装置１の基準画像及びその変形例を示す説明図である。図６は感光体ドラム２１の表面のトナー像及び基準画像のＲＧＢ明度差と感光体ドラム２１に供給されるトナー帯の長さとの関係を示すグラフである。図７は感光体ドラム２１へのトナー供給処理の例を示すフローチャートである。図８は感光体ドラム２１に供給されるトナー帯の例を示す説明図である。なお、図４、図５及び図８は感光体ドラム２１の表面（周面）を回転方向に沿って展開して描画した。
【００３１】
感光体ドラム２１の表面へのトナー供給制御においては、明度検出部４４Ａを用いて検出した現実の感光体ドラム２１の表面のトナー像の明度と予め定められた基準画像の明度とを比較してそれらの明度差を導出する。さらに、非画像形成時に、その明度差に基づいて感光体ドラム２１の回転軸線方向に関して量を異ならせて感光体ドラム２１の表面にトナーを供給し、感光体ドラム２１を回転させる。
【００３２】
現実に感光体ドラム２１の表面に形成されたトナー像の明度を評価するための基準画像５０としては、例えば図４に示した画像（トナー像）が適用される。基準画像５０はイエローのトナー像５０Ｙ、シアンのトナー像５０Ｃ、マゼンタのトナー像５０Ｍ及びブラックのトナー像５０Ｋ各々が感光体ドラム２１の回転軸線方向に延びる帯状に形成され、各々が感光体ドラム２１の回転方向に沿って等間隔に並べて配置される。
【００３３】
また、図５に示すように基準画像５０の内部や周囲にマーカー５１を付記しても良い。マーカー５１は例えば基準画像５０の中央部に描画した点状のものや、基準画像５０の外縁部に描画したＬ字状のものから成る。マーカー５１を付記することで、用紙Ｐの搬送のずれや画像の傾きに対して画像処理によって対応することができる。なお、マーカー５１の形状や配置、大きさ、個数については図５に限定されるわけではない。
【００３４】
基準画像５０の明度は例えば画像形成装置１の工場出荷時等の流通前の時期、すなわち画像形成装置１の運転開始当初の時期に、感光体ドラム２１の表面に形成した基準画像５０（トナー像）の明度を、画像形成部２０に設けた明度検出部４４Ａによって検出することで得られる。そして、基準画像５０の明度情報が、例えばＲＧＢ明度のデータとして記憶部４３（図３参照）等に記憶される。
【００３５】
続いて、感光体ドラム２１の表面へのトナー供給処理の詳細について、図６及び図８を用いて、図７に示したフローに沿って説明する。
【００３６】
画像形成装置１は定期的に、或いは任意のタイミングで感光体ドラム２１の表面へのトナー供給制御を開始する（図７のスタート）。
【００３７】
ステップ＃１０１では、画像形成部２０において基準画像５０と同じ形状、配置、大きさを成す複数色のトナー像が感光体ドラム２１の表面に形成される。
【００３８】
ステップ＃１０２では、感光体ドラム２１の表面に形成されたトナー像のＲＧＢ明度が明度検出部４４Ａによって検出される。
【００３９】
ステップ＃１０３では、明度検出部４４Ａが検出した現実の感光体ドラム２１の表面のトナー像のＲＧＢ明度と基準画像５０のＲＧＢ明度とが比較され、それらのＲＧＢ明度差が導出される。このとき、ＲＧＢ明度差は感光体ドラム２１の回転軸線方向に沿って所定の大きさで区分された領域別にＲＧＢ明度差が導出される。すなわち、感光体ドラム２１の回転軸線方向に沿って区分された領域別に感光体ドラム２１の表面の摩耗の進行度合を識別することができる。
【００４０】
ステップ＃１０４では、感光体ドラム２１の表面に供給されるトナーの、領域別の量各々が導出される。なお、トナーは感光体ドラム２１の回転方向（周方向）に延びる帯状にして感光体ドラム２１の表面に供給され、トナーの量がトナー帯６０（図８参照）の感光体ドラム２１の回転方向の長さで設定される。
【００４１】
