(57)【要約】【課題】簡単かつ低コストの方法によってトナー強制消費の有無やトナー量に関係なく、像担持体表面に塗布された潤滑剤の付着量の均一性を確保できる画像形成装置を提供する。【解決手段】像担持体１上にレーザ露光による入力画像データで形成された静電潜像を、現像ローラに担持されたトナーにより現像する現像手段７を有し、像担持体１に対して接触配置され、像担持体１に潤滑剤１８ｃを塗布する回転可能な起毛１８ｅを備え、かつ、起毛１８ｅが潤滑剤１８ｃと常時接触している潤滑剤塗布手段１８ｂを有する画像形成装置において、潤滑剤塗布手段１８ｂは像担持体をクリーニングする像担持体クリーニングユニット１８内に設置されており、現像手段７が演算された強制トナー消費量を強制消費し、潤滑剤塗布手段１８ｂが、トナー強制消費の動作終了後、潤滑剤塗布モードを実施する。【選択図】図４
2009092708.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
像担持体上にレーザ露光による入力画像データで形成された静電潜像を、現像ローラに担持されたトナーにより現像する現像手段と、前記像担持体に対して接触配置され、該像担持体に潤滑剤を塗布する回転可能な起毛が前記潤滑剤と常時接触している潤滑剤塗布手段とを備え、前記潤滑剤塗布手段は前記像担持体をクリーニングする像担持体クリーニングユニット内に設置されており、前記現像手段が演算された強制トナー消費量を強制消費し、前記潤滑剤塗布手段が、前記トナー強制消費の動作終了後、潤滑剤塗布モードを実施することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記潤滑剤塗布手段は、前記トナーの強制消費量に応じて、前記潤滑剤塗布モードでの潤滑剤塗布量を変化させることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記入力画像データから、トナーを付着すべき画素である印字画素の数をカウントする印字画素カウント手段を備え、該カウントされた画素カウント数と、所定の画素数とを比べて差分を求め、該差分が小さい場合に該差分に応じて強制トナー消費量を演算し、前記現像手段によりトナーを強制消費させ、通常の画像形成時、前記カウントされた画素数に応じて潤滑剤塗布量を変化させる制御を行ない、トナーの強制消費後は、トナー消費量である前記画素数に対する潤滑剤塗布量の割合を多くすることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記潤滑剤塗布量の制御は、前記潤滑剤塗布手段の回転時間の変化に依存することを特徴とする請求項２又は３記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記潤滑剤塗布モードは、少なくとも１回転以上の前記像担持体の回転を条件とすることを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記潤滑剤は、ステアリン酸金属塩からなることを特徴とする請求項１乃至５の何れか１項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、潤滑剤塗布機構を備えた、ＰＰＣ、レーザプリンタ、ファクシミリ、これらを含む複合機等の画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、複写機、これらの複合機等として構成される画像形成装置において、回転駆動されながら表面にトナー像が形成される像担持体表面に潤滑剤が塗布されることが知られている（例えば、特許文献１乃至５参照）。
特許文献１には、回転駆動されながら表面にトナー像が形成される像担持体と、そのトナー像を転写材に転写する転写装置と、トナー像の転写後に像担持体表面に付着する転写残トナーを除去して像担持体表面を清掃するクリーニング部材と、像担持体表面に接触するブラシを有し、かつ回転駆動されながら像担持体表面に潤滑剤を塗布する潤滑剤塗布部材とを備える構成が開示されている。
この形式の画像形成装置では、像担持体表面に潤滑剤が塗布されるので、像担持体表面のトナーに対する摩擦係数を低下させることができ、これによって像担持体表面に形成されたトナー像を転写材に転写する時の転写不良の発生を抑え、転写されたトナー像の画質を高めることができる。
