(57)【要約】【課題】静電潜像担持体の表面を覆う潤滑剤の量を適量に維持する。【解決手段】表面に静電潜像を担持する静電潜像担持体４と、潤滑剤の外添量が所定量以上である第１のトナーと、潤滑剤の外添量が上記所定量よりも小さい第２のトナーとを含む現像剤を収容する現像ハウジング１９と、現像領域８５において現像剤中のトナーを静電潜像に供給して静電潜像を顕像化する現像剤担持体８０と、静電潜像担持体４上のトナーを掻き取るクリーニングブレード１６と、静電潜像担持体４の表面を覆う潤滑剤の量を検知する潤滑剤量検知手段１００と、潤滑剤量検知手段１００により検知された潤滑剤の量が第１の量以下のとき、第１のトナーを現像剤担持体８０から静電潜像担持体４の表面の非画像形成領域に供給して、静電潜像担持体４の表面を覆う潤滑剤の量を第１の量よりも多くなるように増大させる潤滑剤増加制御を行う制御部７０とを設ける。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面に静電潜像を担持する静電潜像担持体と、
潤滑剤の外添量が所定量以上である第１のトナーと、潤滑剤の外添量が上記所定量よりも小さい第２のトナーとを含む現像剤を収容する現像ハウジングと、
表面に上記現像剤を担持し、上記静電潜像担持体に現像領域を介して対向して配置され、上記現像領域において上記現像剤中のトナーを上記静電潜像に供給して上記静電潜像を顕像化する現像剤担持体と、
上記静電潜像担持体に接触可能に設けられ、上記静電潜像担持体との接触部において上記静電潜像担持体上のトナーを掻き取るクリーニングブレードと、
上記静電潜像担持体の表面を覆う上記潤滑剤の量を検知する潤滑剤量検知手段と、
上記潤滑剤量検知手段により検知された潤滑剤の量が第１の量以下のとき、上記第１のトナーを上記現像剤担持体から上記静電潜像担持体の表面の非画像形成領域に供給して、上記静電潜像担持体の表面を覆う潤滑剤の量を上記第１の量よりも多くなるように増大させる潤滑剤増加制御を行う制御部と、を備えていることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
上記制御部は、上記潤滑剤量検知手段により検知された潤滑剤の量が上記第１の量よりも大きい第２の量以上のとき、上記第２のトナーを上記現像剤担持体から上記静電潜像担持体の表面の非画像形成領域に供給して、上記静電潜像担持体の表面を覆う潤滑剤の量を上記第２の量よりも少なくなるように低減する潤滑剤減少制御を行う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】
上記潤滑剤量検知手段は、上記静電潜像担持体の表面の摩擦係数を検知する摩擦係数検知手段を備え、
上記潤滑剤量検知手段は、上記摩擦係数検知手段により上記摩擦係数が第１の基準値以上であることを検知することで、上記静電潜像担持体の表面を覆う潤滑剤の量が上記第１の量以下であることを検知し、上記摩擦係数検知手段により上記摩擦係数が第２の基準値以下であることを検知することで、上記静電潜像担持体の表面を覆う潤滑剤の量が上記第２の量以上であることを検知することを特徴とする請求項１または２のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項４】
上記摩擦係数検知手段は、
上記静電潜像担持体を回転駆動する駆動装置と、
該駆動装置に駆動電流を供給する駆動電流供給装置と、
上記駆動電流の大きさを検知する駆動電流検知装置とを有し、
上記摩擦係数検知手段は、上記駆動電流検知装置により検知された駆動電流が第１の電流値以下であることを検知することで、上記摩擦係数が上記第１の基準値以上であることを検知し、上記駆動電流検知装置により検知された駆動電流が上記第１の電流値よりも大きい第２の電流値以上であることを検知することで、上記摩擦係数が上記第２の基準値以下であることを検知することを特徴とする請求項３に記載の画像形成装置。
【請求項５】
上記静電潜像担持体の表面を第１の電位に帯電させる帯電装置と、
上記静電潜像担持体の表面に光を照射して静電潜像を形成し、上記静電潜像部分の電位を、上記第１の電位と同極性側で且つ上記第１の電位よりも絶対値が小さい第２の電位に減衰させる露光装置と、
絶対値が上記第１の電位よりも小さく上記第２の電位よりも大きい直流電圧からなる現像バイアス、または上記直流電圧に交流電圧を重畳してなる現像バイアスを印加して、上記現像剤担持体の表面から上記静電潜像部分へトナーを移動させる電界を上記静電潜像担持体と上記現像剤担持体との間に形成する現像バイアス印加装置とを備え、
上記制御部は、上記潤滑剤増加制御を行う際、上記現像バイアスを構成する直流電圧の絶対値を所定の大きさだけ上昇させることで、上記第１のトナーを上記現像剤担持体から上記静電潜像担持体へ供給することを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項６】
上記制御部は、上記潤滑剤減少制御を行う際、上記静電潜像担持体の表面の上記非画像形成領域に所定以上の画像濃度を有する画像を現像することで、上記第２のトナーを上記現像剤担持体から上記静電潜像担持体へ供給することを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項７】
上記静電潜像担持体の表面に形成されたトナー像が転写される中間転写体を備え、
該中間転写体に対して上記静電潜像担持体が接触離間可能に配置され、
上記制御部は、上記潤滑剤増加制御または上記潤滑剤減少制御を行う際、上記静電潜像担持体を上記中間転写体から離間して配置させることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項８】
