JP2011048005A - 画像形成装置および像担持体における潤滑剤の均一化方法 - Google Patents

Abstract

【課題】簡単かつ低コストな手法を採用することによって、原稿の種類に関係なく、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、良質な画像を継続して形成させる画像形成装置および画像形成方法を提供すること。
【解決手段】像担持体１に残存したトナーを除去するクリーニング手段１５と、像担持体の表面に潤滑剤１５ｃを塗布する潤滑剤塗布手段１５ｂと、像担持体リフレッシュ手段とを有し、像担持体リフレッシュ手段は、像担持体の表面の潤滑剤の塗布量を減らすためのものであって、潤滑剤が塗布された像担持体に対し、所定の条件を満たす時に立ち上げられ、像担持体上にトナーを均一に付着させることを特徴とする画像形成装置。
【選択図】図３

Description

本発明は、電子写真方式の画像形成装置およびこの画像形成装置に用いられる像担持体における潤滑剤の均一化方法に関する。

従来から、複写機、複合機などの電子写真方式の画像形成装置が知られている。これら画像形成装置は、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、形成された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した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た構成が一般的となっている（例えば特許文献１参照）。
このような画像形成装置は、像担持体の表面に潤滑剤が塗布されて、像担持体表面のトナーに対する摩擦係数を低下させている。これによって像担持体の表面に形成されたトナー像を転写材に転写するときに転写不良が抑えられ、トナー像の画質が高められる。特に、文字画像中の一部が虫喰い状に欠ける文字部の中抜けの発生を抑えることが可能である。また、像担持体の表面におけるトナーによるフィルミングの発生の防止や、像担持体の表面層の削れ（磨耗）を抑制する効果があり、像担持体の寿命を延ばす点においても貢献している。

ところで、像担持体表面への潤滑剤の付着量の不均一性から、形成される画質が劣化することがある。
すなわち、像担持体の表面における潤滑剤の付着量が多い部分ではトナーの付着量が少なく、一方、潤滑剤の付着量の少ない部分ではトナーが多量に付着する。このように潤滑剤の付着する量によって、トナー像に濃度ムラが発生して画質が劣化する。
また潤滑剤の過剰な塗布により、像担持体の静止摩擦係数が低くなりすぎると、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。しかも像担持体上に形成されたトナー像が現像手段により再びかき落とされやすくなる傾向もある。
感光体上に塗布された潤滑剤は、これと接触するトナーによって主に剥ぎ取られ、トナーと共に転写、又はクリーニングされる。従って出力される画像の、白ベタ部（白紙部）と黒ベタ部（トナーが高密度に一様に付着した部分）の前後では、感光体上の潤滑剤の付着量が大きく異なる。

このような潤滑剤の塗布不足や塗布過多を通常のジョブ（プリントジョブ）中に制御する方法として、特許文献２〜４に記載の発明を挙げることができる。すなわち特許文献２には、潤滑剤塗布部材である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、潤滑剤の塗布むらを簡単な構成によってなくし、画像の濃度むら発生を阻止する技術が開示されている。また特許文献３には、ブラシの回転方向を制御しフィルミングを防止して、常に安定した潤滑剤を供給する技術が開示されている。さらに特許文献４には、潤滑剤塗布ブラシの回転時間を制御する技術が開示されている。しかしながらこれらの公報には、一旦、一様に潤滑剤を塗布した後に塗布ムラが生じる場合、たとえば特定の場所にのみ黒ベタ画像があるチャート（縦黒帯など）が連続して出力した場合に発生するムラをどのように解決するかに関する具体的な解決手段については、触れられていない。

