JP2013171093A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】トナーの消費量を抑えつつ画像流れの発生を抑制することのできる画像形成装置の提供。
【解決手段】画像形成装置は、感光体と、帯電手段と、直流電圧印加手段４と、露光手段１３と、現像剤担持体を有する現像手段と、転写手段と、クリーニング手段と、現像手段から感光体上に供給したトナーをクリーニング手段と感光体との接触部に到達させる摺擦動作を実行させる制御手段２０１とを有し、制御手段２０１は、当該画像形成装置の一定の駆動量当たりに画像形成動作及び非画像形成時の制御動作で現像手段から消費されたトナーの量に応じて、摺擦動作の実行するタイミングを決定し、摺擦動作では、帯電手段に直流電圧を印加せず、露光手段１３による露光を行わず、現像剤担持体の回転を停止させるか又は現像剤担持体の回転速度を画像形成時よりも減速した状態で現像剤担持体に現像電圧を印加することで、感光体上にトナー像を形成させる。
【選択図】図５

Description

本発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリ装置などの電子写真方式の画像形成装置に関するものである。

電子写真方式の画像形成装置は、光導電性物質を有する電子写真感光体（感光体）を有している。そして、感光体の表面が帯電手段により均一に帯電させられた後、画像情報に応じて露光されることにより、感光体の表面に静電潜像が形成される。感光体に形成された静電潜像は、現像剤を構成するトナーでトナー像として現像される。このトナー像は、最終的に紙などの記録材に転写された後に、熱や圧力などを用いて記録材上に定着される。

感光体を一様に帯電させる帯電手段としては、例えば帯電ローラなどの接触帯電部材を利用した接触式帯電装置が用いられている。又、感光体上に形成されたトナー像を記録材や中間転写体などに転写する転写手段としても、例えば転写ローラなどの接触転写部材を利用した接触式転写装置が用いられている。

このような装置は、感光体とされる放電対象に接触又は近接して配置され、所定の電圧が印加される。そして、帯電装置の場合には感光体の表面を均一に帯電させ、転写装置の場合には感光体上のトナー像を記録材や中間転写体に転写させる。

上述のような帯電部材や転写部材は、電圧が印加された際に、感光体の表面の移動方向における感光体との接触部の両側において放電が発生する。このとき、窒素酸化物（以下、「ＮＯｘ」という。）やオゾンなどの放電生成物が発生する。この放電生成物のうち、ＮＯｘは、空気中などの水分と反応して硝酸を生成し、又金属と反応して金属硝酸塩を生成する。このように生成された硝酸又は硝酸塩が感光体の表面に薄い膜となって形成されると、これら硝酸又は硝酸塩の吸湿作用によって感光体の表面の電気抵抗値が低くなる。これにより、感光体上に形成された静電潜像が乱され、画像の品質が低下することがある。特に、高湿環境下では、画像が流れたような異常画像が発生し易い。一方、上記放電生成物のうちオゾンは、物質を酸化させる能力が強く、感光体に付着して静電特性を劣化させ、画像の品質を低下させる原因になることがある。又、オゾンによる環境への影響が無視できない場合も考えられる。

例えば、接触式帯電装置を用いた帯電方式は、帯電部材に印加する帯電電圧の違いによって大きく２つの方式に分けられる。帯電電圧を直流電圧（ＤＣ電圧）とするＤＣ帯電方式と、直流電圧（ＤＣ電圧）と交流電圧（ＡＣ電圧）とを重畳させるＡＣ帯電方式である。上述の放電生成物が感光体の表面に付着する量は、帯電電圧のＤＣ成分、ＡＣ成分のそれぞれについて、同じ放電量であれば同じくらいの量であることが知られている。即ち、ＤＣ成分とＡＣ成分とを重畳するＡＣ帯電方式では、ＤＣ帯電方式の約２倍の放電生成物の付着を促すことになる。従って、ＤＣ帯電方式よりもＡＣ帯電方式の方が、画像流れのレベルが悪化し易い。一方、帯電均一性や画像濃度均一性の点では、ＤＣ帯電方式よりもＡＣ帯電方式の方が優れている。そのため、特に高画質が要求される画像形成装置においては、ＡＣ帯電方式が採用されることが多い。そこで、ＡＣ帯電方式を採用した画像形成装置において、画像流れを抑制する方法が種々提案されている。例えば、装置内部や近傍の温湿度などの環境条件によって、帯電電圧をＤＣ電圧、ＡＣ電圧＋ＤＣ電圧に切り替えたり、その大きさを制御したりする方法が提案されている。（特許文献１）。

又、一般に、感光体の表面に付着した異物は、クリーニングブレードなどのクリーニング部材を感光体の表面に接触させ、この接触部であるクリーニング部においてクリーニングブレードのエッジ部などで掻き取ることによって除去する。しかし、高画質化、高寿命化、低ランニングコスト化するため、高硬度な表面層を有する感光体が使用されることがある。このような感光体が使用される場合、感光体の表面が削れ難いため、感光体の表面の異物を十分に掻き取って除去することが困難となることがある。感光体の表面の異物は、記録材から発生する紙粉、ロジン、タルクなどの析出物、装置内の帯電装置に起因して発生する放電生成物、感光体の表面に融着固化したトナーなどである。このため、特に高湿環境下でこのような感光体が放置されると、画像流れが発生し易くなる。そこで、有機微粒子を含有した現像剤をクリーニング部に供給する方法（特許文献２）、無機微粒子で表面処理された有機微粒子を含有した現像剤をクリーニング部に供給する方法（特許文献３）などが提案されている。このような微粒子は、クリーニング補助剤として、感光体のクリーニング性を向上させるために用いられる。

特開２００４−３４７７５１号公報 特開平１−１１３７８０号公報 特開昭６４−９１１４３号公報

しかしながら、上述のように帯電電圧の構成や大きさを制御したとしても、放電生成物の感光体への付着を完全に防止することは困難である。

又、上述のようにトナー及び／又はトナーの外添剤（以下、単に「トナー」という。）を感光体のクリーニングを補助する研磨剤として利用する場合、トナーをクリーニング部に介在させて感光体の表面を摺擦することで、画像流れに対する効果を発揮する。そのため、トナー消費量が少ない状態での画像形成、典型的には低印字率の画像形成が続いた場合、トナーのクリーニング部への供給量が少なくなり、画像流れが発生し易くなる。

又、トナー消費量が少ない状態で画像形成装置が駆動される状況は、低印字率の画像形成中だけではない。例えば、電源ＯＮ時やスリープ状態からの復帰時などに通常行われる、濃度調整や色ズレ補正の制御、又は１次帯電、１次転写若しくは２次転写などの高圧設定を決める制御においては、トナーはそれほど多くは消費されない。しかも、これらの制御時には、１次帯電、１次転写などの高圧が印加された状態で、比較的長時間にわたり感光体の空回転が行われるため、低印字率の画像形成中と同様に、クリーニング部へのトナーの供給量が少なくなってしまい、画像流れが発生し易い状況になる。

ここで、画像形成動作とは別にトナーをクリーニング部に供給して感光体を摺擦する動作を行うことで、感光体をクリーニングすることが有効である。しかし、このようにトナーを利用して感光体をクリーニングする場合、画像流れを抑制すると共に、トナーの消費量を極力抑えることも望まれる。

従って、本発明の目的は、感光体のクリーニング部にトナーを供給して摺擦する動作を必要時に実行することができ、トナーの消費量を抑えつつ画像流れの発生を抑制することのできる画像形成装置を提供することである。

上記目的は本発明に係る画像形成装置にて達成される。要約すれば、本発明は、感光体と、前記感光体を帯電させる帯電手段と、前記帯電手段に直流電圧を印加する直流電圧印加手段と、前記帯電手段により帯電させられた前記感光体を露光する露光手段と、トナーを担持して搬送する回転可能な現像剤担持体を有し前記感光体上にトナーを供給してトナー像を形成する現像手段と、前記感光体上のトナー像を被転写体に転写させる転写手段と、前記感光体に接触して前記感光体上のトナーを除去するクリーニング手段と、前記現像手段から前記感光体上に供給したトナーを前記クリーニング手段と前記感光体との接触部に到達させる摺擦動作を実行させる制御手段と、を有し、前記制御手段は、当該画像形成装置の一定の駆動量当たりに画像形成動作及び非画像形成時の制御動作で前記現像手段から消費されたトナーの量に応じて、前記摺擦動作の実行するタイミングを決定し、前記摺擦動作では、前記帯電手段に直流電圧を印加せず、前記露光手段による露光を行わず、前記現像剤担持体の回転を停止させるか又は前記現像剤担持体の回転速度を画像形成時よりも減速した状態で前記現像剤担持体に現像電圧を印加することで、前記感光体上にトナー像を形成させることを特徴とする画像形成装置である。

本発明によれば、感光体のクリーニング部にトナーを供給して摺擦する動作を必要時に実行することができ、トナーの消費量を抑えつつ画像流れの発生を抑制することができる。

本発明の一実施例に係る画像形成装置の全体構成を示す模式的な断面図である。 本発明の一実施例に係る画像形成装置の帯電ローラ及び感光体の構成を説明するための模式的な断面図である。 本発明の一実施例に係る画像形成装置の動作シーケンス図である。 本発明の一実施例に係る画像形成装置の帯電電圧の印加系を説明するためのブロック図である。 本発明の一実施例に係る画像形成装置における摺擦モードに関連する概略制御ブロック図である。 放電電流制御を説明するためのグラフ図である。 現像剤補給方法及びトナー消費量の算出方法を説明するための概略制御ブロック図である。 トナー消費量を算出するためのビデオカウントの概念を説明するための模式図である。 電源ＯＮ時に摺擦モードへの移行を決定する制御の一例を示すフローチャート図ある。 摺擦モードの制御の一例を示すタイミングチャート図である。 摺擦モードにおける感光体の表面と現像電位との関係を説明するための模式図である。 摺擦モードの制御の他の例を示すタイミングチャート図である。 摺擦モードにおけるクリーニング部へのトナーの供給を示す模式図である。 帯電時間により摺擦モードへの移行を決定する制御の一例を示すフローチャート図ある。 感光体回転時間と帯電時間により摺擦モードへの移行を決定する制御の一例を示すフローチャート図である。 感光体回転時間と帯電時間と予測画像比率により摺擦モードへの移行を決定する制御の一例を示すフローチャート図である。 摺擦モードの制御の更に他の例を示すタイミングチャート図である。 摺擦モードの制御の更に他の例を示すタイミングチャート図である。

以下、本発明に係る画像形成装置を図面に則して更に詳しく説明する。

実施例１
１．画像形成装置の全体的な構成及び動作
図１は、本発明の一実施例に係る画像形成装置１００の概略構成を示す縦断面図である。本実施例の画像形成装置１００は、電子写真方式を用いたフルカラーの画像形成装置である。

画像形成装置１００は、画像出力部（装置本体）１内に、複数の画像形成部（画像形成ユニット）としての４個の画像形成部１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄを有する。これら４個の画像形成部１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄは、後述する中間転写ユニット３０が備える被転写体としてのエンドレスベルトで構成された中間転写ベルト３１の画像担持面の移動方向に沿って並設されている。又、画像形成装置１００は、装置本体１内に、給紙ユニット２０、中間転写ユニット３０、定着ユニット４０、原稿読み取り装置６０、及び制御回路（制御ユニット）２００を有する。

本実施例では、各画像形成部１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄの構成及び動作は、使用するトナーを除いて実質的に同一である。従って、以下、特に区別を要しない場合は、いずれかの画像形成部に属する要素であることを表す符号の添え字ａ、ｂ、ｃ、ｄは省略して、当該要素について総括的に説明する。

