JP2007010947A - カラー画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 感光体表面状態の変化を簡便且つ低コストな方法で検知し、さらに検知結果に基づいて表面状態を一定レベルに保持するような制御を行う画像形成装置を提供する。
【解決手段】 画像形成装置１００において、制御部３２は、感光体ドラム１ａ〜１ｄの表面状態を判定する表面状態判定モードが実行されると、所定の画像パターンを中間転写ベルト８上に形成する機能、光学的検出手段３５により画像パターン間の距離を測定して中間転写ベルト８の線速変動幅を算出する機能、算出された線速変動幅に基づいて感光体ドラム１ａ〜１ｄの表面摩擦抵抗の上昇を検知し、クリーニング部５ａ〜５ｄによる研磨条件やリフレッシュモードにおける現像ユニット３ａ〜３ｄからのトナー吐出量等を調整することにより、感光体ドラム１ａ〜１ｄの表面状態を一定レベルに維持する機能を有している。
【選択図】 図１

Description

本発明は、電子写真方式を用いた画像形成装置に関し、特に感光体上に形成したトナー像を中間転写体に順次転写した後、記録媒体に一括転写する中間転写方式のカラー画像形成装置に関するものである。

図８は、従来のタンデム方式のカラー画像形成装置の構成を示す概略図である。図８を用いてタンデム型カラー画像形成装置の画像形成過程を説明する。カラー画像形成装置１００本体内には４つの画像形成部Ｐａ、Ｐｂ、Ｐｃ及びＰｄが、搬送方向上流側（図８では右側）から順に配設されている。これらの画像形成部Ｐａ〜Ｐｄは、異なる４色（シアン、マゼンタ、イエロー及びブラック）の画像に対応して設けられており、それぞれ帯電、露光、現像及び転写の各工程によりシアン、マゼンタ、イエロー及びブラックの画像を順次形成する。

この画像形成部Ｐａ〜Ｐｄには、各色の可視像（トナー像）を担持する感光体ドラム１ａ、１ｂ、１ｃ及び１ｄが配設されており、これらの感光体ドラム１ａ〜１ｄ上に形成されたトナー像が、駆動手段（図示せず）により図８において時計回りに回転し、各画像形成部に隣接して移動する中間転写ベルト８上に順次転写された後、転写ローラ９において転写紙Ｐ上に一度に転写され、さらに、定着部７において転写紙Ｐ上に定着された後、装置本体より排出される構成となっている。感光体ドラム１ａ〜１ｄを図８において反時計回りに回転させながら、各感光体ドラム１ａ〜１ｄに対する画像形成プロセスが実行される。

トナー像が転写される転写紙Ｐは、装置下部の用紙カセット１６内に収容されており、給紙ローラ１２ａ及びレジストローラ１２ｂを介して転写ローラ９へと搬送される。中間転写ベルト８には誘電体樹脂製のシートが用いられ、その両端部を互いに重ね合わせて接合しエンドレス形状にしたベルトや、継ぎ目を有しない（シームレス）ベルトが用いられる。

次に、画像形成部Ｐａ〜Ｐｄについて説明する。回転自在に配設された感光体ドラム１ａ〜１ｄの周囲及び下方には、感光体ドラム１ａ〜１ｄを帯電させる帯電器２ａ、２ｂ、２ｃ及び２ｄと、各感光体ドラム１ａ〜１ｄに画像情報を露光する露光ユニット４と、感光体ドラム１ａ〜１ｄ上にトナー像を形成する現像ユニット３ａ、３ｂ、３ｃ及び３ｄと、感光体ドラム１ａ〜１ｄ上に残留した現像剤（トナー）を除去するクリーニング部５ａ、５ｂ、５ｃ及び５ｄが設けられている。

ユーザにより画像形成開始が入力されると、先ず、帯電器２ａ〜２ｄによって感光体ドラム１ａ〜１ｄの表面を一様に帯電させ、次いで露光ユニット４によって光照射し、各感光体ドラム１ａ〜１ｄ上に画像信号に応じた静電潜像を形成する。現像ユニット３ａ〜３ｄには、それぞれシアン、マゼンタ、イエロー及びブラックの各色のトナーが補給装置（図示せず）によって所定量充填されている。このトナーは、現像ユニット３ａ〜３ｄにより感光体ドラム１ａ〜１ｄ上に供給され、静電的に付着することにより、露光ユニット４からの露光により形成された静電潜像に応じたトナー像が形成される。

そして、中間転写ベルト８に所定の転写電圧で電界が付与された後、中間転写ローラ６ａ〜６ｄにより感光体ドラム１ａ〜１ｄ上のシアン、マゼンタ、イエロー、及びブラックのトナー像が中間転写ベルト８上に転写される。これらの４色の画像は、所定のフルカラー画像形成のために予め定められた所定の位置関係をもって形成される。その後、引き続き行われる新たな静電潜像の形成に備え、感光体ドラム１ａ〜１ｄの表面に残留したトナーがクリーニング部５ａ〜５ｄにより除去される。

中間転写ベルト８は、上流側の搬送ローラ１０と、下流側の駆動ローラ１１とに掛け渡されており、駆動モータ（図示せず）による駆動ローラ１１の回転に伴い中間転写ベルト８が時計回りに回転を開始すると、転写紙Ｐがレジストローラ１２ｂから所定のタイミングで中間転写ベルト８に隣接して設けられた転写ローラ９へ搬送され、フルカラー画像が転写される。トナー像が転写された転写紙Ｐは定着部７へと搬送される。

定着部７に搬送された転写紙Ｐは、定着ローラ対１３により加熱及び加圧されてトナー像が転写紙Ｐの表面に定着され、所定のフルカラー画像が形成される。フルカラー画像が形成された転写紙Ｐは、複数方向に分岐した分岐部１４によって搬送方向が振り分けられる。転写紙Ｐの片面のみに画像を形成する場合は、そのまま排出ローラ１５によって排出トレイ１７に排出される。

一方、転写紙Ｐの両面に画像を形成する場合は、定着部７を通過した転写紙Ｐの一部を一旦排出ローラ１５から装置外部にまで突出させる。その後、転写紙Ｐは排出ローラ１５を逆回転させることにより分岐部１４で用紙搬送路１８に振り分けられ、画像面を反転させた状態で転写ローラ９に再搬送される。そして、中間転写ベルト８上に形成された次の画像が転写ローラ９により転写紙Ｐの画像が形成されていない面に転写され、定着部７に搬送されてトナー像が定着された後、排出トレイ１７に排出される。

このような画像形成装置においては、中間転写ベルト８の線速が変動すると、各色のトナー像の転写位置が変動して色ずれの原因となる。この中間転写ベルト８の線速変動の原因としては、温湿度変化に伴うベルトやローラの伸縮等に起因するベルト駆動系の回転周期の変動と、中間転写ベルトに当接する感光体の表面状態が変化し、ベルトに対する回転負荷が変動して生じる小刻みな線速変動とが知られている。

このうち、ベルト駆動系の回転周期が変動した場合は、転写位置の変動が各色において同様に生じるため色ずれは発生せず、画像不良の原因にはなりにくい。しかし、負荷変動に伴い線速が変動した場合は、ある特定色の転写位置が不規則に変動するため、色ずれが顕著に発生することとなる。