上記静電潜像担持体の表面に形成されたトナー像が転写される中間転写体と、
上記静電潜像担持体と共に上記中間転写体を挟圧する転写部材と、
該転写部材に転写バイアスを印加して、上記静電潜像担持体の表面から上記中間転写体の表面へトナーを移動させる電界を形成する転写バイアス印加装置とを備え、
上記制御部は、上記潤滑剤増加制御または上記潤滑剤減少制御を行う際、上記転写部材に上記転写バイアスを印加しないように制御することを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項９】
上記潤滑剤は、脂肪酸金属塩を含むことを特徴とする請求項１〜８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、電子写真方式の画像形成装置に関し、特に、複写機、プリンタ、ファクシミリ又はこれらの機能を複合的に備えた複合機等の画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式の画像形成装置では、感光体の転写性能、クリーニング性能および耐久性を向上するため、感光体の表面に潤滑剤の被膜を形成する技術が提案されている。
【０００３】
感光体の表面に潤滑剤の被膜を形成する方法としては、感光体の表面に接触するように配置された回転可能なブラシに固形潤滑剤を押し当て、ブラシで掻き取られた潤滑剤を感光体に塗布する方法と、潤滑剤が外添されたトナーを用いて現像することで、感光体の表面に潤滑剤を供給する方法とがある。
【０００４】
前者の方法では、ブラシと固形潤滑剤を備えた塗布装置を設ける必要があるため、画像形成装置の大型化および部品点数の増大を招いてしまう。したがって、省スペース化および部品点数の低減を図る観点から、後者の方法を採用することが好ましい。
【０００５】
しかし、後者の方法において、潤滑剤は、現像に用いられるトナーと共に感光体の表面に供給されることから、現像される画像の濃度等によって、感光体の表面への潤滑剤の供給量が変化するため、必ずしも十分な量の潤滑剤を供給できない恐れがある。
【０００６】
このような問題に鑑みて、特許文献１の技術では、非画像形成時において感光体の表面に潤滑剤を供給するための専用のモードを設定し、この専用のモードを必要に応じて実行することで、感光体の表面に十分な量の潤滑剤を供給できる。
【特許文献１】特開２０００−１３２００３号公報
【発明の開示】
【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の技術では、上記の専用のモードを実行すると、感光体の表面が過剰な量の潤滑剤で覆われてしまう場合があった。この場合、感光体とクリーニングブレードとの間に介在して潤滑剤として機能するシリカ等の微粒子が、感光体とブレードとの間を通過できなくなり、感光体とブレードとの摩擦力が増大して、ブレードの異常摩耗が生じる恐れがある。
【０００８】
そこで、本発明は、感光体等の静電潜像担持体の表面を覆う潤滑剤の量を、適量に維持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】
【０００９】
上記課題を解決するため、本発明に係る画像形成装置は、
表面に静電潜像を担持する静電潜像担持体と、
潤滑剤の外添量が所定量以上である第１のトナーと、潤滑剤の外添量が上記所定量よりも小さい第２のトナーとを含む現像剤を収容する現像ハウジングと、
表面に上記現像剤を担持し、上記静電潜像担持体に現像領域を介して対向して配置され、上記現像領域において上記現像剤中のトナーを上記静電潜像に供給して上記静電潜像を顕像化する現像剤担持体と、
上記静電潜像担持体に接触可能に設けられ、上記静電潜像担持体との接触部において上記静電潜像担持体上のトナーを掻き取るクリーニングブレードと、
上記静電潜像担持体の表面を覆う上記潤滑剤の量を検知する潤滑剤量検知手段と、
上記潤滑剤量検知手段により検知された潤滑剤の量が第１の量以下のとき、上記第１のトナーを上記現像剤担持体から上記静電潜像担持体の表面の非画像形成領域に供給して、上記静電潜像担持体の表面を覆う潤滑剤の量を上記第１の量よりも多くなるように増大させる潤滑剤増加制御を行う制御部と、を備えていることを特徴とする。
【００１０】
なお、ここでいう静電潜像担持体の表面の非画像形成領域とは、画像形成が行われる領域以外の領域、すなわち、像間シーケンスまたはエンドシーケンス等の非作像時に現像剤担持体とのニップ部を通過する領域を指す。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、潤滑剤量検知手段による検知結果に応じて、静電潜像担持体の表面を覆う潤滑剤の量を適量に維持できるため、静電潜像担持体の耐久性、転写性能およびクリーニング性能を良好に維持しつつ、静電潜像担持体に接触するクリーニングブレードの耐久性を向上できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、添付図面を参照して本発明の好適な実施形態を説明する。なお、以下の説明では、特定の方向を意味する用語（例えば、「上」、「下」、「左」、「右」、およびそれらを含む他の用語、「時計回り方向」、「反時計回り方向」）を使用するが、それらの使用は図面を参照した発明の理解を容易にするためであって、それらの用語の意味によって本発明は限定的に解釈されるべきものでない。また、以下に説明する画像形成装置及び現像装置では、同一又は類似の構成部分には同一の符号を用いている。
【００１３】
［１．画像形成装置］