画像形成部（画像形成ユニット）１０は、ドラム型の感光体（感光ドラム）１１を有する。感光体１１は、その中心軸線方向の両端部で装置本体１に軸支され、駆動手段としての駆動モータ（図示せず）によって、図示矢印Ｒ１方向（反時計回り）に回転駆動される。感光体１１の周囲には、感光体１１に対向して、その回転方向に沿って次の各手段が配置されている。先ず、帯電手段としてのローラ型の帯電部材である帯電ローラ１２である。次に、露光手段としての露光装置（レーザースキャナユニット）１３である。次に、現像手段としての現像装置１４である。次に、後述する中間転写ユニット３０が備える、一次転写手段としてのローラ型の一次転写部材である一次転写ローラ３５である。次に、感光体クリーニング手段としての感光体クリーニング装置１５である。

各現像装置１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄには、それぞれイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｂｋ）の各色のトナーが収納されている。図７をも参照して、本実施例では、現像装置１４は、現像剤として主にトナー（非磁性トナー粒子）とキャリア（磁性キャリア粒子）とが混合された二成分現像剤を用いる。現像装置１４は、現像剤担持体としての回転可能な現像スリーブ１４Ａと、現像剤が収容された現像容器１４Ｂとを有する。現像スリーブ１４Ａは、内部に磁界発生手段としてのマグネットロールを有し、現像剤容器１４Ｂ内の現像剤を磁力により拘束して、感光体１１との対向部である現像部へと搬送する。現像部において、現像スリーブ１４Ａ上の現像剤は、マグネットロールの発生する磁界の作用により穂立ちして磁気ブラシを形成し、感光体１１の表面に接触する。又、本実施例では、現像スリーブ１４Ａは、現像部においてその表面の移動方向が感光体１１の表面の移動方向と同方向となるように回転する。現像時には、現像スリーブ１４Ａには、現像電圧印加手段としての現像電源６（図５）から所定の現像電圧（現像バイアス）が印加される。これにより、感光体１１の表面を摺擦する現像スリーブ１４Ａ上の現像剤からトナーが感光体１１上の静電潜像に転移させられる。本実施例では、現像電圧として、トナーの正規の帯電極性と同極性の直流電圧が印加される。現像電圧として更に交流電圧を重畳して印加してもよい。本実施例では、イメージ露光と反転現像の組み合わせにより、トナー像が形成される。即ち、一様に帯電処理された後に露光されて電位の絶対値が低下した感光体１１上の露光部に、感光体１１の帯電極性と同極性（本実施例では負極性）に帯電したトナーを付着させることで静電潜像がトナー像として現像される。

又、感光体クリーニング装置１５は、カウンターブレード方式を用いている。即ち、図７をも参照して、感光体クリーニング装置１５は、クリーニング部材としての板状の弾性部材で形成されたクリーニングブレード１５Ａと、回収トナーを収納する回収トナー容器１５Ｂとを有する。そして、クリーニングブレード１５Ａを感光体１１の表面に接触させることで、回転する感光体１１の表面からトナーを掻き取って、回収トナー容器１５Ｂに回収する。本実施例では、クリーニングブレード１５Ａの自由長は８ｍｍである。又、本実施例では、クリーニングブレード１５Ａは、ウレタンを主体とした弾性ブレードであり、感光体１１に対して線圧約３５ｇ／ｃｍの押圧力で当接されている。

給紙ユニット２０は、記録材Ｐを収納するためのカセット２１Ａ、２１Ｂ、及び手差しトレイ２７を有する。又、給紙ユニット２０は、カセット２１Ａ、２１Ｂ内から記録材Ｐを一枚ずつ送り出すためのピックアップローラ２２Ａ、２２Ｂ、及び手差しトレイ２７から記録材Ｐを一枚ずつ送り出すためのピックアップローラ２６を有する。又、給紙ユニット２０は、各ピックアップローラ２２Ａ、２２Ｂ、２６から送り出された記録材Ｐをレジストローラ２５Ａ、２５Ｂまで搬送するための給紙ローラ対２３、給紙ガイド２４を有する。更に、給紙ユニット２０は、画像形成部１０における画像形成とタイミングを合わせて記録材Ｐを二次転写部Ｎ２へ送り出すためのレジストローラ２５Ａ、２５Ｂを有する。

中間転写ユニット３０は、中間転写体としてのエンドレスベルトで構成された中間転写ベルト３１を有する。中間転写ベルト３１の材料としては、例えば、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）やＰＶｄＦ（ポリフッ化ビニリデン）などが用いられる。中間転写ベルト３１は、複数の支持部材としての駆動ローラ３２、テンションローラ３３、従動ローラ３４に巻回されている。駆動ローラ３２は、中間転写ベルト３１に駆動を伝達する。テンションローラ３３は、付勢手段としてのばね（図示せず）によって付勢されることによって中間転写ベルト３１に適度な張力を与える。従動ローラ３４は、中間転写ベルト３１を挟んで二次転写手段としてのローラ型の二次転写部材である二次転写ローラ３６に対向して配置されている。これらのうち駆動ローラ３２とテンションローラ３３の間に一次転写平面３１Ａが形成される。中間転写ベルト３１は、駆動ローラ３２が回転駆動されることによって、図示矢印Ｒ２方向（時計回り）に回転（周回移動）する。駆動ローラ３２は、金属ローラの表面に数ｍｍ厚のゴム（ウレタン又はクロロプレン）がコーティングされており、中間転写ベルト３１との間でのスリップが防止されている。駆動ローラ３２は、駆動手段としてのパルスモータ（図示せず）によって回転駆動される。

各一次転写ローラ３５は、中間転写ベルト３１の内周面側において、各感光体１１に対向して配置されており、中間転写ベルト３１を各感光体１１に向けて押圧して、各感光体１１と中間転写ベルト３１とが接触する一次転写部（一次転写ニップ）Ｎ１を形成する。又、中間転写ベルト３１の外周面側において、二次転写ローラ３６が中間転写ベルト３１を介して従動ローラ３４に押圧され、二次転写ローラ３６と中間転写ベルト３１とが接触する二次転写部（二次転写ニップ）Ｎ２を形成する。二次転写ローラ３６は、中間転写ベルト３１に対して適度な圧力で加圧されている。又、中間転写ベルト３１の表面の移動方向において二次転写部Ｎ２の下流（最上流の画像形成部１０ａの一次転写部Ｎ１ａの上流）には、中間転写体クリーニング手段としての中間転写体クリーニング装置３７が配置されている。中間転写体クリーニング装置３７は、中間転写ベルト３１の画像担持面をクリーニングするためのクリーニング部材としてのブラシローラと、回収トナーを収納する回収トナー容器とを有する。そして、ブラシローラを中間転写ベルト３１に接触させて回転させることによって、回転する中間転写ベルト３１の表面からトナーを掻き取って、回収トナー容器に回収する。クリーニング部材としてはクリーニングブレードを用いてもよい。

定着ユニット４０は、内部にハロゲンヒーターなどの熱源を備えた定着ローラ４１と、定着ローラ４１に加圧される加圧ローラ４２とを有する。加圧ローラ４２の内部にも熱源を設けてもよい。又、定着ユニット４０は、定着ローラ４１と加圧ローラ４２との接触部であるニップ部（定着部）へ記録材Ｐを導くためのガイド４３、定着部から排出された記録材Ｐを更に装置本体１の外部に導くための内排紙ローラ４４、外排紙ローラ４５などを有する。

制御回路（制御ユニット）２００は、上記各ユニット内の機構の動作を制御するための制御基板やモータドライブ基板などを有する。

又、画像形成装置１００は、装置本体１内に、環境検知手段としての温湿度センサー５０を有する。温湿度センサー５０は、熱源となる定着ユニット４０などの影響を受けずに装置本体１の内部及び／又は装置本体１の周囲の環境の温度及び／又は湿度を正確に測定できるように、装置本体１内の図示のような定着ユニット４０から離れた位置に配置されている。この温湿度センサー５０の出力に基づいて、プロセス条件の設定などの様々な制御が行われる。

尚、カラー用トナーの特性としては、重量平均粒径が５〜８μｍであることが、良好な画像を形成する上で好ましい。

フルカラー画像を形成する場合を例に画像形成動作について説明する。先ず、各画像形成部１０において、帯電ローラ１２によって感光体１１の表面が均一に帯電させられる。次いで、帯電した感光体１１の表面は、露光装置１３により、画像信号に応じて変調されたレーザービーム光線で露光される。これによって、感光体１１上に画像信号に応じた静電潜像（静電像）が形成される。次いで、感光体１１上に形成された静電潜像は、現像装置１４によって、現像剤を構成するトナーでトナー像として現像される。本実施例では、各画像形成部１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄにおいて、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの順で中間転写ベルト３１上に画像形成が行われる。

各画像形成部１０において感光体１１上に形成されたトナー像は、各一次転写部Ｎ１において一次転写ローラ３５の作用により、中間転写ベルト３１上に順次に転写（一次転写）される。このとき、一次転写ローラ３５には、一次転写電圧印加手段としての一次転写電源７（図５）から、トナーの正規の帯電極性とは逆極性の直流電圧である一次転写電圧（一次転写バイアス）が印加される。一次転写工程において中間転写ベルト３１に転写されずに感光体１１上に残留したトナー（一次転写残トナー）は、感光体クリーニング装置１５においてクリーニングブレード１５Ａによって感光体１１から掻き落とされて回収トナー容器１５Ｂに回収される。こうして感光体１１は清掃されて次の画像形成に供される。

中間転写ベルト３１に転写されたトナー像は、二次転写部Ｎ２において、二次転写ローラ３６の作用によって、記録材Ｐに一括して転写（二次転写）される。このとき、二次転写ローラ３６には、二次転写電圧印加手段としての二次転写電源（図示せず）から、トナーの正規の帯電極性とは逆極性の直流電圧である二次転写電圧（二次転写バイアス）が印加される。記録材Ｐは、給紙ユニット２０によって、中間転写ベルト３１上のトナー像とタイミングを合わせて二次転写部Ｎ２に搬送されてくる。二次転写工程において記録材Ｐに転写されずに中間転写ベルト３１上に残留したトナー（二次転写残トナー）は、中間転写体クリーニング装置３７においてブラシローラによって中間転写ベルト３１から掻き取られて回収トナー容器に回収される。

トナー像が転写された記録材Ｐは、定着ユニット４０に搬送され、ここで定着ローラ４１と加圧ローラ４２とにより挟持されて搬送されることで加熱及び加圧され、その表面にトナー像が定着させられる。その後、記録材Ｐは、装置本体１の外部に排出される。

本実施例では、各画像形成部１０において、帯電ローラ１２と、感光体１１と、感光体クリーニング装置１５とは、一体のカートリッジとして装置本体１に対して着脱可能とされている。このカートリッジを交換することによって、帯電ローラ１２、感光体１１及び感光体クリーニング装置１５を消耗品として一括で交換できるようになっている。カートリッジの形態は、サービスマンが交換するものからユーザーが自ら交換できるものまで様々である。本実施例では、ユーザーが自ら交換できる仕組みとなっている。又、本実施例では、カートリッジの交換の手順などは、装置本体１に設置されている操作部（図示せず）のディスプレイ上に表示されるようになっている。

２．感光体
次に、図２を参照して、感光体１１について更に説明する。本実施例では、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色用の画像形成部１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄの感光体１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄは、実質的に同一の構成を有する。それぞれの感光体１１は、支持体Ａの上に、下引き層Ｂ、電荷発生層Ｃ、電荷輸送層Ｄ、保護層（表面層）Ｅの各層をこの順で積層して構成された有機感光体（ＯＰＣ感光体）である。本実施例では、感光体１１の感光層は、電荷発生層Ｃ、電荷輸送層Ｄ、保護層Ｅで構成される。