本発明は、上記した従来技術の問題点に鑑みてなされたものであり、簡単かつ低コストな手法によって、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、原稿の種類に依存せずに良質な画像を継続して形成させる画像形成装置および像担持体の潤滑剤の均一化方法を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明は以下の解決手段を有する。
（１） 本発明の画像形成装置は、像担持体に残存したトナーを除去するクリーニング手段と、
前記像担持体の表面に潤滑剤を塗布する潤滑剤塗布手段と、
像担持体リフレッシュ手段とを有し、
前記像担持体リフレッシュ手段は前記像担持体の表面の潤滑剤の塗布量を減らすためのものであって、潤滑剤が塗布された前記像担持体に対し、所定の条件を満たす時に立ち上げられ、前記像担持体上にトナーを均一に付着させることを特徴とする。
（２） 前記（１）に記載の画像形成装置において、前記所定の条件は、前回の前記像担持体リフレッシュ手段の作動後の前記像担持体の走行距離値が所定値以上とする条件であることを特徴とする。
（３） 前記（１）に記載の画像形成装置において、前記所定の条件は、前回の像担持体リフレッシュ手段の作動後の通紙枚数値が所定値以上とする条件であることを特徴とする。
（４） 前記（１）〜（３）のいずれかに記載の画像形成装置において、前記画像形成装置は前記像担持体と接触する転写手段をさらに有し、
前記像担持体リフレッシュ手段の動作中は、前記像担持体と接触する前記転写手段に、通常の画像形成時とは逆のバイアスを印加することを特徴とする。
（５） 前記（１）〜（４）のいずれかに記載の画像形成装置において、像担持体リフレッシュ手段による像担持体上へのトナー付着量を、ベタ画像の付着密度の半分以下とすることを特徴とする。
（６） 前記（１）〜（５）のいずれかに記載の画像形成装置において、前記像担持体リフレッシュ手段による前記トナーを均一に付着させる作動は、前記像担持体の１回転以上での作動であることを特徴とする。
（７） 前記（１）〜（６）のいずれかに記載の画像形成装置において、前記潤滑剤は、ステアリン酸金属塩の少なくとも１種を有することを特徴とする。
（８） また像担持体における潤滑剤の均一化方法は、電子写真方式の画像形成装置における潤滑剤が塗布される像担持体に対し、所定の条件を満たす時に前記像担持体上に一様にトナーを付着させて転写手段への転写を省略し前記像担持体をクリーニングすることを特徴とする。

本発明により、像担持体上の潤滑剤付着量のムラを低減する事により、濃度ムラや転写不良などの異常画像の生じない画像形成装置の提供および像担持体における潤滑剤の均一化方法を提供することができる。

本発明の画像形成装置の１実施形態例に係るカラー画像形成装置の全体構成を示す概略図である。 図１に示す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。 本発明の画像形成装置に用いられる感光体クリーニングユニット１５をその周辺構成とともに示す拡大構成図である。 場所により潤滑剤の供給と消費のバランスが極端に違っている画像を繰り返し印刷した場合における像坦持体上の潤滑剤の塗布量を説明するための概念図である。 像担持体リフレッシュ手段の動作例について説明するためのフローチャートである。 像担持体リフレッシュ工程で使用するトナーパターンの例を示す図である。 像担持体リフレッシュ手段の立ち上がりのための所定条件として走行距離とした場合により、像担持体リフレッシュ手段が立ち上がって実行される一連のフローの例を示す図である。 像担持体リフレッシュ手段の立ち上がりのための所定条件として通紙枚数値（リピートプリント枚数値）とした場合により、像担持体リフレッシュ手段が立ち上がって実行される一連のフローの例を示す図である。

本発明を、以下に記載する実施の形態により、具体的に説明する。
［画像形成装置］
まず本発明の画像形成装置を、添付する図面とともに、以下の実施形態に基づき説明する。なお、以下の説明する実施形態による画像形成装置の１例は、カラー複写機等に装備するカラー画像形成装置に適用したものである。ただし本発明の画像形成装置は、モノクロ画像を形成する画像形成装置も含むものである。
図１は、本発明の画像形成装置の１実施形態例に係るカラー画像形成装置の全体構成を示す概略図である。図１において、レーザ書込みなどの光書込ユニット５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像嘆じたいとしての感光体は、この例の画像形成装置においては、可撓性のベルト状像担持体であり、その1例としての感光体ベルト１を用いた例により説明する。ただし、本発明の画像形成装置では、像担持体として、感光体ローラでもよい。

図１に示すように、感光体ベルト１は、回動ローラ２、３１、３２により架設され、回動ローラ２の回転駆動により、図中、矢印Ａ方向（時計周り方向）に回動（この方向を副走査方向とする）され、ベルト表面が画像形成面となるように構成されている。
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４と、レーザ書き込みユニット５、カラー現像装置６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄを備える。カラー現像装置６ａ〜６ｄ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、一成分系の現像剤（トナー）により現像を行うようにした手段を備える。ただし本発明の画像形成装置ではトナーとキャリアからなる二成分系の現像剤により現像を行う現像手段でもよい。

また、本実施形態での画像形成装置は、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１０を有する。この中間転写ベルト１０は、回動ローラ１１、１２により架設され、回動ローラ１１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１０は、感光体ベルト１の回動ローラ３２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１０側には、導電性を有するバイアスローラ１３が中間転写ベルト１０裏面に所定の条件で接触している。転写紙の処理に係る構成要素として、給紙台（給紙カセット）１７、給紙ローラ１８、搬送ローラ対１９a、１９b、レジストローラ対２０a、２０bよりなる給紙部と、中間転写ベルト１０からの画像を紙などの媒体に転写する転写ローラ１４と、定着装置８０と、排紙ローラ対８１a、８１bと、排紙スタック部８２を有する。