図１は、本発明の一実施形態に係る画像形成装置２の概略構成を示す。画像形成装置２は、複写機、プリンタ、ファクシミリ、又はそれらの機能を複合的に備えた複合機等の電子写真方式の画像形成装置である。現在、電子写真方式の画像形成装置として種々の形態のものが提案されているが、図示する画像形成装置は所謂タンデム方式のカラー画像形成装置である。ただし、本発明は、この種の画像形成装置にのみ適用されるものではなく、例えば、所謂４サイクル方式のカラー画像形成装置、または、静電潜像担持体上のトナー像を記録媒体に直接転写させる直接転写方式のカラー画像形成装置等にも等しく適用できる。さらに、本発明は、一つの現像装置しか備えていないモノクロ画像形成装置にも適用可能である。
【００１４】
画像形成装置２は、原稿画像を読み取るための画像読み取り部２０と、読み取った画像をプリントするためのプリント部２２を有する。
【００１５】
画像読み取り部２０は、公知の機構により原稿画像を赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の３色に色分解して読み取るとともに、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の画像データを作成するように構成されている。なお、図において、符号２４は、プリントに関する各種情報を表示するための表示部であり、符号２５は、プリントの開始操作を行ったりプリントに関する各種設定操作を行ったりするためのパネル操作部である。
【００１６】
プリント部２２は、無端状の中間転写ベルト３０（請求項の中間転写体に相当する。）を有する。中間転写ベルト３０には、表面の電気抵抗が１×１０6Ω／□以上１×１０13Ω／□以下である素材が好適に用いられ、ベルト３０に用いられる具体的な素材としては、例えば、ポリカーボネート、ポリフェニレンサルファイド等が挙げられる。また、中間転写ベルト３０としては、厚みが例えば５０μｍ以上１５０μｍ以下であるものが好適に用いられる。
【００１７】
中間転写ベルト３０は複数のローラ３２，３３，３４に巻回されている。図面の右側のローラ３２は、図示しないモータに駆動連結された駆動ローラであり、モータの駆動に基づいて該モータに連結された駆動ローラ３２が回転し、ベルト３０とこれに接する他のローラ３３，３４が図中反時計回り方向に回転するようにしてある。
【００１８】
駆動ローラ３２としては、外径が例えば１２ｍｍ以上３０ｍｍ以下のものが好適に用いられ、これにより、装置の小型化を図ることができる。駆動ローラ３２の少なくとも表面は、ゴムまたはウレタン等の摩擦係数が大きい素材で構成されており、これにより、中間転写ベルト３０との摩擦力が高められ、駆動力を中間転写ベルト３０へ良好に伝達できる。
【００１９】
また、駆動ローラ３２と中間転写ベルト３０との摩擦力を十分に確保するため、中間転写ベルト３０は、複数のローラ３２，３３，３４により所定の張力が与えられている。中間転写ベルト３０に与える張力の大きさは、例えば１５Ｎ以上５０Ｎ以下とすることが好ましい。
【００２０】
図中右側に配置されている駆動ローラ３２に支持されているベルト部分の外側には、ベルト３０と共に記録シート３６を挟圧する二次転写ローラ４０（請求項の二次転写部材に相当する。）が設けてある。二次転写ローラ４０は、ベルト３０の外周面に接触した位置と、ベルト３０の外周面から離間した位置との間で切り替え可能に配置されている。二次転写ローラ４０がベルト３０外周面に接触した状態において、その接触部（ニップ部）は二次転写領域４１を形成する。二次転写ローラ４０としては、例えばイオン導電性ローラが用いられるが、電子導電性ローラを用いることもできる。
【００２１】
図中左側に配置されているローラ３４に支持されているベルト部分の外側には、中間転写ベルト用のクリーニング装置４２が設けられている。
【００２２】
図中左側のローラ３４から図中右側のローラ３２に移動するベルト部分の下には、図中左側から右側に向かって順に、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の現像剤をそれぞれ用いて対応する色のトナー像を作成する４つの作像部３（３Ｙ，３Ｍ，３Ｃ，３Ｋ）が、中間転写ベルト３０に沿って配置されている。
【００２３】
各作像部３は、静電潜像担持体として円筒状の感光体４を有する。感光体４は、中間転写ベルト３０に対して接触離間可能に設けられ、中間転写ベルト３０との接触状態において該接触部に一次転写領域１５が形成される。感光体４の周囲には、その回転方向（図中時計回り方向）に沿って順に、帯電装置８、露光装置１０、現像装置１８、一次転写ローラ１４、および感光体クリーニングブレード１６が配置されている。現像装置１８の構成は後に説明する。
【００２４】
一次転写ローラ１４は無端状中間転写ベルト３０の内側に配置されている。一次転写ローラ１４は、中間転写ベルト３０に接触して感光体４と共にベルト３０を挟圧する状態と、中間転写ベルト３０から離間した状態との間で切り替え可能に設けられている。一次転写ローラ１４が、感光体４と共にベルト３０を挟圧した状態において、ベルト３０と感光体４とのニップ部には一次転写領域１５が形成される。図２に示すように、一次転写ローラ１４には、一次転写バイアス印加装置としての電源６４が、制御回路６６を介して接続されている。電源６４をオンにすると、トナーの正規帯電極性と反対の極性、具体的には、例えば正極性の一次転写バイアスが一次転写ローラ１４に印加される。
【００２５】
図１に戻って、プリント部２２の上部には、プリントに関する各種動作を制御する制御部７０が設けられている。
【００２６】
プリント部２２の下部には、給紙装置として給紙カセット４４が着脱可能に配置されている。給紙カセット４４内に積載収容された用紙等の記録シート３６は、給紙カセット４４の近傍に配置された給紙ローラ５２の回転によって最上部のものから１枚ずつ搬送路５０に送り出される。