感光体の支持体Ａとしては、導電性を示すものであって硬度の測定に影響を与えない範囲内のものであれば、特に制限なく使用することができる。例えばアルミニウム、銅、クロム、ニッケル、亜鉛及びステンレスなどの金属や合金をドラム状に成形したものなどが使用できる。

下引き層Ｂは、感光層の接着性改良、塗工性改良、支持体の保護、支持体Ａ上の欠陥の被覆、支持体Ａからの電荷注入性改良、又は感光層の電気的破壊に対する保護などのために形成される。下引き層Ｂの材料としては、ポリビニルアルコール、ポリ−Ｎ−ビニルイミダゾール、ポリエチレンオキシド、エチルセルロース、エチレン−アクリル酸共重合体、カゼイン、ポリアミド、Ｎ−メトキシメチル化６ナイロン、共重合ナイロン、にかわ及びゼラチンなどを用いることができる。これらを適当な溶剤に溶解し、支持体Ａ上に塗布する。その際、下引き層Ｂの膜厚としては０．１〜２μｍが好ましい。

次に、下引き層Ｂの上に感光層を形成する。電荷発生層Ｃと電荷輸送層Ｄとを機能分離し積層させた積層型感光層を形成する場合には、下引き層Ｂ上に電荷発生層Ｃ、電荷輸送層Ｄの順で積層する。

ここで、電荷発生層Ｃに用いる電荷発生物質としては、セレン−テルル、ピリリウム、チアピリリウム系染料、又各種の中心金属及び結晶系、より具体的には例えばα、β、γ、ε及びＸ型などの結晶型を有するフタロシアニン化合物、アントアントロン顔料、ジベンズピレンキノン顔料、ピラントロン顔料、トリスアゾ顔料、ジスアゾ顔料、モノアゾ顔料、インジゴ顔料、キナクリドン顔料、非対称キノシアニン顔料、キノシアニン及び特開昭５４−１４３６４５号公報に記載のアモルファスシリコンなどが挙げられる。本実施例では、高画質を実現するために、感度を高くできるフタロシアニン化合物を用いた電荷発生層Ｃを用いた。

この積層型感光体の場合、電荷発生層Ｃは、上記電荷発生物質を０．３〜４倍量の結着樹脂及び溶剤とともにホモジナイザー、超音波分散、ボールミル、振動ボールミル、サンドミル、アトライター及びロールミルなどの方法を用いて分散させ、該分散液を下引き層上に塗布し乾燥させることにより形成させるか、又は上記電荷発生物質の単独組成からなる膜を蒸着法などを用いることにより下引き層Ｂ上に形成させる。電荷発生層Ｃの膜厚は５μｍ以下であることが好ましく、特に０．１〜２μｍの範囲であることが好ましい。

上記結着樹脂としては、スチレン、酢酸ビニル、塩化ビニル、アクリル酸エステル、メタクリル酸エステル、フッ化ビニリデン、トリフルオロエチレン、などのビニル化合物の重合体及び共重合体、ポリビニルアルコール、ポリビニルアセタール、ポリビニルブチラール、ポリカーボネート、ポリエステル、ポリスルホン、ポリフェニレンオキサイド、ポリウレタン、セルロース樹脂、フェノール樹脂、メラミン樹脂、ケイ素樹脂、エポキシ樹脂などを用いることができる。

保護層Ｅは、連鎖重合性官能基を有する正孔輸送性化合物を重合あるいは架橋させることにより形成することができる。保護層Ｅをより硬化させるために、電子線による重合反応時に熱を加えるとよい。熱を加えるタイミングとしてはラジカルが存在する間に感光体が一定の温度になっていれば良いため、電子線照射前、照射中、照射後、いずれの段階で加熱してもよい。加熱温度は、感光体の温度が室温〜２５０℃となるように調整すればよい。より好ましくは５０℃〜１５０℃である。温度が上記範囲よりも高い場合には、電子写真感光体の材料に劣化が生じるからである。加温する時間は、その温度にもよるが、おおよそ数秒から数十分程度であるとよい。

上記照射及び加温時の雰囲気は、大気中、窒素及びヘリウムなどの不活性ガス中、真空中のいずれの場合であっても構わない。酸素によるラジカルの失活を抑制することができるという点で、不活性ガス中あるいは真空中が好ましい。

上記正孔輸送性化合物を電荷輸送層Ｄとして用いた場合の膜厚は１〜５０μｍが好ましく、特には３〜３０μｍが好ましい。

又、上記正孔輸送性化合物を電荷発生層Ｃ／電荷輸送層Ｄ上に保護層として用いた場合、その下層に当たる電荷輸送層Ｄは以下のようにして形成する。

適当な電荷輸送物質、例えばポリ−Ｎ−ビニルカルバゾール、ポリスチリルアントラセンなどの複素環や縮合多環芳香族を有する高分子化合物や、ピラゾリン、イミダゾール、オキサゾール、トリアゾール、カルバゾールなどの複素環化合物、トリフェニルメタンなどのトリアリールアルカン誘導体、トリフェニルアミンなどのトリアリールアミン誘導体、フェニレンジアミン誘導体、Ｎ−フェニルカルバゾール誘導体、スチルベン誘導体、ヒドラゾン誘導体などの低分子化合物などを適当な結着樹脂（上述した電荷発生層の箇所で説明したのと同様な樹脂が適用できる）とともに溶剤に分散／溶解し、該溶液を上述の公知の方法を用いて電荷発生層Ｃ上に塗布し乾燥させることにより形成する。この場合の電荷輸送物質と結着樹脂の比率は、両者の全重量を１００とした場合に電荷輸送物質の重量は２０〜１００であると好ましく、より好ましくは３０〜１００である。電荷輸送物質の量がそれ以下であると、電荷輸送能が低下し、感度低下及び残留電位の上昇などの問題が生ずる。保護層が形成された積層型感光体における電荷輸送層Ｄの膜厚は１〜５０μｍが好ましく、より好ましくは３〜３０μｍである。又、この時の保護層Ｅの膜厚は０．５〜１０μｍが好ましく、より好ましくは１〜７μｍである。本実施例としては、電荷輸送層Ｄは２９μｍ、保護層Ｅは５μｍの膜厚の感光体を用いた。

本実施例では、各画像形成部１０ａ〜１０ｄの感光体１１ａ〜１１ｄとしては、負極性のＯＰＣ感光体を用いた。より具体的には、本実施例では、感光体層としてアゾ顔料をＣＧＬ層（キャリア発生層）とし、その上にヒドラゾンと樹脂を混合したものをＣＴＬ層（キャリア輸送層）として２９μｍの厚さに積層した負極性有機半導体層（ＯＰＣ層）としている。

３．帯電ローラ
次に、帯電ローラ１２の構成について更に説明する。本実施例では、帯電ローラ１２として、芯金１２Ａの周りに弾性層１２Ｂを設けて構成された接触式帯電ローラを用いた。帯電ローラ１２の表層（弾性層）は、カーボンブラックなどの導電剤を分散混入させた１〜２ｍｍの厚さを有する導電性ゴムとする。そして、画像形成時の帯電ムラを防止するために、その電気抵抗値を１０⁵〜１０⁷Ωｃｍに制御し、その弾性を利用してギャップを作らずに感光体１１と接触させ、低電圧で帯電させる。

尚、帯電ローラ１２としては、次のような構成のものを用いることもできる。即ち、ポリエーテルエステルアミドなどのイオン導電性の高分子化合物を含有し、電気抵抗値を１０⁵〜１０⁷Ωｃｍに制御したＡＢＳ樹脂を射出成形により導電性支持体の表面に０．５〜１ｍｍ被覆して抵抗調整層とする。そして、該抵抗調整層の表面に酸化スズなどの導電性微粒子が分散された熱可塑性樹脂組成物からなる保護層を順次に形成する。帯電電圧を印加するための導電性支持体としては金属製軸部材が用いられる。この軸部材は、軸受け部と、電圧印加用軸受け部と、外径がφ１４ｍｍの被覆部が一体で構成される。被覆部の周面上には、ポリエーテルエステルアミドなどのイオン導電性の高分子化合物を含有した熱可塑性樹脂であるＡＢＳ樹脂の、体積抵抗値１０⁵〜１０⁷Ωｃｍの抵抗調整層が、射出成形で０．５〜１ｍｍの厚みで被覆成形加工される。

４．画像形成装置の動作シーケンス
図３は、本実施例における画像形成装置１００の動作シーケンスを示す。

ａ．初期回転動作（前多回転工程）
初期回転動作は、画像形成装置１００の起動時の始動動作の期間（起動動作期間、ウォーミング期間）である。初期回転動作では、画像形成装置１００の電源スイッチがオンとされることにより、感光体１１が回転駆動され、定着ユニット４０の所定温度への立ち上げなどの所定のプロセス機器の準備動作が実行される。

尚、本実施例の画像形成装置１００は、画像形成動作を行わずに所定時間以上放置された場合に、実質的に制御回路以外への通電を遮断するスリープ状態（省電力モード）に移行するようになっている。そして、上記電源ＯＮ時と同様に、プリント信号（画像形成開始信号）が入力されるなどしてスリープ状態から復帰する時にも、前多回転工程が行われる。

ｂ．印字準備回転動作（前回転工程）
印字準備回転動作は、プリント信号（画像形成開始信号）が入力されてから、実際に印字工程（画像形成工程）が実行されるまでの間の、画像形成前の準備回転動作の期間である。印字準備回転動作は、初期回転動作中にプリント信号が入力されたときには、初期回転動作に引き続いて実行される。プリント信号が入力されないときには、初期回転動作の終了後にメインモータの駆動が一旦停止されて、感光体１１の回転駆動が停止され、プリント信号が入力されるまで画像形成装置１００はスタンバイ（待機）状態に保たれる。そして、プリント信号が入力されると、印字準備回転動作が実行される。

ｃ．印字工程（画像形成工程、作像工程）
所定の印字準備回転動作が終了すると、引き続いて回転する感光体１１に対する作像プロセスが実行されると共に、回転する感光体１１の表面に形成されたトナー像の記録材Ｐへの転写、定着ユニット４０によるトナー像の定着処理がなされる。そして、画像形成物が画像形成装置１００の外部に排出（プリントアウト）される。

連続印字（連続プリント）の場合は、上記印字工程が設定された画像形成枚数分繰り返して実行される。

ｄ．紙間工程
紙間工程は、連続印字時に、一の記録材Ｐの後端部が転写位置（二次転写部Ｎ２）を通過した後、次の記録材Ｐの先端部が転写位置に到達するまでの間の、転写位置に記録材Ｐが存在しない状態の期間である。

ｅ．後回転工程
後回転動作は、単一の記録材Ｐへの印字工程が終了した後又は連続印字時の最後の記録材Ｐへの印字工程が終了した後も、しばらくの間メインモータの駆動が継続されて感光体１１が回転駆動され、所定の整理動作（準備動作）が実行される期間である。

ｆ．スタンバイ（待機）
所定の後回転動作が終了すると、メインモータの駆動が停止されて感光体１１の回転駆動が停止され、画像形成装置１００は次のプリント信号が入力されるまでスタンバイ状態に保たれる。１枚だけのプリントの場合は、そのプリント終了後、画像形成装置１００は後回転動作を経て、スタンバイ状態になる。スタンバイ状態において、プリント信号が入力されると、画像形成装置１００は前回転工程に移行する。

