JP2007121555A - 画像形成装置、画像形成装置の制御方法、プログラム、及び記録媒体 - Google Patents

Abstract

【課題】中抜け現象の低減、及び等倍度の悪化する現象又は色ずれ現象の抑制を両立することが可能な画像形成装置及びその制御方法を提供することが出来る。
【解決手段】トナーに添加された潤滑剤、又は潤滑剤塗布手段から供給された潤滑剤によって表面に被膜が形成される像担持体１ａと、像担持体１ａの表面に形成された静電潜像に基づいてトナー像を形成する現像手段と、トナー像を転写体に転写する転写手段と、所定の情報に基づいて被膜の形成状態を推定する推定手段１ｄ、１ｅと、転写手段２２と像担持体１ａとに相対的な速度差を設け、推定手段１ｄ、１ｅによる推定結果に基づいて、相対的な速度差を減少させるように制御する制御手段４０とを備えた、画像形成装置である。
【選択図】図２

Description

本発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリなどに用いられている画像形成装置に関する。

複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置において、感光体ドラムの表面に形成されたトナー像を用紙に転写する際に、転写ローラを用いる方法が知られている。この転写ローラを用いる方法とは、トナーの帯電電位と逆極性の転写バイアスを転写ローラに印可させるとともに感光体ドラムに均一に圧接することによってトナーを用紙に転写する方法である。

一方、転写ローラの圧力によって用紙に転写する際の問題点として、中抜け現象が挙げられる。この中抜け現象とは、転写の際に感光体上のトナーが用紙に全て移動せず、特にトナー像の周辺部が用紙に移動し、中心部が感光体上に残留する現象である。この中抜け現象は、転写する際に加えられる圧力によって、トナーの感光体に対する付着力が転写の際の電気力を上回るために発生するものであると考えられる。

このような中抜け現象を防止するための方法として、(i)用紙を搬送する転写ベルト又は転写ローラと感光体ドラムの速度に差をつけて、トナー付着力に対して剪断力を加える方法、（ii）感光体ドラム上に潤滑剤による被膜を形成し、トナーと感光体ドラムの付着力を低減する方法、（iii）トナー表面の外添剤を増量して、感光体の付着力を低減する方法等が提案されている（例えば、特許文献１及び２参照。）。尚、上記(ii)の方法において、被膜の形成は、潤滑剤をトナーに添加するか、潤滑剤塗布機構を設けることによって行われる。
特開平１１―３８７６号公報 特開平６−３３２３２４号公報

上記(i)の方法では、感光体ドラムの回転速度と用紙の搬送速度が異なるため、画像の長さが長くなったり、短くなったりする現象（等倍度が悪化する現象）が発生する場合がある。

又、タンデム方式のカラー複写機は、シアン、マゼンダ、イエロー及びブラックの各色毎に感光体ドラムと転写ローラを備えており、各感光体ドラムと転写ローラの間を転写ベルトによって用紙が搬送される。そのため、感光体ドラムと用紙の搬送速度（転写ベルトの速度）に差を設けることにより、各色における転写において転写ベルトと紙の密着力が不安定となるためスリップ等による色ずれが発生する可能性がある。

又、(ii)の方法では、感光体ドラムの表面に潤滑剤の被膜が形成されるまでに時間がかかるという問題がある。すなわち、潤滑剤の被膜が形成されるまでの間では、中抜け現象が発生する可能性がある。

本発明の目的は、上記従来の画像形成装置の課題を考慮し、中抜け現象の低減と、等倍度が悪化する現象又は色ずれ現象の抑制を両立することが可能な画像形成装置、及びその制御方法を提供することである。

上記目的を達成するために、第１の本発明は、
トナーに添加された潤滑剤、又は潤滑剤塗布手段から供給された潤滑剤によって表面に被膜が形成される像担持体と、
前記像担持体の表面に形成された静電潜像に基づいてトナー像を形成する現像手段と、
前記トナー像を転写体に転写する転写手段と、
所定の情報に基づいて前記被膜の形成状態を推定する推定手段と、
前記転写手段と前記像担持体とに相対的な速度差を設け、前記推定手段による推定結果に基づいて、前記相対的な速度差を減少させるように制御する制御手段とを備えた、画像形成装置である。

又、第２の本発明は、
前記所定の情報とは、前記像担持体の駆動時間である、第１の本発明の画像形成装置である。

又、第３の本発明は、
前記所定の情報とは、累積印字画素数である、第１の本発明の画像形成装置である。

又、第４の本発明は、
前記所定の情報とは、前記潤滑剤の塗布時間である、第１の本発明の画像形成装置である。

又、第５の本発明は、
前記被膜の形成状態を推定するとは、前記像担持体表面の摩擦係数が所定値以下になることを推定することである、第２乃至４の本発明の何れかに記載の画像形成装置である。

又、第６の本発明は、
前記推定手段は、前記像担持体が交換された際に前記所定の情報をリセットし、リセット信号を出力するリセット手段を有し、
前記制御手段は、前記リセット信号を受け取る毎に前記速度差に関する一連の制御を繰り返す、第２乃至４の本発明の何れかに記載の画像形成装置である。

又、第７の本発明は、
前記制御手段は、前記速度差を段階的に制御する手段である、第１の本発明の画像形成装置である。

又、第８の本発明は、
前記転写体は、中間転写ベルト又は紙である、第１の本発明の画像形成装置である。

又、第９の本発明は、
前記像担持体及び前記現像手段を複数組有し、
前記転写手段は、前記複数の像担持体毎に設けられた転写ローラと、前記複数の転写ローラに巻き掛けられた転写ベルトとを有する、第１の本発明の画像形成装置である。