特に、文字画像中の一部が虫喰い状に欠ける文字部中抜け現象の発生を抑え、その画質を向上させることが可能である。また、像担持体表面におけるトナーフィルミングの防止や、表面層の削れを抑制する効果があり、像担持体の寿命を延ばす点にも貢献している。
【０００３】
ところが、像担持体表面に潤滑剤を塗布すると、その表面のトナーに対する摩擦係数が低下するので、像担持体表面への潤滑剤の付着量が不均一になると、その付着量ムラによって、像担持体表面に形成されるトナー像のトナー付着量が不均一となり、トナー像に濃度ムラが発生し、形成される画質が劣化することがある。
すなわち、潤滑剤の付着量が多い像担持体表面部分ではトナーの付着量が少なくなり、逆に潤滑剤の付着量の少ない部分ではトナーが多量に付着し、これによってトナー像に濃度ムラが発生する。特に、低濃度のトナー像に濃度ムラが発生し易い。
さらに１成分接触現像の場合、像担持体の静止摩擦係数が低くなり過ぎると、像担持体上に形成した画像に画像抜け（ドット、文字、ライン等の一部が抜ける）が生じるようになる。１成分接触現像では、現像ローラ上にトナー薄層を形成し、像担持体に接触させ、電界や像担持体表面への付着力により現像ローラ上のトナーを像担持体表面に移動させている。
接触現像の場合、現像ローラを直接像担持体に接触させるため、像担持体表面の静止摩擦係数をあまり低くし過ぎると、像担持体上に形成されたトナー像が現像ローラによりかき落とされ易くなってしまう。
【０００４】
このような潤滑剤塗布不足や塗布過多を、通常のジョブ中に制御する方法として、特許文献２では、潤滑剤塗布部材のブラシを感光体表面に接触させながら潤滑剤を塗布する画像形成装置において、潤滑剤の塗布ムラを簡単な構成によってなくし、画像の濃度ムラ発生を阻止する技術が開示されている。また、特許文献３では、フィルミングを防止して、常に安定した潤滑剤の供給をする技術が開示されているが、上記従来の問題点解決には十分ではない。
また、近年では、特許文献４及び５に示すように、低画像面積の出力などによる経時的なトナー劣化対策（かぶり画像対策など）として、トナーを強制的に消費させるモードが研究されている。
原稿の画像面積が規定値（良質な画像を維持するための最低画像面積）より少ない場合、例えば、規定値を５％とすると０．５％原稿の場合、４．５％分のトナーを強制消費することになる。
また、強制消費を１プリント毎に行うとプリントスピードの低下（生産性の低下）を招くため、一般的にはジョブエンドに数枚分まとめて、ベタ画像や５０％画像程度の高画像面積でトナー消費させている。
【特許文献１】特開昭５６−１５４７７８号公報
【特許文献２】特開平１０−２６０６１４号公報
【特許文献３】特開平７−３３４０５８号公報
【特許文献４】特開２００５−９２１５６公報
【特許文献５】特許第３０２９６４８号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、感光体上に塗布された潤滑剤は、主に接触するトナーによって剥ぎ取られ、トナーとともに転写、又はクリーニングされる。従って、出力される画像、白ベタ部（白紙部）と黒ベタ部（トナー付着部）の後では感光体上の潤滑剤付着量が異なる。
トナーが強制消費された場合は、現像されたトナーが全てクリーニングに回収されるため、クリーニング部にはしばらく大量のトナーが存在し、通紙時より多くの潤滑剤が感光体から剥ぎ取られる。
また、クリーニングユニット内に潤滑剤塗布ブラシがある場合、トナー強制消費中は大量のトナーがブラシに入力されるため、一時的に潤滑剤塗布能力が低下する。従って、トナー強制消費を行った場合、感光体上に塗布された潤滑剤付着量が極端に低下していたり、付着量ムラになってしまう問題が発生する。
そこで、本発明の目的は、上述した実情を考慮して、簡単かつ低コストの方法によって、トナー強制消費の有無やトナー量に関係なく、像担持体表面に塗布された潤滑剤の付着量の均一性を確保できる画像形成装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、像担持体上にレーザ露光による入力画像データで形成された静電潜像を、現像ローラに担持されたトナーにより現像する現像手段と、前記像担持体に対して接触配置され、該像担持体に潤滑剤を塗布する回転可能な起毛が前記潤滑剤と常時接触している潤滑剤塗布手段とを備え、前記潤滑剤塗布手段は前記像担持体をクリーニングする像担持体クリーニングユニット内に設置されており、前記現像手段が演算された強制トナー消費量を強制消費し、前記潤滑剤塗布手段が、前記トナー強制消費の動作終了後、潤滑剤塗布モードを実施する画像形成装置を特徴とする。