【００２７】
給紙ローラ５２の近傍には、所定のタイミングで記録シート３６を二次転写領域４１へ送り出すためのレジストローラ５４が設けられている。レジストローラ５４の近傍には、記録シート３６の先端を検出するための検出センサ５５が設けられている。
【００２８】
搬送路５０は、給紙カセット４４から、レジストローラ対５４のニップ部、二次転写領域４１、定着ローラ対５６のニップ部、および排紙ローラ対６０のニップ部を通って、プリント部２２の上部に設けられた排紙部６１まで延びている。
【００２９】
フルカラーモードにおける画像形成動作の一例について説明する。
【００３０】
先ず、画像読み取り部２０において得られた赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の画像データが、制御部７０において所定のデータ処理を受けて、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の画像データに変換される。
【００３１】
イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの画像データは、制御部７０内の画像メモリ７２に格納され、位置ずれ補正のための所定の画像補正を受けた後、露光装置１０に設けられた図示しない光源を発光させるための駆動信号に変換される。
【００３２】
プリント部２２では、先ず、各作像部３において、所定の周速度で回転駆動されている感光体４の外周面が帯電装置８により帯電され、これにより、感光体４の表面電位（請求項の第１の電位に相当する。）Ｖｏが、例えば−６００Ｖとなる（図３参照）。
【００３３】
次に、帯電された感光体４の外周面には、制御部７０から出力された駆動信号を受けた露光装置１０から光が投射され、静電潜像が形成される。このとき、感光体４の表面の静電潜像部分は、表面電位Ｖｏと同極性側で且つ表面電位Ｖｏよりも絶対値が小さい電位（請求項の第２の電位に相当する。）Ｖｉに減衰する。具体的に、電位Ｖｉは例えば−５０Ｖとされる（図３参照）。
【００３４】
続いて、静電潜像は、現像装置１８から供給される現像剤のトナーにより顕在化される。このようにして感光体４上に形成された各色のトナー像は、感光体４の回転により一次転写領域に達すると、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの順で、感光体４から中間転写ベルト３０上へ転写（一次転写）されて重ねられる。
【００３５】
中間転写ベルト３０に転写されることなく感光体４上に残留している未転写トナーは、感光体４とクリーニングブレード１６との接触部に達すると、クリーニングブレード１６で掻き取られ、感光体４の外周面から除去される。
【００３６】
重ね合わされた４色のトナー像は、中間転写ベルト３０によって二次転写領域４１に搬送される。
【００３７】
一方、給紙カセット４４に収容された記録シート３６は、給紙ローラ５２の回転により搬送路５０に送り出され、レジストローラ対５４のニップ部に搬送される。レジストローラ対５４のニップ部に搬送された記録シート３６は、トナー像が中間転写ベルト３０によって二次転写領域４１に搬送されるタイミングに合わせて、二次転写領域４１に搬送される。
【００３８】
記録シート３６が二次転写領域４１に搬送されると、トナー像が、中間転写ベルト３０から記録シート３６に転写（二次転写）される。二次転写を終えた記録シート３６は、二次転写領域４１のさらに下流側の定着ローラ対５６のニップ部に搬送され、定着ローラ５６によってトナー像が定着された後、排紙ローラ６０によって排紙部６１に送り出される。
【００３９】
二次転写領域４１で記録シート３６に転写されることなく中間転写ベルト３０の外周面に残留した未転写トナーは、クリーニング装置４２により中間転写ベルト３０から除去される。
【００４０】
［２．現像装置］
図２に示すように、現像装置１８は、現像剤および各種の部材を収容する現像ハウジング１９と、現像ハウジング１９内の現像剤を担持する第１の搬送ローラ８１、第２の搬送ローラ８２および現像ローラ（請求項の現像剤担持体に相当する。）８０とを有する。
【００４１】
実施形態において、現像ハウジング１９に収容される現像剤としては、トナーとキャリアとを含む所謂二成分現像剤が用いられる。実施形態において、トナーの正規帯電極性は負極性、キャリアの正規帯電極性は正極性であり、トナーはキャリアに対して静電的に付着している。ただし、本発明では、キャリアを含まない所謂一成分現像剤を用いることもできる。
【００４２】
トナーには、種々の外添剤が外添されており、外添剤には、感光体４の表面に供給するための粒子状の潤滑剤が含まれる。潤滑剤としては、正規帯電極性がトナーと反対の極性である材料が用いられる。すなわち、実施形態において、潤滑剤の正規帯電極性は正極性である。潤滑剤の具体的な材料としては、例えば脂肪酸金属塩が用いられ、より具体的な潤滑剤の材料としては、例えば、ステアリン酸亜鉛またはステアリン酸カルシウムが挙げられる。潤滑剤の外添量はトナーの粒子ごとに異なり、潤滑剤の外添量に応じてトナーの帯電量が異なる。潤滑剤の帯電極性はトナーの帯電極性と反対であるため、トナーの帯電量は、潤滑剤の外添量が多いほど小さく、潤滑剤の外添量が少ないほど大きくなる。
【００４３】
現像ハウジング１９内部のトナーは、潤滑剤の外添量が所定量（例えば０．０１５重量％）よりも小さく、正規の帯電量を有する正規帯電トナー（請求項の第２のトナーに相当する。）と、潤滑剤の外添量が上記の所定量以上であり、正規の帯電量よりも小さい帯電量を有する弱帯電トナー（請求項の第１のトナーに相当する。）とを含む。正規帯電トナーの帯電量は、例えば３０〜４０μＣ／ｇであり、弱帯電トナーの帯電量は、例えば２０μＣ／ｇ以下である。