［画像形成方法］
ここで、図１に示す本発明の画像形成装置の１実施形態でのカラー画像形成装置による画像形成方法のリフレッシュ工程を除くその他の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４により一様に帯電された後、光書込ユニット５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うけ、感光体ベルト１の表面には静電潜像が形成される。感光体ベルト１を回転させながら光書込ユニット５により走査露光し、静電潜像を形成する１工程（光書込工程）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、制御部では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、光書込ユニット５により走査、及び光路調整し、書き込みビーム光Ｌを出力する。単色の画像情報に基づいて形成された感光体ベルト１上の静電潜像は、カラー現像装置６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄ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)トナーで各々単色の現像剤によりそれぞれの光情報に基づいた潜像が現像され、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の各単色の画像は、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１０上に、バイアスローラ１３に印加された所定の転写バイアスの作用により、順次重ね合わされて転写される。中間転写ベルト１０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）１７から給紙ローラ１８、搬送ローラ対１９ａ、１９ｂ、レジストローラ対２０ａ、２０ｂを経て、転写部へ搬送された転写紙１７ａ上に転写ローラ１４により一括転写される。転写終了後、転写紙１７ａは、定着装置８０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８１ａ、８１ｂを経て、排紙スタック部８２に転写され定着されたプリント画像を有する転写紙が排出される。

この図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１５が設けられている。同様に、中間転写ベルト１０にもクリーニング装置１６が設けられている。クリーニング装置１６のクリーニングブラシ１６ａは、画像形成動作中には中間転写ベルト１０表面から離間した位置に保持され、形成像が転写紙１７ａ上に転写された後に（すなわち紙などの媒体に形成像を転写する転写位置の下流に）、中間転写ベルト１０表面に当接される。

［プロセスカートリッジ］
本発明では、少なくとも感光体ベルト１とクリーニング装置とを有するプロセスカートリッジとして、画像形成装置本体に、着脱自在に構成することができる。さらに本発明のプロセスカートリッジとして、上記した以外に、帯電チャージャ４、中間転写ベルト１０、クリーニングブレード１５、をさらに含むことができ、これらを一体化した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ができる。

［制御系］
次に、図１に示したカラー画像形成装置の制御系について説明する。
図２は、この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。
同図に示すように、図１を用いて説明したそれぞれの機能を有する各部または各装置の他に、操作表示部２０２、メイン制御部２００、画像メモリ部２０５、などを備えている。
操作表示部２０２は図１に示すような機械本体の筐体に固定されたタッチパネル等（図示せず）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構成されている。そしてメイン制御部２００から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２００に出力したりする。またメイン制御部２００は、図示しないROM（Read Only Memory）、RAM(Random Access Memory)、CPU(Central Processing Unit)等で構成されており、画像形成装置全体の制御を行っている。そして中間転写ユニット１０、2次転写ローラ、定着ユニット、給紙ユニット、操作表示部が電気的に接続されている。更には画像メモリ部２０５、光書込ユニット５、感光体ユニット、現像ユニットなども電気的に接続されている。

図示し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（画像データ）は、メイン制御部２００を介して、画像メモリ部２０５に一時的に格納された後、各色毎に色分解画像データとして光書込ユニット５の書込制御回路５０１に送られる。書込制御回路５０１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を駆動してポリゴンミラー５０３を回転させながら、半導体レーザ５０２を駆動する。この駆動によって半導体レーザ５０２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５０３で反射して主走査方向に偏向せしめられながら、図示しない反射ミラーを経由して感光体ユニットの感光体ベルト１上を光走査する。また書込み制御回路５０１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２００に送信する。メイン制御部２００は各色の現像装置６ａ〜６ｄ（図１参照）について、それぞれ書込み制御回路５０１から送られてくる書込み画素数の計算値に基づいて、所定の制御を行うようになっている

（クリーニングユニット）
図３は、図１に示す上記感光体クリーニングユニット１５をその周辺構成とともに示す拡大構成図である。この感光体クリーニングユニット１５は、図３に示すように、感光体ベルト１に当接してその表面から転写残トナー（感光体ベルト１に形成されたトナー像を中間転写ベルト１０に転写した後に残ったトナー）を掻き取るクリーニングブレード１５ａ、固形潤滑剤１５ｃ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１５ｂ、固形潤滑剤１５ｃを塗布ブラシ１５ｂに向けて付勢する図示しない付勢手段等によって構成されている。この感光体クリーニングユニット１５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。
本発明で用いられる潤滑剤供給手段は、上記の潤滑剤供給装置としての機能を有する部により構成される。すなわち、潤滑剤供給手段は、固形潤滑剤１５ｃ、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１５ｂ、固形潤滑剤１５ｃを塗布ブラシ１５ｂに向けて付勢する図示しない付勢手段等によって構成される。
上記塗布ブラシ１５ｂは、感光体ベルト１の幅方向（図中奥行き方向）に延在する軸部材と、これの外周面に立設せしめられた複数の起毛とを有している。例えば塗布ブラシ１５ｂは、複数の起毛が植設された図示しない基布が前記した軸部材に巻き付け固定されることによって形成される。その長さは、少なくとも感光体ベルト１の幅方向全域に起毛を接触させ得るように調整されている。上記軸部材は、ユニットケースの両側壁に設けられた図示しない２つの軸受けによって回動自在に支持されており、図示しないブラシクラッチを介して上記現像モータの回転駆動力が伝達されるようになっている。このブラシクラッチがＯＮされると、回転駆動力が伝達されることによって図中矢印方向（図では時計回り方向）に回転する。この回転により、固形潤滑剤１５ｃが塗布ブラシ１５ｂの起毛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１５ｂが回転駆動すると、感光体クリーニングユニット１５が潤滑剤供給装置として駆動していることになる。なお、図示した例では、塗布ブラシ１５ｂが感光体ベルト１との接触した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、起毛に付着した潤滑剤１５ｃが効率よくベルト表面に塗布される。また、潤滑剤供給装置たる感光体クリーニングユニット１５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、他の湿潤方式を用いた塗布方式によって供給させるようにしてもよい。