また、請求項２に記載の発明は、前記潤滑剤塗布手段は、前記トナーの強制消費量に応じて、前記潤滑剤塗布モードでの潤滑剤塗布量を変化させる請求項１記載の画像形成装置を特徴とする。
【０００７】
また、請求項３に記載の発明は、前記入力画像データから、トナーを付着すべき画素である印字画素の数をカウントする印字画素カウント手段を備え、該カウントされた画素カウント数と、所定の画素数とを比べて差分を求め、該差分が小さい場合に該差分に応じて強制トナー消費量を演算し、前記現像手段によりトナーを強制消費させ、通常の画像形成時、前記カウントされた画素数に応じて潤滑剤塗布量を変化させる制御を行ない、トナーの強制消費後は、トナー消費量である前記画素数に対する潤滑剤塗布量の割合を多くする請求項１記載の画像形成装置を特徴とする。
また、請求項４に記載の発明は、前記潤滑剤塗布量の制御は、前記潤滑剤塗布手段の回転時間の変化に依存する請求項２又は３記載の画像形成装置を特徴とする。
また、請求項５に記載の発明は、前記潤滑剤塗布モードは、少なくとも１回転以上の前記像担持体の回転を条件とする請求項１乃至４の何れか１項記載の画像形成装置を特徴とする。
また、請求項６に記載の発明は、前記潤滑剤が、ステアリン酸金属塩からなる請求項１乃至５の何れか１項記載の画像形成装置を特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、トナー強制消費による像担持体への入力トナー量の違いによる像担持体上の潤滑剤付着量不足及び塗布ムラを低減することができ、潤滑剤付着量を常に最適で安定した状態に制御することができ、濃度ムラや転写不良などの異常画像のない画像形成装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態を詳細に説明する。なお、以下に示す実施の形態の装置は、カラー複写機として使用するカラー画像形成装置に適用したものであるが、モノクロ画像形成装置にも同様に適用し得る。
図１は本発明によるカラー画像形成装置の実施の形態の全体構成を示す概略図である。図１のカラー画像形成装置１０において、レーザ書き込みにより形成される静電潜像及び現像されたトナー像を担持する感光体は、可撓性のベルト状像担持体としての感光体ベルト１である。
感光体ベルト１は、回動ローラ２、３、４間に架設され、回動ローラ２の回転駆動により、図中の矢印Ａ方向（時計方向）に回動（副走査）され、ベルト表面が画像形成面となるように構成している。
感光体ベルト１に静電潜像、トナー像を形成するための手段として、感光体ベルト１の表面を均一に帯電するための帯電チャージャ５と、レーザ書き込みユニット６、カラー現像装置７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄを備えている（カラーを特定しない場合には単に符号７で示す）。
【００１０】
カラー現像装置７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄは、カラー構成色であるマゼンタ、シアン、イエロー、黒それぞれの現像ユニットからなる。ここで用いる現像ユニットは、１成分系の現像剤（トナー）により現像を行なうようにした構成を備えている。
また、本実施の形態のカラー画像形成装置は、感光体ベルト１の画像を、中間転写体を介して転写紙に形成する方式によるため、中間転写ベルト８を有している。中間転写ベルト８は、回動ローラ９、１１の間に架設され、回動ローラ９の回転駆動により、図中の矢印Ｂ方向（反時計方向）に回動される。
感光体ベルト１と中間転写ベルト８は、感光体ベルト１の回動ローラ４を設けた部分で接触している。この接触部の中間転写ベルト８側には、導電性を有するバイアスローラ１２が中間転写ベルト８裏面に所定の条件で接触している。
転写紙の処理に係わる構成要素として、給紙台（給紙カセット）１３、給紙ローラ１４、搬送ローラ対１５ａ、１５ｂ、レジストローラ対１６ａ、１６ｂよりなる給紙部と、中間転写ベルト８からの画像を転写する２次転写ローラ１７と、定着装置２０と、排紙ローラ対２１ａ、２１ｂと、排紙スタック部２２を有している。