ここで、感光体の表面状態は、帯電器による放電に起因して生成する放電生成物や、トナー成分、転写紙添加成分等の物理的な付着作用と、クリーニング部による付着物の除去作用（研磨作用）とのバランスにより決定される。図９は、図８における画像形成部Ｐａの拡大図である。図９を用いて、研磨剤を混入させた研磨トナーと研磨手段（摺擦ローラ及びクリーニングブレード）の相互作用で感光体表面の付着物を除去する方法について説明する。

図９において、画像形成部Ｐａには、感光体ドラム１ａの回転方向（矢印Ａ方向）に沿って、帯電器２ａ、露光ユニット４、現像ユニット３ａ、中間転写ローラ６ａ、クリーニング部５ａ、除電装置１８が配設されている。感光体ドラム１ａは、例えばアルミドラムにａ−Ｓｉから成る感光層が積層されたものであり、帯電器２により表面を帯電させるようになっている。そして、露光ユニット４からのレーザビームを受けた表面に帯電を減衰させた静電潜像を形成する。帯電器２は、放電（例えばコロナ放電）することで感光体ドラム１の表面を帯電させるものであり、例えばローラ状の電極（帯電ローラ）に高電圧を印加されることで放電するようになっている。

露光ユニット４は、画像データに基づいて、光ビーム（例えばレーザビーム）を感光体ドラム１ａに照射し、感光体ドラム１ａの表面に静電潜像を形成させるものである。現像ユニット３ａは、感光体ドラム１ａに対向配置された現像スリーブ１９を備え、内部に収容された現像剤を現像スリーブ１９により感光体ドラム１ａの静電潜像に付着させて、トナー像を形成させるものである。

クリーニング部５ａは、感光体ドラム１ａを研磨する研磨システムである摺擦ローラ２０、クリーニングブレード２１を備え、摺擦ローラ２０を感光体表面に一定加圧するためのスプリング２２を有している。摺擦ローラ２０は、シャフトを中心として周囲を発泡ウレタンゴムで覆われた構成となっている。研磨トナーとしては、トナー粒子表面に研磨剤として酸化チタン、チタン酸ストロンチウム、アルミナ等が埋め込まれて表面に一部突出するように保持されたものや、研磨剤がトナー表面に静電的に付着しているものが用いられる。

周知の如く、除電装置１８による除電後、帯電器２ａによって均一に帯電された感光体ドラム１ａ上に露光ユニット４により静電潜像が記録され、その静電潜像を反転現像にて現像ユニット４でトナー像に顕像化し、トナー像を中間転写ローラ６ａにて中間転写ベルト８上に転写する。中間転写ローラ６ａで転写されなかった未転写トナーは、残留トナーとして摺擦ローラ２０及びクリーニングブレード２１により感光体ドラム１ａ表面から除去され、除去された残留トナーは回収スクリュー２３等のトナー回収装置によって図示しない廃棄ボトルへと搬送される。

上述したクリーニング部５ａによる感光体ドラム１ａ表面の研磨効果は、感光体に圧接される摺擦ローラ２０及びクリーニングブレード２１の押圧力や材質、回転数、及び研磨トナーの介在量等で調整可能であり、感光体の駆動トルク変動やジッタ等が発生しないように上限が設定されている。通常、研磨作用は付着作用を上回っており、感光体表面は一定の表面状態に保持されている。

しかし、画像形成装置の動作環境や使用される転写紙、トナーの状態等により感光体への付着作用が増加した場合、或いはトナー外添剤の減少等に起因して研磨作用が低下した場合は、異物の付着作用が研磨作用を上回るため、感光体の表面状態が劣化して表面摩擦係数が上昇し、感光体の駆動トルクの上昇、クリーニングブレードのスティックスリップ運動振幅の増加によるブレード振動音の発生やブレードの巻き上がり、色ズレ、クリーニング不良等の不具合が発生するおそれがあった。

そこで、感光体の表面状態の変化を検知して画像不良を防止する方法が種々提案されている。例えば特許文献１には、検知手段により検知された像担持体（感光体）の表面状態に応じて像担持体のクリーニング条件を制御する画像形成装置が開示されており、像担持体の駆動トルクを測定するトルク変動測定手段を検知手段として用いる旨が記載されている。また、特許文献２には、速度検知センサにより中間転写体の線速変動を検知し、検知信号に基づいて演算された画像の印字位置のずれ量を用いて中間転写体へのトナー像転写位置を補正する方法が開示されている。

しかしながら、上記特許文献１においては、トルク変動測定手段を別途設ける必要があり、画像形成装置のコストアップに繋がってしまう。また、上記特許文献２には、カラー画像形成装置に装備されている基準位置検知センサを速度検知センサとして利用することにより、装置コストを低減できる旨が記載されているが、特許文献２の方法は中間転写体に設けられた基準位置マークを検知して中間転写体の回転周期の変動を測定するものであり、負荷変動に起因する小刻みな線速変動を正確に測定するのは困難であった。また、特許文献２には回転周期の変動に応じた印字位置の補正方法は記載されているものの、感光体表面の研磨条件等、感光体の表面状態を一定のレベルに保持する方法については全く開示されていなかった。
特開２０００−１７２０２６号公報 特開２００１−１４７５７３号公報

本発明は、上記問題点に鑑み、感光体表面状態の変化を簡便な方法で検知し、検知結果に基づいて表面状態を一定レベルに保持するような制御を行う画像形成装置を低コストで提供することを目的とする。

上記目的を達成するために本発明は、感光体と、該感光体に対向配置され前記感光体表面に形成されたトナー像が転写される中間転写体と、前記感光体及び前記中間転写体を含む装置各部の駆動を制御する制御手段と、前記中間転写体上に転写されるトナー像の濃度又は転写位置を検知する検知手段と、を備え、前記中間転写体上に順次積層されたトナー像を記録媒体上に一度に転写するカラー画像形成装置において、前記感光体及び／又は前記中間転写体の線速を調整する線速調整手段を設け、前記制御手段は、前記線速調整手段により前記感光体と前記中間転写体との線速差を画像形成時よりも大きくするとともに、前記検知手段を用いて前記中間転写体の線速変動幅を測定することにより、前記感光体表面の摩擦抵抗の上昇を検知して前記感光体の表面状態を判定する表面状態判定モードを実行可能としたことを特徴としている。

また本発明は、上記構成の画像形成装置において、前記中間転写体の線速変動幅は、前記感光体の外周長よりも十分に短い等間隔の画像パターンを、前記中間転写体上に少なくとも前記感光体１周分以上形成し、前記検知手段により前記画像パターンの平均間隔Ｌａ、最大間隔Ｌｍａｘ、及び最小間隔Ｌｍｉｎをそれぞれ検知して算出される、Ｌａ／Ｌｍａｘ若しくはＬａ／Ｌｍｉｎの値から求められることを特徴としている。

また本発明は、上記構成の画像形成装置において、前記表面状態判定モードにおける前記感光体の線速をＶｄ、前記中間転写体の線速をＶｔとし、Ｖｄ＞Ｖｔとするとき、前記制御手段は、前記検知手段により検知された前記画像パターンの間隔が以下の条件式（１）又は（２）のいずれかを満たす場合に前記感光体表面の摩擦抵抗の上昇を検知することを特徴としている。
Ｖｄ／Ｖｔ＝Ｌｍａｘ／Ｌａ・・・（１）
Ｖｄ／Ｖｔ＜Ｌａ／Ｌｍｉｎ・・・（２）