（潤滑剤）
本実施形態での１例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。
また他に固形潤滑剤の例としては、例えば乾燥した固体疎水性潤滑剤が挙げられる。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のステアリン酸金属塩、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、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の金属塩（金属石鹸）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。
また上記固形潤滑剤に少量の添加剤を混ぜた物も固形潤滑剤として挙げられる。本発明では、潤滑剤として、ステアリン酸金属塩を含有する潤滑剤が好ましく用いられる。

感光体１への潤滑剤塗布の塗布量の安定化、均一化は以前から検討され、均一に塗布する事はほぼ達成可能となっている。しかし、印刷される画像はユーザにより様々であり、感光体表面の偏った特定の箇所における画像が形成されるような印刷ばかりが出力される可能性もある。
感光体上に付着している潤滑剤は前記したように、主にトナーに付着して消費されていく。当然潤滑剤塗布も行われているが、上記した偏った箇所に画像が形成されることにより潤滑剤の供給と消費のバランスが極端に違っていると、どうしても感光体上における潤滑剤の付着量のムラが発生する可能性が生じてしまう。

図４は、そのような可能性がある場合の概念図であり、図４は、場所により潤滑剤の供給と消費のバランスが極端に違っている画像を繰り返し印刷した場合における像坦持体上の潤滑剤の塗布量を説明するための概念図である。例えば図４に示す上部の「画像」の部分に示すように、感光体回転方向の縦ライン、縦帯などの同じ原稿を、何枚も連続して出力するものとする。これにより、画像のある場所（＝トナー密度の高い付着場所：黒ベタ箇所）には常にトナーが入力し続けるとともに、この箇所では潤滑剤は剥ぎ取られていく（図４の黒ベタ部分参照）。しかし画像のない場所（＝トナーの付着していない場所：いわゆる白紙部）は常に潤滑剤が供給され続けることになる。従ってこのような極端な黒ベタ部と白紙部のみからなる画像を連続して印刷し続けた場合、白ベタ部と黒ベタ部とで極端に潤滑剤の付着量が異なり感光体上には潤滑剤付着量ムラ(凹凸)が発生してしまう。
図中、上限は潤滑剤付着量が多すぎることによる、かすれなどが生じる確率が高くなる発生限界を示し、また下限は少なすぎることによる文字の中抜けなどの異常画像の発生限界を示す。通常ではこの上限と下限との間の領域内で有るが、図のように潤滑剤付着量ムラ（凹凸）が発生した状態では、写真画像の様なハーフトーン画像（薄くて均一な画像：本明細書中、このような画像を「薄層のベタ画像」と言う）を出力すると、感光体表面摩擦係数の違いから、トナー付着量に差が生じ、したがって、縦スジ、縦帯状に濃度ムラが発生する可能性が高くなる。なお初期の潤滑剤付着量（すなわち画像ムラの発生していない状態での像担持体上の潤滑剤の付着量）は図４に例示するように、上限と下限の中央付近に存在する。

特に感光体クリーニングユニット内で、潤滑剤塗布ブラシと感光体クリーニングブラシを併用する構成の場合、潤滑剤塗布ブラシにも一定の場所にトナーが付着してしまう為、上記の傾向がさらに顕著化する可能性がある。
このような感光体上の潤滑剤の付着量ムラ（凹凸）を改善する為には、定期的に感光体表面全体に均一なトナーを入力することを実行するのが良い。均一なトナー薄層のベタ画像を形成することにより、感光体上に付着した潤滑剤の上層を均一に削除する事ができ、潤滑剤付着量のムラ（凹凸）を無くすことができる。この薄層のベタ画像は、通常のベタ画像（本発明の画像形成装置において一番濃度の濃い均一な画像：いわゆるベタ画像）のトナー付着密度をＡ ｍｇ／ｃｍ^２とすると、Ａ／２ ｍｇ／ｃｍ^２以下のトナー付着密度の値での一様な画像であることを意味している。図４にリフレッシュ前後での感光体上潤滑剤付着量の変化を示す。