ステップ＃１０３で導出したＲＧＢ明度差と感光体ドラム２１の表面に供給されるトナー帯６０の長さとの関係が例えば図６に示したグラフのように予め定義される。図６によれば、ＲＧＢ明度差とトナー帯６０の長さとの関係は線形性を有し、ＲＧＢ明度差が大きくなるほどトナー帯６０の長さも長くなる、すなわち感光体ドラム２１の表面に供給するトナー量が増加する。そして、例えばＲＧＢ明度差が２．０である場合、トナー帯６０の長さは９０ｍｍに設定される。このようなＲＧＢ明度差とトナー帯６０の長さとの関係は記憶部４３等に予め記憶され、参照される。
【００４２】
ステップ＃１０５では、感光体ドラム２１の回転軸線方向の領域別に導出された量のトナーが感光体ドラム２１の表面に供給され、感光体ドラム２１が回転される。図８に感光体ドラム２１に供給されるトナー帯６０の例を示した。例えば図８によれば、感光体ドラム２１の回転軸線方向の両端部周辺に比較的多くのトナーが供給されることになる。
【００４３】
続いて、第１実施形態に係る実施例１の画像形成装置１について、図９〜図１１を用いて説明する。図９は実施例１の画像形成装置１を評価するための耐久印刷画像の例を示す説明図である。図１０は感光体ドラム２１に供給されるトナー帯６０の例を示す説明図である。図１１は実施例１及び比較例１の画像形成装置の感光体ドラムの表面の摩耗状態を示すグラフである。
【００４４】
実施例１の画像形成装置１は図９に示した耐久印刷画像７１を２０万枚印刷した場合において、１万枚毎に感光体ドラム２１の表面への上記トナー供給制御を実行した。比較例１の画像形成装置は耐久印刷画像７１を２０万枚印刷したが、上記のようなトナー供給制御を実行していない。
【００４５】
耐久印刷画像７１は感光体ドラム２１の回転軸線方向に延びる黒単色の所謂ベタ画像であり、用紙Ｐに対する印字率（トナー供給領域の占有率）は５％である。用紙Ｐは日本国内で一般的に流通する紙である。感光体ドラム２１の表面の膜厚は３８μｍである。
【００４６】
実施例１の画像形成装置１で実行される感光体ドラム２１の表面へのトナー供給制御では、例えば図１０に示したトナー帯６０が感光体ドラム２１の表面に供給される。図１０によれば、トナー帯６０は感光体ドラム２１の回転軸線方向の両端部近隣に供給される。すなわち、基準画像５０を用いて導出したＲＧＢ明度差に基づき、耐久印刷画像７１によってトナーが供給されない領域において感光体ドラム２１の表面の摩耗が進行していることを識別することができた。
【００４７】
そして、耐久印刷画像７１を２０万枚印刷した後の実施例１及び比較例１の画像形成装置の感光体ドラムの表面の摩耗状態を図１１に示し、これらを比較、評価した。図１１は横軸が感光体ドラム２１の回転軸線方向の位置を示し、縦軸が感光体ドラム２１の表面の摩耗量を示す。感光体ドラム２１の表面の摩耗量は、２０万枚の耐久印刷の前後で感光体ドラム２１の表面が削れた量を意味する。
【００４８】
図１１によれば、比較例１の画像形成装置の場合、感光体ドラム２１の表面の摩耗の回転軸線方向における差異が１０μｍ以上であり、摩耗の偏りが比較的大きいことが分かる。さらに、比較例１は図１１において右側の摩耗量が若干多いことが分かる。
【００４９】
これに対して、実施例１の画像形成装置１の場合、感光体ドラム２１の表面の摩耗の回転軸線方向における差異が約５μｍであり、摩耗の偏りが比較的小さいことが分かる。さらに、実施例１は感光体ドラム２１の回転軸線方向の全体にわたって摩耗量が均一に近くなるように摩耗の偏りが抑制されている。これは、図１０に示したように、基準画像５０を用いて導出したＲＧＢ明度差に基づき識別した感光体ドラム２１の表面の摩耗の進行状態に対応して領域別にトナー量を導出した結果であると考えられる。
【００５０】