【００４４】
第１の搬送ローラ８１と第２の搬送ローラ８２とは、第１の供給回収領域８３を介して対向配置され、第２の搬送ローラ８２と現像ローラ８０とは、第２の供給回収領域８４を介して対向配置されている。また、現像ローラ８０は、現像領域８５を介して対向配置されている。第１の搬送ローラ８１、第２の搬送ローラ８２および現像ローラ８０は、互いに平行な回転軸を中心として、図中反時計回り方向に回転可能となっている。
【００４５】
現像ローラ８０には、電源（現像バイアス印加装置）８６が制御回路８８を介して接続されている。電源８６をオンにすると、現像ローラ８０に現像バイアスが印加され、これにより、現像ローラ８０と感光体４との間に、現像ローラ８０に担持されたトナーを感光体４の表面へ移動させる電界が形成される。実施形態において、現像バイアスは、例えば−４００Ｖの直流電圧Ｖｄｃに、例えば１．５ｋＨｚの交流電圧Ｖａｃを重畳して構成され、現像バイアスの大きさは、直流電圧Ｖｄｃの大きさ（−４００Ｖ）を中心として周期的に変動する。
【００４６】
なお、本発明において、直流電圧Ｖｄｃの大きさは、感光体４の表面の静電潜像部分の電位Ｖｉよりも絶対値が大きく、感光体４の表面電位Ｖｏよりも絶対値が小さい電位であれば、上記の大きさに限定されない。また、本発明において、現像バイアスは、必ずしも直流電圧Ｖｄｃに交流電圧Ｖａｃを重畳して構成する必要はなく、直流電圧Ｖｄｃのみにより構成してもよい。
【００４７】
このように構成された現像装置１８を用いて現像を行うとき、現像ハウジング１９に収容され第１の搬送ローラ８１に担持された現像剤は、第１の搬送ローラ８１の回転に伴い第１の供給回収領域８３に搬送され、第１の供給回収領域８３において第２の搬送ローラ８２に供給される。第２の搬送ローラ８２に供給された現像剤は、第２の搬送ローラ８２の回転に伴い第２の供給回収領域８４に搬送され、第２の供給回収領域８４において現像ローラ８０に供給される。こうして現像ローラ８０に担持された現像剤は、現像ローラ８０の回転に伴い、現像領域８５に搬送され、現像領域８５において、現像ローラ８０の表面と、感光体４表面の静電潜像部分との間に形成された電界により、現像ローラ８０に担持された現像剤（キャリアとトナー）のうちトナーのみが選択的に感光体４の表面の静電潜像部分に供給される。現像領域８５において感光体４の表面へ移動しなかった現像剤は、現像ローラ８０の回転により再び第２の供給回収領域８４へ搬送され、第２の供給回収領域８４において第２の搬送ローラ８２に回収される。第２の搬送ローラ８２に回収された現像剤は、第２の搬送ローラ８２の回転により再び第１の供給回収領域８３に搬送され、第１の供給回収領域８３において第１の搬送ローラ８１に回収される。
【００４８】
図３に示すように、作像シーケンスにおいて現像を行う際、感光体４の表面電位Ｖｏは−６００Ｖであり、感光体４の表面の静電潜像部分の電位Ｖｉは−５０Ｖであり、現像バイアスの直流電圧Ｖｄｃは−４００Ｖである。現像ローラ８０上のトナーは、直流電圧Ｖｄｃよりも高電位である感光体４表面の非潜像部には供給されず、直流電圧Ｖｄｃよりも低電位である感光体４の表面の静電潜像部分にのみ供給され、これにより、感光体４の表面にトナー像が形成される。
【００４９】
このようにして現像が行われる際、トナーに外添された潤滑剤が、トナーと共に感光体４の表面に供給されるが、感光体４の表面に供給された潤滑剤の一部は、トナーと共にクリーニングブレード１６により感光体４の表面から掻き取られるため、感光体４の表面を覆う潤滑剤の量は大きく変動しない。しかし、画像形成装置２の耐久に伴い、感光体４の表面を覆う潤滑剤の量が不足したり過剰になったりする恐れがあるため、本発明に係る画像形成装置２には、感光体４の表面を覆う潤滑剤の量を検知する後述の潤滑剤量検知手段１００が設けられ、制御部７０が、潤滑剤量検知手段１００による検知結果に応じて、感光体４の表面を覆う潤滑剤を適量に制御するように構成されている。
【００５０】
［３．潤滑剤量検知手段］
図２に戻って、潤滑剤量検知手段１００は、感光体４の表面の摩擦係数を検知する摩擦係数検知手段１０２を有する。潤滑剤量検知手段１００は、摩擦係数検知手段１０２により感光体４の表面の摩擦係数が第１の基準値μ１以上であることを検知することで、感光体４の表面を覆う潤滑剤の量が第１の量Ａ１以下であることを検知し、摩擦係数検知手段１０２により感光体４の表面の摩擦係数がμ２以下であることを検知することで、感光体４の表面を覆う潤滑剤の量が第２の量Ａ２以上であることを検知するように構成されている。第１の基準値μ１、第１の量Ａ１、第２の基準値μ２および第２の量Ａ２の具体的な大きさについては後述する。
【００５１】
摩擦係数検知手段１０２は、感光体を回転駆動する駆動モータ（請求項の駆動装置に相当する。）９０と、駆動モータ９０に駆動電流Ｉｄを供給する電源（請求項の駆動電流供給装置に相当する。）９２と、駆動電流Ｉｄの大きさを検知する電流計（請求項の駆動電流検知装置に相当する。）９４とを有する。駆動モータ９０は、感光体４に駆動連結され、駆動モータ９０には、電流計９４を介して電源９２が接続されている。電源９２がオンにされると、駆動モータ９０が作動することで感光体４が回転駆動され、このとき駆動モータ９０に流れる駆動電流Ｉｄが電流計９４により検知される。
【００５２】
駆動モータ９０の駆動トルクは、感光体４とクリーニングブレード１６との間に作用する摩擦力、すなわち感光体４表面の摩擦係数に応じて変動し、感光体４表面の摩擦係数が大きいときほど大きくなる。駆動電流Ｉｄは、駆動モータ９０の回転速度に比例する。そのため、駆動モータ９０の駆動トルクが大きいときほど、すなわち感光体４の表面の摩擦係数が大きいときほど、駆動モータ９０に流れる駆動電流Ｉｄは小さくなり、駆動モータ９０の駆動トルクが小さいときほど、すなわち感光体４の表面の摩擦係数が小さいときほど、駆動モータ９０に流れる駆動電流Ｉｄが大きくなる（図１１参照）。
