(57)【要約】【課題】雨だれの発生を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】画像形成装置は、像担持体と、潤滑剤が外添されたトナーを像担持体の表面上における第１および第２の領域にそれぞれ供給して、第１領域に第１トナー像を形成し、第２領域に第２トナー像を形成する画像形成部と、像担持体の回転軸方向に第１領域を複数の部分に区分し、形成される第１トナー像の当該部分毎のカバレッジを部分カバレッジとして算出する部分カバレッジ算出部と、部分カバレッジおよび第１トナー像の全体カバレッジに基づいて、第２トナー像を形成するように画像形成部を制御する制御部と、を備える。【選択図】図８
2017223898.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
像担持体と、
潤滑剤が外添されたトナーを前記像担持体の表面上における第１および第２の領域にそれぞれ供給して、前記第１領域に第１トナー像を形成し、前記第２領域に第２トナー像を形成する画像形成部と、
前記像担持体の回転軸方向に前記第１領域を複数の部分に区分し、形成される前記第１トナー像の当該部分毎のカバレッジを部分カバレッジとして算出する部分カバレッジ算出部と、
前記部分カバレッジおよび前記第１トナー像の全体カバレッジに基づいて、前記第２トナー像を形成するように前記画像形成部を制御する制御部と、
を備える画像形成装置。
【請求項２】
前記第１トナー像は、前記像担持体から転写材に転写される画像であり、前記第２トナー像は、前記像担持体から転写材に転写されないパッチ画像である請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記第１領域は、前記像担持体から転写材に転写される画像の形成に用いられる画像形成領域であり、前記第２領域は、前記転写される画像の形成に用いられない非画像形成領域である請求項１または２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記制御部は、前記部分カバレッジの少なくとも１つが第１閾値以上であり、かつ、前記全体カバレッジが第２閾値未満である場合に、前記部分カバレッジの何れもが前記第１閾値未満であり、かつ、前記全体カバレッジが前記第２閾値以上である場合に比べ、前記全体カバレッジと前記第２トナー像のカバレッジとの和が大きくなるように、前記画像形成部を制御する請求項１から３のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記全体カバレッジは、前記部分毎のカバレッジが算出された時点の直前の予め設定された時間における第１トナー像の平均カバレッジである請求項１から４のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記部分カバレッジは、前記部分毎のカバレッジが算出された時点のカバレッジである請求項１から５のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記制御部は、前記像担持体から転写材に転写された前記第１トナー像の転写率が第３閾値未満である場合に、前記転写率が前記第３閾値以上である場合に比べ、前記全体カバレッジと前記第２トナー像のカバレッジとの和が大きくなるように、前記画像形成部を制御する請求項４から６のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項８】
前記転写率が前記第３閾値より小さな前記第４閾値未満である場合に、その旨を報知する報知部をさらに備える請求項７に記載の画像形成装置。
【請求項９】
前記制御部は、前記像担持体の表面粗さが第５閾値以上である場合に、前記表面粗さが前記第５閾値未満である場合に比べ、前記全体カバレッジと前記第２トナー像のカバレッジとの和が大きくなるように、前記画像形成部を制御する請求項７または８に記載の画像形成装置。
【請求項１０】
前記像担持体の使用時間に基づいて前記表面粗さを算出する表面粗さ算出部をさらに備える請求項９に記載の画像形成装置。
【請求項１１】
前記像担持体の使用履歴および前記第１トナー像が形成された用紙の種類に基づいて前記表面粗さを算出する表面粗さ算出部をさらに備える請求項９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】
一般に、電子写真プロセス技術を利用した画像形成装置（プリンター、複写機、ファクシミリ等）は、帯電した感光体に対して、画像データに基づくレーザー光を照射（露光）することにより静電潜像を形成する。そして、静電潜像が形成された感光体へ現像装置よりトナーを供給することにより静電潜像を可視化してトナー像を形成する（現像）。さらに、このトナー像を直接又は間接的に用紙に転写させた後、加熱、加圧して定着させることにより用紙に画像を形成する。
【０００３】
トナー像を転写した後の感光体表面には未転写のトナー等が残留するため、これらが次の画像形成に悪影響を与えないように、感光体表面はクリーニング装置によりクリーニングされて次の画像形成プロセスに備えられる。
【０００４】
例えば、引用文献１には、クリーニングブレードを感光体表面に摺擦させて、未転写トナー等の付着物を除去するクリーニング装置が開示されている。
【０００５】
クリーニングブレード等により感光体をクリーニングする際には、トナーの感光体への付着力を低減させ、クリーニング性能を上げるために、潤滑剤が添加されたトナーを塗布して潤滑剤を感光体表面に付着させる技術が用いられている。