第１実施形態の構成によれば、明度検出部４４Ａが現実の感光体ドラム２１が担持するトナー像の明度を検出する。そして、この検出した明度と予め定められた基準画像５０の明度との明度差に基づき、感光体ドラム２１の回転軸線方向に関して量を異ならせて感光体ドラム２１の表面にトナーを供給することができる。したがって、感光体ドラム２１とクリーニング部材３２との接触に係る感光体ドラム２１の表面の摩耗の回転軸線方向における偏りの発生を効果的に抑制することが可能である。
【００５１】
また、明度差が大きくなるほど感光体ドラム２１の表面に供給するトナー量を増加させるので、感光体ドラム２１の表面状態の、画像形成装置１の運転開始当初との差異に対応して感光体ドラム２１の表面にトナーを供給することができる。これにより、感光体ドラム２１の表面状態に対応して摩耗の回転軸線方向における偏りの発生を抑制することが可能である。
【００５２】
また、感光体ドラム２１に速度差をもって接触する接触部材が感光体ドラム２１の表面の付着物を除去するクリーニング部材３２であるので、感光体ドラム２１とクリーニング部材３２との接触に係る感光体ドラム２１の表面の摩耗の回転軸線方向における偏りの発生を抑制することが可能になる。
【００５３】
そして、画像形成装置１は色が異なる複数のトナー像各々に対応した複数の感光体ドラム２１を備え、明度検出部４４Ａがトナー像のＲＧＢ明度を検出するので、感光体ドラム２１の表面へのトナー供給制御をカラー印刷タイプの画像形成装置１で実行することができる。これにより、カラー印刷タイプの画像形成装置１で効果的に感光体ドラム２１の表面の摩耗の回転軸線方向における偏りの発生を抑制することが可能である。
【００５４】
＜第２実施形態＞
次に、本発明の第２実施形態の画像形成装置について、図１２〜図１４を用いて説明する。図１２は画像形成装置の感光体ドラムに供給されるトナー帯の長さを評価するための耐久印刷画像の例を示す説明図である。図１３は感光体ドラムに供給されるトナー帯の長さと感光体ドラムの表面の摩耗量との関係を示すグラフである。図１４は感光体ドラムへのトナー供給制御の実行時間と感光体ドラムの表面の摩耗量との関係を示すグラフである。なお、この実施形態の基本的な構成は先に説明した第１実施形態と同じであるので、第１実施形態と共通する構成要素には前と同じ符号または同じ名称を付してその説明を省略する場合がある。
【００５５】
第２実施形態の画像形成装置１は、感光体ドラム２１に速度差をもって接触する接触部材が、感光体ドラム２１に担持されたトナー像が一旦転写される中間転写ベルト１１ｚである。明度検出部４４Ｂが、現実の中間転写ベルト１１ｚが担持するトナー像の明度を検出する。そして、この検出した明度と予め定められた基準画像５０の明度との明度差に基づき、感光体ドラム２１の回転軸線方向に関して量を異ならせて感光体ドラム２１の表面にトナーを供給する。
【００５６】
ここで、中間転写ベルト１１ｚの速度Ｖｔの、感光体ドラム２１の速度Ｖｄに対する比率である速度比（Ｖｔ／Ｖｄ）について評価した。評価方法としては、速度比（Ｖｔ／Ｖｄ）を変更し、感光体ドラム２１の表面にフィルミング（トナーや紙粉など付着）が発生するか否かで評価した。評価結果を表１に示した。表１の「フィルミング評価」の欄は、フィルミングが発生した場合が「×」であり、フィルミングが発生しなかった場合が「○」である。
【００５７】
【表１】
2017223727.tif 000003
【００５８】
表１によれば、速度比を１．０３以上にすれば、感光体ドラム２１の表面へのフィルミングの発生を抑制することが可能である。
【００５９】
次に、感光体ドラム２１に供給されるトナー帯６０の長さについて評価した。評価方法としては、図１２に示した耐久印刷画像７２を１０万枚印刷した場合において、５００枚毎に感光体ドラム２１の表面へのトナー供給制御を実行した。耐久印刷画像７２はイエローの画像７２Ｙ、シアンの画像７２Ｃ、マゼンタの画像７２Ｍ及びブラックの画像７２Ｋ各々が感光体ドラム２１の回転軸線方向に延びる帯状に形成され、各々が用紙Ｐ０の搬送方向に沿って等間隔に並べて配置される。トナー供給の制御時間は３０秒である。速度比（Ｖｔ／Ｖｄ）は１．０３である。