【００１１】
ここで、図１に示したカラー画像形成装置の画像形成動作について説明する。図１において、可撓性のベルト状像担持体としての感光体ベルト１は、帯電チャージャ５により一様に帯電された後、レーザ書き込みユニット６により、画像情報に基づいて発光が制御されるレーザの走査露光を受け、表面には静電潜像が形成される。
感光体ベルト１を回転させながら走査露光し、静電潜像を形成する１工程に用いる画像情報は、所望のフルカラー画像をマゼンタ、シアン、イエロー、及び黒の色情報に分解した単色の画像情報であり、この情報により、半導体レーザの発光を制御する。
発生するレーザビームは、光学装置により走査、及び光路調整し、書き込みビーム光Ｌとして出力する。単色の画像情報に基づいて形成された静電潜像は、カラー現像装置７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄにより対応するマゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、イエロー（Ｙ）、及び黒（Ｂｋ）トナーで各々単色現像され、感光体ベルト１上に各々の色画像が順次形成される。
図１中の矢印Ａ方向に回転する感光体ベルト１上に形成されたＭ、Ｃ、Ｙ、Ｂｋの各単色画像は、感光体ベルト１と同期して、同図中の矢印Ｂ方向に回転する中間転写ベルト８上に、バイアスローラ１２に印加された所定の転写バイアスの作用により、順次重ね転写される。
【００１２】
中間転写ベルト８上に重ね合わされたＭ、Ｃ、Ｙ、Ｂｋの画像は、給紙台（給紙カセット）１３から給紙ローラ１４、搬送ローラ対１５ａ、１５ｂ、レジストローラ対１６ａ、１６ｂを経て、転写部へ搬送された転写紙Ｐ上に２次転写ローラ１７により一括転写される。
転写終了後、転写紙Ｐは、定着装置２０により定着されて、フルカラー画像が完成し、排紙ローラ対２１ａ、２１ｂを経て、排紙スタック部２２にプリント画像を排出する。
なお、図１中の感光体ベルト１における画像形成の最終工程として感光体ベルト１上のトナーをクリーニングする。そのために、感光体ベルト１に常時当接するクリーニングブレード１８ａが設けられている。
同様に、中間転写ベルト８にもクリーニング装置１９が設けられている。クリーニング装置１９のクリーニングブラシ１９ａは、画像形成動作中には中間転写ベルト８表面から離間した位置に保持され、形成画像が転写紙Ｐ上に転写された後に、中間転写ベルト８表面に当接される。
また、感光体ベルト１、帯電チャージャ５、中間転写ベルト８、クリーニングブレード１８ａ、クリーニング装置１９を一体化し、プロセスカートリッジとして、本体に対して着脱可能に構成することも可能である。
【００１３】
図２はカラー画像形成装置の制御系の一例を示す概略ブロック図である。次いで、図１に示したカラー画像形成装置の制御系に関して説明する。図２に示すように、これまで説明した各機能、すなわち、中間転写ユニット２３、２次転写ローラ１７、定着ユニット２４、給紙ユニット２５の他に、操作表示部３０、メイン制御部３１、画像メモリ部３２などを備えている。
操作表示部３０は図示しない機械本体の筐体に固定されたタッチパネル等からなり、ユーザに対して画像を表示する表示部とユーザからキー入力を受ける操作部とを有している。
メイン制御部３１からの制御信号に基づいて画像を表示したり、操作部で受け付けた入力情報をメイン制御部３１に出力したりする。またメイン制御部３１は、図示しないＲＯＭ、ＲＡＭ、ＣＰＵ等で構成されており、機械全体の制御を行なっている。
そして中間転写ユニット２３、２次転写ローラ１７、定着ユニット２４、給紙ユニット２５、操作表示部３０が電気的に接続されている。さらには画像メモリ部３２、光学ユニット３３、感光体ユニット３４、現像ユニット３５なども電気的に接続されている。
【００１４】
図示してないパソコンやスキャナなどから送られてくるカラー画像情報は、メイン制御部３１を介して画像メモリ部３２に一時的に格納された後、色毎に色分解画像データとして光書き込みユニット３３の書き込み制御回路３３ａに送られる。書き込み制御回路３３ａは送られてきた色分解画像データに基づいてポリゴンモータ３３ｂを駆動してポリゴンミラーを回転させながら、半導体レーザを駆動する。
この駆動によって半導体レーザから発せられたレーザ光ＬＤは、正六面体のポリゴンミラーで反射して主走査方向に変更せしめられながら、図示してない反射ミラーを経由して感光体ユニット３４の感光体ベルト１を光走査する。