【０００６】
ここで、潤滑剤の付着量が少なくなる場合について具体的に説明する。トナー中に添加されている潤滑剤は、トナーに付着しやすいようにトナーとは逆極性（例えば、正極性）を有しており、現像時に感光体表面における露光されていない部分（負帯電している白地部分）に多く移動する。そのため、低カバレッジ（低印字率）の画像形成処理を連続的に行う場合、現像装置に対するトナーの補給量が少ない状態で、トナーに比べて多くの潤滑剤が現像装置から感光体へ移動し、現像装置中の潤滑剤が枯渇するおそれがある。現像装置中の潤滑剤が枯渇すると、感光体に付着させる潤滑剤がなくなるため、感光体表面上の潤滑剤量が次第に低下して、感光体の表面エネルギーが高くなり、トナーの感光体への付着力が低減されず、クリーニング性能が低下し、トナーが感光体表面上に核として強固に付着する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平０７−２９５４４７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところで、図１に示すように、用紙３１０の搬送方向に対して平行に高画像濃度の帯チャート画像３２０，３３０を連続して出力すると、感光体表面上において当該帯チャート画像３２０，３３０に対応する位置だけカバレッジ（印字率）が高くなる。
【０００９】
高画像濃度の帯チャート画像３２０，３３０を連続して出力する場合のように、クリーニング装置による感光体のクリーニングにおいて、帯チャート画像３２０，３３０を通紙すると、クリーニングブレードのエッジに滞留した残留トナーにより感光体表面上の潤滑剤量が削られて、感光体表面に付着させる潤滑剤がなくなるため、クリーニング性能が低下し、トナーは感光体表面上に雨だれ状の核として強固に付着する。その後のクリーニングにおいて、感光体表面上に付着した核を起点として更にトナーが付着し、当該核が大きな雨粒のような塊に成長する。核が存在する場所では、潜像を形成する露光が遮断されるため、当該場所にはトナーが付着せず、用紙３１０に形成された画像中に白く抜けた部分として現れる。このような現象は画像不良の１つとして知られており、「雨だれ（ダッシュマーク）」と称されることもある。
【００１０】
本発明は、雨だれの発生を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】
【００１１】
上記の目的を達成するため、本発明における画像形成装置は、
像担持体と、
潤滑剤が外添されたトナーを前記像担持体の表面上における第１および第２の領域にそれぞれ供給して、前記第１領域に第１トナー像を形成し、前記第２領域に第２トナー像を形成する画像形成部と、
前記像担持体の回転軸方向に前記第１領域を複数の部分に区分し、形成される前記第１トナー像の当該部分毎のカバレッジを部分カバレッジとして算出する部分カバレッジ算出部と、
前記部分カバレッジおよび前記第１トナー像の全体カバレッジに基づいて、前記第２トナー像を形成するように前記画像形成部を制御する制御部と、
を備える。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、雨だれの発生を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】帯チャート画像が出力された用紙を示す図である。
【図２】本発明の実施の形態における画像形成装置の全体構成を概略的に示す図である。
【図３】本発明の実施の形態における画像形成装置の制御系の主要部を示す図である。
【図４】縦帯チャート画像が出力された用紙を示す図である。
【図５】横帯チャート画像が出力された用紙を示す図である。
【図６】接触角と全体カバレッジとの関係を示す図である。
【図７】感光体ドラムにおける部分毎の接触角を示す図である。
【図８】画像形成装置の動作例を示すフロー図である。
【図９】全体カバレッジとＲＦＰのカバレッジとの和のカバレッジを表す図である。
【図１０】転写率を測定する装置を概略的に示す図である。
【図１１】感光体ドラムの表面粗さと感光体ドラムの走行時間との対応関係を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。図２は、本発明の実施の形態に係る画像形成装置１の全体構成を概略的に示す図である。図３は、本実施の形態に係る画像形成装置１の制御系の主要部を示す。図２、３に示す画像形成装置１は、電子写真プロセス技術を利用した中間転写方式のカラー画像形成装置である。すなわち、画像形成装置１は、感光体ドラム４１３上に形成されたＹ（イエロー）、Ｍ（マゼンタ）、Ｃ（シアン）、Ｋ（ブラック）の各色トナー像を中間転写ベルト４２１に一次転写し、中間転写ベルト４２１上で４色のトナー像を重ね合わせた後、用紙Ｓに二次転写することにより、画像を形成する。画像形成装置１による画像形成処理のプロセス速度は、４６０［ｍｍ／秒］（Ａ４用紙１００［枚／分］に相当）である。
【００１５】
また、画像形成装置１には、ＹＭＣＫの４色に対応する感光体ドラム４１３を中間転写ベルト４２１の走行方向に直列配置し、中間転写ベルト４２１に一回の手順で各色トナー像を順次転写させるタンデム方式が採用されている。
【００１６】
図３に示すように、画像形成装置１は、画像読取部１０、操作表示部２０、画像処理部３０、画像形成部４０、用紙搬送部５０、定着部６０および制御部１００を備える。制御部１００は、部分カバレッジ算出部、および表面粗さ算出部としても機能する。
【００１７】