又、第１０の本発明は、
トナーに添加された潤滑剤、又は潤滑剤塗布手段から供給された潤滑剤によって表面に被膜が形成される像担持体と、前記像担持体の表面に形成された静電潜像に基づいてトナー像を形成する現像手段と、前記トナー像を転写体に転写する転写手段とを有する、画像形成装置の制御方法であって、
所定の情報に基づいて前記被膜の形成状態を推定する推定工程と、
前記転写手段と前記像担持体とに相対的な速度差を設け、前記推定工程による推定結果に基づいて、前記相対的な速度差を減少させるように制御する制御工程とを備えた、画像形成装置の制御方法である。

又、第１１の本発明は、
第１０の本発明の画像形成装置の制御方法の、所定の情報に基づいて前記被膜の形成状態を推定する推定工程と、前記転写手段と前記像担持体とに相対的な速度差を設け、前記推定工程による推定結果に基づいて、前記相対的な速度差を減少させるように制御する制御工程とをコンピュータに実行させるためのプログラムである。

又、第１２の本発明は、
第１１の本発明のプログラムを記録した記録媒体であって、コンピュータにより処理可能な記録媒体である。

本発明によれば、中抜け現象の低減と、等倍度が悪化する現象又は色ずれ現象の抑制を両立させることが可能な画像形成装置及びその制御方法を提供することが出来る。

以下、本発明にかかる実施の形態における画像形成装置について説明する。尚、本発明にかかる画像形成装置は複写機、プリンタ、ファックス等に組み込まれるものであるが、以下の説明においては画像形成装置の構成及び動作を中心に説明を行う。

（実施の形態１）
図１は、本発明にかかる実施の形態１における画像形成装置の構成図である。図１に示すように、本実施の形態１における画像形成装置は、タンデム方式によるものである。

本実施の形態１における画像形成装置は、用紙の搬送方向（図中、矢印ａ方向）を基準として順に設けられたマゼンダ画像形成ユニット１、シアン画像形成ユニット２、イエロー画像形成ユニット３、及びブラック画像形成ユニット４を備えている。又、図１には、本実施の形態１の画像形成装置で形成されたトナー画像を用紙に定着させるための定着器１１が示されている。

以下に、画像形成ユニットについて説明するが、各ユニットの構成は同じであるため、マゼンダ画像形成ユニット１を例に挙げて説明する。

マゼンダ画像形成ユニット１は、表面がアモルファスシリコン系の感光体ドラム１ａと、感光体ドラム１ａの表面を帯電させるための帯電器１２と、画像が形成される部分以外の感光体ドラム１ａの表面に光を当てて帯電電荷を除去し、静電潜像を形成する露光器１３と、トナーを感光体ドラム１ａ表面に形成された静電潜像に付着させて可視像とする現像器１４と、トナーの帯電電位と逆極性の転写バイアスを印可させるとともに、感光体ドラム１ａの周面に均一に圧接し、トナーを用紙に転写する導電性の転写ローラ１ｃとを有している。

更に、感光体ドラム１ａ表面の帯電を除く徐電器１６と、感光体ドラム１ａをクリーニングするクリーニングローラと、転写ローラ１ｃによって用紙上に転写されずに感光体ドラム１ａ上に残ったトナーを取り除くクリーニングブレード１８が設けられている。このクリーニングブレード１８によって掻き取られたトナーを回収するための回収スクリュー２０が設けられており、徐電器１６、クリーニングブレード１８、及び回収スクリュー２０がクリーニングユニット１９の一部を構成している。

尚、図１上感光体ドラム１ａは時計回り（矢印ｂ方向）に回転し、帯電器１２、露光器１３、現像器１４、転写ローラ１５、徐電器１６、及びクリーニングブレード１８は、感光体ドラム１ａの回転方向を基準にして順に配置されている。又、本実施の形態１におけるトナーにはステアリン酸亜鉛が添加されている。

又、マゼンダ画像形成ユニット１の転写ローラ１ｃを基準にして、シアン画像形成ユニット２の転写ローラ２ｃの反対側には従動ローラ２１が配置されている。又、ブラック画像形成ユニット４の転写ローラ４ｃを基準にして、イエロー画像形成ユニット３の転写ローラ３ｃの反対側には駆動ローラ２２が配置されている。

上記構成の４つの画像形成ユニット１、２、３、４のそれぞれの感光体ドラム１ａ、２ａ、３ａ、４ａと転写ローラ１ｃ、２ｃ、３ｃ、４ｃの間を通り、駆動ローラ２２及び従動ローラ２１に巻き掛けられている無端の転写ベルト２３が設置されている。尚、転写ベルト２３は、用紙の搬送方向である矢印ａ方向に回転するが、その回転方向を基準として駆動ローラ２２の下流側且つ従動ローラ２１の上流側でバックアップローラ２４及びテンションローラ２５にも巻き掛けられている。又、転写ローラ１ｃ、２ｃ、３ｃは、モノクロ印刷の際には下方向に移動し、感光体ドラム１ａ、２ａ、３ａから離間する。