【００５３】
摩擦係数検知手段１０２は、電流計９４により検知された駆動電流Ｉｄが第１の電流値Ｉ１以下であることを検知することで、感光体４表面の摩擦係数が第１の基準値μ１以上であることを検知し、電流計９４により検知された駆動電流Ｉｄが第２の電流値Ｉ２以上であることを検知することで、感光体４表面の摩擦係数が第２の基準値μ２以下であることを検知するように構成されている。第１の電流値Ｉ１および第２の電流値Ｉ２の具体的な大きさについては後述する。
【００５４】
［４．潤滑剤量の制御］
感光体４の表面を覆う潤滑剤を適量に制御するため、制御部７０は、像間シーケンスおよびエンドシーケンスの際、必要に応じて潤滑剤増加制御または潤滑剤減少制御を行う。
【００５５】
潤滑剤増加制御は、弱帯電トナーを現像ローラ８０から感光体４の表面に供給して、感光体４の表面を覆う潤滑剤の量を第１の量Ａ１よりも多くなるように増加させる制御である。表１に示すように、潤滑剤増加制御は、感光体４の表面を覆う潤滑剤の量が不足するとき、具体的には、潤滑剤量検知手段１００により検知された潤滑剤の量が第１の量Ａ１以下であるとき行われる。上述したように、潤滑剤の量が第１の量Ａ１以下であることは、感光体４表面の摩擦係数が第１の基準値μ１以上であることにより検知され、感光体４表面の摩擦係数が第１の基準値μ１以上であることは、駆動電流Ｉｄが第１の電流値Ｉ１以下であることにより検知される。すなわち、潤滑剤増加制御は、電流計９４により検知された駆動電流Ｉｄが第１の電流値Ｉ１以下であるときに行われる。
【表１】
2009008716.tif 000003
【００５６】
実施形態において、第１の電流値Ｉ１は０．０７Ａとされ、摩擦係数の第１の基準値μ１は０．３５とされ、潤滑剤の第１の量Ａ１は、感光体の１００Ｋ回転当たりの潤滑剤の消費量、０．５ｇ／１００Ｋｒｏｔとされる。また、第２の電流値Ｉ２は０．０８Ａとされ、摩擦係数の第２の基準値μ２は０．３とされ、潤滑剤の第２の量Ａ２は０．２ｇ／１００Ｋｒｏｔとされる。ただし、本発明において、第１の電流値Ｉ１、第１の基準値μ１、第１の量Ａ１、第２の電流値Ｉ２、第２の基準値μ２および第２の量Ａ２は、上記の大きさに限定されるものではない。
【００５７】
本実施形態では、図８に示す感光体表面の摩擦係数と感光体の耐久性との関係、図９に示す感光体表面の摩擦係数と感光体のクリーニング性能との関係、および図１０に示す感光体表面の摩擦係数とクリーニングブレードの耐久性との関係に基づき、摩擦係数の第１の基準値μ１および第２の基準値μ２を上記のように設定した。具体的に、図８は、感光体４表面の摩擦係数が大きいときほど、感光体４表面の削れ量α値が増大し、感光体４の耐久性が悪化することを示している。図９（ａ）は、感光体４表面の摩擦係数が０．２６である場合、感光体４表面に対するクリーニングブレード１６の当接力が弱いとき（例えば１５Ｎ／ｍ）でも、ブレード１６の端面と感光体４表面の接線との角度を適切に調整することで、クリーニング性能を良好に発揮できることを示し、図９（ｂ）は、感光体４表面の摩擦係数が０．４２である場合、感光体４表面に対するクリーニングブレード１６の当接力が強いとき（例えば３２Ｎ／ｍ）でも、ブレード１６の端面と感光体４表面の接線との角度に関わらず、クリーニング性能が悪くなることを示す。図１０は、図中「×」で表されたように、感光体４表面の摩擦係数が所定値以下になると、クリーニングブレードの摩耗量が著しく増大することを示す。図８〜図１０に示す各関係より、感光体４表面の摩擦係数は０．３以上０．３５以下の範囲に維持することが好ましいため、第１の基準値μ１を０．３５に設定し、第２の基準値μ２を０．３に設定した。
【００５８】
また、本実施形態では、第１の電流値Ｉ１および第２の電流値Ｉ２を、図１１に示す感光体表面の摩擦係数と駆動電流Ｉｄとの関係（松下電器産業株式会社製、ブラシレスモータ／ＤＮＱ１２ＡＳ３８Ｗ１５を使用）に基づき設定した。具体的に、図１１は、感光体４表面の摩擦係数が大きいときほど駆動電流Ｉｄは小さくなり、摩擦係数が０．３であるとき駆動電流Ｉｄは０．０８Ａであり、摩擦係数が０．３５であるとき駆動電流Ｉｄは０．０７Ａであることを示す。この関係より、第１の電流値Ｉ１を０．０７Ａに設定し、第２の電流値Ｉ２を０．０８Ａに設定した。
【００５９】
図４に示すように、潤滑剤増加制御の際、制御部７０は、現像バイアスの直流電圧Ｖｄｃの絶対値を所定の大きさだけ上昇させる制御を行う。なお、図４は、像間シーケンスの際に行われる潤滑剤増加制御の態様のみを表しているが、エンドシーケンスの際も、潤滑剤増加制御は同様に行われる。
【００６０】
具体的に、潤滑剤増加制御の際、現像バイアスの直流電圧Ｖｄは、負極性側に１００Ｖ上昇するように制御される。すなわち、潤滑剤増加制御の際の現像バイアスの直流電圧Ｖｄは−５００Ｖとなる。このように現像バイアスを制御することで、現像バイアスの直流電圧Ｖｄｃの大きさと、感光体４の表面電位Ｖｏとの差が小さくなるため、現像ローラ８０に担持されたトナーのうち、キャリアとの付着力が比較的弱い弱帯電トナーの一部が、現像ローラ８０から感光体４の表面へ移動する。このとき、現像ローラ８０から感光体４へのトナーの供給量は、画像濃度が２．５％である画像の現像時と同じか又は略同じ量とされる。なお、この明細書でいう画像濃度とは、画像形成領域Ｓにおけるベタ画像Ｓ１の比率Ｓ１／Ｓを指す。
【００６１】