制御部１００は、ＣＰＵ（Central  Processing  Unit）１０１、ＲＯＭ（Read  Only  Memory）１０２、ＲＡＭ（Random  Access  Memory）１０３等を備える。ＣＰＵ１０１は、ＲＯＭ１０２から処理内容に応じたプログラムを読み出してＲＡＭ１０３に展開し、展開したプログラムと協働して画像形成装置１の各ブロックの動作を集中制御する。このとき、記憶部７２に格納されている各種データが参照される。記憶部７２は、例えば不揮発性の半導体メモリ（いわゆるフラッシュメモリ）やハードディスクドライブで構成される。
【００１８】
制御部１００は、通信部７１を介して、ＬＡＮ（Local Area Network）、ＷＡＮ（Wide Area Network）等の通信ネットワークに接続された外部の装置（例えばパーソナルコンピューター）との間で各種データの送受信を行う。制御部１００は、例えば、外部の装置から送信された画像データを受信し、この画像データ（入力画像データ）に基づいて用紙Ｓに画像を形成させる。通信部７１は、例えばＬＡＮカード等の通信制御カードで構成される。
【００１９】
画像読取部１０は、ＡＤＦ（Auto  Document  Feeder）と称される自動原稿給紙装置１１及び原稿画像走査装置１２（スキャナー）等を備えて構成される。
【００２０】
自動原稿給紙装置１１は、原稿トレイに載置された原稿Ｄを搬送機構により搬送して原稿画像走査装置１２へ送り出す。自動原稿給紙装置１１により、原稿トレイに載置された多数枚の原稿Ｄの画像（両面を含む）を連続して一挙に読み取ることが可能となる。
【００２１】
原稿画像走査装置１２は、自動原稿給紙装置１１からコンタクトガラス上に搬送された原稿又はコンタクトガラス上に載置された原稿を光学的に走査し、原稿からの反射光をＣＣＤ（Charge Coupled Device）センサー１２ａの受光面上に結像させ、原稿画像を読み取る。画像読取部１０は、原稿画像走査装置１２による読取結果に基づいて入力画像データを生成する。この入力画像データには、画像処理部３０において所定の画像処理が施される。
【００２２】
操作表示部２０は、例えばタッチパネル付の液晶ディスプレイ（ＬＣＤ：Liquid Crystal Display）で構成され、表示部２１及び操作部２２として機能する。表示部２１は、制御部１００から入力される表示制御信号に従って、各種操作画面、画像の状態、各機能の動作状況等の表示を行う。表示部２が本発明の「報知部」に対応する。操作部２２は、テンキー、スタートキー等の各種操作キーを備え、ユーザーによる各種入力操作を受け付けて、操作信号を制御部１００に出力する。
【００２３】
画像処理部３０は、入力画像データに対して、初期設定又はユーザー設定に応じたデジタル画像処理を行う回路等を備える。例えば、画像処理部３０は、制御部１００の制御下で、階調補正データ（階調補正テーブル）に基づいて階調補正を行う。また、画像処理部３０は、入力画像データに対して、階調補正の他、色補正、シェーディング補正等の各種補正処理や、圧縮処理等を施す。これらの処理が施された画像データに基づいて、画像形成部４０が制御される。
【００２４】
画像形成部４０は、入力画像データに基づいて、Ｙ成分、Ｍ成分、Ｃ成分、Ｋ成分の各有色トナーによる画像を形成するための画像形成ユニット４１Ｙ、４１Ｍ、４１Ｃ、４１Ｋ、中間転写ユニット４２等を備える。
【００２５】
Ｙ成分、Ｍ成分、Ｃ成分、Ｋ成分用の画像形成ユニット４１Ｙ、４１Ｍ、４１Ｃ、４１Ｋは、同様の構成を有する。図示及び説明の便宜上、共通する構成要素は同一の符号で示し、それぞれを区別する場合には符号にＹ、Ｍ、Ｃ、又はＫを添えて示すこととする。図１では、Ｙ成分用の画像形成ユニット４１Ｙの構成要素についてのみ符号が付され、その他の画像形成ユニット４１Ｍ、４１Ｃ、４１Ｋの構成要素については符号が省略されている。
【００２６】
画像形成ユニット４１は、露光装置４１１、現像装置４１２、感光体ドラム４１３、帯電装置４１４、及びドラムクリーニング装置４１５等を備える。感光体ドラム４１３が本発明の「像担持体」に対応する。
【００２７】
感光体ドラム４１３は、例えばドラム径が８０［ｍｍ］のアルミニウム製の導電性円筒体（アルミ素管）の周面に、アンダーコート層（ＵＣＬ：Under Coat Layer）、電荷発生層（ＣＧＬ：Charge Generation Layer）、電荷輸送層（ＣＴＬ：Charge Transport Layer）を順次積層した負帯電型の有機感光体（ＯＰＣ：Organic Photo-conductor）である。電荷発生層は、電荷発生材料（例えばフタロシアニン顔料）を樹脂バインダー（例えばポリカーボネイト）に分散させた有機半導体からなり、露光装置４１１による露光により一対の正電荷と負電荷を発生する。電荷輸送層は、正孔輸送性材料（電子供与性含窒素化合物）を樹脂バインダー（例えばポリカーボネイト樹脂）に分散させたものからなり、電荷発生層で発生した正電荷を電荷輸送層の表面まで輸送する。
【００２８】
制御部１００が感光体ドラム４１３を回転させる駆動モーター（図示略）に供給される駆動電流を制御することにより、感光体ドラム４１３は一定の周速度で回転する。
【００２９】
帯電装置４１４は、コロナ放電を発生させることにより、光導電性を有する感光体ドラム４１３の表面を一様に負極性に帯電させる。
【００３０】
露光装置４１１は、例えば半導体レーザーで構成され、感光体ドラム４１３に対して各色成分の画像に対応するレーザー光を照射する。感光体ドラム４１３の電荷発生層で正電荷が発生し、電荷輸送層の表面まで輸送されることにより、感光体ドラム４１３の表面電荷（負電荷）が中和される。感光体ドラム４１３の表面には、周囲との電位差により各色成分の静電潜像が形成される。