ｃの印字工程時が画像形成時であり、ａの前多回転工程、ｂの前回転工程、ｄの紙間工程、ｅの後回転工程が非画像形成時である。

尚、本実施例の画像形成装置１００は、所定のタイミングで、前多回転工程、前回転工程、紙間工程、後回転工程の少なくとも１つにおいて、次のような制御動作（プロセス制御動作）が実行される。

先ず、本実施例では、非画像形成時の制御として、画像濃度制御が行われる。画像濃度制御では、各画像形成部１０の感光体１１上にトナーで試験画像（画像濃度検知用パッチ）が形成され、このパッチの濃度が感光体１１上又は中間転写ベルト３１上で濃度検知手段としての光学センサー７１（図７）によって検知される。そして、ＣＰＵ２０１がその結果に応じて、各画像形成部１０における画像形成のプロセス条件を調整する。画像濃度制御方法自体は、本発明においては任意であり、又当業者には周知であるので、これ以上の説明は省略する。

又、本実施例では、非画像形成時の制御として、色ズレ補正制御が行われる。色ズレ補正制御では、各画像形成部１０の感光体１１にトナーで形成された試験画像（色ズレ検知用パッチ）が中間転写ベルト３１に転写され、このパッチの位置が中間転写ベルト３１上で位置検知手段としての光学センサー７２（図１）で検知される。そして、ＣＰＵ２０１がその結果に応じて、各画像形成部１０における画像形成タイミングやプロセス条件を調整する。色ズレ補正制御自体は、本発明においては任意であり、又当業者には周知であるので、これ以上の説明は省略する。

５．制御態様
図５を参照して、本実施例の画像形成装置１００の動作は、画像形成装置１００に設けられた制御回路２００によって統括的に制御される。制御回路２００は、制御手段としてのＣＰＵ２０１、情報を記憶する記憶手段としてのメモリ２０２などを有する。ＣＰＵ２０１は、ＣＰＵ２０１内の記憶部又はメモリ２０２内に格納されたプログラムを実行することで各種機能を発揮する。

例えば、本実施例に関連して、ＣＰＵ２０１は、画像形成動作や後述する摺擦モードにおける、露光装置１３、帯電電源２のＤＣ電源３及びＡＣ電源４、現像電源６、一次転写電源７などのＯＮ／ＯＦＦ制御、出力の制御などを行う。又、ＣＰＵ２０１には、温湿度センサー５０、光学センサー７１（図７）、７２（図１）などの入力が接続されている。これらのセンサーからの入力に応じて、ＣＰＵ２０１は、画像形成装置１００の各部の動作を制御することができる。

本実施例では、各画像形成部１０ａ〜１０ｄに対して、それぞれ帯電電源２ａ〜２ｄ、現像電源６ａ〜６ｄ、一次転写電源７ａ〜７ｄ、測定回路５ａ〜５ｄが設けられている。

ＣＰＵ２０１による、より具体的な制御については、以下、個別の動作に関連して更に詳しく説明する。

６．帯電バイアス印加系
次に、図４を参照して、本実施例の画像形成装置１００における帯電バイアスの印加系について説明する。

図４は、帯電ローラ１２に対する帯電バイアス印加系のブロック回路図である。本実施例では、帯電電圧印加手段としての帯電電源２から、帯電電圧（帯電バイアス）として、直流電圧（帯電直流電圧）と所定の周波数の交流電圧（帯電交流電圧）とを重畳した振動電圧（Ｖｄｃ＋Ｖａｃ）が芯金１２Ａを介して帯電ローラ１２に印加される。これにより、回転する感光体１１の周面が所定の電位に帯電処理される。帯電電源２は、直流電圧印加手段としての直流電源（ＤＣ電源）３と、交流電圧印加手段としての交流電源（ＡＣ電源）４とを有している。

制御回路２００は、帯電電源２のＤＣ電源３とＡＣ電源４とをオン／オフ制御して、帯電ローラ１２に直流電圧と交流電圧のどちらか、又はその両方の重畳電圧を印加するように制御する機能を有する。又、制御回路２００は、ＤＣ電源３から帯電ローラ１２に印加する直流電圧値と、ＡＣ電源４から帯電ローラ１２に印加する交流電圧のピーク間電圧値（以下、単に「交流電圧値」又は「帯電交流電圧値」ともいう。）を制御する機能を有する。

又、感光体１１を介して帯電ローラ１２に流れる交流電流値を測定する測定手段としての交流電流値測定回路（以下、単に「測定回路」ともいう。）５が設けられている。そして、この測定回路５から制御回路２００に、測定された交流電流値の情報が入力される。

又、制御回路２００には、環境検知手段としての温湿度センサー５０が接続されている。この温湿度センサー５０から制御回路２００に検知された環境情報が入力される。本実施例では、温湿度センサー５０から制御回路２００に入力される環境情報は、温度情報と相対湿度情報（温湿度情報）である。

制御回路２００は、入力された温度情報及び相対湿度情報から絶対水分量を算出する。そして、制御回路２００は、算出した絶対水分量に基づいて、帯電電圧条件の設定、現像電圧条件の設定、転写電圧条件の設定などの変更を行う。帯電電圧条件の変更は、直接画像形成中の帯電電圧条件を変更する場合と、画像形成中に印加する帯電交流電圧値を決めるための制御に使用する制御条件を変更する場合とがある。装置本体１の置かれている条件に適した帯電条件を決定する必要がある場合は、後者の画像形成中に印加する帯電交流電圧値を決めるための制御に使用する制御条件を変更した方が好ましい。

そして、制御回路２００は、詳しくは後述するように、印字工程の帯電工程において帯電ローラ１２に印加する帯電交流電圧の適切なピーク間電圧値を演算し決定するプログラムを実行する機能を有する。制御回路２００は、測定回路５から入力された交流電流値情報、並びに温湿度センサー５０から入力された温度情報及び相対湿度情報から、印字工程における帯電交流電圧のピーク間電圧値を演算し決定する。

７．温湿度センサー
次に、温湿度センサー５０について更に説明する。帯電ローラ１２のインピーダンスは、画像形成装置１００の使用環境により大きく変化する。そのため、帯電ローラ１２から感光体１１に流れる放電電流量を制御する上で、画像形成装置１００の使用環境、特に使用環境中の絶対水分量を考慮することが望ましい。

そのために、本実施例では、図４に示すように、装置本体１内の温度情報及び相対湿度情報を検知する温湿度センサー５０を装置本体１内に配設して、装置本体１内の温度情報及び相対湿度情報を制御回路２００へ入力させる。

制御回路２００は、温湿度センサー５０から入力される温度情報及び相対湿度情報から、使用環境中の絶対水分量を計算する。そして、作像中に帯電ローラ１２に印加する帯電交流電圧、及び作像中に帯電ローラ１２に印加する帯電交流電圧のピーク間電圧を決定するために行う制御の制御条件を使用環境（絶対水分量）に応じて可変制御している。

絶対温度の算出は、次のようにして行う。

相対湿度をΨ（％）、乾式温度をｔ（℃）とすれば、絶対水分量ｗは、下記式１で求められる。
ｗ＝０．６２２×Ψ×ｐｓ／（Ｐ−Ψ×ｐｓ）（ｋｇ／ｋｇ’） ・・・式１

又、相対湿度Ψは、水蒸気分圧により、下記式２で求められる。
Ψ＝ｐ／ｐｓ（％） ・・・式２
但し、
Ｐ：湿り空気中の水蒸気分圧（ｍｍＨｇ）
ｐｓ：飽和湿り空気の水蒸気分圧（ｍｍＨｇ）
Ｐ：湿り空気の全圧力（ｍｍＨｇ）（７６０ｍｍＨｇで一定とする。）

８．放電電流量制御
次に、放電電流量を一定にするための帯電交流電圧値の制御方法について説明する。

従来、種々の検討により、以下の定義により数値化した放電電流量が実際のＡＣ放電の量を代用的に示し、感光体の削れ、画像流れ、帯電均一性と強い相関関係があることが見出されている。

即ち、図６に示すように、帯電交流電圧のピーク間電圧値Ｖｐｐに対する交流電流値Ｉａｃの関係は、ピーク間電圧値Ｖｐｐが放電開始電圧Ｖｔｈの２倍（Ｖｔｈ×２（Ｖ））未満の未放電領域では線形の関係にある。そして、ピーク間電圧値ＶｐｐがＶｔｈ×２（Ｖ）以上の放電領域では、帯電交流電圧のピーク間電圧値Ｖｐｐが大きくなるにつれて、交流電流値Ｉａｃは徐々に交流電流値の増加方向にずれてくる。放電の発生しない真空中での同様の実験においては直線が保たれたため、これが放電に関与している電流の増分△Ｉａｃであると考えられる。よって、Ｖｔｈ×２（Ｖ）未満の未放電領域におけるピーク間電圧値Ｖｐｐに対する交流電流値Ｉａｃの比をαとしたとき、放電による電流以外の、接触部へ流れる電流（以下、「ニップ電流」という。）などの交流電流は、α・Ｖｐｐとなる。そして、Ｖｔｈ×２（Ｖ）以上のピーク間電圧値に対して測定されるＩａｃと、このα・Ｖｐｐの差分、
△Ｉａｃ＝Ｉａｃ−α・Ｖｐｐ ・・・式３
から、△Ｉａｃを放電の量を代用的に示す放電電流量と定義する。

この放電電流量は、帯電交流電圧を一定電圧又は一定電流で制御して感光体の帯電処理を行った場合、環境、帯電部材や感光体の使用量の増加（耐久劣化）によって変化する。これは帯電交流電圧のピーク間電圧値と放電電流量との関係、交流電流値と放電電流量との関係が変動しているからである。

ＡＣ定電流制御方式では、帯電部材から被帯電体に流れる総電流で制御している。この総電流量とは、上記のように、ニップ電流α・Ｖｐｐと非接触部で放電することで流れる放電電流量△Ｉａｃの和になっている。そのため、定電流制御では実際に被帯電体を帯電させるのに必要な電流である放電電流だけでなく、ニップ電流も含めた形で制御されており、実際に放電電流量は制御できていない。従って、定電流制御において同じ電流値で制御していても、帯電部材の材質の環境変動によって、ニップ電流が多くなれば当然放電電流量は減り、ニップ電流が減れば放電電流量は増える。そのため、ＡＣ定電流制御方式でも完全に放電電流量の増減を抑制することは困難であり、長寿命を目指したとき、感光体の削れと帯電均一性の両立を実現することは困難であった。

そこで、本実施例では、印字準備回転動作時ごとに、印字工程時に所定の放電電流量を得るために必要なピーク間電圧を算出し、印字工程中には求めたピーク間電圧を定電圧制御しながら帯電ローラ１２に印加する。

更に、本実施例では、連続印字モード時には印字工程中の交流電流値と、紙間工程時に帯電ローラ１２に未放電領域であるピーク間電圧（Ｖｐｐ）を印加した時の交流電流を測定し、次の印字工程時に印加するピーク間電圧を補正する。

これによって、帯電ローラ１２の製造ばらつきや材質の環境変動に起因する抵抗値のふれや、装置本体１の高圧電源のばらつきを吸収することができる。それだけでなく、連続印字による帯電ローラ１２の抵抗値変動に対しても一枚ごとに補正を入れることで、確実に所望の放電電流量で制御することができる。このような制御方法を、「放電電流量制御」と呼ぶ。

本実施例では、上述のような放電電流量制御によって、感光体１１の帯電不良に起因する異常画像の発生を防止できる範囲で、極力帯電ローラ１２からの放電量を小さくできる範囲で帯電ローラ１２に印加する帯電交流電圧値を決定し、画像流れの発生を防止する。感光体１１の帯電不良に起因する異常画像としては、ハーフトーン画像の濃度ムラ（ハーフトーンムラ）や、記録材Ｐ上の本来トナーが付着すべきでない部分にトナーが付着する現象である砂地、カブリなどが挙げられる。