また、書き込み制御回路３３は、各色の色分解画像データに基づいてそれぞれ書込み画素数を計算して結果をメイン制御部３１に送信する。メイン制御部３１は各色の現像装置について、それぞれ書き込み制御回路３３から送られてくる書き込み画素数の計算値に基づいて、所定の制御を行なうようになっている。
図２には、さらに、感光体ユニット３４に、各種駆動系３４ａ、チャージ電源回路３４ｂ、現像ユニット３５に、各色の電磁クラッチ３５ａ、現像モータ駆動回路３５ｂ、現像バイアス電源回路３５ｃ、各色の現像ローラ３５ｄを示している。
【００１５】
図３は感光体クリーニングユニットをその周辺構成とともに示す拡大構成図である。図３において、この感光体クリーニングユニット１８は、感光体ベルト１に当接してその表面から転写残トナーを掻き取るクリーニングブレード１８ａ、固形潤滑剤１８ｃ、これから潤滑剤を掻き取って感光体ベルト１に塗布する塗布ブラシ１８ｂ、固形潤滑剤１８ｃを塗布ブラシ１８ｂに向けて付勢する図示してない付勢手段等によって構成されている。
上記の感光体クリーニングユニット１８は、感光体ベルト１上の転写残トナーをクリーニングするクリーニング装置としての機能と、感光体ベルト１表面に潤滑剤を供給する潤滑剤供給装置としての機能を兼ね備えている。
【００１６】
図４は塗布ブラシの構成を示す概略図である。図３及び図４を参照して、上記塗布ブラシ１８ｂは、図３の感光体ベルト１の幅方向（図中奥行き方向）に延在する軸部材１８ｄと、これの外周面に立設せしめられた複数の起毛１８ｅとを有しており、例えば、複数の起毛が植設された基布１８ｆが軸部材１８ｄに巻き付け固定されることによって形成される。
基布１８ｆの長さは、少なくとも感光体ベルト１の幅方向全域に起毛１８ｅを接触させ得るように調整されている。上記軸部材１８ｄは、ユニットケースの両側壁に設けられた図示してない２つの軸受けによって回動自在に支持されている。
この軸部材１８ｄには、図示してないブラシクラッチを介して現像モータ駆動回路３５ｂ（図２）によって現像モータ（図示せず）からの回転駆動力が伝達されるようになっている。
上記ブラシクラッチがオンされると、軸部材１８ｄは回転駆動力の伝達によって図中矢印方向（時計回り）に回転する。この回転により、固形潤滑剤１８ｃが塗布ブラシ１８ｂの起毛１８ｅに掻き取られて付着した後、感光体ベルト１表面に塗布される。よって、塗布ブラシ１８ｂが回転駆動すると、感光体クリーニングユニット１８が潤滑剤供給装置として駆動していることになる。
なお、図示の例では、塗布ブラシ１８ｂが感光体ベルト１との接触部でその表面をベルト移動方向とは反対に移動させる方向に回転するため、起毛１８ｅに付着した固形潤滑剤１８ｃが効率よくベルト表面に塗布される。
【００１７】
また、潤滑剤供給装置である感光体クリーニングユニット１８として、塗布方式によって感光体ベルト１に潤滑剤を供給させるようにした例を示したが、液体潤滑剤を浸潤方式で供給させるなど、他の方式によって供給させるようにしてもよい。本実施の形態においては、固形潤滑剤としてステアリン酸亜鉛を使用し最適化している。
また、他の固形潤滑剤としては、例えば、乾燥した固体疎水性潤滑剤からなる。その代表例としては、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸バリウム、ステアリン酸鉛、ステアリン酸鉄、ステアリン酸ニッケル、ステアリン酸コバルト、ステアリン酸銅、ステアリン酸ストロンチウム、ステアリン酸カルシウム、ステアリン酸カドミウム、ステアリン酸マグネシウムなどが挙げられる。
代表例として、さらに、オレイン酸亜鉛、オレイン酸マンガン、オレイン酸鉄、オレイン酸コバルト、オレイン酸鉛、オレイン酸マグネシウム、オレイン酸銅、パルチミン酸、亜鉛パルチミン酸コバルト、パルチミン酸銅、パルチミン酸マグネシウム、パルチミン酸アルミニウム、パルチミン酸カルシウムなどが挙げられる。
代表例として、また、カプリル酸鉛、カプロン酸鉛、リノレン酸亜鉛、リノレン酸コバルト、リノレン酸カルシウム、及びリコリノレン酸カドミウムの如き比較的高次の脂肪酸などが挙げられる。また、カルナウバワックスのような天然ワックスであってもよい。
このように、固形潤滑剤１８ｃとしては、上述した種々の材料を使用することができるが、現在の所、かかる固形潤滑剤としては、ステアリン酸金属塩が最も効果が期待できる。