また本発明は、上記構成の画像形成装置において、前記表面状態判定モードにおける前記感光体の線速をＶｄ、前記中間転写体の線速をＶｔとし、Ｖｄ＜Ｖｔとするとき、前記制御手段は、前記検知手段により検知された前記画像パターンの間隔が以下の条件式（３）又は（４）のいずれかを満たす場合に前記感光体表面の摩擦抵抗の上昇を検知することを特徴としている。
Ｖｔ／Ｖｄ＝Ｌａ／Ｌｍｉｎ・・・（３）
Ｖｔ／Ｖｄ＜Ｌｍａｘ／Ｌａ・・・（４）

また本発明は、上記構成の画像形成装置において、前記感光体の表面を研磨する研磨手段を備えており、前記制御手段は、前記表面状態判定モードにおいて前記感光体表面の摩擦抵抗の上昇が検知されたとき、前記感光体表面の摩擦抵抗を低下させる方向に研磨条件を制御することを特徴としている。

また本発明は、上記構成の画像形成装置において、前記研磨手段は、前記感光体に所定の押圧力で圧接されるクリーニングブレードであり、前記制御手段は、前記表面状態判定モードにおいて検知された前記感光体表面の摩擦抵抗に応じて前記クリーニングブレードの押圧力を制御することを特徴としている。

また本発明は、上記構成の画像形成装置において、前記研磨手段は、所定の回転数で回転しながら前記感光体に所定の押圧力で圧接される摺擦ローラ若しくは研磨ブラシであり、前記制御手段は、前記表面状態判定モードにおいて検知された前記感光体表面の摩擦抵抗に応じて前記摺擦ローラ若しくは前記研磨ブラシの押圧力及び／又は回転数を制御することを特徴としている。

また本発明は、上記構成の画像形成装置において、非画像形成時において感光体表面に所定量のトナーを吐出するトナー吐出工程と、該トナー吐出工程により感光体表面へ吐出されたトナーを前記研磨手段に供給して感光体表面を研磨するリフレッシュ工程とを含むリフレッシュモードを実行可能であり、前記制御手段は、前記表面状態判定モードにおいて検知された前記感光体表面の摩擦抵抗に応じて前記トナー吐出工程におけるトナー吐出量を制御することを特徴としている。

また本発明は、上記構成の画像形成装置において、非画像形成時において感光体表面に所定量のトナーを吐出するトナー吐出工程と、該トナー吐出工程により感光体表面へ吐出されたトナーを前記研磨手段に供給して感光体表面を研磨するリフレッシュ工程とを含むリフレッシュモードを実行可能であり、前記中間転写ベルトは、前記リフレッシュモードにおいて前記研磨手段を兼ねており、前記制御手段は、前記表面状態判定モードにおいて検知された前記感光体表面の摩擦抵抗に応じて前記リフレッシュモードにおける前記中間転写ベルトの線速を制御することを特徴としている。

また本発明は、上記構成の画像形成装置において、前記制御手段は、前記表面状態判定モードにおいて検知された前記感光体表面の摩擦抵抗に応じて非画像形成時に前記感光体表面の帯電を停止することを特徴としている。

本発明の第１の構成によれば、カラー画像形成装置に一般的に搭載されているトナー濃度センサ若しくはカラーレジストセンサ等の検知手段を用いて中間転写ベルトの線速変動幅を測定し、感光体表面の摩擦抵抗の上昇を検知することにより、従来例に比べて簡易且つ低コストで感光体の表面状態を確実に判定可能となる。

また、本発明の第２の構成によれば、上記第１の構成の画像形成装置において、中間転写体の線速変動幅を、感光体の外周長よりも十分に短い等間隔の画像パターンを、中間転写体上に少なくとも感光体１周分以上形成し、検知手段により画像パターンの平均間隔Ｌａ、最大間隔Ｌｍａｘ、及び最小間隔Ｌｍｉｎをそれぞれ検知して算出される、Ｌａ／Ｌｍａｘ若しくはＬａ／Ｌｍｉｎの値から求めることにより、感光体の表面状態の判定基準となる中間転写体の線速変動幅を簡便な方法で測定することができる。

また、本発明の第３の構成によれば、上記第２の構成の画像形成装置において、表面状態判定モードにおける感光体の線速をＶｄ、中間転写体の線速をＶｔとし、Ｖｄ＞Ｖｔとするとき、検知手段により検知された画像パターンの間隔が条件式（１）又は（２）のいずれかを満たす場合に感光体表面の摩擦抵抗の上昇を検知することにより、感光体表面の摩擦抵抗の上昇を簡易且つ確実に判断可能となる。

また、本発明の第４の構成によれば、上記第２の構成の画像形成装置において、表面状態判定モードにおける感光体の線速をＶｄ、中間転写体の線速をＶｔとし、Ｖｔ＞Ｖｄとするとき、検知手段により検知された画像パターンの間隔が条件式（３）又は（４）のいずれかを満たす場合に感光体表面の摩擦抵抗の上昇を検知することにより、感光体表面の摩擦抵抗の上昇を簡易且つ確実に判断可能となる。

また、本発明の第５の構成によれば、上記第１乃至第４のいずれかの構成の画像形成装置において、表面状態判定モードで感光体表面の摩擦抵抗の上昇が検知されたときは、感光体の表面を研磨する研磨手段の研磨条件を、摩擦抵抗を低下させる方向に制御することにより、摩擦抵抗の上昇に伴う不具合を効果的に防止することができる。

また、本発明の第６の構成によれば、上記第５の構成の画像形成装置において、研磨手段が感光体に所定の押圧力で圧接されるクリーニングブレードであるとき、表面状態判定モードにおいて検知された感光体表面の摩擦抵抗に応じてクリーニングブレードの押圧力を制御することにより、クリーニングブレードによる感光体表面の付着物の除去効果を感光体の表面状態に応じて高めることができる。

また、本発明の第７の構成によれば、上記第５の構成の画像形成装置において、研磨手段が所定の回転数で回転しながら感光体に所定の押圧力で圧接される摺擦ローラ若しくは研磨ブラシであるとき、表面状態判定モードにおいて検知された感光体表面の摩擦抵抗に応じて摺擦ローラ若しくは研磨ブラシの押圧力及び／又は回転数を制御することにより、摺擦ローラ若しくは研磨ブラシによる感光体表面の付着物の除去効果を感光体の表面状態に応じて高めることができる。

また、本発明の第８の構成によれば、上記第５乃至第７のいずれかの構成の画像形成装置において、非画像形成時に感光体表面にトナーを吐出して感光体表面を研磨するリフレッシュモードを実行可能であるとき、表面状態判定モードにおいて検知された感光体表面の摩擦抵抗に応じてトナー吐出量を制御することにより、リフレッシュモード実行時における感光体表面の研磨効果を一層高めることができる。

また、本発明の第９の構成によれば、上記第５乃至第８のいずれかの構成の画像形成装置において、非画像形成時に感光体表面にトナーを吐出して感光体表面を研磨するリフレッシュモードを実行可能であり、且つ中間転写体が研磨手段を兼ねているとき、表面状態判定モードにおいて検知された感光体表面の摩擦抵抗に応じて中間転写体の線速を制御することにより、リフレッシュモード実行時における感光体表面の研磨効果を一層高めることができる。