弱帯電トナーには多くの潤滑剤が外添されているため、潤滑剤増加制御を行うと、弱帯電トナーと共に多くの潤滑剤が感光体４の表面に供給されることで、感光体４の表面を覆う潤滑剤が第１の量Ａ１よりも多くなるように増加する。
【００６２】
潤滑剤増加制御が行われる際、感光体４は、中間転写ベルト３０から離間して配置される。これにより、潤滑剤増加制御により感光体４の表面に付着したトナーが中間転写ベルト３０に転写されることを防止できる。
【００６３】
ただし、潤滑剤増加制御の際、制御部７０は、感光体４を中間転写ベルト３０から離間させる代わりに、一次転写ローラ１４に一次転写バイアスを印加しないように制御してもよく、この場合も、潤滑剤増加制御により感光体４の表面に付着したトナーが中間転写ベルト３０に転写されることを防止可能である。
【００６４】
潤滑剤減少制御は、正規帯電トナーを感光体４の表面に供給して、クリーニングブレード１６による潤滑剤の掻き取り力を増大させることで、感光体４の表面を覆う潤滑剤の量を第２の量Ａ２よりも少なくなるように低減する制御である。表１に示すように、潤滑剤減少制御は、感光体４の表面を覆う潤滑剤の量が過剰であるとき、具体的には、潤滑剤量検知手段１００により検知された潤滑剤の量が第２の量Ａ２以上であるときに行われる。上述したように、潤滑剤の量が第２の量Ａ２以上であることは、感光体４表面の摩擦係数が第２の基準値μ２以下であることにより検知され、感光体４表面の摩擦係数が第２の基準値μ２であることは、駆動電流Ｉｄが第２の基準値以上であることにより検知される。すなわち、潤滑剤減少制御は、電流計９４により検知された駆動電流Ｉｄが第２の電流値Ｉ２以上であるときに行われる。
【００６５】
図５に示すように、潤滑剤減少制御の際、制御部７０は、感光体４上に所定以上の画像濃度を有する画像を形成する制御を行う。なお、図５は、像間シーケンスの際に行われる潤滑剤減少制御の態様のみを表しているが、エンドシーケンスの際も、潤滑剤減少制御は同様に行われる。
【００６６】
具体的に、潤滑剤減少制御の際、感光体４上には、例えば画像濃度１００％の画像（所謂全面ベタ画像）が形成される。ただし、潤滑剤減少制御の際に形成する画像は、高濃度（例えば８０％以上）の画像であれば、画像濃度１００％の画像に限られない。
【００６７】
このように画像濃度が高い画像を現像することで、現像ローラ８０から感光体４の表面へ多くのトナーが供給される。この現像により、感光体４上のトナー量が増大すると、クリーニングブレード１６による潤滑剤の掻き取り力が増大する。この現像により感光体４の表面に供給されるトナーには、正規帯電トナーのみならず、弱帯電トナーも含まれるが、現像に伴い感光体４に供給される潤滑剤の量よりも、クリーニングブレード１６により感光体４から除去される潤滑剤の量が多くなるため、潤滑剤減少制御が行われることにより、感光体４の表面を覆う潤滑剤が、第２の量Ａ２よりも少なくなるように減少する。
【００６８】
潤滑剤減少制御の際、潤滑剤増加制御の際と同様、感光体４は、中間転写ベルト３０から離間して配置される。これにより、潤滑剤減少制御により感光体４の表面に付着したトナーが中間転写ベルト３０に転写されることを防止できる。
【００６９】
ただし、潤滑剤減少制御の際、制御部７０は、感光体４を中間転写ベルト３０から離間させる代わりに、一次転写ローラ１４に一次転写バイアスを印加しないように制御してもよい。
【００７０】
画像形成動作中において、感光体４の表面を覆う潤滑剤を適量に制御するための各処理の流れの具体例を、図６に示すフローチャートを参照しながら説明する。
【００７１】
図６に示すように、先ずステップ１において、像間シーケンスが開始されたか否かが判断される。ステップ１において、像間シーケンスが開始されたと判断されると、ステップ３に進み、ステップ１において、像間シーケンスが開始されていないと判断されると、ステップ２に進む。
【００７２】
ステップ２では、エンドシーケンスが開始されたか否かが判断される。ステップ２において、エンドシーケンスが開始されたと判断されると、ステップ３に進み、ステップ２において、エンドシーケンスが開始されていないと判断されると、ステップ１に戻る。
【００７３】
ステップ３では、感光体４を駆動するための駆動モータ９０に流れる駆動電流Ｉｄが、電流計９４により検知され、ステップ４に進む。
【００７４】
ステップ４では、駆動電流Ｉｄが第１の電流値Ｉ１（実施形態では０．０７Ａ）以下であるか否かが判断される。ステップ４において、駆動電流Ｉｄが第１の電流値Ｉ１以下であると判断されると、ステップ５に進み、ステップ４において、駆動電流Ｉｄが第１の電流値Ｉ１よりも大きいと判断されると、ステップ６に進む。
【００７５】
ステップ５では、上述の潤滑剤増加制御が行われ、感光体４の表面を覆う潤滑剤の量が第１の量Ａ１よりも大きくなるように制御されて、ステップ８に進む。
【００７６】
ステップ６では、駆動電流Ｉｄが第２の電流値Ｉ２（実施形態では０．０８Ａ）以上であるか否かが判断される。ステップ６において、駆動電流Ｉｄが第２の電流値Ｉ２以上であると判断されると、ステップ７に進み、ステップ６において、駆動電流Ｉｄが第２の電流値Ｉ２よりも小さいと判断されると、ステップ８に進む。
【００７７】
ステップ７では、上述の潤滑剤減少制御が行われ、感光体４の表面を覆う潤滑剤の量が第２の量Ａ２よりも小さくなるように制御されて、ステップ８に進む。
【００７８】
ステップ８では、像間シーケンスが終了したか否かが判断される。ステップ８において、像間シーケンスが終了したと判断されると、ステップ９に進み、ステップ８において、像間シーケンスが終了していないと判断されると、ステップ３に戻る。
【００７９】