【００３１】
現像装置４１２は、二成分現像方式の現像装置であり、感光体ドラム４１３の表面における画像形成領域（本発明の「第１領域」に対応）に各色成分のトナーを付着させることにより静電潜像を可視化してトナー像（本発明の「第１トナー像」に対応）を形成する。また、現像装置４１２は、感光体ドラム４１３の表面における非画像形成領域（本発明の「第２領域」に対応）にＲＦＰ（本発明の「第２トナー像に対応）を形成する。なお、ＲＦＰを、リフレッシュパッチまたは紙間パッチと称する場合がある。ここで「画像形成領域」とは、感光体ドラム４１３から転写材（例えば、中間転写ベルト４２１）に転写される画像の形成に用いられる領域である。また、「非画像形成領域」とは、転写される画像の形成に用いられない領域である。
【００３２】
ドラムクリーニング装置４１５は、感光体ドラム４１３の表面に摺接されるドラムクリーニングブレード４１５Ａ（図１０参照）等を有し、一次転写後に感光体ドラム４１３の表面に残存する転写残トナーを除去する。
【００３３】
中間転写ユニット４２は、中間転写ベルト４２１、一次転写ローラー４２２、複数の支持ローラー４２３、二次転写ローラー４２４、及びベルトクリーニング装置４２６等を備える。
【００３４】
中間転写ベルト４２１は無端状ベルトで構成され、複数の支持ローラー４２３にループ状に張架される。複数の支持ローラー４２３のうちの少なくとも一つは駆動ローラーで構成され、その他は従動ローラーで構成される。例えば、Ｋ成分用の一次転写ローラー４２２よりもベルト走行方向下流側に配置されるローラー４２３Ａが駆動ローラーであることが好ましい。これにより、一次転写部におけるベルトの走行速度を一定に保持しやすくなる。駆動ローラー４２３Ａが回転することにより、中間転写ベルト４２１は矢印Ａ方向に一定速度で走行する。
【００３５】
中間転写ベルト４２１は、導電性および弾性を有するベルトであり、表面に体積抵抗率が８〜１１［ｌｏｇΩ・ｃｍ］である高抵抗層を有する。中間転写ベルト４２１は、制御部１００からの制御信号によって回転駆動される。なお、中間転写ベルト４２１については、導電性および弾性を有するものであれば、材質、厚さおよび硬度を限定しない。
【００３６】
一次転写ローラー４２２は、各色成分の感光体ドラム４１３に対向して、中間転写ベルト４２１の内周面側に配置される。中間転写ベルト４２１を挟んで、一次転写ローラー４２２が感光体ドラム４１３に圧接されることにより、感光体ドラム４１３から中間転写ベルト４２１へトナー像を転写するための一次転写ニップが形成される。
【００３７】
二次転写ローラー４２４は、駆動ローラー４２３Ａのベルト走行方向下流側に配置されるバックアップローラー４２３Ｂに対向して、中間転写ベルト４２１の外周面側に配置される。中間転写ベルト４２１を挟んで、二次転写ローラー４２４がバックアップローラー４２３Ｂに圧接されることにより、中間転写ベルト４２１から用紙Ｓへトナー像を転写するための二次転写ニップが形成される。
【００３８】
一次転写ニップを中間転写ベルト４２１が通過する際、感光体ドラム４１３上のトナー像が中間転写ベルト４２１に順次重ねて一次転写される。具体的には、一次転写ローラー４２２に一次転写バイアスを印加し、中間転写ベルト４２１の裏面側（一次転写ローラー４２２と当接する側）にトナーと逆極性の電荷を付与することにより、トナー像は中間転写ベルト４２１に静電的に転写される。
【００３９】
その後、用紙Ｓが二次転写ニップを通過する際、中間転写ベルト４２１上のトナー像が用紙Ｓに二次転写される。具体的には、二次転写ローラー４２４に二次転写バイアスを印加し、用紙Ｓの裏面側（二次転写ローラー４２４と当接する側）にトナーと逆極性の電荷を付与することにより、トナー像は用紙Ｓに静電的に転写される。トナー像が転写された用紙Ｓは定着部６０に向けて搬送される。
【００４０】
ベルトクリーニング装置４２６は、二次転写後に中間転写ベルト４２１の表面に残留する転写残トナーを除去する。なお、二次転写ローラー４２４に代えて、二次転写ローラーを含む複数の支持ローラーに、二次転写ベルトがループ状に張架された構成（いわゆるベルト式の二次転写ユニット）を採用しても良い。
【００４１】
定着部６０は、用紙Ｓの定着面（トナー像が形成されている面）側に配置される定着面側部材を有する上側定着部６０Ａ、用紙Ｓの裏面（定着面の反対の面）側に配置される裏面側支持部材を有する下側定着部６０Ｂ、及び加熱源６０Ｃ等を備える。定着面側部材に裏面側支持部材が圧接されることにより、用紙Ｓを狭持して搬送する定着ニップが形成される。
【００４２】
定着部６０は、トナー像が二次転写され、搬送されてきた用紙Ｓを定着ニップで加熱、加圧することにより、用紙Ｓにトナー像を定着させる。定着部６０は、定着器Ｆ内にユニットとして配置される。また、定着器Ｆには、エアを吹き付けることにより、定着面側部材又は裏面側支持部材から用紙Ｓを分離させるエア分離ユニットが配置されていても良い。
【００４３】
用紙搬送部５０は、給紙部５１、排紙部５２、及び搬送経路部５３等を備える。給紙部５１を構成する３つの給紙トレイユニット５１ａ〜５１ｃには、坪量やサイズ等に基づいて識別された用紙Ｓ（規格用紙、特殊用紙）が予め設定された種類毎に収容される。搬送経路部５３は、レジストローラー対５３ａ等の複数の搬送ローラー対を有する。
【００４４】