図２は、本実施の形態１における画像形成装置の制御関係の構成図である。

図２に示すように、本実施の形態１の画像形成装置には、感光体ドラム１ａ、２ａ、３ａ、４ａの駆動時間をそれぞれ記録する記録手段１ｅ、２ｅ、３ｅ、４ｅが設けられている。更に、４つの画像形成ユニット１、２、３、４には、各々の感光体ドラム１ａ、２ａ、３ａ、４ａを交換時に取り外すことによりオフとなり、感光体ドラムを取り付けることによりオンとなるスイッチ１ｂ、２ｂ、３ｂ、４ｂが設けられている。これら４つのスイッチ１ｂ、２ｂ、３ｂ、４ｂからの信号を受取り、リセット信号を出力するリセット手段１ｄ、２ｄ、３ｄ、４ｄが設けられている。又、感光体ドラム１ａ、２ａ、３ａ、４ａ及び駆動ローラ２２の回転速度を制御する制御手段４０が設けられている。尚、リセット手段１ｄ、２ｄ、３ｄ、４ｄは、それぞれに対応する記録手段１ｅ、２ｅ、３ｅ、４ｅと制御手段４０にリセット信号を出力する。又、制御手段４０は、感光体ドラムの累積駆動時間に基づいて、転写ベルト２３の移動速度に対する感光体ドラム１ａ、２ａ、３ａ、４ａの速度差を補正する速度差補正データを有しており、その速度差補正データに基づいて回転速度の制御を行う。ここで、感光体ドラムの累積駆動時間とは、４つの感光体ドラム１ａ、２ａ、３ａ、４のうち、最新のリセット信号が出力された感光体ドラムの累積駆動時間のことである。尚、本明細書において回転速度とは、感光体ドラムの半径をｒとし、物体が円周を１周するのにかかる時間をＴとした際に、２πｒ／Ｔで表される速度のことをいう。

この速度差補正データとは、累積駆動時間が初期の時は、転写ベルト２３に対して感光体ドラム１ａ、２ａ、３ａ、４ａの速度が速くなるように速度差を設け、累積駆動時間が増加するに従って段階的に速度差が小さくなるように制御をするものである。又、４つの感光体ドラム１ａ、２ａ、３ａ、４ａの回転速度は同じ速度になるように制御が行われる。尚、４つの感光体ドラム１ａ、２ａ、３ａ、４ａは、カラー印刷の時には同速度で同時に回転されるが、モノクロ印刷の際には転写ローラ１ｃ、２ｃ、３ｃが感光体ドラム１ａ、２ａ、３ａから離間し、回転を停止するため、感光体ドラム４ａのみ回転することになる。

尚、本発明の像担持体の一例は、本実施の形態１の感光体ドラム１ａ、２ａ、３ａ、４ａに相当し、本発明の転写手段の一例は、本実施の形態１の転写ローラ１ｃ、２ｃ、３ｃ、４ｃ及び転写ベルト２３に相当する。又、本発明の推定手段の一例は、本実施の形態１の記録手段１ｅ、２ｅ、３ｅ、４ｅ及びリセット手段１ｄ、２ｄ、３ｄ、４ｄに相当する。

上記構成の本実施の形態１における画像形成装置の動作について、メンテナンス等により感光体ドラム１ａを交換した場合を例に挙げて説明する。

図３は、感光体ドラム１ａを交換した場合の、本実施の形態１における画像形成装置の制御フロー図である。

１．感光体ドラム１ａを交換した場合について説明する。

感光体ドラム１ａ（図２参照）を交換する（ＳＴ１）と、スイッチ１ｂがオフからオンへ切り替わり、その信号がリセット手段１ｄに出力され、リセット手段１ｄから記録手段１ｅ及び制御手段４０へとリセット信号が出力される。

そして、リセット信号によって記録手段１ｅの累積駆動時間のみがリセットされ、記録手段１ｅに記録されている累積駆動時間は０となる（ＳＴ２）。ここで、他の記録手段２ｅ、３ｅ、４ｅはリセットされずに、引き続き感光体ドラム２ａ、３ａ、４ａの駆動時間を累積する。

（１）はじめにカラー印刷が選択された場合について説明する（ＳＴ３）。

リセット信号を受けた制御手段４０は、自己が有する速度差補正データに基づいて、累積駆動時間が０の時に設定すべき速度差を実現するために感光体ドラム１ａ、２ａ、３ａ、４ａの回転速度及び駆動ローラ２２の回転速度の制御を行う。ここで、感光体ドラム１ａ、２ａ、３ａ、４ａの回転速度の制御は全て同速度となるように一律に行われる（ＳＴ４）。

そして、制御手段４０は、記録手段１ｅに記録されていく感光体ドラム１ａの駆動時間を定期的に読み出し、その駆動時間と速度差補正データに基づいて感光体ドラム１ａ、２ａ、３ａ、４ａの回転速度を段階的に遅くし、最終的に駆動ローラ２２の回転速度と実質上同じ速度になるように制御を行う（ＳＴ４）。

すなわち、感光体ドラム１ａ交換初期には、転写ベルト２３に対して感光体ドラム１ａ、２ａ、３ａ、４ａの回転速度を転写ベルト２３の移動速度よりも速くし、感光体ドラム１ａの駆動時間に従って段階的に速度差をなくすように制御が行われる。

このように最終的に速度差を減少させる理由は、感光体ドラム１ａ、２ａ、３ａ、４ａと転写ベルト２３の間に相対的に速度差を設けることにより、中抜け現象を低減することは出来るが、色ずれ及び等倍度の観点からは画像形成性能が若干劣る場合があるからである。

上記制御内容を効果の観点から整理すると、次のとおりである。

感光体ドラム１ａを交換すると、感光体ドラム１ａの表面には、トナーに添加されているステアリン酸亜鉛の被膜が未だ形成されていない。そのため、表面摩擦係数が大きくなり中抜け現象が発生する場合がある。