ステップ９では、エンドシーケンスが終了したか否かが判断される。ステップ９において、エンドシーケンスが終了したと判断されると、処理が終了し、ステップ９において、エンドシーケンスが終了していないと判断されると、ステップ３に戻る。
【００８０】
このように潤滑剤増加制御または潤滑剤減少制御は、像間シーケンスまたはエンドシーケンスが終了するまでの間、駆動電流Ｉｄが第１の電流値Ｉ１よりも大きく且つ第２の電流値Ｉ２よりも小さい電流値となるまで、すなわち、感光体４の表面を覆う潤滑剤が第１の量Ａ１よりも多く且つ第２の量Ａ２よりも少ない量となるまで繰り返される。こうした制御が行われることにより、感光体４の表面を覆う潤滑剤は常時適量に制御され、感光体４の耐久性、転写性能およびクリーニング性能を良好に維持しつつ、クリーニングブレード１６の耐久性の向上を図ることができる。
【００８１】
以上、上述の実施形態を挙げて本発明を説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されるものではない。
【実施例】
【００８２】
図１に示す画像形成装置（プロセス速度３５枚／分）を用いて、現像の態様が異なる実施例１、実施例２および実施例３のそれぞれについて、耐久に伴う感光体の摩擦係数の推移を確認する試験を行った。
【００８３】
感光体としては、オーバーコート層がポリカーボネート樹脂からなり、表面粗さＲｚが０．０６〜０．０８のものを用いた。現像剤としては、トナーとキャリアを含む二成分現像剤を使用し、トナーの外添剤としては、ステアリン酸亜鉛粒子とシリカ微粒子を含むものを使用した。
【００８４】
実施例１では、上記実施形態の潤滑剤増加制御と同様、現像バイアスを−１００Ｖ上昇させ（図４参照）、トナーのカブリを発生させた。このトナーのカブリでは、現像ローラ上の弱帯電トナーが感光体に供給され、そのトナーの供給量は画像濃度２．５％の画像の現像時と同程度である。
【００８５】
実施例２では、画像濃度１０％の画像を現像した。この現像の際、現像ローラから感光体に供給されるトナーの大部分は正規帯電トナーである。
【００８６】
実施例３では、上記実施形態の潤滑剤減少制御と同様、画像濃度１００％の画像を現像した。この現像の際、現像ローラから感光体に供給されるトナーの大部分は正規帯電トナーである。
【００８７】
各実施例について、雰囲気温度２３℃、相対湿度６５％の条件下で、１枚間欠モードでＡ４用紙を５０００枚プリントし、感光体表面の摩擦係数の測定を、３０００枚プリントするまでは５００枚経過毎に行い、３０００枚以降は１０００枚経過毎に行った。
【００８８】
感光体表面の摩擦係数の測定には、ポータブル摩擦計（新東科学社製、ＨＥＩＤＯＮトライボギア  ミューズ  ＴＹＰＥ：９４ｉII）を使用し、ネル布で隙間無く覆った状態のポータブル摩擦計のスライダー部分を、感光体の表面に接触させて測定した。
【００８９】
試験の結果、実施例１では、感光体表面の摩擦係数が、耐久枚数が増加するに連れて上昇する傾向にあり、実施例２では、感光体表面の摩擦係数が、耐久前と耐久後と略等しく、実施例３では、感光体表面の摩擦係数が、耐久枚数が増加するに連れて低下する傾向にあることを確認できた。
【００９０】
実施例１の結果より、上述の実施形態に係る潤滑剤減少制御を行うことにより、感光体表面を覆う潤滑剤の量を確実に減少させることができるものと推認できる。また、実施例３の結果より、上述の実施形態に係る潤滑剤増加制御を行うことにより、感光体表面を覆う潤滑剤の量を確実に増大させることができるものと推認できる。
【図面の簡単な説明】
【００９１】
【図１】本発明に係る画像形成装置の概略構成を示す図である。
【図２】作像部の構成を示す図である。
【図３】感光体表面の電位と現像バイアスの直流電圧との関係を示すグラフである。
【図４】潤滑剤増加制御を行う場合の、感光体表面の電位と現像バイアスの直流電圧との関係を示すグラフである。
【図５】潤滑剤減少制御を行う場合の、感光体表面の電位と現像バイアスの直流電圧との関係を示すグラフである。
【図６】感光体表面を覆う潤滑剤の量を制御するための各処理の流れを示すフローチャートである。
【図７】試験１の結果を示すグラフである。
【図８】感光体表面の摩擦係数と感光体表面の削れ量との関係を示すグラフである。
【図９】感光体表面の摩擦係数と感光体のクリーニング性能との関係を示すグラフである。
【図１０】感光体表面の摩擦係数とクリーニングブレードの耐久性との関係を示すグラフである。
【図１１】感光体表面の摩擦係数と感光体駆動用の駆動モータに流れる駆動電流との関係を示すグラフである。
【符号の説明】
【００９２】
２：画像形成装置、４：感光体、８：帯電装置、１０：露光装置、１４：一次転写ローラ、１５：一次転写領域、１６：クリーニングブレード、１８：現像装置、１９：現像ハウジング、３０：中間転写ベルト、３６：記録シート、４０：二次転写ローラ、６４：電源、６６：制御回路、８０：現像ローラ、８５：現像領域、８６：電源、８８：制御回路、９０：駆動モータ、９２：電源、９４：電流計、１００：潤滑剤量検知手段、１０２：摩擦係数検知手段。
【図１】
2009008716.tif 000004
【図２】
2009008716.tif 000005
【図３】
2009008716.tif 000006
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2009008716.tif 000010
【図８】
2009008716.tif 000011
【図９】
2009008716.tif 000012
【図１０】
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【図１１】
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