また、本発明の第１０の構成によれば、上記第１乃至第９のいずれかの構成の画像形成装置において、表面状態判定モードにおいて検知された感光体表面の摩擦抵抗に応じて非画像形成時に感光体表面の帯電を停止することにより、帯電停止中は感光体ドラム表面が帯電されていない状態で研磨手段による研磨が行われることとなり、帯電器の放電に起因するイオン生成物の発生を抑制して効果的な研磨が可能となる。

以下に本発明の実施形態を図面を参照して説明する。図１は、本発明の画像形成装置の構成を示すブロック図である。従来例の図８と共通する部分には同一の符号を付して説明を省略する。画像形成装置１００は、画像形成部Ｐａ〜Ｐｄ、画像入力部３０、ＡＤ変換部３１、制御部３２、記憶部３３、操作パネル３４、定着部７及び光学的検出手段３５から構成されている。

画像入力部３０は、画像形成装置１００が複写機である場合、複写時に原稿を照明するスキャナランプや原稿からの反射光の光路を変更するミラーが搭載された走査光学系、原稿からの反射光を集光して結像する集光レンズ、及び結像された画像光を電気信号に変換するＣＣＤ等から構成される画像入力部であり、画像形成装置１００がプリンタである場合、パーソナルコンピュータ等から送信される画像データを受信する受信部である。画像入力部３０より入力された画像信号は制御部３２に送出され、階調処理等の画像処理を適宜行い、ＡＤ変換部３１においてデジタル信号に変換された後、後述する記憶部３３内の画像メモリ４０に送出される。

記憶部３３は、画像メモリ４０、ＲＡＭ４１、及びＲＯＭ４２を備えており、画像メモリ４０は、画像入力部３０で読み取られ、ＡＤ変換部３１においてデジタル変換された画像信号を記憶し、制御部３２に送出する。ＲＡＭ４１及びＲＯＭ４２は、制御部３２の処理プログラムや処理内容等を記憶する。また、ＲＡＭ４１（或いはＲＯＭ４２）には、後述する感光体の表面状態判定モードにおいて中間転写ベルト８上に形成される画像パターンや、感光体の表面状態に応じたクリーニング条件（研磨条件）等がデータ化されて記憶されている。

操作パネル３４は、複数の操作キーから成る操作部と、設定条件や装置の状態等を表示する表示部（いずれも図示せず）とから構成されており、ユーザが印刷条件等の設定を行う他、例えば画像形成装置１００がファクシミリ機能を有する場合は、記憶部３３にファクシミリ送信先を登録し、さらに登録された送信先の読み出しや書き換えを行う等の種々の設定にも使用される。

光学的検出手段３５は、トナー濃度センサ３５ａ及びカラーレジストセンサ（色合わせセンサ）３５ｂを備えている。トナー濃度センサ３５ａは、画像形成部Ｐａ〜Ｐｄにおいて中間転写ベルト８上に形成される濃度補正用パッチ画像に測定光を照射し、パッチ画像からの反射光量を検出することにより、トナー濃度を検知する。検出結果は受光出力信号として後述する制御部３２に送信される。カラーレジストセンサ３５ｂは、中間転写ベルト８上に形成される色ズレ補正用パッチ画像の位置関係を検知し、予め決められた基準位置と比較して露光ユニット４による画像書き込みタイミングを調整することにより、各色について色ズレ補正を行う。

このような光学的検出手段３５としては、一般にＬＥＤ等から成る発光素子と、フォトダイオード等から成る受光素子を備えた光学センサが用いられる。なお、ここではトナー濃度センサ３５ａとカラーレジストセンサ３５ｂとを別個に設けているが、トナー濃度センサ３５ａ及びカラーレジストセンサ３５ｂを１つの光学センサで兼用する構成としても良い。

線速調整手段４３は、中間転写ベルト８とモータ（図示せず）との間に配置され、制御部３２からの制御信号に基づいて中間転写ベルト８の線速を微調整する。この線速調整機構は、後述する表面状態判定モードにおいて、感光体ドラム１ａ〜１ｄと中間転写ベルト８の線速差を画像形成時よりも大きくする場合に用いられる。

線速調整手段４３としては、例えばギヤ列やクラッチ等から成る減速機構等の機械的な調整機構や、モータ等の駆動手段に供給する電流値や駆動パルスを制御する電気的な調整機構が用いられる。なお、ここでは線速調整手段４３を用いて中間転写ベルト８の線速を調整することとしたが、中間転写ベルト８に代えて、或いは中間転写ベルト８と共に、感光体ドラム１ａ〜１ｄの線速を調整するようにしても良い。

制御部３２は、設定されたプログラムに従って画像入力部３０、画像形成部Ｐａ〜Ｐｄ、定着部７や光学的検出手段３５を全般的に制御するとともに、画像入力部３０で読み取られた画像信号を、必要に応じて変倍処理或いは階調処理して画像データに変換する。露光ユニット４は、処理後の画像データに基づいてレーザ光を照射し、感光体ドラム１ａ〜１ｄ上に潜像を形成する。

さらに制御部３２は、操作パネル３４のキー操作により、感光体ドラム１ａ〜１ｄの表面状態を判定するためのモード（以下、表面状態判定モードという）が入力されると、記憶部３３に記憶された所定パターンのトナー像を中間転写ベルト８上に形成する機能、光学的検出手段３５により画像パターン間の距離を測定し、中間転写ベルト８の線速変動幅を算出する機能、算出された線速変動幅に基づいて感光体ドラム１ａ〜１ｄの表面状態を判定し、クリーニング部５ａ〜５ｄによる研磨条件、或いは後述するリフレッシュモードにおける現像ユニット３ａ〜３ｄからのトナー吐出量等を調整することにより、各色について感光体の表面状態を一定レベルに維持する機能を有している。なお、表面状態判定モードは、装置の電源ＯＮ時や所定枚数の画像形成処理が終了した時に自動的に設定されるようにしてもよい。

本発明の画像形成装置は、感光体の表面状態の変動、特にブレード振動音の発生やブレードの巻き上がり、色ズレ等の様々な不具合を発生させる表面摩擦抵抗の上昇を、カラー画像形成装置に一般的に搭載されているトナー濃度センサ若しくはカラーレジストセンサを用いて検知するとともに、検知結果に応じて感光体の表面状態を一定レベルに維持するような制御を行うことを特徴とするものである。この構成により、従来例に比べて簡易且つ低コストで感光体の表面状態を維持可能となり、表面摩擦抵抗の上昇に伴う画像不具合の発生を効果的に防止する。

１つ以上の感光体ドラムと中間転写ベルトとを有するカラー画像形成装置では、通常、画像形成時においては感光体ドラムと中間転写ベルトは等速若しくは微量の線速差を有した状態で回転し、感光体ドラム上のトナー像を中間転写ベルト上に転写している。ここで、感光体ドラムと中間転写ベルトとの間に発生する動摩擦力に注目すると、中間転写ベルト表面の動摩擦係数は、使用環境や使用期間に関係なくほぼ一定しているが、感光体ドラム表面の摩擦係数は、前述の通り使用環境や使用期間により大きく変化する。

感光体表面の摩擦抵抗の小さい（研磨作用が付着作用よりも大きい）状態では、感光体ドラムと中間転写ベルトのニップ部に作用する動摩擦力が小さいため、例えば両者間に画像形成時以上の線速差を設けても互いに影響を及ぼさず、線速差の増大による中間転写ベルトの線速変動は生じない。