給紙トレイユニット５１ａ〜５１ｃに収容されている用紙Ｓは、最上部から一枚ずつ送出され、搬送経路部５３により画像形成部４０に搬送される。このとき、レジストローラー対５３ａが配設されたレジストローラー部により、給紙された用紙Ｓの傾きが補正されるとともに搬送タイミングが調整される。そして、画像形成部４０において、中間転写ベルト４２１のトナー像が用紙Ｓの一方の面に一括して二次転写され、定着部６０において定着工程が施される。画像形成された用紙Ｓは、排紙ローラー５２ａを備えた排紙部５２により機外に排紙される。
【００４５】
出願人は、帯チャート画像と雨だれの発生との関係について実験を行い、実験結果を得た。
【００４６】
次に、この実験結果の一例に基づいて、帯チャート画像と雨だれの発生との関係について図４および図５を参照して説明する。図４は、縦帯チャート画像が出力された用紙を示す図である。図５は、横帯チャート画像が出力された用紙を示す図である。図４および図５に用紙搬送方向を矢印で示す。ここでは、画像を用紙搬送方向に対して平行に出力する帯チャート画像を縦帯チャート画像と呼び、用紙搬送方向に対して直交に出力する帯チャート画像を横帯チャート画像と呼ぶこととする。
【００４７】
図４に示すように、縦帯チャート画像の用紙搬送方向の長さが、Ａ４の用紙搬送方向の長さ２１０ｍｍの５０％である１０５ｍｍの場合、雨だれが発生しない。これに対し、縦帯チャート画像の用紙搬送方向の長さが、Ａ４の用紙搬送方向の長さ２１０ｍｍの７５％以上である１５８ｍｍ以上の場合、雨だれが発生しやすくなる。
【００４８】
また、図５に示すように、横帯チャート画像の用紙搬送方向の長さが７４ｍｍである場合、雨だれが発生しない。
【００４９】
以上から、用紙搬送方向における用紙の長さに対して縦帯チャートの画像の長さが７５％以上の場合、雨だれが発生することがわかる。ここで、感光体ドラム４１３の画像領域（第１領域）に形成される第１トナー像を主走査方向（感光体ドラム４１３の回転軸方向）に複数の部分に区分し、形成されるトナー像形の部分毎のカバレッジを「部分カバレッジ」という。部分カバレッジの数値は、用紙の用紙搬送方向の長さに対する縦帯チャート画像の用紙搬送方向の長さの割合で表される。
【００５０】
前述したように、感光体ドラム４１３の表面エネルギーが高くなると、クリーニング性能が低下し、雨だれが発生しやすくなる。感光体ドラム４１３の表面エネルギーは、感光体ドラム４１３の表面における純水の接触角で代用することができる。なお、純水の接触角は、例えば、表面上に純水を滴下し、カメラで液滴の画像を捉え、画像解析で接触角を計算する方法により測定することができる。
【００５１】
図６は、感光体ドラム４１３の表面における純水の接触角と、第１トナー像の全体カバレッジとの関係を示す図である。ここで、全体カバレッジとは、感光体ドラム４１３の表面上における第１領域（画像形成領域）に形成される第１トナー像のカバレッジをいう。
【００５２】
図６に示すように、全体カバレッジが０％から５％に上昇するに応じて接触角が上昇し、全体カバレッジが５％以上では、接触角がほぼ一定となる。
なお、接触角が９５°以下では雨だれが発生しやすくなることが知られている。
【００５３】
次に、感光体ドラム４１３上に形成された画像と、当該画像が形成された位置における純水の接触角との関係について図７を参照して説明する。
【００５４】
図７は、感光体ドラム４１３の回転軸方向において感光体ドラム４１３の表面を６つに区分し、各部分に形成された画像と、当該部分における純水の接触角との関係を示す図である。図７に、全体カバレッジが２．５％であり、感光体ドラム４１３の非画像領域（第２領域）に形成されるＲＦＰ（リフレッシュパッチ）のカバレッジが２．５％である場合における第１、第２、第３、第５および第６のそれぞれの部分、さらに、縦帯チャート画像が形成された場合における第４の部分を“△”で示す。図７に示すように、接触角は、第１、第２、第３、第５および第６のそれぞれの部分で１０５°であり、第４の部分で９８°である。
【００５５】
また、図７に、全体カバレッジが２．５％であり、ＲＦＰのカバレッジが１％である場合における第１、第２、第３、第５および第６のそれぞれの部分、さらに、縦帯チャート画像が形成された場合における第４の部分を“□”で示す。図７に示すように、接触角は、第１、第２、第３、第５および第６の部分で１０２°であり、第４の部分で９３°である。
【００５６】
さらに、図７に、全体カバレッジが５％であり、かつ、横帯チャート画像が形成された場合における第１から第６の部分を“○”で示す。図７に示すように、接触角は、第１から第６の部分で９８°一定である。
【００５７】
以上から、図７に“△”で示す第４の部分のように、、縦帯チャート画像が形成された場合であっても、全体カバレッジとＲＥＰのカバレッジとの和（以下、合算カバレッジと称する）が５％以上である場合は、当該第４の部分における接触角が９８°となり、雨だれが発生しないことがわかる。
【００５８】
制御部１００（部分カバレッジ算出部）は、感光体ドラム４１３の回転軸方向（主走査方向）に第１領域を複数の部分に区分し、形成される第１トナー像の部分毎のカバレッジを部分カバレッジとして算出する。
【００５９】
制御部１００は、制御部１００は、全体カバレッジおよび部分カバレッジに基づいて、画像形成部４０を制御する。
【００６０】