そこで、上記動作のようにステアリン酸亜鉛の被膜が形成されていない間は、感光体ドラム１ａ、２ａ、３ａ、４ａと転写ベルト２３の回転速度に相対的に差を設け、剪断力を加えることにより、中抜け現象を低減することが出来る。

そして、感光体ドラム１ａの駆動時間に従って、トナーが感光体ドラム１ａ表面に供給され、ステアリン酸亜鉛の被膜が形成されていくに伴って表面摩擦係数が小さくなるため、速度差を小さくしても中抜け現象の発生は抑制される。

尚、複写対象の用紙の材質やサイズによっては色ずれ現象や等倍度が悪化する現象が許容範囲を超えることもあるので、速度差を０に戻す方が好ましい。

そのため、上述したように感光体ドラム１ａの駆動時間に従って段階的に速度差を小さくすることで、中抜け現象の低減を優先しつつ、色ずれ現象や等倍度が悪化する現象を出来るだけ抑制した運転状態へと移行することが可能となる。

すなわち、以上の動作の流れをまとめると、本実施の形態１の画像形成装置は、感光体ドラム１ａの駆動時間によって、感光体ドラム１ａ表面における被膜形成の状態を推定する（本発明の推定工程の一例に相当する。）。そして、被膜形成の状態に従って、駆動ローラ２２に対する感光体ドラム１ａ、２ａ、３ａ、４ａの速度差を小さくするように制御を行うことになる（本発明の制御工程の一例に相当する。）。

（２）次に、モノクロ印刷が選択された場合について説明する（ＳＴ５）。

モノクロ印刷が選択されると、転写ローラ１ｃ、２ｃ、３ｃが感光体ドラム１ａ、２ａ、３ａから離間される（ＳＴ６）。

そして、リセット手段１ｄからのリセット信号に係わらず、制御手段４０は、記録手段４ｅに記録されている感光体ドラム４ａの累積駆動時間と、自己が有する速度差補正データに基づいて、感光体ドラム４ａ及び駆動ローラ２２の回転速度の制御を行う（ＳＴ７）。ここで、制御手段４０は、感光体ドラム１ａ、２ａ、３ａの駆動を行わない。

以上のような制御を行うことにより、例えば、感光体ドラム１ａを交換した場合であっても、モノクロ印刷を行う場合には、転写ベルト２３と感光体ドラム４ａとの速度差の変化制御は、記録手段１ｅに記録された累積駆動時間に左右されずに独立した制御が可能となる。

尚、上記ＳＴ４又はＳＴ７の動作の終了後には、本実施の形態１の画像形成装置は、次の動作指令が入力されるまで待機状態になる。

又、上記では、感光体ドラム１ａを交換した場合について説明したが、感光体ドラム２ａ、３ａを交換した場合であっても同様の制御が行われる。例えば、感光体ドラム３ａが交換された場合であって、カラー印刷が選択されると、スイッチ３ｂの信号を受けとったリセット手段３ｄが、記録手段３ｅと制御手段４０にリセット信号を出力し、記録手段３ｅに記録されていく感光体ドラム３ａ交換後の累積駆動時間に基づいて全ての感光体ドラムの速度差補正が行われることになる。一方、感光体ドラム３ａが交換された場合であって、モノクロ印刷が選択されると、リセット手段３ｄからのリセット信号に係わらず、制御手段４０は記録手段４ｅに記録されている感光体ドラム４ａの累積駆動時間と、自己が有する速度差補正データに基づいて、感光体ドラム４ａ及び駆動ローラ２２の回転制御を行う。

又、本発明の駆動時間は、例えば、上述したモノクロ印刷及びカラー印刷中における感光体ドラムの回転時間に相当するが、画像形成装置の立ち上げ時や、待機時間中等の感光体ドラムの回転時間も含む方が好ましい。

２．次に、感光体ドラム４ａを交換した場合について説明する。

図４は、感光体ドラム４ａを交換した場合の本実施の形態１における画像形成装置の制御フロー図である。

図４に示す様に、感光体ドラム４ａを交換する（ＳＴ１１）と、スイッチ４ｂがオフからオンへ切り替わり、その信号がリセット手段４ｄに出力され、リセット手段４ｄから記録手段４ｅ及び制御手段４０へとリセット信号が出力される。

そして、リセット信号によって記録手段４ｅの累積駆動時間のみがリセットされ、記録手段４ｅに記録されている累積駆動時間は０となる（ＳＴ１２）。

（１）カラー印刷が選択された場合（ＳＴ１３）には、リセット信号を受けた制御手段４０は、自己が有する速度差補正データに基づいて、累積駆動時間が０の時の速度差を設けるように感光体ドラム１ａ、２ａ、３ａ、４ａの回転速度及び駆動ローラ２２の回転速度の制御を行う。ここで、感光体ドラム１ａ、２ａ、３ａ、４ａの回転速度の制御は一律に行われる（ＳＴ１４）。

（２）一方、モノクロ印刷が選択された場合（ＳＴ１５）には、転写ローラ１ｃ、２ｃ、３ｃが感光体ドラム１ａ、２ａ、３ａから離間され（ＳＴ１６）、リセット信号を受けた制御手段４０は、自己が有する速度差補正データに基づいて、累積駆動時間が０の時の速度差を設けるように感光体ドラム４ａの回転速度及び駆動ローラ２２の回転速度の制御を行う（ＳＴ１７）。