しかし、感光体表面の摩擦抵抗が上昇した（付着作用が研磨作用よりも大きい）状態で感光体ドラムと中間転写ベルトに線速差を設けると、ニップ部で互いに影響を及ぼして感光体ドラムの角速度及び中間転写ベルトの線速がそれぞれ変動することになる。即ち、表面状態判定モードにおいて、感光体ドラムと中間転写ベルトの線速差を画像形成時よりも大きくしたときの中間転写ベルトの線速変動幅を測定することにより、感光体ドラム表面の摩擦抵抗の上昇を検知することができる。

次に、中間転写ベルトの線速変動幅を算出する方法について、図１〜図３を用いて具体的に説明する。図２及び図３は、表面状態判定モードにおける感光体ドラムと中間転写ベルトとの関係を示す概略図であり、図２は感光体ドラムの線速を中間転写ベルトの線速よりも大きくした場合、図３は中間転写ベルトの線速を感光体ドラムの線速よりも大きくした場合を示している。なお、図２及び図３はシアンのトナー像が形成される感光体ドラム１ａについて示しているが、感光体ドラム１ｂ〜１ｄについても全く同様に説明される。

中間転写ベルト８の線速変動幅の検知手順としては、先ず、感光体ドラム１ａと中間転写ベルト８の線速差を画像形成時よりも大きくする。線速差を大きくする方法としては、線速調整手段４３により、中間転写ベルト８又は感光体ドラム１ａのいずれか一方若しくは両方の線速を微調整することにより行われる。次に、露光ユニット４及び現像ユニット３ａにより、ドラムの外周長に比べ十分に短い等間隔の画像パターンを感光体ドラム１ａ上に形成する。そして、トナー濃度センサ３５ａ若しくはカラーレジストセンサ３５ｂを用いて中間転写ベルト８上に転写された画像パターンの平均間隔Ｌａ、最大間隔Ｌｍａｘ、及び最小間隔Ｌｍｉｎを測定し、Ｌａ／Ｌｍａｘ、若しくはＬａ／Ｌｍｉｎを算出して検知する。

ここで、感光体ドラム１ａ表面の摩擦抵抗上昇による中間転写ベルト８の線速変動は、感光体ドラム１ａと中間転写ベルト８のニップ部近傍で繰り返されるため、画像パターンの間隔が広すぎると線速変動が精度良く検出できないおそれがある。そのため、画像パターン間隔はニップ幅の数倍程度に設定する必要がある。また、感光体ドラム１ａの全周において摩擦抵抗の上昇を検知するために、画像パターンは少なくともドラム１周分以上形成する必要がある。

表面状態判定モードにおける感光体ドラム１ａの設定線速をＶｄ（ｍｍ／ｓ）、中間転写ベルト８の設定線速をＶｔ（ｍｍ／ｓ）、露光ユニット４による露光間隔をＴ（ｓ）とすると、感光体ドラム１ａ上に書き込まれる画像間隔Ｌｄ（ｍｍ）はＶｄ×Ｔ、中間転写ベルト８上に形成される平均画像間隔Ｌａ（ｍｍ）はＶｔ×Ｔで表される。なお、露光間隔Ｔは、画像間隔Ｌｄが感光体ドラム１ａと中間転写ベルト８のニップ幅の数倍となるように設定され、感光体ドラム１ａを駆動するモータ（図示せず）は、感光体ドラム１ａが線速差の影響を受けず、安定した角速度で回転するのに十分な駆動力が確保されているものとする。

Ｖｄ＞Ｖｔに設定されている場合、感光体表面の摩擦抵抗が大きくなると、図２に示すように、感光体ドラム１ａと中間転写ベルト８のニップ部の下流側にベルト撓みＲ１が発生する。ベルト撓みＲ１の発生位置におけるベルト線速をＶｔ１（ｍｍ／ｓ）、画像間隔をＬｔ１（ｍｍ）とすると、Ｖｔ１は最大ベルト線速Ｖｔｍａｘに等しいから、Ｌｔ１＝Ｖｔ１×Ｔ＝Ｖｔｍａｘ×Ｔ＝Ｌｍａｘとなる。ここで、一定以上の撓みが発生している状態ではＶｔ１＝Ｖｄであるから、Ｌｍａｘ＝Ｖｄ×Ｔとなり、Ｌｍａｘ／Ｌａ＝Ｖｄ×Ｔ／Ｖｔ×Ｔ＝Ｖｄ／Ｖｔと表される。即ち、条件式（１）
Ｖｄ／Ｖｔ＝Ｌｍａｘ／Ｌａ・・・（１）
を満たすとき、中間転写ベルト８の線速変動幅が所定以上であると判断される。

ベルト撓みＲ１の発生後、中間転写ベルト８の復元力が感光体ドラム１ａ表面の摩擦抵抗よりも大きくなると、ベルト撓みＲ１が解消する。この撓み解消時のベルト線速をＶｔ２（ｍｍ／ｓ）、画像間隔をＬｔ２（ｍｍ）とすると、Ｖｔ２は最小ベルト線速Ｖｔｍｉｎに等しいから、Ｌｔ２＝Ｖｔ２×Ｔ＝Ｖｔｍｉｎ×Ｔ＝Ｌｍｉｎとなる。また、Ｖｔ２はＶｔに比べ十分に小さいから、Ｖｔ２≪Ｖｔ＜Ｖｄの関係が成り立つ。従って、Ｌｍｉｎ＝Ｖｔ２×Ｔ≪Ｖｔ×Ｔ＜Ｖｄ×Ｔとなり、Ｌａ／Ｌｍｉｎ＝Ｖｔ×Ｔ／Ｖｔ２×Ｔ＝Ｖｔ／Ｖｔ２＞Ｖｄ／Ｖｔと表される。即ち、条件式（２）
Ｖｄ／Ｖｔ＜Ｌａ／Ｌｍｉｎ・・・（２）
を満たすとき、中間転写ベルト８の線速変動幅が所定以上であると判断される。

一方、Ｖｔ＞Ｖｄに設定されている場合、感光体ドラム１ａ表面の摩擦抵抗が大きくなると、図３に示すように、感光体ドラム１ａと中間転写ベルト８のニップ部の上流側にベルト撓みＲ２が発生する。ベルト撓みＲ２の発生位置におけるベルト線速をＶｔ３（ｍｍ／ｓ）、画像間隔をＬｔ３（ｍｍ）とすると、Ｖｔ３は最小ベルト線速Ｖｔｍｉｎに等しいから、Ｌｔ３＝Ｖｔ３×Ｔ＝Ｖｔｍｉｎ×Ｔ＝Ｌｍｉｎとなる。ここで、一定以上の撓みが発生している状態ではＶｔ３＝Ｖｄであるから、Ｌｍｉｎ＝Ｖｄ×Ｔとなり、Ｌａ／Ｌｍｉｎ＝Ｖｔ×Ｔ／Ｖｄ×Ｔ＝Ｖｔ／Ｖｄと表される。即ち、条件式（３）
Ｖｔ／Ｖｄ＝Ｌａ／Ｌｍｉｎ・・・（３）
を満たすとき、中間転写ベルト８の線速変動幅が所定以上であると判断される。