又、画像流れは、取り分け絶対水分量を多い環境で発生するため、本実施例では、前述の機内温湿度センサーによって、装置本体１の内部の絶対水分量を算出し、その絶対水分量に応じて、放電電流量制御中の放電電流量の設定を変更している。つまり、絶対水分量の多い環境においては、画像流れが発生し易いが、帯電不良は発生し難いため、放電電流量の設定を著しく小さく設定している。

本実施例では、各画像形成部１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄの帯電ローラ１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄのそれぞれに対する帯電電圧の制御方法は同じである。

９．トナー消費量の予測方法
次に、図７及び図８を参照して、本実施例の画像形成装置１００における現像装置１５からのトナー消費量の予測方法について説明する。

本実施例の画像形成装置１００では、ビデオカウントによる現像剤の補給方法を採用している。即ち、現像装置１４に補給する現像剤の量を制御するために、画像形成装置１００が備える画像信号処理回路３０１の出力信号のレベルが画素ごとにカウントされる。

尚、本実施例では、画像信号処理回路３０１は、画像形成装置１００が備える原稿読み取り装置６０で読み取られた（光電変換された）原稿画像情報を処理して、画像形成部１０を駆動して画像形成を行わせる画像形成信号に変換する。パルス幅変調回路３０２は、画像信号処理回路３０１からの画像形成信号に基づいて、露光装置１３による各画素の露光量をパルス幅変調によって変調するレーザー駆動パルスを生成する。露光装置１３は、パルス幅変調回路３０２からのレーザー駆動パルスに従って、各画素を露光する。概して、濃度の濃い画素の露光幅は広くなり（図８（ｄ）のＨ）、濃度の薄い画素の露光幅は狭くなり（図８（ｄ）のＬ）、中間の濃度の画素の露光幅はその中間となる（図８（ｄ）のＭ）。従って、濃度の濃い画素ほど、トナー消費量が多くなる。

本実施例では、上記カウントを次のように行った。先ず、パルス幅変調回路３０２の出力信号がＡＮＤゲート３０４の一方の入力に供給され、このＡＮＤゲート３０４の他方の入力にはクロックパルス発信器３０５からのクロックパルス（図８（ｂ）に示すパルス）が供給される。従って、ＡＮＤゲート３０４からは図８（ｃ）に示すように、レーザー駆動パルスＳ、Ｉ、Ｗの各々パルス幅に対応した数のクロックパルス、即ち、各画素の濃度に対応した数のクロックパルスが出力される。このクロックパルス数は、各画像ごとにカウンタ３０６によって積算され、ビデオカウント数が算出される。このカウンタ３０６からの各画像ごとのパルス積算信号（ビデオカウント数）は、原稿のトナー像を１つ形成するために現像装置１４から消費されるトナーの量に対応している。

そこで、本実施例では、カウンタ３０６からこのビデオカウント数をＣＰＵ２０１に供給するとともに、ＣＰＵ２０１がこれをメモリ（ＲＡＭ）２０２に記憶する。ＣＰＵ２０１は、その記憶部にビデオカウント数と現像剤補給時間との対応関係を示す換算テーブルを有している。従って、ＣＰＵ２０１は、入力されたビデオカウント数に基づき、現像装置１４から消費されるトナーの量に見合う量のトナーＴを現像剤補給槽３０７から現像装置１４に供給するのに要する搬送スクリュー３０８の回転駆動時間を算出することができる。搬送スクリュー３０８の回転駆動時間は、現像剤補給時間に対応する。そして、ＣＰＵ２０１は、モータ駆動回路３０９を制御して、上記算出した時間の間だけモータ３１０を駆動する。一般に、ビデオカウント数が大であればモータ３１０の駆動時間はより長い時間となり、ビデオカウント数が小であればモータ３１０の駆動時間はより短い時間となる。

モータ３１０の駆動力は、ギア列３１１を介して搬送スクリュー３０８に伝達され、搬送スクリュー３０８は現像剤補給槽３０７内のトナーＴを搬送して、現像装置１４に補給する。このトナーＴの補給は、１つの画像の現像が終了する都度行われる。

尚、現像剤補給槽３０７から、トナーとキャリアとを含む補給用現像剤を、現像装置１４に補給してもよい。この場合も、現像装置１４から消費されたトナーの量に見合う量のトナーが補給用現像剤として現像装置１４に補給されるようにする。

又、本実施例では、ＣＰＵ２０１は、上述のようにして積算されるビデオカウント数から、定期的に、次のようなトナー消費量の画像比率換算値（以下、「予測画像比率」を算出し、メモリ２０２に逐次に更新して記憶している。即ち、この予測画像比率は、所定サイズの記録材Ｐの画像形成可能領域の全体にベタ画像（最高濃度レベルの画像）を形成した場合に消費するトナーの量を１００％とした時に、実際に出力されている画像のトナー消費量の割合を表したものである。本実施例では、所定のサイズの記録材Ｐとして横送り（短手方向に沿って搬送）のＡ４サイズ（以下、単に「Ａ４サイズ」という。）の記録材Ｐの１００枚に連続画像形成する場合に相当する現像スリーブ１４Ａの駆動時間ごとに、ビデオカウント値を積算する。そして、積算したビデオカウント値から、Ａ４サイズ１枚相当の現像スリーブ１４Ａの駆動時間当たりの画像比率を割り出す。即ち、積算したビデオカウント値を、Ａ４サイズの記録材Ｐの１００枚の全ての画像形成可能領域全域がベタ画像である場合のビデオカウント値で除して１００倍することによって、当該画像比率を求めることができる。そして、このＡ４サイズ１枚相当の現像スリーブ１４Ａの駆動時間当たりのトナー消費量である予測画像比率ｘ（％）をメモリ２０２に逐次に更新して記憶している。

ここで、本実施例では、電源ＯＮ時やスリープ状態からの復帰時の前多回転工程や紙間で行われる、画像濃度制御や色ズレ補正制御などの非画像形成時の制御中に消費されるトナーの量（対応するビデオカウント値）が、予めメモリ２０２に記憶されている。従って、本実施例では、ＣＰＵ２０１は、これらの制御中も、前述の画像出力中と同様に、メモリ２０２に記憶された制御中に消費するトナーの量をビデオカウント値に積算している。そして、Ａ４サイズの記録材Ｐの１００枚に連続画像形成する場合に相当する現像スリーブ１４Ａの駆動時間ごとのビデオカウント値の積算量から、Ａ４サイズ１枚相当の現像スリーブ１４Ａの駆動時間当たりのトナー消費量である予測画像比率ｘ（％）を算出する。これにより、制御動作中のトナー消費量をも考慮した一定の現像装置１４の駆動量当たりのトナー消費量である予測画像比率がメモリ２０２に記憶されている。

尚、本実施例では、所定サイズの記録材Ｐの所定枚数に連続画像形成する場合に相当する現像スリーブ１４Ａの駆動時間当たりのトナー消費量を予測画像比率とした。しかし、現像スリーブ１４Ａの駆動時間と、感光体１１などの画像形成装置１００における他の要素の駆動時間とに一定の相関がある場合（例えば実質的に等しい場合）は、その要素の駆動時間当たりのトナー消費量を予測画像比率としてもよい。つまり、前多回転工程や紙間などの非画像形成時の制御中にクリーニング部に供給されるトナーの量をも含めて、画像形成装置１００の一定の駆動量当たりにクリーニング部に供給されるトナーの量を予測することができればよい。

又、上記一定の駆動量、即ち、本実施例におけるＡ４サイズの記録材Ｐの１００枚相当の現像スリーブ１４Ａの駆動時間などは、適宜、変更することができる。

本実施例では、各画像形成部１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄの現像装置１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄのそれぞれに対するトナー消費量の予測方法は同じである。

１０．摺擦モード（摺擦動作）
上述のように適正な放電電流量の制御を行っていても、低印字率の画像の形成が連続した場合や、電源ＯＮ時やスリープ状態からの復帰時の前多回転工程で行われる制御中や紙間で行われる制御中などの非画像形成時の制御中には、次のような状態となる。即ち、クリーニングブレードによる感光体のクリーニング部に供給されるトナーの量が少なくなり、感光体に対して付着した放電生成物の除去能力が低下する。トナーの外添剤が研磨剤として作用する場合にも、当然、クリーニング部に供給されるトナーの量が少なくなることで、クリーニング部に供給される当該外添剤の供給量が少なくなる。このため、画像流れが発生し易い状況となる。

本実施例では、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色用の画像形成部１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄの全ての感光体１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄの最外層に、感光体１１の寿命を増加させる目的で保護層が設けられている。これは、感光体１１の傷や削れの発生を抑制して、サービスマンによる感光体１１の交換頻度の低減やランニングコストの低減を図って、画像形成装置１００の寿命の増加を図るためである。従って、本実施例の画像形成装置１００では、前述のような画像流れが発生し易い。つまり、このような感光体１１は、高寿命である半面、クリーニングブレード１５Ａによってその表面を摺擦しても、放電生成物を充分に削り落すことが難しい。そのため、摺擦モード（摺擦動作）により摺擦効果の高いトナーをクリーニングブレード１５Ａと感光体１１との間に介在させたうえで、クリーニングブレード１５Ａによって感光体１１の表面を摺擦することが望まれる。

そこで、本実施例では、画像形成装置１００は、次のような摺擦モードを実行する。摺擦モードでは、帯電ローラ１２に帯電直流電圧を印加しないか又は可及的に０Ｖに近づける。そして、現像スリーブ１４Ａに印加する電圧の電位を調整することで、感光体１１上にクリーニング部にトナーを供給するための画像を形成する。このとき、現像スリーブ１４Ａに印加する電圧の電位は、通常、画像形成時に現像スリーブ１４Ａに印加する電圧の電位よりも小さくする。又、本実施例のように帯電ローラ１２に帯電電圧として直流電圧と交流電圧とを重畳した振動電圧を印加するようになっている場合、摺擦モードでは、帯電ローラ１２に帯電交流電圧を印加しないか又は可及的に０Ｖに近づけることができる。これによって、感光体１１に付着して画像流れの原因となる放電生成物の発生を抑制しながら、画像流れ解消のためにクリーニングブレード１５Ａに感光体表面摺擦用トナーの供給を行えるため、画像流れの発生を大幅に抑制できる。以下、更に詳しく説明する。

尚、本実施例では、全ての画像形成部の感光体を削れ難くして長寿命化しているが、オフィスの使用環境を想定して、ブラック用の感光体のみが長寿命化される場合もある。このような場合には、摺擦モードを実施する画像形成部をブラック用の画像形成部だけにするなど、感光体の削れ易さに応じて摺擦モードを実施する画像形成部を限定しても良い。

本実施例では、摺擦モードの実行を制御する基本的な態様として、電源ＯＮ時又はスリープ状態からの復帰時に自動的に摺擦モードへ移行する方法について説明する。

先ず、電源ＯＮ時又はスリープ状態からの復帰時に摺擦モードへの移行を行うための摺擦モードが予約される。本実施例では、装置本体１に設けられた操作部（図示せず）のタッチパネル式のディスプレイに、ユーザーが種々の設定を変更できるユーザーモード画面が表示される。そして、このユーザーモード画面において、摺擦モードの実施を行うか否かの選択が可能になっている。ユーザーモード画面により選択された設定は、ＣＰＵ２０１によりメモリ２０２に記憶される。本実施例では、摺擦モードの実施が選択されていると、電源ＯＮ時又はスリープ状態からの復帰時に、自動的に摺擦モードが実施されるように設定されている。