制御部１００は、具体的には、全体カバレッジが３．５％（本発明の「第２閾値」に対応）未満であって、かつ、部分カバレッジが７５％（本発明の「第１閾値」に対応）以上である場合、全体カバレッジが３．５％以上であるか、または、部分カバレッジが７５％未満である場合に比べて、全体カバレッジとＲＦＰのカバレッジとの和（合算カバレッジ）が大きくなるように、画像形成部４０を制御する。なお、ここで用いられる全体カバレッジは、部分毎のカバレッジが算出された時点の直前の予め設定された時間（例えば、３０秒間）における第１トナー像の平均カバレッジである。また、ここで用いられる部分カバレッジは、部分毎のカバレッジが算出された時点のカバレッジである。
【００６１】
次に、図８のフロー図を参照し、本実施の形態における画像形成装置１の制御動作について説明する。図８における各処理は、例えば印刷ジョブの実行が開示されることにより開始する。
【００６２】
先ず、制御部１００は、第１トナー像の部分毎の部分カバレッジを算出する（ステップＳ１００）。
【００６３】
前後して、制御部１００は、部分毎のカバレッジを算出した時の直前の時間（ここでは、３０秒間）における第１トナー像の平均カバレッジ（全体カバレッジ）を算出する（ステップＳ１１０）。
【００６４】
次に、制御部１００は、全体カバレッジが３．５％未満であるか否かを判断する（ステップＳ１２０）。全体カバレッジが３．５％未満の場合（ステップＳ１２０：ＹＥＳ）、制御部１００は、部分カバレッジが７５％未満であるか否かを判断する（ステップＳ１３０）。
【００６５】
部分カバレッジが７５％以上である場合（ステップＳ１３０：ＹＥＳ）、制御部１００は、合算カバレッジが５％となるように、画像形成部４０を制御する（ステップＳ１４０）。
【００６６】
上記の制御について図９を参照して説明する。図９は、全体カバレッジ、ＲＦＰのカバレッジ、および、合算カバレッジの関係を示す図である。制御部１００は、合算カバレッジが図９に一点鎖線で示す５％となるように、画像形成部４０を制御して、ＲＦＰを第２領域に形成させる。
【００６７】
一方、部分カバレッジが７５％未満である場合（ステップＳ１３０：ＮＯ）、制御部１００は、合算カバレッジが３．５％となるように、画像形成部４０を制御する（ステップＳ１５０）。
【００６８】
上記の制御について図９を参照して説明すると、制御部１００は、例えば、全体カバレッジが２％である場合、合算カバレッジが図９に実線で示す３．５％となるように、画像形成部４０を制御して、カバレッジ１．５％のＲＦＰを第２領域に形成させる。
【００６９】
ステップＳ１２０において、全体カバレッジが３．５％以上である場合（ステップＳ１２０：ＮＯ）、制御部１００は、ＲＦＰを第２領域に形成さない（ステップＳ１６０）。したがって、合算カバレッジは増加せず、３．５％以上のままである。
【００７０】
表１に、画像形成部４０を制御する場合の条件および制御により達成される合算カバレッジの値を示す。
【表１】
2017223898.tif 000003
なお、表１において「３．５％（ＲＦＰなし）」とは、ＲＦＰを第２領域に形成させることなく、合算カバレッジを増やさないことをいう。
【００７１】
上記実施の形態に係る画像形成装置１によれば、部分カバレッジが高く、全体カバレッジが低い場合に、ＲＦＰを第２領域に形成させることで、潤滑剤の供給量を増やし、感光体ドラム４１３の表面エネルギーを低下させて、雨だれの発生を抑制することができる。
【００７２】
なお、上記実施の形態では、前述する７５％のように、部分カバレッジの閾値を１つ設けたが、本発明はこれに限らず、部分カバレッジの閾値を複数設け、閾値のレベルに応じて合算カバレッジの値を変えるようにしてもよい。これにより、さらに安定したクリーニング性能を確保して、雨だれの発生を防止することができる。
【００７３】
（変形例１）
次に、上記実施の形態の変形例１に係る画像形成装置１について説明する。
感光体ドラム４１３に形成したトナー像が転写材（中間転写ベルトや用紙など）に転写された程度を示す転写率が低いと、転写残トナーがドラムクリーニングブレード４１５Ａにより多く残留し、転写残トナーで感光体ドラム４１３の表面上の潤滑剤が削られ、感光体ドラム４１３の表面エネルギーが高くなり、トナーの感光体への付着力が低減されず、クリーニング性能が低下し、トナーが感光体表面上に核として強固に付着するため、雨だれが発生しやすい状態となる。
【００７４】
上記実施の形態では、画像形成部４０を制御する場合の条件として、全体カバレッジの閾値および部分カバレッジの閾値がそれぞれ設けられる。
【００７５】
これに対し、変形例１では、画像形成部４０を制御する場合の条件として、全体カバレッジの閾値および部分カバレッジの閾値の他に、転写率の閾値（本発明の「第３閾値」に対応）が設けられる。制御部１００は、全体カバレッジおよび部分カバレッジが同じ条件下で、転写率が閾値未満である場合に、転写率が閾値以上である場合に比べ、合算カバレッジが大きくなるように画像形成部４０を制御する。
【００７６】
図１０は、カラー画像形成装置１における転写率を測定する装置を概略的に示す図である。感光体ドラム４１３から中間転写ベルト４２１へトナー像を転写するための転写ニップの感光体ドラム４１３の回転方向における上流側に転写前検知装置（ＩＤＣセンサ）が配置され、下流側に転写後検知装置が配置される。測定用のパッチを感光体ドラム４１３から中間転写ベルト４２１に転写させることで、その前後のパッチ濃度から転写率を測定することができる。なお、モノクロ画像形成装置における転写率の測定装置では、転写ニップに用紙を１枚通紙することで、実際の通紙時の転写率に近い状態で測定するように構成してもよい。
【００７７】
表２に、画像形成部４０を制御する場合の条件および制御により達成される値を示す。
【表２】
2017223898.tif 000004
なお、表２において「３．５％（ＲＦＰなし）」とは、ＲＦＰを第２領域に形成させることなく、合算カバレッジを増やさないことをいう。