ベルト撓みＲ２の発生後、中間転写ベルト８の復元力が感光体ドラム１ａ表面の摩擦抵抗よりも大きくなると、ベルト撓みＲ２が解消する。この撓み解消時のベルト線速をＶｔ４（ｍｍ／ｓ）、画像間隔をＬｔ４（ｍｍ）とすると、Ｖｔ４は最大ベルト線速Ｖｔｍａｘに等しいから、Ｌｔ４＝Ｖｔ４×Ｔ＝Ｖｔｍａｘ×Ｔ＝Ｌｍａｘとなる。また、Ｖｔ４はＶｔに比べ十分に大きいから、Ｖｔ４≫Ｖｔ＞Ｖｄの関係が成り立つ。従って、Ｌｍａｘ＝Ｖｔ４×Ｔ≫Ｖｔ×Ｔ＞Ｖｄ×Ｔとなり、Ｌｍａｘ／Ｌａ＝Ｖｔ４×Ｔ／Ｖｔ×Ｔ＝Ｖｔ４／Ｖｔ＞Ｖｔ／Ｖｄと表される。即ち、条件式（４）
Ｖｔ／Ｖｄ＜Ｌｍａｘ／Ｌａ・・・（４）
を満たすとき、中間転写ベルト８の線速変動幅が所定以上であると判断される。

従って、Ｖｄ＞Ｖｔにおいて上記条件式（１）若しくは（２）を満たす場合、又はＶｔ＞Ｖｄにおいて上記条件式（３）若しくは（４）を満たす場合は、感光体ドラム１ａの表面摩擦抵抗が上昇していると判断されるため、感光体ドラム１ａの研磨条件等をドラム表面の摩擦抵抗を下げる方向に制御すれば良い。研磨条件の制御としては、摺擦ローラ２０、クリーニングブレード２１（いずれも図９参照）、或いは研磨ブラシ等の研磨システムの感光体ドラム表面への押圧力を強めたり、摺擦ローラ２０或いは研磨ブラシの回転数を増加させたりする方法が挙げられる。

また、記録媒体への非転写時、例えば、画像形成装置を電源オフ状態やスリープ（省電力）モードからコピー開始状態まで立ち上げる際に、現像ユニット３ａ内の現像スリーブ１９（図９参照）上のトナーを感光体ドラム１ａ側に搬送する工程（以下、トナー吐出工程という）と、トナー吐出工程により感光体ドラム１ａ側へ搬送されたトナーを摺擦ローラ２０に供給して感光体ドラム１ａの表面を研磨する工程（以下、リフレッシュ工程という）とを含むリフレッシュモードを実行可能な場合、トナー吐出工程における吐出時間を長くしたり、現像スリーブ１９に印加するバイアス電圧を調整したりすることにより、トナー吐出幅或いは単位時間当たりのトナー吐出量を増加する方法や、リフレッシュ工程における研磨時間を長くする方法が挙げられる。また、リフレッシュモードにおいて中間転写ベルト８により感光体ドラム表面を摺擦して研磨を行う方式の場合、リフレッシュモードにおける中間転写ベルト８の線速を速くする方法が挙げられる。

また、感光体表面の摩擦抵抗を低下させる他の方法として、連続画像形成時の紙間において、画像形成に影響を与えない範囲で帯電器２ａによる帯電を停止する帯電停止時間を設けても良い。これにより、帯電停止時間では感光体ドラム表面が帯電されていない状態で研磨手段による研磨が行われることとなり、帯電器２ａの放電に起因するイオン生成物の発生を抑制して効果的な研磨が可能となる。

次に、本発明の画像形成装置の動作例について説明する。図４は、本発明の画像形成装置において実施される表面状態判定モード、及び判定結果に基づくリフレッシュモードにおけるトナー吐出幅の調整手順を示すフローチャートである。図１、図２及び従来例の図８、図９を参照しながら、図４のステップに従い感光体表面の摩擦抵抗を低下するための制御手順について説明する。

表面状態判定モードが実行されると（ステップＳ１）、先ず、感光体ドラム１ａ〜１ｄと中間転写ベルト８との線速差が拡大される（ステップＳ２）。ここでは、感光体ドラム１ａ〜１ｄの線速Ｖｄが中間転写ベルト８の線速Ｖｔよりも速くなるように設定されるものとする。次に、露光ユニット４及び現像ユニット３ａ〜３ｄを用いて各感光体ドラム１ａ〜１ｄ上に所定間隔のトナー像を形成し、中間転写ローラ６ａ〜６ｄにより中間転写ベルト８に転写して、各色のトナーで中間転写ベルト８上に表面状態判定用の画像パターンを形成する（ステップＳ３）。

次に、光学的検出手段３５により各色の画像パターンを検知し、平均画像間隔Ｌａ、最大画像間隔Ｌｍａｘ、及び最小画像間隔Ｌｍｉｎをそれぞれ測定する（ステップＳ４）。そして、測定結果が制御部３２に送信され、各感光体ドラム１ａ〜１ｄについて、Ｖｄ／Ｖｔ＜Ｌａ／Ｌｍｉｎであるか否かが判断される（ステップＳ５）。Ｖｄ／Ｖｔ＜Ｌａ／Ｌｍｉｎである場合は、中間転写ベルト８に所定以上の線速変動があったものと判断して、記憶部３３に記憶されたデータを読み出しリフレッシュモードにおけるトナー吐出幅を所定量増加させる（ステップＳ６）。

一方、ステップＳ５でＶｄ／Ｖｔ≧Ｌａ／Ｌｍｉｎである場合は、次にＶｄ／Ｖｔ＝Ｌｍａｘ／Ｌａであるか否かが判断される（ステップＳ７）。Ｖｄ／Ｖｔ＝Ｌｍａｘ／Ｌａである場合は、中間転写ベルト８に所定以上の線速変動があったものと判断してステップＳ６に進み、リフレッシュモードにおけるトナー吐出幅を所定量増加させる。また、Ｖｄ／Ｖｔ≠Ｌｍａｘ／Ｌａである場合はトナー吐出幅を変更することなく次のステップに進む。

その後、リフレッシュモードの実行タイミングであるか否かが判断され（ステップＳ８）、リフレッシュモードが実行される場合は、トナー吐出工程においてステップＳ５〜Ｓ７で設定された吐出幅だけトナーが吐き出され（ステップＳ９）、それに続くドラムリフレッシュ工程において感光体ドラム１ａ〜１ｄの研磨を行う（ステップＳ１０）。

上記手順で制御を行うことにより、感光体の表面摩擦抵抗の上昇に応じて、ドラムリフレッシュ工程に用いられる十分なトナーが摺擦ローラ２０へ供給される。なお、トナー吐出幅の制御に代えて、現像ユニット３ａ〜３ｄに印加される現像バイアスの制御により単位時間当たりのトナー吐出量を制御しても良い。また、表面状態判定モード及びリフレッシュモードは所定のタイミングで自動的に実行されるようにしても良いし、必要に応じて手動で実行するようにしても良い。

図５は、本発明の画像形成装置において実施される表面状態判定モード、及び判定結果に基づくクリーニングブレード及び摺擦ローラの押圧力の調整手順を示すフローチャートである。図１、図２及び従来例の図８、図９を参照しながら、図５のステップに従い感光体表面の摩擦抵抗を低下するための他の制御手順について説明する。この例では、表面状態判定モードにおいて中間転写ベルト８の線速Ｖｔが感光体ドラム１ａ〜１ｄの線速Ｖｄよりも速くなるように設定されている。