図９は、電源ＯＮ時に自動的に摺擦モードへ移行する制御のフローを示す。

ＣＰＵ２０１は、装置本体１の電源がＯＮされると（Ｓ１０１）、メモリ２０２に摺擦モードの実施が予約されているか否かを判断する（Ｓ１０２）。摺擦モードの実施の予約は、ユーザーモード設定により、装置本体１の電源がＯＦＦされるか又はスリープ状態に入る前までにされている必要がある。

ＣＰＵ２０１は、Ｓ１０２において摺擦モードの実施が予約されていると判断した場合は、電源ＯＮ時の多回転工程時に、濃度制御や色ズレ補正などの通常行われる画像形成準備制御の終了直後に、摺擦モードを実施する（Ｓ１０３）。

摺擦モードでは、ＣＰＵ２０１は、詳しくは後述するように、露光装置１３、帯電電源２（ＤＣ電源３、ＡＣ電源４）、現像電源６、及び一次転写電源７などに、図１０の制御シーケンスに従った動作を行わせる。

本実施例では、全ての画像形成部１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄで摺擦モードが必要である。本実施例では、全ての画像形成部１０で摺擦モードの動作は同じであり、同じ前多回転工程のタイミングで全ての画像形成部１０で摺擦モードが実施される。

摺擦モードでは、帯電ローラ１２には、帯電交流電圧及び帯電直流電圧のいずれも印加しない。本実施例では、このとき帯電電源２のＤＣ電源３及びＡＣ電源４の両方をＯＦＦとするが、帯電電源２のＤＣ電源３及びＡＣ電源４は、ＯＦＦにしなくても、帯電ローラ２の電位が略０Ｖになるようにすればよい。電圧を印加しないとは、これらＯＦＦにする場合と電位を略０Ｖにする場合の両方を含むものとする。又、露光装置１３もＯＦＦにする。この状態で、現像装置１４の現像スリーブ１４Ａに印加する現像電圧の設定を、画像形成時の設定から変更して、感光体１１にトナー像を形成する。本実施例では、画像形成時に現像スリーブ１４Ａに印加する現像電圧の直流成分の電位は−５５０Ｖであり、摺擦モードで現像スリーブ１４Ａに印加する現像電圧の直流成分の電位は−１００Ｖである。このように、本実施例では、摺擦モードで現像スリーブ１４Ａに印加する現像電圧の電位の絶対値は、画像形成時に現像スリーブ１４Ａに印加する現像電圧の電位の絶対値よりも小さい。この際、露光装置１３をＯＦＦにしており、帯電電圧も印加していないため、感光体１１の表面電位は略０Ｖである。従って、現像電圧の設定のみによって、感光体１１の表面に形成されるトナー像の濃度が変化する。このような露光により形成した静電潜像ではない部分にトナー像を現像することを「アナログ現像」という。

アナログ現像では、感光体１１上に形成するトナー像のパターンとしては、感光体１１の表面の移動方向と直交する方向（スラスト方向）に一律の濃度のトナー像しか形成できない。感光体１１上に形成できる画像は、スラスト方向の全面にトナーが一律の高濃度状態で存在するベタ画像、又はスラスト方向の全面にトナーが一律の低濃度状態で存在するハーフトーン画像のいずれかとなる。

又、本実施例では、より感光体１１の摺擦効果を高めるために、現像スリーブ１４Ａの回転を停止させている。本実施例では、現像スリーブ１４Ａは、感光体１１と同期する方向、即ち、感光体１１の回転速度（周速）と現像スリーブ１４Ａの回転速度（周速）との差（周速差）が小さくなる方向に回転している。この場合は、現像スリーブ１４Ａの回転を停止させると、感光体１１と現像スリーブ１４Ａとの周速差が大きくなる。そのため、現像スリーブ１４Ａ上の現像剤で感光体１１がより摺擦されることになる。

尚、本実施例では、現像スリーブ１４Ａの回転を停止させるが、現像スリーブ１４Ａの回転速度を減速（低速化）しても良い。この場合も、感光体１１と現像スリーブ１４Ａとの周速差は、通常の画像形成時の条件である感光体１１の回転速度と現像スリーブ１４Ａの回転速度とが等速の場合よりも、大きくなる方向である。従って、現像スリーブ１４Ａの回転を停止する場合と同様に、感光体１１の摺擦効果を高めることができる。

又、現像スリーブ１４Ａの回転を停止するか又は現像スリーブ１４Ａの回転速度を低速化することは、過度の現像剤の吐き出しやキャリア付着を防止する効果も発揮する。つまり、上述のような露光装置１３による露光を行わずに感光体１１に現像剤を供給するアナログ現像では、次のような可能性がある。即ち、高圧の立ち上げや立ちさげのタイミングのズレが生じると、現像装置１４から感光体１１に過度に現像剤が吐き出されたり、感光体１１にキャリアを付着させてしまったりする可能性がある。しかし、本実施例のように現像スリーブ１４Ａを停止させておけば、感光体１１と現像スリーブ１４Ａとの当接ニップ部の現像剤しか、感光体１１上に供給されないため、現像剤の吐き出しやキャリア付着の可能性を最小限に抑えられる。又、現像スリーブ１４Ａを通常の作像時よりも低速化させておけば、その分感光体１１の表面を通過する現像スリーブ１４Ａの走行距離が少なくなるため、この場合も現像剤の吐き出しやキャリア付着の可能性を抑えられる。

本実施例では、現像スリーブ１４Ａに印加する現像電圧の電位（現像電位）を−１００Ｖに設定し、感光体１１の表面電位（略０Ｖ）と現像電位との電位差を略１００Ｖとする。これにより、感光体１１の画像形成可能領域の全面にハーフトーン画像が形成される。

ここで、摺擦モードでは、クリーニングブレード１５Ａに対して感光体１１の表面を摺擦するのに必要なトナーを供給すれば良い。そのため、露光により特定のパターンのトナー像を形成しなくても、目的を充分に達成することができる。

又、摺擦モードにおいてクリーニングブレード１５Ａに供給するトナーの量は、多すぎても感光体１１の表面の摺擦効果を一定以上向上させることはできなくなる。即ち、クリーニングブレード１５Ａのエッジ部に滞留するトナーの量は限られているため、過度に高濃度のトナー像を形成してクリーニング部にトナーを供給しても、低濃度のトナー像を形成した場合と同じ効果しか得られない。その反面、クリーニング部に供給するトナーの量が多すぎると、クリーニングブレード１５Ａのトナーをせき止める能力を超えてしまう。そのため、クリーニング不良（所謂、すり抜け）が発生したり、感光体クリーニング装置１５の内部の回収トナー搬送部からのトナー溢れやトナー飛散などが発生したりする可能性がある。

本実施例の画像形成装置１００では、感光体１１の表面電位と現像電位との電位差を１００Ｖ程度とすることにより、摺擦モードにおいて好ましい摺擦効果を発揮するのに適当な低濃度のハーフトーン画像を感光体１１上に形成することができる。

又、前述のように、帯電電圧の直流成分も交流成分もいずれも放電生成物を発生させ、感光体１１の表面に放電生成物を付着させ、画像流れの原因となり得る。そのため、画像流れの発生レベルが軽微であれば、帯電電源２のＤＣ電源３のみをＯＦＦするだけであっても良い。又、ＯＦＦにしなくても、帯電ローラ２の電位を略０Ｖに設定すればよい。帯電交流電圧のみを印加した場合にも、感光体１１の表面電位は略０Ｖであるため、上述の場合とほぼ同等の濃度のトナー像を形成することができる。

このようにして、摺擦モードにおいて、帯電電圧を極力印加せずに、クリーニングブレード１５Ａにトナーを供給できる。即ち、摺擦モードにおいて、感光体１１を帯電させた後に露光することによって画像形成を行おうとすると、帯電交流電圧及び帯電直流電圧を必ず印加することになり、それによって放電生成物が発生してしまう。そのため、トナーを供給することによるクリーニングブレード１５Ａでの摺擦効果を放電生成物の発生によって相殺してしまうことになり、画像流れに対する効果が充分に得られないことがある。

尚、本実施例では、帯電手段として接触式の帯電ローラ１２を用いているが、放電生成物を発生させるという観点では、非接触式の帯電ローラであっても、コロナ帯電器であっても同様である。従って、帯電手段として非接触式の帯電ローラやコロナ帯電器を用いる場合でも上記同様の摺擦モードによって同様の効果を発揮することができる。感光体の回転スピードに合わせて、帯電性の維持の観点から帯電方式がコロナ帯電である構成も可能である。このような場合も、画像流れの防止の観点においては、本実施例と同様の制御により、効果を発揮することが可能である。

再度、図９を参照して、ＣＰＵ２０１は、摺擦モードが終了すると（Ｓ１０４）、装置本体１をスタンバイ状態に維持し、ジョブの実行を待つ（Ｓ１０５）。尚、ジョブとは、一の画像形成開始信号による単一又は複数の記録材Ｐへの一連の画像形成動作である。

又、ＣＰＵ２０１は、Ｓ１０２において摺擦モードの実施が予約されていないと判断した場合は、摺擦モードへは移行せず、そのままスタンバイ状態に維持し、ジョブの実行を待つ（Ｓ１０５）。

次に、図１０を参照して、本実施例の摺擦モードの制御シーケンスについて説明する。

ＣＰＵ２０１は、ユーザーモード設定において摺擦モードの実施の予約がされている場合には、前多回転工程で行われる濃度制御や色ズレ補正などの画像形成準備制御の動作の終了後に、摺擦モードに移行する。

摺擦モードでは、先ず、帯電電源２のＤＣ電源３とＡＣ電源４のそれぞれをＯＦＦにした状態で、感光体１１及び中間転写ベルト３１を回転させる。次に、現像装置１４の現像スリーブ１４Ａの回転を停止させた状態で、現像スリーブ１４Ａに現像電源６から現像電圧を印加する。本実施例では、摺擦モードでは現像電圧として−１００Ｖの直流電圧を現像スリーブ１４に印加した。しかし、これに限定されるものではなく、感光体１１の削れ難さや画像流れの発生レベルに応じて、現像電位を調整し、トナー像の濃度を調整することが可能である。摺擦モードでは、露光装置１３による露光は行わない。感光体１１の表面電位は略０Ｖであるので、露光装置１３による露光で静電潜像を形成するのではなく、図１１の概念図に示すように、現像電位と略０Ｖである感光体１１の表面電位との電位差で、トナー像を感光体１１の表面に形成する（アナログ現像）。尚、摺擦モードにおいて形成するトナー像の感光体１１の周方向の長さは、画像流れの発生レベルなどに応じて適宜設定することができ、例えばＡ４サイズ１枚分などとすることができる。

このようにして、感光体１１上に形成されたトナー像は、図１３の概略図に示すように、クリーニングブレード１５Ａに到達し、クリーニングブレード１５による感光体１１の表面の摺擦効果を高めることができる。

又、本実施例では、摺擦モードにおいて、現像スリーブ１４Ａの回転を停止させた。上述のように、摺擦モードにおいて現像スリーブ１４Ａの回転を停止させるか又は現像スリーブ１４Ａの回転速度を減速させることで、感光体１１の表面に付着した放電生成物を除去する効果を向上させることができる。又、摺擦モードにおいて現像スリーブ１４Ａの回転を停止させるか又は現像スリーブ１４Ａの回転速度を減速させることで、摺擦モードを実施することによる現像装置１４の寿命の低下を防ぐことができる。又、摺擦モードにおいて現像スリーブ１４Ａの回転を停止させるか又は現像スリーブ１４Ａの回転速度を減速させることで、アナログ現像の実施により過度に感光体１１へ現像剤が転移してしまうことや感光体１１にキャリアが付着することを防止することができる。