尚、感光体ドラムを交換した場合についてのみ説明したが、未使用状態の画像形成装置を初めて動作させる場合にも、上記制御を行う方が好ましい。この場合、全ての感光体ドラム１ａ、２ａ、３ａ、４ａの累積駆動時間が０の状態であるため、カラー印刷では、制御手段４０は、最も累積駆動時間の短い感光体ドラムの累積駆動時間及び速度差補正データに基づいて、感光体ドラム１ａ、２ａ、３ａ、４ａ及び駆動ローラ２２の回転速度の制御を行う。一方、モノクロ印刷では、制御手段４０は、感光体ドラム４ａの累積駆動時間及び速度差補正データに基づいて、感光体ドラム４ａ及び駆動ローラ２２の回転速度の制御を行う。

又、本実施の形態１の画像形成装置では、各感光体ドラム１ａ、２ａ、３ａ、４ａ毎に累積駆動時間を記録していたが、いずれか１つの感光体ドラムの累積駆動時間にのみ基づいて制御が行われても良い。例えば、図５に示すような制御の構成が挙げられる。

図５に示す制御の構成では、感光体ドラム１ａの累積駆動時間を記録する記録手段４２（図２の記録手段１ｅに相当する）が設けられており、他の感光体ドラム２ａ、３ａ、４ａの累積駆動時間を記録する手段は設けられていない。又、スイッチ１ｂ、２ｂ、３ｂ、４ｂのいずれかから信号を受信した場合に、リセット信号を制御手段４３と記録手段４２に出力するリセット手段４１が設けられている。

このような構成の画像形成装置では、４つの感光体ドラム１ａ、２ａ、３ａ、４ａのうちいずれか１つの感光体ドラムが交換された場合であっても、記録手段４２に記録されている感光体ドラム１ａの累積駆動時間がリセットされる。

カラー印刷の場合、制御手段４３は、リセット後の感光体ドラム１ａの累積駆動時間及び速度差に基づいて、感光体ドラム１ａ、２ａ、３ａ、４ａ及び駆動ローラ２２の回転速度の制御を行う。

一方、モノクロ印刷の場合、感光体ドラム１ａは回転しないため、記録手段４２の累積駆動時間は変化しない。そのため、制御手段４３は、印刷時における感光体ドラム１ａの累積駆動時間と自己が有する速度差補正データから導き出せる速度に基づいて、感光体ドラム４ａの回転速度の制御を行う。

すなわち、図５に示す構成は、カラー印刷の色ずれの方が、モノクロ印刷における等倍度の劣化よりも目立つため、色ずれの抑制を優先させた構成である。要するに、モノクロ印刷を行う場合には、転写ベルト４ａと感光体ドラム４ａとの速度差の変化制御は、記録手段４２に記録された累積駆動時間に左右されることとなる。

更に、図６に示すような制御の構成が挙げられる。図６に示す制御の構成では、感光体ドラム４ａに係わる構成は実施の形態１と同様である。感光体ドラム１ａ、２ａ、３ａについては、感光体ドラム１ａの累積駆動時間を記録する記録手段４５と、スイッチ１ｂ、２ｂ、３ｂからの信号を受信し、制御手段４６及び記録手段４５へと出力するリセット手段４４が設けられている。

このような構成の場合、カラー印刷時にのみ用いられる感光体ドラム１ａ、２ａ、３ａのいずれかの感光体ドラムが交換された場合であっても、制御手段４６は、実施の形態１で述べたようにモノクロ印刷時には、感光体ドラム４ａの累積駆動時間と速度差補正データに基づいて、感光体ドラム４ａ及び駆動ローラ２２の回転速度の制御を行うことが出来る。

又、本発明の潤滑剤の一例は、本実施の形態１のステアリン酸亜鉛に相当するが、例えば、ステアリン酸バリウム、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等であってもよい。

又、本実施の形態１では、転写ベルト２３と比較して、感光体ドラム１ａ、２ａ、３ａ、４ａの速度を相対的に速くするように制御しているが、転写ベルト２３の速度が速くなるように制御が行われても良い。

又、本実施の形態１の画像形成装置では、他の部分のメンテナンスを行う際等に、感光体ドラムを単に取り外し、再び同じ感光体ドラムを取り付けた場合であっても、累積駆動時間がリセットされるような構成になっているが、マニュアルスイッチを追加して感光体ドラムの交換時にのみリセットされるようにしてもよい。

又、本実施の形態１では、感光体ドラム１ａの駆動時間に基づいて感光体ドラム１ａの回転速度と駆動ローラ２２の速度を制御したが、駆動時間に限らなくても良く、感光体ドラム１ａにおける累積印字画素数に基づいて制御してもよい。

又、本実施の形態１の画像形成装置は、図１に示すようにタンデム方式であるが、中間転写ベルトを用いた１ドラム方式のカラー画像形成装置であってもよく、更に、モノクロ用画像形成装置であってもよい。

（実施例１）
以下、本発明の画像形成装置について、より詳細に説明する。

本発明にかかる実施例１では、実施の形態１で述べた画像形成装置を用いた。尚、転写ベルト２３の材料としては、フッ化ビニリデン樹脂（ＰＶＤＦ）を用い、感光体ドラム１ａ、２ａ、３ａ、４ａの材質としてはアモルファスシリコンを用いた。又、トナー中に潤滑剤としてステアリン酸亜鉛を重量比０．０５％添加した。

感光体ドラム１ａを交換した後の、感光体ドラム１ａの駆動時間と表面摩擦係数の関係を図７に示す。尚、ＩＳＯ標準パターン（７００００ｄｏｔ／ｓｅｅｔ）の印字を行うことにより、感光体ドラム１ａを駆動させた結果である。又、評価に用いる用紙としては、単位面積あたりの重量が６４（ｇ／ｍ^２）の用紙を用いた。又、感光体ドラム１ａの表面摩擦係数は、ＬＯＡＤ ＣＥＬＬ（ロードセル） ＴＹＰＥ ＷＢＵ―２０Ｎ（昭和測器（株）製）を用いて測定した。