表面状態判定モードの実行から画像パターンの平均画像間隔Ｌａ、最大画像間隔Ｌｍａｘ、及び最小画像間隔Ｌｍｉｎを測定するまでのステップ（ステップＳ１〜Ｓ４）は、図４と同様であるため説明を省略する。次に、測定結果が制御部３２に送信され、各感光体ドラム１ａ〜１ｄについて、Ｖｔ／Ｖｄ＜Ｌｍａｘ／Ｌａであるか否かが判断される（ステップＳ５）。Ｖｔ／Ｖｄ＜Ｌｍａｘ／Ｌａである場合は、中間転写ベルト８に所定以上の線速変動があったものとして、記憶部３３に記憶されたデータを読み出し摺擦ローラ２０及びクリーニングブレード２１の押圧力を所定量増加させる（ステップＳ６）。

一方、ステップＳ５でＶｔ／Ｖｄ≧Ｌｍａｘ／Ｌａである場合は、次にＶｔ／Ｖｄ＝Ｌａ／Ｌｍｉｎであるか否かが判断される（ステップＳ７）。Ｖｔ／Ｖｄ＝Ｌａ／Ｌｍｉｎである場合は、中間転写ベルト８に所定以上の線速変動があったものとしてステップＳ６に進み、摺擦ローラ２０及びクリーニングブレード２１の押圧力を所定量増加させる。また、Ｖｄ／Ｖｔ≠Ｌｍａｘ／Ｌａである場合は、押圧力を変更することなく処理を終了する。

上記手順で制御を行うことにより、感光体の表面摩擦抵抗の上昇に応じて、十分な押圧力が摺擦ローラ２０及びクリーニングブレード２１へ供給される。なお、押圧力の増加に代えて、或いは押圧力の増加と共に、摺擦ローラ２０の回転数を高める制御を行うこともできる。また、図４と同様に、表面状態判定モードは所定のタイミングで自動的に実行されるようにしても良いし、必要に応じて手動で実行するようにしても良い。

その他本発明は、上記実施形態に限定されず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。例えば上記実施形態では、各色のトナー像を中間転写ベルト上に順次積層してカラー画像を形成した後、転写紙上に一度に転写する中間転写方式のタンデム式カラー画像形成装置について説明したが、本発明は、１つの像担持体の周囲に複数の現像ユニットが配置されており、各色のトナー像を像担持体上に順次形成する方式のカラー画像形成装置においても同様の効果を得ることができる。

本発明の制御による感光体ドラムの表面状態の維持効果について、図６及び図７を参照しながら具体的に説明する。図６は、感光体の表面摩擦抵抗と、Ｌａ／Ｌｍｉｎ（以下、色ずれ係数という）との関係を示すグラフであり、図７は、本発明の制御を行った場合の感光体ドラムの駆動時間とドラム表面状態との関係を示すグラフである。なお、感光体ドラムの表面摩擦力は感光体ドラムの駆動トルクとほぼ比例することから、表面摩擦力は駆動トルクで代替して表示している。また、本実施例に用いられる感光体ドラムの外径は３０ｍｍ、中間転写ベルトの材質はゴムであるものとし、通常の感光体ドラムの駆動トルクは３．３ｋｇｆ・ｃｍ程度とする。

いま、表面状態判定モードにおける感光体ドラムの線速Ｖｄを１０２（ｍｍ／ｓ）、中間転写ベルトの線速Ｖｔを１００（ｍｍ／ｓ）に設定すると、Ｖｄ／Ｖｔ＝１．０２である。図６に示すように、感光体ドラムの駆動トルクが一定以上（４ｋｇｆ以上）になると、色ずれ係数Ｌａ／Ｌｍｉｎは上昇しだし、約４．７ｋｇｆ・ｃｍでＶｄ／Ｖｔ（＝１．０２）を上回った。また、駆動トルクが５ｋｇｆを超えるとクリーニングブレードの振動音（ブレード鳴き）が発生した。この結果より、駆動トルクが４．７ｋｇｆ・ｃｍ以上、即ちＶｄ／Ｖｔ≧１．０２となった場合に感光体ドラムの表面状態が劣化したものと判断することとした。

次に、本発明の画像形成装置を用いて連続印刷を行い、感光体ドラムの駆動時間１０分毎に駆動トルクを検知した。図７に示すように、駆動開始１０分後においては駆動トルクは４．４ｋｇｆ・ｃｍ（Ｖｄ／Ｖｔ＜１．０２）であり、ドラムの表面状態は許容範囲であると判断された。駆動開始２０分後においては、駆動トルクは５ｋｇｆ・ｃｍ（Ｖｄ／Ｖｔ＞１．０２）であり、感光体ドラムの表面状態が劣化したものと判断して、１００ｍｍ幅のトナーを感光体ドラム上に載せ、帯電ＯＦＦ状態で３０秒間ドラムの空回し（ドラムリフレッシュ）を実行した。

その結果、ドラムの駆動トルクは４ｋｇｆ・ｃｍまで低下し、ブレード鳴き等の不具合は発生しなかった。従って、Ｖｄ／Ｖｔ＜Ｌａ／Ｌｍｉｎを満たすとき、ドラムの表面状態が劣化したものと判断してドラムリフレッシュ操作を行うこととすれば、摩擦抵抗の上昇及びそれに伴うブレード鳴きの発生を効果的に抑制できることが確認された。

本発明は、感光体と、該感光体に対向配置され感光体表面に形成されたトナー像が転写される中間転写体と、感光体及び中間転写体を含む装置各部の駆動を制御する制御手段と、中間転写体上に転写されるトナー像の濃度又は転写位置を検知する検知手段と、を備え、中間転写体上に順次積層されたトナー像を記録媒体上に一度に転写するカラー画像形成装置において、感光体及び／又は中間転写体の線速を調整する線速調整手段を設け、制御手段は、線速調整手段により感光体と中間転写体との線速差を画像形成時よりも大きくするとともに、検知手段を用いて中間転写体の線速変動幅を測定することにより、感光体表面の摩擦抵抗の上昇を検知して感光体の表面状態を判定する表面状態判定モードを実行可能とする。

これにより、トナー濃度センサ若しくはカラーレジストセンサ等、従来のカラー画像形成装置に搭載されている検知手段を用いて感光体表面の摩擦抵抗の上昇を検知することができるため、感光体のトルク測定装置や中間転写ベルトの線速測定装置を別途設ける必要がなく、感光体の表面状態を確実に判定可能な画像形成装置を簡便且つ低コストで提供することができる。

また、感光体の外周長よりも十分に短い等間隔の画像パターンを中間転写体上に少なくとも感光体１周分以上形成し、検知手段により検知された画像パターンの平均間隔Ｌａと、最大間隔Ｌｍａｘ或いは最小間隔Ｌｍｉｎとの比から中間転写体の線速変動幅を求めることとしたので、感光体の表面状態の判定基準となる中間転写体の線速変動幅を簡便な方法で測定することができる。さらに、感光体の線速Ｖｄと中間転写体の線速Ｖｔとの関係が、Ｖｄ＞Ｖｔのとき条件式（１）又は（２）を満たし、Ｖｔ＞Ｖｄのとき条件式（３）又は（３）を満たす場合に感光体表面の摩擦抵抗が上昇したものと判断すれば、表面状態の判定が一層簡易且つ確実なものとなる。

また、表面状態判定モードで感光体表面の摩擦抵抗の上昇が検知されたときは、クリーニングブレード、摺擦ローラ、或いは研磨ブラシ等の押圧力や回転数等、感光体の表面を研磨する研磨手段の研磨条件を、摩擦抵抗を低下させる方向に制御することにより、摩擦抵抗の上昇に伴うブレード振動音の発生やブレードの巻き上がり、色ズレ等の様々な不具合を効果的に防止することができる。