尚、本実施例では、摺擦モードにおいて、一次転写電源７もＯＦＦにしているが、中間転写ベルト３１と感光体１１との圧接部において、感光体１１上のトナー像の一部が中間転写ベルト３１上に転移されることがある。そのため、より効果的にトナー像を感光体１１上に残留させるためには、一次転写ローラ３５を感光体１１から離間させることで、感光体１１と中間転写ベルト３１とを離間させるか又は押圧力を弱めることができる。

又、放電生成物の生成を可及的に抑制するためには、摺擦モードでは一次転写電源７をＯＦＦにするか又は一次転写ローラ３５の電位を略０Ｖに保つのが好ましい。しかし、図１２のタイミングチャートに示すように、一次転写ローラ３５へ電圧を印加してもよい。例えば、中間転写ベルト３１上のトナーをクリーニングする中間転写クリーニング装置３７へトナーを供給する必要がある場合などにはこの方法を採用すればよい。但し、この場合は、感光体１１上に残留するトナーの量が減ってしまうため、上記本実施例の場合よりも現像電位の絶対値を大きくして、感光体１１上に予めよりトナー量の多いトナー像を形成しておく必要がある。

又、前述のように、画像流れの発生レベルや、感光体の削れ難さに応じて、各色の画像形成部ごとに、摺擦モードに移行するか否かを決めても構わない。又、各色の画像形成部ごとに、現像電圧の設定を変えて感光体上に形成するトナー像の濃度を変えても構わない。

又、装置本体１の周囲の温湿度から算出される絶対水分量（ｇ）によって画像流れの発生し易さは変わる。そのため、本実施例では、前述の式１により算出される絶対水分量が２０ｇの環境下において、本実施例の制御による効果を検証した。しかし、例えば、絶対量水分量が５ｇ以下の環境においては、ほとんど画像流れが発生しない場合がある。従って、例えば、温湿度センサー５０の検知結果から装置本体１の周囲の環境の絶対水分量を算出して、所定の閾値よりも低湿度の環境下では摺擦モードへの移行は行わないなど、摺擦モードへの移行の選択が可能とされていてもよい。つまり、温湿度センサー５０による装置本体１の周囲の温湿度情報の検出値によって、摺擦モードに移行するか否かの判断をすることが可能である。

又、摺擦モードの実施が予約されている場合であっても、逐次に算出されてメモリ２０２に記憶されている予測画像比率が所定の閾値以上である場合には、ＣＰＵ２０１が摺擦モードを実行しないことを決定できるようにしてもよい。当該所定の閾値は、クリーニングブレード１５Ａのエッジ部に存在し、感光体１１を摺擦するのに必要なトナーが枯渇し、摺擦モードへの移行が必要となる場合に対応して予め設定しておくことができる。即ち、予測画像比率が所定の閾値以上である場合には、例えば画像比率の高い画像形成が連続した場合などの、比較的クリーニング部へのトナーの供給が十分に行われている場合である。このような場合には、摺擦モードの実施が予約されていても、実質的に摺擦モードを実行する必要性が低いため、摺擦モードの実行を省略して、摺擦モードによるトナー消費量を抑制することができる。

本実施例の効果を検証した結果を表１に示す。表１には、摺擦モード時の帯電直流電圧、帯電交流電圧、現像電位及び一次転写電圧の印加の有無と、装置本体１の電源ＯＮ直後の画像流れの発生の有無との関係を示す。

表１から、本実施例に従う摺擦モードによって、画像流れを抑制し得ることがわかる。

以上、本実施例によれば、ユーザーにより指定された場合は強制的に前多回転工程で摺擦モードを実施することができるので、画像流れの発生を予防することができる。

実施例２
次に、本発明の他の実施例について説明する。本実施例の画像形成装置の基本的な構成及び動作は、実施例１のものと同じである。従って、実施例１のものと同一又はそれに相当する機能、構成を有する要素には同一符号を付して、詳しい説明は省略する。

本実施例では、より画像流れの発生の可能性に即して摺擦モードを実行を制御する態様として、帯電時間、感光体回転時間、トナー消費量予測値から算出される予測画像比率に応じて、定期的に摺擦モードに移行する制御について説明する。

本実施例では、詳しくは後述するように、全ての画像形成部１０について、それぞれ帯電時間α、感光体回転時間β、トナー消費量予測値から算出される予測画像比率ｘを逐次に更新して記憶している。

［帯電時間による制御］
先ず、帯電ローラ１２への帯電電圧の印加時間の積算値である帯電時間に応じて、画像流れの発生を防止するための摺擦モードへ移行する方法について説明する。

図１４は、帯電時間に応じて摺擦モードへ移行する制御のフローを示す。

ＣＰＵ２０１は、ジョブ（例えばコピー動作）をスタートすると（Ｓ２０１）、摺擦モードに移行するタイミングであるか否かを判断する（Ｓ２０２）。

本実施例では、ＣＰＵ２０１は、画像形成動作及び制御動作中に帯電電源２から帯電ローラ１２に電圧を印加している時間を積算し、メモリ２０２に格納する。この際、ＣＰＵ２０１は、帯電時間検知手段として機能する。本実施例では、帯電交流電圧と帯電直流電圧とで、その印加開始タイミングと印加停止タイミングはほぼ同じタイミングであるので、帯電交流電圧の印加時間の積算値も、帯電直流電圧の印加時間の積算値もほぼ等しい。従って、本実施例では、帯電時間として帯電交流電圧の印加時間を積算する。

本実施例では、ＣＰＵ２０１は、次のようにして摺擦モードに移行するタイミングであるか否かを判断する。即ち、帯電時間をα（ｓ）とする。ＣＰＵ２０１は、この帯電時間αを、画像流れ発生指標として用いる。

又、クリーニングブレード１５Ａのエッジ部に存在し、感光体１１を摺擦するのに必要なトナーが枯渇し、摺擦モードへの移行が必要となる時点に対応する基準値α’（ｓ）がＣＰＵ２０１に予め設定されている。

そして、ＣＰＵ２０１は、下記式４が成立するか否かを判断する。
α≧α’ ・・・式４

ＣＰＵ２０１は、Ｓ２０２において、α≧α’であると判断した場合は、露光装置１３、帯電電源２（ＤＣ電源３、ＡＣ電源４）、現像電源６、及び一次転写電源７などに通常の画像形成時の動作を中断するように命じる。こうして、連続画像形成動作中であっても、画像形成動作を中止して、摺擦モードへ移行する（Ｓ２０３）。

ここで、感光体１１の表面に付着する放電生成物による画像流れの発生と、感光体１１を帯電処理する時間とには相関がある。従って、予め実験などにより基準値α’を求めておくことによって、上記式４により、より画像流れの発生の可能性に即した適切な時期に摺擦モードを実行することが可能となる。

摺擦モードでは、ＣＰＵ２０１は、詳しくは後述するように、露光装置１３、帯電電源２（ＤＣ電源３，ＡＣ電源４）、現像電源６、及び一次転写電源７などに、図１７の制御シーケンスに従った動作を行わせる。

本実施例では、全ての画像形成部１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄで摺擦モードが必要である。摺擦モードでは、全ての画像形成部１０においてクリーニング部にトナーを供給したいため、全ての画像形成部１０について、それぞれα≧α’が成立するか否かを判断する。そして、α≧α’が成立すると判断した画像形成部１０においてのみ、摺擦モードを実行する。摺擦モードを実行しない画像形成部１０においては、感光体１１を空回転した状態で、摺擦モードを実行する画像形成部１０における当該モードの終了を待つ。

尚、別法として、全ての画像形成部１０についてα≧α’が成立するか否かを判断し、少なくとも１つの画像形成部１０においてα≧α’が成立すると判断した場合に、全ての画像形成部において摺擦モードを実行しても構わない。又、画像流れの発生し難さ、感光体１１の削れ難さが画像形成部１０ごとに異なる場合は、摺擦モードへ移行するタイミングを判断するための基準値α’の値を画像形成部１０ごとに変更しても良い。又、摺擦モードを行わない画像形成部１０が存在しても良い。つまり、クリーニングブレード１５Ａに画像流れを抑制するのに十分なトナーを供給させることができればよい。

摺擦モードの動作自体は、実施例１で説明したものと同様である。

再度、図１４を参照して、ＣＰＵ２０１は、摺擦モードが終了すると（Ｓ２０４）、再び露光装置１３、帯電電源２（ＤＣ電源３、ＡＣ電源４）、現像電源６、及び一次転写電源７などに通常の画像形成時の動作を開始するように命じる。こうして、ジョブ（例えばコピー動作）を継続する（Ｓ２０５）。

又、ＣＰＵ２０１は、Ｓ２０２においてα＜α’であると判断した場合は、摺擦モードへは移行せず、そのままジョブを継続する（Ｓ２０５）。

［感光体回転時間及び帯電時間による制御］
次に、感光体１１の回転時間の積算値である感光体回転時間と帯電ローラ１２への帯電電圧の印加時間の積算値である帯電時間とに応じて、画像流れの発生を防止するための摺擦モードへ移行する方法について説明する。

図１５は、感光体回転時間と帯電時間とに応じて摺擦モードへ移行する制御のフローを示す。

ＣＰＵ２０１は、ジョブ（例えばコピー動作）をスタートすると（Ｓ３０１）、摺擦モードに移行するタイミングであるか否かを判断する（Ｓ３０２）。

本実施例では、ＣＰＵ２０１は、画像形成動作及び制御動作中に帯電電源２から帯電ローラ１２に電圧を印加している時間を積算し、メモリ２０２に格納する。この際、ＣＰＵ２０１は、帯電時間検知手段として機能する。本実施例では、帯電交流電圧と帯電直流電圧とで、その印加開始タイミングと印加停止タイミングはほぼ同じタイミングであるので、帯電交流電圧の印加時間の積算値も、帯電直流電圧の印加時間の積算値もほぼ等しい。従って、本実施例では、帯電時間として帯電交流電圧の印加時間を積算する。

又、本実施例では、ＣＰＵ２０１は、画像形成動作及び制御動作中に感光体１１の感光体回転時間を積算し、メモリ２０２に格納する。この際、ＣＰＵ２０１は、感光体回転時間検知手段として機能する。

本実施例では、ＣＰＵ２０１は、次のようにして摺擦モードに移行するタイミングであるか否かを判断する。即ち、帯電時間をα（ｓ）とする。又、感光体回転時間をβ（ｓ）とする。そして、ＣＰＵ２０１は、帯電時間αと感光体回転時間βとから、下記式、
γ＝β＋ｐ×α
（ｐは帯電による画像流れの発生寄与度によって決まる係数）
により、画像流れ発生指標γを算出する。

又、クリーニングブレード１５Ａのエッジ部に存在し、感光体１１を摺擦するのに必要なトナーが枯渇し、摺擦モードへの移行が必要となる時点に対応する基準値γ’（ｓ）がＣＰＵ２０１に予め設定されている。

そして、ＣＰＵ２０１は、下記式５が成立するか否かを判断する。
γ≧γ’ ・・・式５

ＣＰＵ２０１は、Ｓ３０２において、γ≧γ’であると判断した場合は、露光装置１３、帯電電源２（ＤＣ電源３、ＡＣ電源４）、現像電源６、及び一次転写電源７などに通常の画像形成時の動作を中断するように命じる。こうして、連続画像形成動作中であっても、画像形成動作を中止して、摺擦モードへ移行する（Ｓ３０３）。