【００６０】
感光体ドラム２１に供給されるトナー帯６０の長さについての評価結果を図１３に示した。図１３は横軸が中間転写ベルト１１ｚの周長（回転方向長さ）に対する供給されるトナー帯６０の長さの割合を示し、縦軸が用紙Ｐ０の非印刷部Ｐ２に対応する感光体ドラム２１の表面領域の摩耗量から用紙Ｐ０の印刷部Ｐ１に対応する感光体ドラム２１の表面領域の摩耗量を差し引いた摩耗量の差を示す。なお、用紙Ｐ０の印刷部Ｐ１は耐久印刷画像７２が形成される感光体ドラム２１の回転軸線方向の中央部である。用紙Ｐ０の非印刷部Ｐ２は耐久印刷画像７２が形成されない感光体ドラム２１の回転軸線方向の両端部である。
【００６１】
なお、図１３には、用紙Ｐ０の非印刷部Ｐ２と印刷部Ｐ１とに対応する感光体ドラム２１の表面の摩耗量の差を意味する感光体ドラム２１の表面の摩耗の回転軸線方向における偏りを「偏摩耗」と記載した。そして、用紙Ｐ０の非印刷部Ｐ２と印刷部Ｐ１とに対応する感光体ドラム２１の表面の摩耗量の差が予め定めた所定の閾値よりも小さい場合を「偏摩耗ＯＫ」と記載し、大きい場合を「偏摩耗ＮＧ」と記載した。
【００６２】
図１３によれば、中間転写ベルト１１ｚの周長に対するトナー帯６０の長さの割合が大きくなるほど感光体ドラム２１の表面の摩耗の回転軸線方向における偏りが小さくなることが分かる。そして、中間転写ベルト１１ｚの周長に対するトナー帯６０の長さの割合を３０％以上にすれば、感光体ドラム２１の表面の摩耗の回転軸線方向における偏りの発生を抑制することが可能である。
【００６３】
次に、感光体ドラム２１へのトナー供給制御の実行時間について評価した。評価方法としては、図１２に示した耐久印刷画像７２を１０万枚印刷した場合において、５００枚毎に感光体ドラム２１の表面へのトナー供給制御を実行した。トナー供給の制御時間は０秒から６０秒までの間で、１０秒ずつ増加して変更した。速度比（Ｖｔ／Ｖｄ）は１．０３、１．０６及び１．０９に変更した。
【００６４】
感光体ドラム２１へのトナー供給制御の実行時間についての評価結果を図１４及び表２に示した。図１４は横軸が制御実行時間を示し、縦軸が用紙Ｐ０の非印刷部Ｐ２に対応する感光体ドラム２１の表面領域の摩耗量から用紙Ｐ０の印刷部Ｐ１に対応する感光体ドラム２１の表面領域の摩耗量を差し引いた摩耗量の差を示す。表２の「フィルミング評価」の欄は、フィルミングが発生した場合が「×」であり、フィルミングが発生しなかった場合が「○」である。
【００６５】
【表２】
2017223727.tif 000004
【００６６】
図１４によれば、速度比（Ｖｔ／Ｖｄ）が高くなるほど短い制御実行時間で、感光体ドラム２１の表面の摩耗の回転軸線方向における偏りの発生を抑制することが可能である。一方、表２によれば、制御実行時間が比較的短い場合、感光体ドラム２１の表面にフィルミングが発生することが分かった。これらから、例えば速度比（Ｖｔ／Ｖｄ）を１．０６とし、制御実行時間を５０秒にすれば、感光体ドラム２１の表面の摩耗の回転軸線方向における偏りの発生を抑制することが可能であり、且つ感光体ドラム２１の表面へのフィルミングの発生を抑制することが可能である。
【００６７】
続いて、第２実施形態に係る実施例２の画像形成装置１について、図１５〜図１７を用いて説明する。図１５は実施例２の画像形成装置１を評価するための耐久印刷画像の例を示す説明図である。図１６は感光体ドラム２１に供給されるトナー帯６０の例を示す説明図である。図１７は実施例２及び比較例２の画像形成装置の感光体ドラムの表面の摩耗状態を示すグラフである。
【００６８】
実施例２の画像形成装置１は図１５に示した耐久印刷画像７３を１０万枚印刷した場合において、５００枚毎に感光体ドラム２１の表面へのトナー供給制御を実行した。比較例２の画像形成装置は耐久印刷画像７３を１０万枚印刷したが、トナー供給制御を実行していない。