また、非画像形成時に感光体表面にトナーを吐出して感光体表面を研磨するリフレッシュモードを実行可能な画像形成装置においては、感光体表面の摩擦抵抗の上昇に応じてトナー吐出幅やトナー吐出量を増加させ、また中間転写体が研磨手段と兼用されている場合は中間転写体の線速を速めることで、リフレッシュモード実行時における感光体表面の研磨効果を一層高めることができる。

また、感光体表面の摩擦抵抗が上昇した場合、非画像形成時に感光体表面の帯電を停止することとすれば、帯電器の放電に起因するイオン生成物の付着を抑制できるため、一層効果的な研磨が可能となる。

は、本発明の画像形成装置の構成を示すブロック図である。 は、表面状態判定モードにおける感光体ドラムと中間転写ベルトとの関係を示す概略図である。 は、表面状態判定モードにおける感光体ドラムと中間転写ベルトとの関係を示す概略図である。 は、本発明の画像形成装置において実施される表面状態判定モード、及び判定結果に基づくトナー吐出幅の調整手順を示すフローチャートである。 は、本発明の画像形成装置において実施される表面状態判定モード、及び判定結果に基づくクリーニングブレード及び摺擦ローラの押圧力の調整手順を示すフローチャートである。 は、実施例における、感光体ドラムの表面摩擦抵抗と色ずれ係数との関係を示すグラフである。 は、実施例における、感光体ドラムの駆動時間と表面摩擦抵抗との関係を示すグラフである。 は、従来の画像形成装置の全体構成を示す概略断面図である。 は、従来の画像形成装置の画像形成部の構成を示す概略図である。

符号の説明

１ａ〜１ｄ 感光体ドラム
２ａ〜２ｄ 帯電器
３ａ〜３ｄ 現像ユニット
４ 露光ユニット
５ａ〜５ｄ クリーニング部
８ 中間転写ベルト
２０ 摺擦ローラ（研磨手段）
２１ クリーニングブレード（研磨手段）
３２ 制御部（制御手段）
３３ 記憶部
３５ 光学的検出手段（検知手段）
３５ａ トナー濃度センサ（検知手段）
３５ｂ カラーレジストセンサ（検知手段）
４３ 線速調整手段

Claims (10)

1. 感光体と、該感光体に対向配置され前記感光体表面に形成されたトナー像が転写される中間転写体と、前記感光体及び前記中間転写体を含む装置各部の駆動を制御する制御手段と、前記中間転写体上に転写されるトナー像の濃度又は転写位置を検知する検知手段と、を備え、
   前記中間転写体上に順次積層されたトナー像を記録媒体上に一度に転写するカラー画像形成装置において、
   前記感光体及び／又は前記中間転写体の線速を調整する線速調整手段を設け、前記制御手段は、前記線速調整手段により前記感光体と前記中間転写体との線速差を画像形成時よりも大きくするとともに、前記検知手段を用いて前記中間転写体の線速変動幅を測定することにより、前記感光体表面の摩擦抵抗の上昇を検知して前記感光体の表面状態を判定する表面状態判定モードを実行可能としたことを特徴とする画像形成装置。
2. 前記中間転写体の線速変動幅は、前記感光体の外周長よりも十分に短い等間隔の画像パターンを、前記中間転写体上に少なくとも前記感光体１周分以上形成し、前記検知手段により前記画像パターンの平均間隔Ｌａ、最大間隔Ｌｍａｘ、及び最小間隔Ｌｍｉｎをそれぞれ検知して算出される、Ｌａ／Ｌｍａｘ若しくはＬａ／Ｌｍｉｎの値から求められることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記表面状態判定モードにおける前記感光体の線速をＶｄ、前記中間転写体の線速をＶｔとし、Ｖｄ＞Ｖｔとするとき、前記制御手段は、前記検知手段により検知された前記画像パターンの間隔が以下の条件式（１）又は（２）のいずれかを満たす場合に前記感光体表面の摩擦抵抗の上昇を検知することを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
   Ｖｄ／Ｖｔ＝Ｌｍａｘ／Ｌａ・・・（１）
   Ｖｄ／Ｖｔ＜Ｌａ／Ｌｍｉｎ・・・（２）
4. 前記表面状態判定モードにおける前記感光体の線速をＶｄ、前記中間転写体の線速をＶｔとし、Ｖｄ＜Ｖｔとするとき、前記制御手段は、前記検知手段により検知された前記画像パターンの間隔が以下の条件式（３）又は（４）のいずれかを満たす場合に前記感光体表面の摩擦抵抗の上昇を検知することを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
   Ｖｔ／Ｖｄ＝Ｌａ／Ｌｍｉｎ・・・（３）
   Ｖｔ／Ｖｄ＜Ｌｍａｘ／Ｌａ・・・（４）
5. 前記感光体の表面を研磨する研磨手段を備えており、前記制御手段は、前記表面状態判定モードにおいて前記感光体表面の摩擦抵抗の上昇が検知されたとき、前記感光体表面の摩擦抵抗を低下させる方向に研磨条件を制御することを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の画像形成装置。
6. 前記研磨手段は、前記感光体に所定の押圧力で圧接されるクリーニングブレードであり、前記制御手段は、前記表面状態判定モードにおいて検知された前記感光体表面の摩擦抵抗に応じて前記クリーニングブレードの押圧力を制御することを特徴とする請求項５に記載の画像形成装置。
7. 前記研磨手段は、所定の回転数で回転しながら前記感光体に所定の押圧力で圧接される摺擦ローラ若しくは研磨ブラシであり、前記制御手段は、前記表面状態判定モードにおいて検知された前記感光体表面の摩擦抵抗に応じて前記摺擦ローラ若しくは前記研磨ブラシの押圧力及び／又は回転数を制御することを特徴とする請求項５に記載の画像形成装置。
8. 非画像形成時において感光体表面に所定量のトナーを吐出するトナー吐出工程と、該トナー吐出工程により感光体表面へ吐出されたトナーを前記研磨手段に供給して感光体表面を研磨するリフレッシュ工程とを含むリフレッシュモードを実行可能であり、前記制御手段は、前記表面状態判定モードにおいて検知された前記感光体表面の摩擦抵抗に応じて前記トナー吐出工程におけるトナー吐出量を制御することを特徴とする請求項５乃至請求項７のいずれかに記載の画像形成装置。
9. 非画像形成時において感光体表面に所定量のトナーを吐出するトナー吐出工程と、該トナー吐出工程により感光体表面へ吐出されたトナーを前記研磨手段に供給して感光体表面を研磨するリフレッシュ工程とを含むリフレッシュモードを実行可能であり、前記中間転写ベルトは、前記リフレッシュモードにおいて前記研磨手段を兼ねており、前記制御手段は、前記表面状態判定モードにおいて検知された前記感光体表面の摩擦抵抗に応じて前記リフレッシュモードにおける前記中間転写ベルトの線速を制御することを特徴とする請求項５乃至請求項８のいずれかに記載の画像形成装置。
10. 前記制御手段は、前記表面状態判定モードにおいて検知された前記感光体表面の摩擦抵抗に応じて非画像形成時に前記感光体表面の帯電を停止することを特徴とする請求項１乃至請求項９のいずれかに記載の画像形成装置。

Images