【００７８】
次に、表２を参照し、変形例１における画像形成装置１の制御動作について説明する。
なお、制御部１００は、上記の測定装置から転写率を取得する。
制御部１００は、表２に示すように、全体カバレッジが３．５％未満であり、かつ、部分カバレッジが７５％未満であり、かつ、転写率が８５％以上である場合、合算カバレッジが３．５％となるように、画像形成部４０を制御して、ＲＦＰを第２領域に形成させる。
【００７９】
また、制御部１００は、全体カバレッジが３．５％未満であり、かつ、部分カバレッジが７５％未満であり、かつ、転写率が８５％（本発明の「第４閾値」に対応）未満である場合、異常である旨の表示制御信号を操作表示部２０に送信する。
【００８０】
また、制御部１００は、全体カバレッジが３．５％未満であり、かつ、部分カバレッジが７５％以上であり、かつ、転写率が９５％以上である場合、合算カバレッジが３．５％となるように、画像形成部４０を制御して、ＲＦＰを第２領域に形成させる。
【００８１】
また、制御部１００は、全体カバレッジが３．５％未満であり、かつ、部分カバレッジが７５％以上であり、かつ、転写率が９０％以上、９５％未満である場合、合算カバレッジが４％となるように、画像形成部４０を制御して、ＲＦＰを第２領域に形成させる。
【００８２】
また、制御部１００は、全体カバレッジが３．５％未満であり、かつ、部分カバレッジが７５％以上であり、かつ、転写率が８５％以上、９０％未満である場合、合算カバレッジが５％となるように、画像形成部４０を制御して、ＲＦＰを第２領域に形成させる。
【００８３】
また、制御部１００は、全体カバレッジが３．５％未満であり、かつ、部分カバレッジが７５％以上であり、かつ、転写率が８５％未満である場合、異常である旨の表示制御信号を操作表示部２０に送信する。
【００８４】
また、制御部１００は、全体カバレッジが３．５％以上である場合、部分カバレッジが７５％未満であるかどうかに関係なく、また、転写率の数値に関係なく、ＲＦＰを第２領域に形成させない。したがって、合算カバレッジは３．５％以上のままとなる。
【００８５】
上記変形例１に係る画像形成装置１によれば、画像形成部４０を制御する条件として、全体カバレッジ、部分カバレッジ、および、転写率を設け、転写率が９５％未満の場合に、転写率が９５％以上の場合に比べて、合算カバレッジを大きくする。また、転写率が９０％未満の場合に、転写率が９０％以上の場合に比べて、合算カバレッジを大きくする。これにより、転写率の低下を潤滑剤の供給量の増加で補い、雨だれの発生を抑制することができる。また、第２の閾値として、９５％、９０％の２つを設け、転写率の低下の程度に応じて、潤滑剤の供給量を加減することで、トナーの消費量を低減することができる。さらに、転写率が８５％未満である場合、異常である旨を表示する。これにより、画像濃度不足などの異常画像の発生を防止することができる。
【００８６】
（変形例２）
次に、上記実施の形態の変形例２に係る画像形成装置１について説明する。
感光体ドラム４１３の表面粗さＲｚ．ｊ（μｍ）が大きいとクリーニング性能が低下し、雨だれが発生しやすくなる。したがって、感光体ドラム４１３の表面が荒れた状態では、潤滑剤の供給量を多めにし、クリーニング性能の低下を防止して、雨だれの発生を抑制する必要がある。
【００８７】
上記変形例１では、画像形成部４０を制御する場合の条件として、全体カバレッジの閾値、部分カバレッジの閾値、および、転写率の閾値がそれぞれ設けられる。
【００８８】
これに対し、変形例２では、画像形成部４０を制御する場合の条件として、全体カバレッジの閾値、部分カバレッジの閾値、および、転写率の閾値の他に、感光体ドラム４１３の表面粗さが設けられる。制御部１００は、全体カバレッジ、部分カバレッジ、および、転写率が同じ条件下で、感光体ドラム４１３の表面粗さが閾値（本発明の「第５閾値」に対応）以上である場合に、表面粗さが閾値未満である場合に比べ、合算カバレッジが大きくなるように画像形成部４０を制御する。
【００８９】
図１１は、感光体ドラム４１３の表面粗さＲｚ．ｊ（μｍ）と感光体ドラム４１３の走行時間との対応関係を示す図である。感光体ドラム４１３の走行時間が本発明の像担持体の「使用時間」に対応する。また、感光体ドラム４１３の使用時間、画像形成回数、帯電特性の劣化等が本発明の像担持体の「使用履歴」に対応する。
【００９０】
図１１から、感光体ドラム４１３の表面粗さは、感光体ドラム４１３の走行時間の長さに応じて大きくなることがわかる。また、感光体ドラム４１３の表面粗さは、用紙の坪量の大きさに応じて大きくなることがわかる。
【００９１】
制御部１００（表面粗さ算出部）は、感光体ドラム４１３の走行時間に基づいて、基準となる用紙における感光体ドラム４１３の表面粗さを算出し、当該算出した表面粗さに、第１トナ像が形成された用紙の種類に応じた係数を乗算することにより、紙種における感光体ドラム４１３の表面粗さを算出する。なお、感光体ドラム４１３の走行時間は、例えば画像形成処理における印字枚数から求められる。ここで、用紙の種類は、例えば坪量で表される。坪量１００ｇ／ｍ２までの用紙（普通紙）に応じた係数は１であり、坪量１０１から１５０ｇ／ｍ２までの用紙に応じた係数は１．２５であり、坪量１５０ｇ／ｍ２以上の用紙に応じた係数は１．５である。
【００９２】
表３に、画像形成部４０を制御する場合の条件および制御により達成される値を示す。
【表３】
2017223898.tif 000005
なお、表３において「３．５％（ＲＦＰなし）」とは、ＲＦＰを第２領域に形成させることなく、合算カバレッジを増やさないことをいう。