上述したのとは逆に、潤滑剤をさらに塗布することによっても潤滑剤付着量のムラ（凹凸）を改善することもできる。しかしこの場合、トナー入力の無い（画像のない）場所に対し、過剰な塗布による副作用（画像抜け）の可能性がある。一般的なオフィスでは画像面積率が５％以下と低画像の場合が多く、塗布過多になりやすい傾向がある。
またクリーニングユニット内に潤滑剤塗布ブラシ１５ｂがある場合、偏って入力しているトナーの影響がなくなるまで塗布し続ける必要があり、さらに調整時間を要する為、塗布過剰による副作用が発生する可能性が高くなる。本発明では、下記に説明する像担持体リフレッシュ手段により像担持体への濃度ムラを改善している。

［像担持体リフレッシュ手段］
本発明の画像形成装置に用いられる像担持体リフレッシュ手段について、次に説明する。
本発明の画像形成装置に内蔵されている像担持体リフレッシュ手段は、潤滑剤が塗布された像担持体である感光体に対し、所定の条件を満たす時に像担持体上にトナーを均一に付着させて像担持体の潤滑剤を減らすためのものである。すなわち本発明の画像形成装置はトナーによる画像形成を行う方式（電子写真方式）の画像形成装置であり、少なくとも像担持体表面の電位を一様帯電する帯電手段で行う帯電電位よりもその電位の絶対値の大きさが小さく均一の電位に一様にするような手段と、現像手段と、これらの手段を制御する手段と、これらを動作させるためのトリガーとなり得る情報である前記した所定の条件を満たすか否かを判断する手段とを有して構成される。
たとえば図１に示される帯電チャージャ４による一様帯電した像担持体である感光体ベルト１上に光書込み装置５により前記帯電チャージャによる一様帯電での電位よりもその電位の絶対値の大きさが小さく均一の電位に一様にするようにして潜像（薄層のベタ画像）を形成するようにする。その後に、現像装置によるトナーの現像を感光体全面に均一に行い、また像担持体リフレッシュ手段はこれらの装置を実行させる制御手段（制御部）を有し、この制御手段（制御部）あるいは別の制御手段により、トリガーとなり得る情報である前記した所定の条件を満たすか否かを判断する手段とを有して、本発明の画像形成装置に内蔵される像担持体リフレッシュ手段が構成される。

また本発明に使用される像担持体リフレッシュ手段には、後述するように、リフレッシュパターンが転写手段を通過する際に、トナーが転写されないように逆バイアスを印加するバイアス手段を有することが好ましい。すなわち本発明の画像形成装置では、感光体自体をリフレッシュするために前記像担持体リフレッシュ手段が作動されるようになっているので、上記した逆バイアスを印加するバイアス手段を好ましくは有している。なお像担持体リフレッシュ手段の像担持体表面の電位を一様帯電する帯電手段で行う帯電電位よりもその電位の絶対値の大きさが小さく均一の一様の電位にする手段として、光書込装置を挙げることができる。さらにこのような一様の電位にする手段として、バイアス手段を挙げることができる。

図５を用いて像担持体リフレッシュ手段のリフレッシュの動作例について、以下に説明する。本発明の画像形成装置では、画像形成装置の動作中に所定の条件を満たした場合、リフレッシュの為に像担持体リフレッシュ手段を立ち上げる（S1）。
この像担持体リフレッシュ手段の立ち上げにより、像担持体リフレッシュ手段は起動し、図５に示す像担持体リフレッシュ動作を開始する。この像担持体リフレッシュ動作として、たとえば図５に示すように、一様帯電された像担持体である感光体１に、光書き込み装置５により、この感光体１の作像幅最大に潜像を書き込み（S2）、現像装置により均一なBkトナーによる現像画像を形成させる（ここでの説明では、現像装置としてBkトナーを用いた現像装置を用いた場合の例で説明している）。このような均一な画像（後述する「薄層のベタ画像」のこと）を形成する。このようにして像担持体である感光体１上にリフレッシュ画像（いわゆる薄層のベタ画像）を書き込んで現像することにより、リフレッシュ動作を実行する。次いで、トナーで現像処理された像担持体（感光体１）上のトナー像を転写手段に転写されるのを防止するための処理を行う。たとえばこの処理として、図５に示すフローのように、トナーが転写されないように逆バイアスを印加するよう、転写バイアスの切り替え処理を行う（S3）。次いでリフレッシュパターンに使用した感光体上のトナーは全て感光体クリーニングユニットに入力されるように、感光体クリーニング処理が行われ（S4）、像担持体リフレッシュ手段の立ち下げ処理（リフレッシュ処理の終了）を行う（S5）。
これら像担持体リフレッシュ手段の動作例の、より具体的な例を、下記の実施例により、説明する。