【００１８】
感光体ベルト１への固形潤滑剤１８ｃ塗布の塗布量の安定化、均一化などは以前から検討されてきており、均一な塗布は可能となっている。本発明で課題とするのは、トナー劣化等の対策のために行なわれる、トナー強制消費による感光体ベルト１上の潤滑剤付着量不足やそれに伴うムラである。
感光体ベルト１上に塗布された固形潤滑剤１８ｃは主に消費されるトナーに付着し低下する。当然、固形潤滑剤１８ｃの塗布も常に行なわれているので、通常使用される文字やライン程度の出力では塗布ムラにはならない。
しかし、トナー強制消費のように纏まったトナーが強制的に感光体ベルト１上に付着し、転写されず全てクリーニングユニット１８にトナーが回収されるような場合、当然、感光体ベルト１上に付着したトナーによって固形潤滑剤１８ｃは剥ぎ取られるが、感光体ベルト１に接触している塗布ブラシ１８ｂにも大量のトナーが入力するため、塗布ブラシ１８ｂに付着している固形潤滑剤１８ｃも剥ぎ取られてしまう。
この時、塗布ブラシ１８ｂを回転させていると、強制消費された大量のトナーが塗布ブラシ１８ｂ全体に内部まで付着してしまい、トナー強制消費を実施した後は、感光体ベルト１上の潤滑剤付着量及び塗布ブラシ１８ｂ内の潤滑剤量が急激に低下してしまう。
この場合、塗布ブラシ１８ｂの潤滑剤量低下のため、その後の潤滑剤塗布で一時的に潤滑剤塗布能力が低下しており、強制消費直後はなかなか感光体ベルト１上の潤滑剤付着量が上昇しない。従って、安定させるまで潤滑剤塗布時間（塗布モードの時間）が長く掛かってしまう。
本発明では、強制消費中は固形潤滑剤１８ｃを塗布する塗布ブラシ１８ｂを停止させることで、強制消費されたトナーが塗布ブラシ１８ｂに付着することを最小限にでき、また、回転させていないので、感光体ベルト１との接触部以外は固形潤滑剤１８ｃが擦り取られることもない。従って、感光体ベルト１上の潤滑剤付着量を安定させるまでの塗布時間（塗布モードの時間）も短くて済む。
【００１９】
図５は感光体ベルト上の潤滑剤付着量とトナー強制消費による変化の関係をグラフで示す概念図である。図６は塗布ブラシを回転させた場合と停止させた場合の、感光体ベルト上の潤滑剤付着量とトナー強制消費による回転時間による変化の関係をグラフで示す概念図である。
図３乃至図６を参照して、図５によれば、トナー強制消費量が多くなると、感光体ベルト１上の潤滑剤付着量は最適範囲の下限を下回るようになる。トナー強制消費中に塗布ブラシ１８ｂを回転させた場合と停止させた場合での塗布能力の差を示す図６では、感光体ベルト１上の潤滑剤付着量が最適範囲内に入るように塗布ブラシ１８ｂの回転時間を制御する必要がある。しかしながら、図６から、塗布ブラシ１８ｂを停止させた方が、塗布ブラシ１８ｂの回転時間（塗布モードの時間）が短くて済むことが分かる。
【００２０】
トナー強制消費動作について説明する。印刷データの画素数をＡとし、その画素数が所定の画素数以下の場合には、その差分に相当する量の画素数を累積し、一連のプリントジョブ終了後の非画像領域で、感光体ベルト１を露光、現像し、トナー強制消費を実施する。
一連のプリントジョブ中、基本的には潤滑剤塗布ブラシクラッチはオンしており、ジョブ終了でクラッチをオフし、塗布ブラシ１８ｂを停止させてから、トナー強制消費を実施する。
累積画素カウント数をＢとするとＢ＝Ｂ＋Ａで表せる。例えば、解像度が６００ｄｐｉで、Ａ４横、１枚通紙した場合、有効画像面積は２９５×２１０＝６１９５０ｍｍ２であり、その画素数は６１９５０／２５．４２×６００２＝３４５６８１６７画素となる。
トナー強制消費の規定値をＺ（％）とすると、Ｂとの差分を感光体ベルト１にトナー強制消費（露光）を実施する。例えば、Ｚ＝３％の場合、Ａ４横１枚であれば、３４５６８１６７×３％＝１０３７０４５画素となり、カウンタＢが１０３７０４５画素以下の場合、感光体ベルト１にトナー強制消費を実施する。トナー強制消費量は、１０３７０４５−Ｂ画素である。
【００２１】
図７はトナー強制消費＋潤滑剤塗布モードのフローを示すフローチャートである。図７において、プリント命令スタート後、塗布ブラシクラッチをオンする（Ｓ１）。Ｙ＝Ｙ＋Ｘとし（Ｓ２）、ＹはＡ４横（ＬＥＦ：Long Edge Feed）換算通紙枚数とする。ＸはＡ４横２１０ｍｍを単位長さとするための値であり、転写紙長Ｌにより異なる。