又、転写ベルト２３の速度に対して感光体ドラム１ａの速度が実質上同じ速度になるように制御が行われた場合と、転写ベルト２３の速度に対して感光体ドラム１ａの速度が０．１％、０．２％、及び０．３％速くなるように制御が行われた場合における、感光体ドラム１ａ表面の摩擦係数による中抜け現象について検証した。その検証結果を図８のグラフに示す。尚、太い実線が速度差０．３％になるように制御した場合で、一点鎖線が速度差０．２％になるように制御した場合で、二点鎖線が速度差０．１％になるように制御した場合で、細い実線が同じ速度になるように制御した場合を示している。又、中抜け評価として、最も悪いレベルを１とし、最も良いレベルを５とした。又、評価に用いる用紙としては、上記と同様の単位面積あたりの重量が６４（ｇ／ｍ^２）の用紙を用いた。

図７に示すように、初期の感光体ドラム１ａの表面摩擦係数は０．３５である。このときの速度差０％における中抜けレベルは、図８に示すようにレベル１であり非常に悪い状態である。

ここで、図８により、初期状態で中抜けを許容可能なレベル（レベル４）にするためには、感光体ドラム１ａの速度を転写ベルト２３の速度に対して０．３％大きくする必要があることがわかる。

一方、感光体ドラム１ａ、２ａ、３ａ、４ａと転写ベルト２３の速度差に対する色ずれ量の関係についての評価結果を図９に示す。図９の結果から、感光体ドラム１ａの速度が転写ベルト２３の速度よりも０．３％速い場合には、色ずれ量は、速度差を設けていない場合と同程度であることがわかる。

以上の図７、図８、及び図９の結果から速度差補正データとして図１０のグラフを用いれば良いことが分かる。

従って、本実施例１の画像形成装置は、図１０に示すように、感光体ドラム１ａの交換初期には、感光体ドラム１ａ、２ａ、３ａ、４ａの速度を転写ベルト２３の速度よりも＋０．３％速くなるように制御が行われる。そして、感光体ドラム１ａの駆動時間が４０分を経過した際には、図７に示すように感光体ドラム１ａの表面摩擦係数は０．２９以下になっていると推定出来、速度差を０．２％に減少させるように制御が行われる。これは、図８に示すように、感光体ドラム１の表面摩擦係数が０．２９のときは、速度差を０．２％と減少しても、中抜けレベルを許容範囲であるレベル４に保つことが出来るためである。

続いて、感光体ドラム１ａの駆動時間が８０分を経過した際には、感光体ドラム１ａの表面摩擦係数は０．２３以下になっていると推定出来、速度差を０．１％に減少させるように制御が行われる。これは、図８に示すように、感光体ドラム１の表面摩擦係数が０．２３のときは、速度差を０．１％と減少しても、中抜けレベルをレベル４に保つことが出来るためである。

続いて、感光体ドラム１ａの駆動時間が１２０分を経過した際には、感光体ドラム１ａの表面摩擦係数は０．１８以下になっていると推定出来るため、速度差を０％にするように制御が行われる。これは、図８に示すように、感光体ドラム１の表面摩擦係数が０．１８のときは、速度差を０％と減少しても、中抜けレベルをレベル４に保つすることが出来るためである。

従って、本実施例１の画像形成装置では、感光体ドラム１ａの交換初期には、色ずれや等倍度の悪化が許容範囲内に収まる範囲内で速度差を設けることにより中抜け現象の発生を抑制し、感光体ドラム１ａの駆動時間に伴って表面摩擦係数が低下すると、速度差を小さくし、色ずれや等倍度の悪化が生じないように制御を行うことが可能となる。

（実施例２）
本発明にかかる実施例２における画像形成装置は、実施例１と基本的構成は同じであるが、感光体ドラムの駆動時間ではなく、感光体ドラムの累積印字画素数に基づいて速度差補正の制御を行う点が異なる。

本実施例２の画像形成装置では、累積印字画素数に基づいた速度差補正データを制御手段４０が有し、記憶手段１ｅ、２ｅ、３ｅ、４ｅは、各感光体ドラム１ａ、２ａ、３ａ、４ａにおける累積印字画素数を記憶する。

感光体ドラム１ａを交換した後の、感光体ドラム１ａにおける累積印字画素数と感光体ドラム１ａの表面摩擦係数との関係を図１１に示す。図１１に示すように、累積印字画素数／１０００００（以下、累積印字数Ａ値という）が１８００の時に、感光体ドラム１ａの表面摩擦係数が０．２９となり、累積印字数Ａ値が３６００の時に、感光体ドラム１ａの表面摩擦係数が０．２３となり、累積印字数Ａ値が５５００の時に、感光体ドラム１ａの表面摩擦係数が０．１８となる。この図１１と図８に基づいて、本実施例２の制御手段４０が有する速度差補正データである図１２を導くことが出来る。

本実施例２の画像形成装置では、図１２に示す速度差補正データに基づいて、感光体ドラム１ａ交換初期には、感光体ドラム１ａの回転速度を転写ベルト２３の速度よりも＋０．３％速くなるように制御が行われる。そして、累積印字画素数によって感光体ドラム１ａの表面摩擦係数を推定し、累積印字数Ａ値が１８００の時に速度差が０．２％、累積印字数Ａ値が３６００の時に速度差が０．１％、累積印字数Ａ値が５５００の時に速度差が０％となるように制御が行われる。