［実施例］
本実施形態を用いた実施例では像担自体リフレッシュ手段により均一なパターンを書き込んでいる。使用したトナーパターンを図６に示す。この図６に示す例では、レーザ書込み光量が3/8光量のベタパターン（薄く均一なベタ：薄層のベタ画像）であり、これを感光体２周分現像させている（8/8光量（これを所定光量とする）がフル発光であり、現像するとベタ画像（通常の黒ベタ画像：一番濃度の濃い均一な黒の画像）となる）。この作像条件は、前記したリフレッシュ手段が立ち上がる（すなわち、図７〜８に示す、像担持体リフレッシュ手段によるリフレッシュ動作の前にリフレッシュ手段を立ち上げる）ための所定条件が満たされると作動することとなっている（この所定条件に関しては後述する実施例を参照のこと）。
本実施形態の例では感光体として感光体ベルト１を使用しており、感光体ベルト１の周長が300mm程度と長い為、像担持体クリーニング不良の起きない範囲で、像担持体のリフレッシュに効果が期待できる最適な画像面積率として、3/8光量のベタパターンを使用した。例えば感光体としてφ30のドラム感光体であれば周長は９４．２ｍｍ（＝３０×π）と短くなり、最適条件は異なる。
また本実施例ではベルト感光体１本＋現像ユニット４色の関係であるが、入力させるトナーは何色でも良い。感光体を４本使用しているタンデム型の作像装置の場合などは、各感光体、各色毎のトナーを現像させることによって像担持体リフレッシュを実行することができる。このように本発明では、像担持体（感光体）上に付着した潤滑剤表面の不均一な層を剥離させることができるため、潤滑剤付着量のムラを防止できる。

さらに本発明では、リフレッシュパターンが転写手段を通過する際に、トナーが転写されないように逆バイアスを印加することができる。
本実施例では、中間転写ベルト１０、バイアスローラ１３の構成で、通常作像時はバイアスローラ１３に1次転写バイアスをプラス1k〜2KV程度印加する事で、感光体から中間転写ベルト１０にトナーを転写させている。
本実施例ではリフレッシュパターン通過時は、バイアスローラ１３に−５００Ｖ程度のバイアスを印加している。
また別の構成として、転写手段が感光体から離間できるように離間手段を有する構成とすれば、この離間手段により転写手段を感光体から離間させれば良い。

転写通過後、リフレッシュパターンに使用したトナーは全て感光体クリーニングユニットに入力される。クリーニング性確保のため、感光体を３回、回転させてから像担持体リフレッシュの動作を行っている。
このようにすることによって、本発明では、像担持体である感光体から転写手段へのトナーの転写はほとんど防止されるため、転写手段のトナーによる汚れや、クリーニングの必要性が最小限で済む。すなわち本発明では、感光体をその１回転以上に渡り像担持体リフレッシュの動作を実施することにより、周方向の感光体上の潤滑剤の付着量の均一性がよくなる。