【００６９】
耐久印刷画像７３はイエローの画像７３Ｙ、シアンの画像７３Ｃ、マゼンタの画像７３Ｍ及びブラックの画像７３Ｋ各々が感光体ドラム２１の回転軸線方向に延びる帯状に形成され、回転軸線方向に沿って２箇所に並べて設けられる。各色の２箇所の画像は感光体ドラム２１の回転軸線方向の中央部に隙間を設けて区分される。さらに、各色の画像は、色毎に用紙Ｐの搬送方向に沿って等間隔に並べて配置される。
【００７０】
実施例２の画像形成装置１で実行される感光体ドラム２１の表面へのトナー供給制御では、例えば図１６に示したトナー帯６０が感光体ドラム２１の表面に供給される。図１６によれば、トナー帯６０は感光体ドラム２１の回転軸線方向の両端部近隣及び中央部に供給される。すなわち、基準画像５０を用いて導出したＲＧＢ明度差に基づき、耐久印刷画像７３によってトナーが供給されない領域において感光体ドラム２１の表面の摩耗が進行していることを識別することができた。
【００７１】
そして、耐久印刷画像７３を１０万枚印刷した後の実施例２及び比較例２の画像形成装置の感光体ドラムの表面の摩耗状態を図１７に示し、これらを比較、評価した。図１７は横軸が感光体ドラム２１の回転軸線方向の位置を示し、縦軸が感光体ドラム２１の表面の摩耗量を示す。感光体ドラム２１の表面の摩耗量は、１０万枚の耐久印刷の前後で感光体ドラム２１の表面が削れた量を意味する。
【００７２】
図１７によれば、比較例２の画像形成装置の場合、感光体ドラム２１の回転軸線方向において耐久印刷画像７３が形成されない領域の摩耗量が多いことが分かる。すなわち、感光体ドラム２１の表面の摩耗の回転軸線方向における偏りが比較的大きいことが分かる。
【００７３】
これに対して、実施例２の画像形成装置１の場合、感光体ドラム２１の表面の摩耗の回転軸線方向における差異がほとんど無く、摩耗の偏りが極めて小さいことが分かる。さらに、実施例２は感光体ドラム２１の回転軸線方向の全体にわたって摩耗量が均一に近くなるように摩耗の偏りが抑制されている。これは、図１６に示したように、基準画像５０を用いて導出したＲＧＢ明度差に基づき識別した感光体ドラム２１の表面の摩耗の進行状態に対応して領域別にトナー量を導出した結果であると考えられる。
【００７４】
第２実施形態の構成によれば、感光体ドラム２１に速度差をもって接触する接触部材が感光体ドラム２１に担持されたトナー像が一旦転写される中間転写ベルト１１ｚであり、明度検出部４４Ｂが中間転写ベルト１１ｚに転写されたトナー像の明度を検出する。したがって、感光体ドラム２１と中間転写ベルト１１ｚとの接触に係る感光体ドラム２１の表面の摩耗の回転軸線方向における偏りの発生を抑制することが可能になる。
【００７５】
＜第３実施形態＞
次に、本発明の第３実施形態の画像形成装置について、図１８及び図１９を用いて説明する。図１８は画像形成装置の構成の一部を示す部分ブロック図である。図１９は画像形成装置の感光体ドラムへのトナー供給処理の例を示すフローチャートである。なお、この実施形態の基本的な構成は先に説明した第１実施形態と同じであるので、第１実施形態と共通する構成要素には前と同じ符号または同じ名称を付してその説明を省略する場合がある。
【００７６】
第３実施形態の画像形成装置１は、図１８に示すように画像処理部４２が明度検出部４４Ｄを備える。明度検出部４４Ｄは画像読取部４が読み取った用紙Ｐの画像の明度を検出する。
【００７７】
そして、第３実施形態の画像形成装置１は、例えば利用者や管理者によって任意のタイミングで感光体ドラム２１の表面へのトナー供給制御を開始する（図１９のスタート）。
【００７８】
ステップ＃２０１では、印刷部６において基準画像５０（図４及び図５参照）と同じ形状、配置、大きさを成す複数色の画像が用紙Ｐに形成され、その用紙Ｐが用紙排出部１４に排出される。