（実施の形態２）
本発明にかかる実施の形態２における画像形成装置は、実施の形態１と基本的構成は同じであるが、トナーに潤滑剤を添加しておらず、各画像形成ユニットに潤滑剤塗布手段を設けている点が異なる。従って、本相違点を中心に説明する。

尚、潤滑剤塗布手段は、マゼンダ画像形成ユニット１、シアン画像形成ユニット２、イエロー画像形成ユニット３、及びブラック画像形成ユニット４の全てに同様に設けられているので、マゼンダ画像形成ユニット１を例に挙げて説明する。

図１３は、本実施の形態２におけるマゼンダ画像形成ユニット１の構成図である。

本実施の形態２における画像形成装置は、クリーニングユニット１９の代わりにクリーニングユニット３０が設けられている。このクリーニングユニット３０は、徐電器１６とクリーニングブレード１８の間に、感光体ドラム１ａの表面に接触しているファーブラシ３１を有している。感光体ドラム１ａと反対側のファーブラシ３１の表面には、本発明の潤滑剤の一例である固形状のステアリン酸亜鉛の角材３３がバネ３２によって圧接されている。尚、本発明の潤滑剤塗布装置の一例は本実施の形態２のファーブラシ３１、角材３３、及びバネ３２に相当する。

このような画像形成装置では、ファーブラシ３１によって感光体ドラム１ａ上のトナーの除去が行われている。上述した機構では、潤滑剤が感光体ドラム１ａの表面に供給される時間は、感光体ドラム１ａの駆動時間と同等になるため、制御手段４０が有する速度差補正データとしては、実施の形態１と同様に感光体ドラムの駆動時間を基準にしたものを用いることが出来る。尚、速度差補正データの一例として、図１４に示したグラフを用いることが出来る。

（実施の形態３）
本発明にかかる実施の形態３における画像形成装置は、実施の形態２の画像形成装置と基本的な構成は同じであるが、ファーブラシが感光体ドラムに対して離間可能に構成されている点が異なる。従って、本相違点を中心に説明する。

図１５は、本実施の形態３におけるマゼンダ画像形成ユニット１の構成図である。

本実施の形態３の画像形成装置には、図１５に示すように、ファーブラシ３１に、その先端が接続されたＬ字状の部材３７が設けられており、他の先端にはソレノイド１ｆが接続されている。このＬ字状の部材３７は、その湾曲部を支点３５として回動可能となっている。すなわち、ソレノイド１ｆに通電され、矢印Ｃ方向に上下動することにより、ファーブラシ３１は矢印ｄ方向に移動し、感光体ドラム１ａの表面に接触又は離間することが可能となる。

上記構成において制御手段４７が有する速度差補正データとしては、本発明の潤滑剤の塗布時間の一例である、感光体ドラム１ａが駆動しており、且つファーブラシ３１が感光体ドラム１ａの表面に接触している時間を基準としたものを用いることが出来る。

すなわち、本実施の形態３の画像形成装置は、図１６に示すように、ソレノイド１ｆ、２ｆ、３ｆ、４ｆからの信号と感光体ドラム１ａ、２ａ、３ａ、４ａからの信号を用いて記録手段１ｅ、２ｅ、３ｅ、４ｅが潤滑剤の塗布時間を記録するような構成となっている。

そして、制御手段４７は、自己が有している潤滑剤の塗布時間を基準にした速度差補正データと、交換された感光体ドラムにおける潤滑剤の塗布時間とに基づいて速度差補正を行う。尚、速度差補正データの一例として、図１７に示したグラフを用いることが出来る。

又、本実施の形態３の画像形成装置では、感光体ドラムの交換時や画像形成装置の初動作の際にのみ、潤滑剤の被膜を形成するようにファーブラシ３１を感光体ドラム１ａの表面に当接すればよいが、それ以外にも定期的にファーブラシ３１を当接させることにより潤滑剤による被膜を形成してもよい。

尚、本発明のプログラムは、上述した本発明の画像形成装置の制御方法の、推定工程及び制御工程の一方又は双方の工程の動作をコンピュータにより実行させるためのプログラムであって、コンピュータと協働して動作するプログラムである。

又、本発明の記録媒体は、上述した本発明の画像形成装置の制御方法の、推定工程及び制御工程の一方又は双方の工程の全部又は一部の動作をコンピュータにより実行させるためのプログラムを記録した記録媒体であり、コンピュータにより読み取り可能且つ、読み取られた前記プログラムが前記コンピュータと協動して前記動作を実行する記録媒体である。

又、本発明の上記「工程の動作」とは、前記工程の全部又は一部の動作を意味する。

又、本発明のプログラムの一利用形態は、コンピュータにより読み取り可能な、ＲＯＭ等の記録媒体に記録され、コンピュータと協働して動作する態様であっても良い。

又、本発明のプログラムの一利用形態は、インターネット等の伝送媒体、光・電波・音波等の伝送媒体中を伝送し、コンピュータにより読みとられ、コンピュータと協働して動作する態様であっても良い。

又、上述した本発明のコンピュータは、ＣＰＵ等の純然たるハードウェアに限らず、ファームウェアや、ＯＳ、更に周辺機器を含むものであっても良い。

尚、以上説明した様に、本発明の構成は、ソフトウェア的に実現しても良いし、ハードウェア的に実現しても良い。

本発明の画像形成装置、画像形成装置の制御方法は、中抜け現象の低減と、等倍度が悪化する現象又は色ずれ現象の抑制を両立することが可能となるという効果を有し、複写機、プリンタ、ファクシミリなどに用いられている画像形成装置として有用である。