[所定条件例１]
図７に前記した像担持体リフレッシュ手段の所定条件例として、像担持体走行距離による制御フローを示す。
前回の像担持体リフレッシュ手段によるリフレッシュ動作後に像担持体リフレッシュ手段を立ち上げるための所定条件として、像担持体の走行距離を用いることができる。すなわち本発明の画像形成装置では、像担持体の走行距離を求め、この走行距離がある値を超えることを所定条件として、リフレッシュ手段によるリフレッシュ動作を実行するための、リフレッシュ手段を立ち上げるための所定条件とすることができる。このような像担持体の走行距離を求めるための装置として、たとえば像担持体の走行距離を直接的にあるいは間接的に求める走行距離カウンタを挙げることができる。このような走行距離カウンタは電気的に制御部に接続され、制御部では走行距離カウンタからの像担持体の走行距離の測定値が、所定値以上となったか否かを判断し、この判断に基づき像担持体リフレッシュ手段によるリフレッシュ動作を行う（すなわち像担持体リフレッシュ手段を立ち上げる）か、否かを決定する。
たとえば図７に示すように、像担持体走行距離カウンタはプリントジョブが実行されることにより（ステップS101）、スタートする。これにより像担持体（感光体）の走行距離のカウントを開始する（ステップS102）。このカウンタからの走行距離が所定値（たとえば27000mm：５０枚程度に相当）以上か否かを判断し（ステップS103）、所定値以上となると（ステップS103/Yes）、制御部ではプリントジョブ終了か否かを判断する（ステップS104）。また前記ステップS103において、所定値未満の場合には（S103/No）、プリントジョブが終了しているか否かを判断し（ステップS111）、終了している場合には終了する（S111/Yes→S112）。また終了していない場合には前記ステップS102に戻る（S111/No→S102）。
前記S104におけるプリント終了か否かの判断において、プリントジョブが終了している場合、制御部では、像担持体リフレッシュ手段を立ち上げ、これにより像担持体リフレッシュ手段は像担持体のリフレッシュを行う（S104/Yes→S105）。その後制御手段では像担持体のリフレッシュ手段によるリフレッシュ動作の終了を確認し走行距離カウンタのカウンタ値をクリアし終了する（S112）。
一方、S104においてプリントジョブが終了せず継続されている場合には（S104/No）、制御部は走行カウンタにカウンタの続行を行うようにし、カウンタ値が第二の所定値（例えば前記所定値の２倍：54000mm）まで続行状態にあるか否かを判断する（S107）。
そして制御部ではカウンタ値が前記第２所定値未満の場合にはS104に戻りプリントジョブの継続か否かを判断し、継続している場合にはカウンタが前記第２所定値以上となるまでプリントジョブを続行し（S107/No→S104/Noのループ）、カウンタ値が第２所定値となるとプリントジョブを中断してS108に至り、像担持体リフレッシュ手段を立ち上げリフレッシュ動作を実行した後、走行距離カウンタをゼロに戻し（S107/Yes→S108→S109）、その後プリントジョブの中断を解いてプリントジョブを再開するかそれともプリントジョブを停止するかを判断する（S110）。再開する場合には（S110/No）、S102に戻り、また、プリントジョブ停止（あるいは中止）する場合にはS112に進んで処理を終了する。
また前記S107/No→S104/Noのループ中にプリントジョブが終了すれば、前記S105に進み、以降、前記同様のステップを行う（S104/Yes→S105→S106→S112）。

すなわち、本発明の画像形成装置では、たとえばその制御部において、当該画像形成装置内に内設されている像担持体リフレッシュ手段を立ち上げるための所定条件を満足するか否かを判断する判断手段を有して構成される。本発明では、像担持体リフレッシュ手段を立ち上げるための前記所定条件として、上記した像担持体の走行距離値を用いるか（図７のフローを参照のこと）、以下に示す通紙枚数値を用いることができる（以下に説明する図８のフローを参照のこと）。

[所定条件例２]
別の所定条件の例として、図８に通紙枚数カウンタによる制御フローを示す。通紙枚数はＡ4サイズの横としてプリントした場合に換算してカウントすることができる。
プリントジョブが開始されると（ステップS201）、プリンタ枚数Ｙ（Ｙについては後述する）を所定枚数になるまで積算していく（ステップS202/No→S202のループ）。そしてプリンタ枚数が所定値（たとえば５０枚）以上となると（S202/Yes）、プリントジョブが終了しているか否かを判断する（S203）。そしてプリントジョブが終了している場合には、制御部は像担持体リフレッシュ手段を立ち上げ、リフレッシュ動作を実行する（S203/Yes→S211）。次いでリフレッシュが終了するとプリンタ枚数Ｙを０にし、終了する（S211→S212→S213）。
一方、S203においてプリントジョブが終了しない場合には（S203/No）、同じ画像を印刷しているか否かを判断する（S204）。
Ａ４サイズの横換算方法については、プリントジョブ命令スタート（S201）後、このＡ４横(LEF：long edge feed)換算通紙枚数をＹとする。ＸはＡ４横210ｍｍを単位長さとする為の値であり、用紙長Ｌにより異なる。
通紙された用紙長（画像長）をＬとすると、Ｘ＝Ｌ／210で示す事ができる。
従ってＡ４横ではＸ＝１、Ａ３縦(SEF：short edge feed)ではＸ＝２となる。
同じ画像のリピートプリントジョブ中で無いと判断されると累積通紙枚数Ｙは、 Ｙ＝Ｙ＋Ｘで表わす事ができる（S204/No→S213）。
Ａ４横換算の通紙枚数を使用することで、電源ON、立ち上げ、立ち下げ、紙間などの要素を省く事ができ、実際に画像出力で使用した値を把握する事ができる。