【００９３】
次に、表３を参照し、変形例２における画像形成装置１の制御動作について説明する。
なお、制御部１００は、感光体ドラム４１３の走行時間および用紙の種類に基づいて、感光体ドラム４１３の表面粗さを算出しておく。
【００９４】
制御部１００は、表３に示すように、全体カバレッジが３．５％未満であり、かつ、部分カバレッジが５０％以上、７５％未満であり、かつ、転写率が８５％以上、９０％未満であり、かつ、感光体ドラム４１３の表面粗さＲｚ．ｊが１．５μｍ以上である場合、合算カバレッジが４％となるように、画像形成部４０を制御して、ＲＦＰを第２領域に形成させる。
【００９５】
また、制御部１００は、全体カバレッジが３．５％未満であり、かつ、部分カバレッジが７５％以上であり、かつ、表面粗さが１．５μｍ以上である場合において、転写率が９５％以上である場合、９０％以上、９５％未満である場合、８５％以上、９０％未満である場合、合算カバレッジがそれぞれ４％、４．５％、５．５％となるように、画像形成部４０を制御して、ＲＦＰを第２領域に形成させる。
【００９６】
また、制御部１００は、全体カバレッジが３．５％未満であり、かつ、部分カバレッジが７５％以上である場合において、表面粗さが１．５μｍ以上であるか否かに関係なく、転写率が８５％未満である場合、異常である旨の表示制御信号を操作表示部２０に送信する。
【００９７】
また、制御部１００は、全体カバレッジが３．５％以上であり、かつ、転写率が８５％以上、９０％未満であり、かつ、表面粗さが１．５μｍ以上である場合において、部分カバレッジが７５％未満である場合、合算カバレッジが３．５％（ＲＦＰなし）となるように、また、７５％以上である場合、合算カバレッジが４％となるように、画像形成部４０を制御する。
【００９８】
また、制御部１００は、全体カバレッジが３．５％未満であり、かつ、部分カバレッジが７５％未満であり、かつ、転写率が８５％以上、９０％未満であり、かつ、感光体ドラム４１３の表面粗さが１．５μｍ未満である場合、合算カバレッジが３．５％となるように、画像形成部４０を制御して、ＲＦＰを第２領域に形成させる。
【００９９】
また、制御部１００は、全体カバレッジが３．５％未満であり、かつ、部分カバレッジが７５％以上であり、かつ、表面粗さが１．５μｍ未満である場合において、転写率が９５％以上である場合、合算カバレッジが３．５％となるように、また、転写率が９０％以上、９５％未満である場合、合算カバレッジが４％となるように、また、転写率が８５％以上、９０％未満である場合、合算カバレッジが５％となるように、画像形成部４０を制御して、ＲＦＰを第２領域に形成させる。
【０１００】
また、制御部１００は、全体カバレッジが３．５％以上であり、かつ、転写率が８５％以上、９０％未満であり、かつ、表面粗さが１．５μｍ未満である場合、部分カバレッジが７５％未満であるか否かに関係なく、合算カバレッジがそれぞれ３．５％（ＲＦＰなし）となるように、画像形成部４０を制御する。
【０１０１】
上記変形例２に係る画像形成装置１によれば、画像形成部４０を制御する条件として、全体カバレッジ、部分カバレッジ、転写率、および、感光体ドラム４１３の表面粗さを設け、表面粗さが１．５μｍ以上の場合に、表面粗さが１．５μｍ未満の場合に比べて、合算カバレッジをさらに０．５％増やすことで、表面粗さの悪化を潤滑剤の供給量の増加で補い、雨だれの発生を抑制することができる。また、表面粗さが例えば１．５μｍ未満などのように小さい場合は、表面粗さが大きい場合に比して合算カバレッジを例えば０．５％減らすことで、画質を維持しつつ、トナーの消費量を抑えることができる。
【０１０２】
なお、上記実施の形態及び変形例において、全体カバレッジとして、３０秒間における第１トナー像の平均カバレッジを用いたが、本発明は３０秒に限らず、例えば、３０秒より長くても、短くてもよい。また、予め設定された印字枚数の第１トナー像の平均カバレッジを用いてもよい。
【０１０３】
その他、上記実施の形態は、何れも本発明の実施するにあたっての具体化の一例を示したものに過ぎず、これらによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されてはならないものである。すなわち、本発明はその要旨、またはその主要な特徴から逸脱することなく、様々な形で実施することができる。
【産業上の利用可能性】
【０１０４】
本発明は、雨だれの発生を抑制することが要求される画像形成装置に好適に利用される。
【符号の説明】
【０１０５】
１  画像形成装置
１０  画像読取部
２０  操作表示部
２１  表示部
２２  操作部
３０  画像処理部
４０  画像形成部
５０  用紙搬送部
６０  定着部
７１  通信部
７２  記憶部
１００  制御部
１０１  ＣＰＵ
１０２  ＲＯＭ
１０３  ＲＡＭ
４１３  感光体ドラム
【図１】
2017223898.tif 000006
【図２】
2017223898.tif 000007
【図３】
2017223898.tif 000008
【図４】
2017223898.tif 000009
【図５】
2017223898.tif 000010
【図６】
2017223898.tif 000011
【図７】
2017223898.tif 000012
【図８】
2017223898.tif 000013
【図９】
2017223898.tif 000014
【図１０】
2017223898.tif 000015
【図１１】
2017223898.tif 000016