本発明にかかる実施の形態１における画像形成装置の構成図 本発明にかかる実施の形態１における画像形成装置の制御に関する構成図 本発明にかかる実施の形態１における画像形成装置の制御フロー図 本発明にかかる実施の形態１における画像形成装置の制御フロー図 本発明にかかる実施の形態１における画像形成装置の制御に関する変形例を示す構成図 本発明にかかる実施の形態１における画像形成装置の制御に関する変形例を示す構成図 本発明にかかる実施例１における画像形成装置の感光体ドラム駆動時間と感光体ドラムの表面摩擦係数の関係のグラフを示す図 本発明にかかる実施例１における画像形成装置の感光体ドラムの表面摩擦係数と中抜けレベルの関係のグラフを示す図 本発明にかかる実施例１における画像形成装置の感光体ドラムの転写ベルトに対する速度差と色ずれ量の関係のグラフを示す図 本発明にかかる実施例１における画像形成装置の感光体ドラムの駆動時間に基づいた速度差補正のグラフを示す図 本発明にかかる実施例２における画像形成装置の累積印字画素数と感光体ドラムの表面摩擦係数との関係のグラフを示す図 本発明にかかる実施例２における画像形成装置の累積印字画素数に基づいた速度差補正のグラフを示す図 本発明にかかる実施の形態２における画像形成装置のマゼンダ画像形成ユニットの構成図 本発明にかかる実施の形態２における画像形成装置の感光体ドラムの駆動時間に基づいた速度差補正のグラフを示す図 本発明にかかる実施の形態３における画像形成装置のマゼンダ画像形成ユニットの構成図 本発明にかかる実施の形態３における画像形成装置の制御に関する構成図 本発明にかかる実施の形態３における画像形成装置の潤滑剤の塗布時間に基づいた速度差補正のグラフを示す図

符号の説明

１ マゼンダ画像形成ユニット
１ａ 感光体ドラム
２ シアン画像形成ユニット
２ａ 感光体ドラム
３ イエロー画像形成ユニット
３ａ 感光体ドラム
４ ブラック画像形成ユニット
４ａ 感光体ドラム
１１ 定着器
１２ 帯電器
１３ 露光器
１４ 現像器
１５ 転写ローラ
１６ 徐電器
１８ クリーニングブレード
１９ クリーニングユニット
２１ 従動ローラ
２２ 駆動ローラ
２３ 転写ベルト
２４ バックアップローラ
２５ テンションローラ

Claims (12)

1. トナーに添加された潤滑剤、又は潤滑剤塗布手段から供給された潤滑剤によって表面に被膜が形成される像担持体と、
   前記像担持体の表面に形成された静電潜像に基づいてトナー像を形成する現像手段と、
   前記トナー像を転写体に転写する転写手段と、
   所定の情報に基づいて前記被膜の形成状態を推定する推定手段と、
   前記転写手段と前記像担持体とに相対的な速度差を設け、前記推定手段による推定結果に基づいて、前記相対的な速度差を減少させるように制御する制御手段とを備えた、画像形成装置。
2. 前記所定の情報とは、前記像担持体の駆動時間である、請求項１記載の画像形成装置。
3. 前記所定の情報とは、累積印字画素数である、請求項１記載の画像形成装置。
4. 前記所定の情報とは、前記潤滑剤の塗布時間である、請求項１記載の画像形成装置。
5. 前記被膜の形成状態を推定するとは、前記像担持体表面の摩擦係数が所定値以下になることを推定することである、請求項２乃至４の何れかに記載の画像形成装置。
6. 前記推定手段は、前記像担持体が交換された際に前記所定の情報をリセットし、リセット信号を出力するリセット手段を有し、
   前記制御手段は、前記リセット信号を受け取る毎に前記速度差に関する一連の制御を繰り返す、請求項２乃至４の何れかに記載の画像形成装置。
7. 前記制御手段は、前記速度差を段階的に制御する手段である、請求項１記載の画像形成装置。
8. 前記転写体は、中間転写ベルト又は紙である、請求項１記載の画像形成装置。
9. 前記像担持体及び前記現像手段を複数組有し、
   前記転写手段は、前記複数の像担持体毎に設けられた転写ローラと、前記複数の転写ローラに巻き掛けられた転写ベルトとを有する、請求項１記載の画像形成装置。
10. トナーに添加された潤滑剤、又は潤滑剤塗布手段から供給された潤滑剤によって表面に被膜が形成される像担持体と、前記像担持体の表面に形成された静電潜像に基づいてトナー像を形成する現像手段と、前記トナー像を転写体に転写する転写手段とを有する、画像形成装置の制御方法であって、
    所定の情報に基づいて前記被膜の形成状態を推定する推定工程と、
    前記転写手段と前記像担持体とに相対的な速度差を設け、前記推定工程による推定結果に基づいて、前記相対的な速度差を減少させるように制御する制御工程とを備えた、画像形成装置の制御方法。
11. 請求項１０記載の画像形成装置の制御方法の、所定の情報に基づいて前記被膜の形成状態を推定する推定工程と、前記転写手段と前記像担持体とに相対的な速度差を設け、前記推定工程による推定結果に基づいて、前記相対的な速度差を減少させるように制御する制御工程とをコンピュータに実行させるためのプログラム。
12. 請求項１１記載のプログラムを記録した記録媒体であって、コンピュータにより処理可能な記録媒体。

Images