通紙された転写紙長（画像長）をＬとすると、Ｘ＝Ｌ／２１０で示すことができる。従って、Ａ４横ではＸ＝１、Ａ３縦（ＳＥＦ：Short Edge Feed）ではＸ＝２となる。
１枚通紙毎に画素数Ａを累積する（Ｂ＝Ｂ＋Ａ）（Ｓ３）。次いで、ジョブ終了かどうかを判断し（Ｓ４）、終了ならば、塗布ブラシクラッチをオフする（Ｓ５）。トナー強制消費のタイミングは、１枚毎も可能であるが、通常、生産性からジョブエンド、もしくは最適な間隔毎に実施する。
実施の形態では累積１０枚以上（Ｙ≧）かどうかを判断し（Ｓ６）、累積１０枚以上であるならば、通紙後のジョブ終了時にトナー強制消費を行なっている。累積１０枚以上でないならば、フローを終了して、Ｙ枚、Ｂ画素を保持する（Ｓ７）。
【００２２】
次に、トナー強制消費量Ｃを計算する（Ｓ８）。トナー強制消費量Ｃは、Ｃ＝３４５６８１６７×Ｙ（枚）×Ｚ（％）−Ｂで計算できる。Ｃ＞０かどうかを判断し（Ｓ９）、Ｃ＞０ならば、強制消費パターン（Ｙ＝０、Ｂ＝０）を作成し（Ｓ１０）、潤滑剤塗布モードを実施して（Ｓ１２）、終了する（Ｓ１３）。Ｃ＞０ならば、終了する（Ｙ＝０、Ｂ＝０）。Ｃ＜０の時は、強制消費量は０であり、実施しない。
強制消費画素パターンとしてはドット、ライン、ベタが考えられるが、画素数を累積し、強制トナー消費をジョブエンドに実施しているので、１ジョブの通紙枚数が多くなるとトナー強制消費量も多くなるので、調整時間を考慮すると、高画像面積のパターンが望ましい。本実施の形態では面積率１００％のベタ画像を使用した。
このように、トナー強制消費実施後、潤滑剤塗布モードを実施し、感光体ベルト１（図３）に潤滑剤を塗布する。潤滑剤塗布モードとは、感光体ベルト１と潤滑剤塗布ブラシ１８ｂを一定時間回転させる動作のことである。
【００２３】
本発明によれば、画像形成装置１０は、感光体ベルト１上にレーザ露光し形成された静電潜像を、現像ローラに担持されたトナーにより現像する現像装置６と、感光体ベルト１に対して接触配置され、感光体ベルト１に固形潤滑剤を塗布する回転可能な起毛１８ｅが固形潤滑剤１８ｃと常時接触している塗布ブラシ１８ｂを有している。
この画像形成装置１０は、また、入力された画像データから、トナーを付着すべき画素である印字画素の数をメイン制御部３１（印字画素カウント手段）でカウントし、カウントした画素カウント数を、所定の画素数と比べ、その差分を求め、その差分が小さい場合に、その差分に応じ強制トナー消費量を演算し、現像装置６からトナーを強制消費させる。
この場合に、潤滑剤塗布手段である塗布ブラシ１８ｂは感光体ベルトクリーニングユニット内に設置されている。上記のトナー強制消費動作実施中は、塗布ブラシ１８ｂの回転を停止させ、強制消費動作終了後、塗布ブラシ１８ｂを回転させ、潤滑剤塗布モードを実施する構成になっている。
このようにすると、トナー強制消費中は塗布ブラシ１８ｂの回転を停止させることで、トナーによる潤滑剤塗布ブラシ１８ｂからの潤滑剤剥離を最小限に抑えることができ、ブラシの潤滑剤塗布能力低下が抑えられ、潤滑剤付着量ムラを防止することができる。
また、トナー強制消費量に応じて潤滑剤塗布量を変化させ、トナー強制消費量が多い時は、潤滑剤塗布量も多くすることで潤滑剤塗布ムラを防止することができ、かつ潤滑剤塗布過多を防ぐことができる。また、強制消費量が少ない時は、塗布時間も少なくでき、調整時間を短くすることができる。
【００２４】
図８は潤滑剤塗布モードのフローを示すフローチャートである。図８において、潤滑剤塗布モードは、潤滑剤塗布時間を計算し（Ｓ２０）、塗布ブラシクラッチをオンし（Ｓ２１）、潤滑剤塗布時間が２×ｍ＞Ｐかどうかを判断（Ｓ２２）する。
ここで、２×ｍ＞Ｐならば、２×ｍ＞Ｖｐ秒、潤滑剤を塗布し（Ｓ２３）、塗布ブラシクラッチをオフし（Ｓ２５）、終了する（Ｓ２６）。ステップ（Ｓ２２）で２×ｍ＞Ｐでないならば、Ｐ／Ｖｐ秒潤滑剤を塗布する（Ｓ２４）。
潤滑剤塗布時間はトナー強制消費量に比例して増やしている。本実施の形態の作像装置では、感光体ベルト１（図３）上に作像されたトナー強制消費部分に２回程度潤滑剤を塗布することで、感光体ベルト１上の潤滑剤付着量を強制消費前の状態に戻すことが可能である。ただし、強制消費量が少ない場合は、塗布ブラシに入力するトナーも少ないため、１回の潤滑剤塗布でも可能である。
【００２５】