また同じ画像を連続して複写する場合（S204/Yes→S205）は、特に感光体付着量ムラが悪化する。従ってリピートプリント動作かどうかを検知し補正した方が良い。
通紙画像の種類や、文字、写真、濃度により異なるが、本実施例の場合、同じ画像のリピートによる感光体付着量ムラの進行速度は通常の約2倍程度とした（S205）。
前記したステップS205またはS213の後、通紙枚数カウンタにより、それぞれ通紙枚数をカウントし（S206、S214）、それぞれNoの場合には、それぞれの前段のステップS205、S213に戻り、通紙枚数が第二の所定値（例えば枚数１００枚）以上となるまで、それぞれのループ（S205→S206/No→S205のループと、S213→S214/No→S213のループ）を繰り返す。そしてそれぞれS206またはS214において、第二の所定値以上（本実施例では第二の所定値は１００枚）になると（S206/YesまたはS214/Yes）、どちらもプリントジョブが終了しているか否かが判断されるステップに進む（S207）。そして、プリントジョブが続行している場合には（S207/No）、プリントジョブが中断されて像担持体リフレッシュ手段が立ち上がり、リフレッシュ（リフレッシュ動作）が実施された後に通紙枚数Ｙが０としてクリアされる。その後、プリントジョブの中断を解いてプリントジョブを再開するかそれともプリントジョブを停止するかを判断する（S210）。再開する場合には（S210/No）、S204に戻り図８に示すような前記したフローに従い、動作が続行される。また、プリントジョブ停止（あるいは中止）する場合にはS21に進んで処理を終了する。

上記した実施例において、所定値および第二の所定値の値は例示であり、画像形成装置の動作条件、構成の変化などにより、変更される。本発明ではこれらの変更なども含むことは、言うまでもない。

本発明では、転写手段を通過したトナーは、像担持体クリーニング手段に入力するので、通常、転写残トナーをクリーニングするユニットに、通常より多いトナーが入力する。従って像担持体クリーニング手段の負荷を低減する為、像担持体リフレッシュ手段によるリフレッシュで形成するトナー付着量は通常の画像形成時ベタ付着量の半分以下とすることが好ましい。また本発明によって、潤滑剤の塗布ムラによる残像を除去する効果もある。

１ 感光体（感光体ベルト）
２ 回動ローラ（駆動ローラ）
４ 帯電チャージャ
５ レーザ書き込みユニット
６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄ カラー現像装置
１０ 中間転写ベルト
１１ 回動ローラ（中間転写ベルトの駆動用の回動ローラ）
１２ 回動ローラ（中間転写ベルトの従動用の回動ローラ）
１３ バイアスローラ
１４ 転写ローラ
１５ 感光体クリーニングユニット
１５ａ クリーニングブレード
１５ｂ 塗布ブラシ
１５ｃ 固形潤滑剤
１７ 給紙台（給紙カセット）
１８ 給紙ローラ
１９a，１９b 搬送ローラ対
２０a，２０b レジストローラ対
３１、３２ 回動ローラ（従動ローラ）
８０ 定着装置
８１a，８１b 排紙ローラ対
８２ 排紙スタック部

特開２００６−３４３６２３号 特許第３５２１１０７号 特開平７−３３４０５８号公報 特開２００４−２２６６７５号

Claims (8)

1. 像担持体に残存したトナーを除去するクリーニング手段と、
   前記像担持体の表面に潤滑剤を塗布する潤滑剤塗布手段と、
   像担持体リフレッシュ手段とを有し、
   前記像担持体リフレッシュ手段は前記像担持体の表面の潤滑剤の塗布量を減らすためのものであって、潤滑剤が塗布された前記像担持体に対し、所定の条件を満たす時に立ち上げられ、前記像担持体上にトナーを均一に付着させることを特徴とする画像形成装置。
2. 請求項１の画像形成装置において、前記所定の条件は、前回の前記像担持体リフレッシュ手段の作動後の前記像担持体の走行距離値が所定値以上とする条件であることを特徴とする画像形成装置。
3. 請求項１の画像形成装置において、前記所定の条件は、前回の像担持体リフレッシュ手段の作動後の通紙枚数値が所定値以上とする条件であることを特徴とする画像形成装置。
4. 請求項１〜３の画像形成装置において、前記画像形成装置は前記像担持体と接触する転写手段をさらに有し、
   前記像担持体リフレッシュ手段の動作中は、前記像担持体と接触する前記転写手段に、通常の画像形成時とは逆のバイアスを印加することを特徴とする画像形成装置。
5. 請求項１〜４のいずれかに記載の画像形成装置において、像担持体リフレッシュ手段による像担持体上へのトナー付着量を、ベタ画像の付着密度の半分以下とすることを特徴とする画像形成装置。
6. 請求項１〜５のいずれかに記載の画像形成装置において、前記像担持体リフレッシュ手段による前記トナーを均一に付着させる作動は、前記像担持体の１回転以上での作動であることを特徴とする画像形成装置。
7. 請求項１〜６のいずれかに記載の画像形成装置において、前記潤滑剤は、ステアリン酸金属塩の少なくとも１種を有することを特徴とする画像形成装置。
8. 電子写真方式の画像形成装置における潤滑剤が塗布される像担持体に対し、所定の条件を満たす時に前記像担持体上に一様にトナーを付着させて転写手段への転写を省略し前記像担持体をクリーニングすることを特徴とする像担持体における潤滑剤の均一化方法。

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