【００７９】
ステップ＃２０２では、用紙Ｐが利用者或いは管理者によって画像読取部４に載置され、用紙Ｐに形成された画像が画像読取部４で読み取られる。
【００８０】
ステップ＃２０３では、用紙Ｐに形成された画像のＲＧＢ明度が、画像読取部４が読み取った画像データに基づき画像処理部４２の明度検出部４４Ｄによって検出される。
【００８１】
ステップ＃２０４では、明度検出部４４Ｄが検出した現実の感光体ドラム２１の表面のトナー像のＲＧＢ明度と基準画像５０のＲＧＢ明度とが比較され、それらのＲＧＢ明度差が導出される。このとき、ＲＧＢ明度差は感光体ドラム２１の回転軸線方向に沿って所定の大きさで区分された領域別にＲＧＢ明度差が導出される。すなわち、感光体ドラム２１の回転軸線方向に沿って区分された領域別に感光体ドラム２１の表面の摩耗の進行度合を識別することができる。
【００８２】
以下の制御フローは第１実施形態と同じであるので説明を省略する。
【００８３】
第３実施形態の構成によれば、画像処理部４２の明度検出部４４Ｄが用紙Ｐに形成された画像の明度を検出する。したがって、用紙Ｐに形成された画像に基づき、感光体ドラム２１の表面の摩耗の回転軸線方向における偏りの発生を抑制することが可能になる。
【００８４】
なお、用紙Ｐに形成された画像の明度を検出するにあたって、用紙排出口１３の用紙搬送方向上流側に配置された明度検出部４４Ｃ（図１参照）を用いることも可能である。この構成によれば、画像が形成された用紙Ｐを人の手によって画像読取部４に載置する必要がない。したがって、自動的に、用紙Ｐに形成された画像に基づいて感光体ドラム２１の表面の摩耗の回転軸線方向における偏りの発生を抑制することが可能になる。
【００８５】
以上、本発明の実施形態につき説明したが、本発明の範囲はこれに限定されるものではなく、発明の主旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加えて実施することができる。
【産業上の利用可能性】
【００８６】
本発明は画像形成装置において利用可能である。
【符号の説明】
【００８７】
１    画像形成装置
４    画像読取部
１１ｚ    中間転写ベルト（中間転写体、接触部材）
２０    画像形成部
２１    感光体ドラム（像担持体）
３０    ドラムクリーニング部
３２    クリーニング部材（接触部材）
４０    主制御部
４２    画像処理部
４３    記憶部
４４Ａ、４４Ｂ、４４Ｃ、４４Ｄ    明度検出部
５０    基準画像
Ｐ    用紙（記録媒体）
【図１】
2017223727.tif 000005
【図２】
2017223727.tif 000006
【図３】
2017223727.tif 000007
【図４】
2017223727.tif 000008
【図５】
2017223727.tif 000009
【図６】
2017223727.tif 000010
【図７】
2017223727.tif 000011
【図８】
2017223727.tif 000012
【図９】
2017223727.tif 000013
【図１０】
2017223727.tif 000014
【図１１】
2017223727.tif 000015
【図１２】
2017223727.tif 000016
【図１３】
2017223727.tif 000017
【図１４】
2017223727.tif 000018
【図１５】
2017223727.tif 000019
【図１６】
2017223727.tif 000020
【図１７】
2017223727.tif 000021
【図１８】
2017223727.tif 000022
【図１９】
2017223727.tif 000023