トナー強制消費を面積率１００％のベタ画像とし、書き込み長さｍを計算する。主走査方向の有効書き込み幅を２９５ｍｍとすると、その画素数は２９５／２５．４×６００＝６９６９画素になる。
従って、トナー強制消費の書き込み長さｍ（ｍｍ）は、ｍ＝Ｃ／６９６９／６００×２５．４＝Ｃ／１６４６２２で示すことができる。かくして、潤滑剤塗布時間は、２×ｍ／Ｖｐで示すことができる。ここで、Ｖｐは感光体線速（ｍｍ／秒）である。２倍しているのは、２周塗布するためである。
また、感光体ベルト１の１周長をＰ（ｍｍ）とすると、潤滑剤塗布モードの実施時間は、２×ｍ＞Ｐの時、２×ｍ／Ｖｐ秒、２×ｍ≦Ｐの時、Ｐ／Ｖｐ秒となる。
トナー強制消費動作の長さが短い場合、潤滑剤塗布モードの実施時間が感光体ベルト１周より短くなる場合があり、その場合、全く塗布されない場所が発生し、潤滑剤塗布ムラになる可能性がある。このため、最低でも感光体ベルト１の１周分は潤滑剤塗布を実施できるようにする。このように、感光体ベルト１を１回転以上に渡り潤滑剤塗布することで、感光体ベルト１上の潤滑剤付着量の均一性がよくなる。
例えば、感光体ベルト１の周長をφ４０＝１２５．６ｍｍ、感光体ベルト１の線速を１５０ｍｍ／秒とする場合、ｍ＝６２．８ｍｍ以上の時は２×ｍ／Ｖｐ秒潤滑剤塗布モードを実施し、ｍ＝６２．８ｍｍ以下の時は１２５．６／１５０＝０．８３７秒潤滑剤塗布モードを実施する。
【００２６】
また、通常のプリント時に１ページ毎の画素数に比例させて潤滑剤塗布量を調整している（ブラシクラッチのオン時間を画素数に比例して変えている）場合、この比例係数を大きくすることで塗布時間を決めることもできる。例えば、通常８６４２０４２画素に対してＰ／Ｖｐ秒クラッチをオンしている場合、トナー強制消費後の潤滑剤塗布モード時は２Ｐ／Ｖｐ秒とする。
また、通常の画像形成時、カウントされた画素数に応じて潤滑剤塗布量を変化させる制御を行なっている場合には、画素数（トナー消費量）に対する潤滑剤塗布量の割合を、トナーの強制消費後は多くする。
これによって、一定の画素数（トナー消費量）に対する潤滑剤塗布量を、トナーの強制消費後は多くして未転写トナーの増加に対応する。強制消費されたトナーによって感光体ベルト１上から奪われた潤滑剤を補給することができ、潤滑剤付着量ムラを防止することができる。
本発明に係る画像形成装置は、以上説明してきたように、トナー強制消費による像担持体への入力トナー量の違いによる感光体ベルト上の潤滑剤付着量不足及び塗布ムラを低減することができ、潤滑剤付着量を常に最適で安定した状態に制御することができ、濃度ムラや転写不良などの異常画像のない画像形成装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明によるカラー画像形成装置の実施の形態の全体構成を示す概略図である。
【図２】カラー画像形成装置の制御系の一例を示す概略ブロック図である。
【図３】感光体クリーニングユニットをその周辺構成とともに示す拡大構成図である。
【図４】塗布ブラシの構成を示す概略図である。
【図５】感光体上の潤滑剤付着量とトナー強制消費による変化の関係をグラフで示す概念図である。
【図６】塗布ブラシを回転させた場合と停止させた場合の、感光体上の潤滑剤付着量とトナー強制消費による回転時間による変化の関係をグラフで示す概念図である。
【図７】トナー強制消費＋潤滑剤塗布モードのフローを示すフローチャートである。
【図８】潤滑剤塗布モードのフローを示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００２８】
１  像担持体（感光体ベルト）、６  現像手段（現像装置）、１０  画像形成装置（カラー画像形成装置）、１３  給紙部、１８  像担持体クリーニングユニット、１８ｂ  潤滑剤塗布手段（塗布ブラシ）、１８ｃ  潤滑剤、１８ｅ  起毛、３０  操作表示部、３１  メイン制御部（印字画素カウント手段、強制トナー消費量演算部）、３２  画像メモリ部、３３  光書き込みユニット、３４  感光体ユニット、３５  現像手段（現像ユニット）、３５ｄ  現像ローラ
【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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【図８】
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