ここで、感光体１１の表面に付着する放電生成物による画像流れの発生と、感光体１１の使用量とには相関がある。典型的には、感光体１１の使用量が一定量以下の場合には画像流れは発生しない。又、前述のように、画像流れの発生には、感光体１１を帯電処理する時間が影響する。従って、予め実験などにより基準値γ’を求めておくことによって、上記式５により、より画像流れの発生の可能性に即した適切な時期に摺擦モードを実行することが可能となる。

摺擦モードでは、ＣＰＵ２０１は、詳しくは後述するように、露光装置１３、帯電電源２（ＤＣ電源３、ＡＣ電源４）、現像電源６、及び一次転写電源７などに、図１７の制御シーケンスに従った動作を行わせる。

本実施例では、全ての画像形成部１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄで摺擦モードが必要である。摺擦モードでは、全ての画像形成部１０においてクリーニング部にトナーを供給したいため、全ての画像形成部１０について、それぞれγ≧γ’が成立するか否かを判断する。そして、γ≧γ’が成立すると判断した画像形成部１０においてのみ、摺擦モードを実行する。摺擦モードを実行しない画像形成部１０においては、感光体１１を空回転した状態で、摺擦モードを実行する画像形成部１０における当該モードの終了を待つ。

尚、別法として、全ての画像形成部１０についてγ≧γ’が成立するか否かを判断し、少なくとも１つの画像形成部１０においてγ≧γ’が成立すると判断した場合に、全ての画像形成部において摺擦モードを実行しても構わない。又、画像流れの発生し難さ、感光体１１の削れ難さが画像形成部１０ごとに異なる場合は、摺擦モードへ移行するタイミングを判断するための基準値γ’の値を画像形成部１０ごとに変更しても良い。又、摺擦モードを行わない画像形成部１０が存在しても良い。つまり、クリーニングブレード１５Ａに画像流れを抑制するのに十分なトナーを供給させることができればよい。

摺擦モードの動作は、前述の帯電時間に応じて摺擦モードへ移行する場合の動作と同様である。

再度、図１５を参照して、ＣＰＵ２０１は、摺擦モードが終了すると（Ｓ３０４）、再び露光装置１３、帯電電源２（ＤＣ電源３、ＡＣ電源４）、現像電源６、及び一次転写電源７などに通常の画像形成時の動作を開始するように命じる。こうして、ジョブ（例えばコピー動作）を継続する（Ｓ３０５）。

又、ＣＰＵ２０１は、Ｓ３０２においてγ＜γ’であると判断した場合は、摺擦モードへは移行せず、そのままジョブを継続する（Ｓ３０５）。

［感光体回転時間、帯電時間及び予測画像比率による制御］
次に、感光体１１の回転時間の積算値である感光体回転時間と、帯電ローラ１２への帯電電圧の印加時間の積算値である帯電時間と、画像形成動作や制御動作中に現像装置１４から消費されるトナーの量の予測値（ビデオカウント値）から算出される予測画像比率とに応じて、画像流れの発生を防止するための摺擦モードへ移行する方法について説明する。

図１６は、感光体回転時間と帯電時間と予測画像比率とに応じて摺擦モードへ移行する制御のフローを示す。

ＣＰＵ２０１は、ジョブ（例えばコピー動作）をスタートすると（Ｓ４０１）、摺擦モードに移行するタイミングであるか否かを判断する（Ｓ４０２）。

本実施例では、ＣＰＵ２０１は、画像形成動作及び制御動作中に帯電電源２から帯電ローラ１２に電圧を印加している時間を積算し、メモリ２０２に格納する。この際、ＣＰＵ２０１は、帯電時間検知手段として機能する。本実施例では、帯電交流電圧と帯電直流電圧とで、その印加開始タイミングと印加停止タイミングはほぼ同じタイミングであるので、帯電交流電圧の印加時間の積算値も、帯電直流電圧の印加時間の積算値もほぼ等しい。従って、本実施例では、帯電時間として帯電交流電圧の印加時間を積算する。

又、本実施例では、ＣＰＵ２０１は、画像形成動作及び制御動作中に感光体１１の感光体回転時間を積算し、メモリ２０２に格納する。この際、ＣＰＵ２０１は、感光体回転時間検知手段として機能する。

更に、本実施例では、ＣＰＵ２０１は、前述のようにしてＡ４サイズ１枚相当の現像スリーブ１４Ａの駆動時間当たりのトナー消費量である予測画像比率ｘ（％）を算出し、メモリ２０２に逐次に更新して記憶する。この際、ＣＰＵ２０１は、現像剤消費量予測手段として機能する。

本実施例では、ＣＰＵ２０１は、次のようにして摺擦モードに移行するタイミングであるか否かを判断する。即ち、帯電時間をα（ｓ）とする。又、感光体回転時間をβ（ｓ）とする。又、予測画像比率をｘ（％）とする。そして、ＣＰＵ２０１は、帯電時間αと感光体回転時間βと予測画像比率ｘとから、下記式、
σ＝β＋ｑ×（α／ｘ）
（ｑは帯電による画像流れの発生寄与度とトナー消費量による画像流れに対する寄与度によって決まる係数）
により、画像流れ発生指数σを算出する。

又、クリーニングブレード１５Ａのエッジ部に存在し、感光体１１を摺擦するのに必要なトナーが枯渇し、摺擦モードへの移行が必要となる時点に対応する基準値σ’がＣＰＵ２０１に予め設定されている。

そして、ＣＰＵ２０１は、下記式６が成立するか否かを判断する。
σ≧σ’ ・・・式６

ＣＰＵ２０１は、Ｓ４０２において、σ≧σ’であると判断した場合は、露光装置１３、帯電電源２（ＤＣ電源３、ＡＣ電源４）、現像電源６、及び一次転写電源７などに通常の画像形成時の動作を中断するように命じる。こうして、連続画像形成動作中であっても、画像形成動作を中止して、摺擦モードへ移行する（Ｓ４０３）。

ここで、前述のように、感光体１１の表面に付着する放電生成物による画像流れの発生には、感光体１１の使用量、感光体１１を帯電処理する時間が影響する。一方、クリーニング部へのトナーの供給量が多いことは、画像流れを発生し難くする方向に働き、クリーニング部へのトナーの供給量が少ないことは画像流れを発生し易くする方向に働く。従って、予め実験などにより基準値σ’を求めておくことによって、上記式６により、より画像流れの発生の可能性に即した適切な時期に摺擦モードを実行することが可能となる。

摺擦モードでは、ＣＰＵ２０１は、詳しくは後述するように、露光装置１３、帯電電源２（ＤＣ電源３、ＡＣ電源４）、現像電源６、及び一次転写電源７などに、図１７の制御シーケンスに従った動作を行わせる。

本実施例では、全ての画像形成部１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄで摺擦モードが必要である。摺擦モードでは、全ての画像形成部１０においてクリーニング部にトナーを供給したいため、全ての画像形成部１０について、それぞれσ≧σ’が成立するか否かを判断する。そして、σ≧σ’が成立すると判断した画像形成部１０においてのみ、摺擦モードを実行する。摺擦モードを実行しない画像形成部１０においては、感光体１１を空回転した状態で、摺擦モードを実行する画像形成部１０における当該モードの終了を待つ。

尚、別法として、全ての画像形成部１０についてσ≧σ’が成立するか否かを判断し、少なくとも１つの画像形成部１０においてσ≧σ’が成立すると判断した場合に、全ての画像形成部において摺擦モードを実行しても構わない。又、画像流れの発生し難さ、感光体１１の削れ難さが画像形成部１０ごとに異なる場合は、摺擦モードへ移行するタイミングを判断するための基準値σ’の値を画像形成部１０ごとに変更しても良い。又、摺擦モードを行わない画像形成部１０が存在しても良い。つまり、クリーニングブレード１５Ａに画像流れを抑制するのに十分なトナーを供給させることができればよい。

摺擦モードの動作は、前述の帯電時間に応じて摺擦モードへ移行する場合の動作と同様である。

再度、図１６を参照して、ＣＰＵ２０１は、摺擦モードが終了すると（Ｓ４０４）、再び露光装置１３、帯電電源２（ＤＣ電源３、ＡＣ電源４）、現像電源６、及び一次転写電源７などに通常の画像形成時の動作を開始するように命じる。こうして、ジョブ（例えばコピー動作）を継続する（Ｓ４０５）。

又、ＣＰＵ２０１は、Ｓ４０２においてσ＜σ’であると判断した場合は、摺擦モードへは移行せず、そのままジョブを継続する（Ｓ４０５）。

［摺擦モードの制御シーケンス］
次に、図１７を参照して、本実施例の摺擦モードの制御シーケンスについて説明する。

ＣＰＵ２０１は、画像流れ発生指標α、β又はσと基準値α’、β’又はσ’とを比較する。これにより、クリーニングブレード１５Ａで感光体１１の摺擦効果がなくなり、摺擦モードへの移行が必要だと判断すると、連続画像形成動作中であっても、画像形成動作を中止し、摺擦モードへ移行する。

摺擦モードでは、先ず、帯電電源２のＤＣ電源３とＡＣ電源４のそれぞれをＯＦＦにした状態で、感光体１１及び中間転写ベルト３１を回転させる。次に、現像装置１４の現像スリーブ１４Ａの回転を停止させた状態で、現像スリーブ１４Ａに現像電源６から現像電圧を印加する。本実施例では、摺擦モードでは現像電圧として−１００Ｖの直流電圧を現像スリーブ１４印加した。しかし、これに限定されるものではなく、感光体１１の削れ難さや画像流れの発生レベルに応じて、現像電位を調整し、トナー像の濃度を調整することが可能である。摺擦モードでは、露光装置１３による露光は行わない。感光体１１の表面電位は略０Ｖであるので、露光装置１３による露光で静電潜像を形成するのではなく、図１１の概念図に示すように、現像電位と略０Ｖである感光体１１の表面電位との電位差で、トナー像を感光体１１の表面に形成する（アナログ現像）。

このようにして、感光体１１上に形成されたトナー像は、図１３の概略図に示すように、クリーニングブレード１５Ａに到達し、クリーニングブレード１５による感光体１１の表面の摺擦効果を高めることができる。

又、実施例１と同様、本実施例では、摺擦モードにおいて、現像スリーブ１４Ａの回転を停止させた。摺擦モードにおいて現像スリーブ１４Ａの回転を停止させるか又は現像スリーブ１４Ａの回転速度を減速させることで、実施例１で説明したような更なる効果を得ることができる。

尚、本実施例では、摺擦モードにおいて、一次転写電源７もＯＦＦにしているが、中間転写ベルト３１と感光体１１との圧接部において、感光体１１上のトナー像の一部が中間転写ベルト３１上に転移されることがある。そのため、より効果的にトナー像を感光体１１上に残留させるためには、一次転写ローラ３５を感光体１１から離間させることで、感光体１１と中間転写ベルト３１とを離間させるか又は押圧力を弱めることができる。

又、放電生成物の生成を可及的に抑制するためには、摺擦モードでは一次転写電源７をＯＦＦにするか又は一次転写ローラ３５の電位を略０Ｖに保つのが好ましい。しかし、図１８のタイミングチャートに示すように、一次転写ローラ３５へ電圧を印加してもよい。例えば、中間転写ベルト３１上のトナーをクリーニングする中間転写クリーニング装置３７へトナーを供給する必要がある場合などにはこの方法を採用すればよい。但し、この場合は、感光体１１上に残留するトナーの量が減ってしまうため、上記本実施例の場合よりも現像電位の絶対値を大きくして、感光体１１上に予めよりトナー量の多いトナー像を形成しておく必要がある。

又、前述のように、画像流れの発生レベルや、感光体の削れ難さに応じて、各色の画像形成部ごとに、摺擦モードに移行するか否かを決めても構わない。又、各色の画像形成部ごとに、現像電圧の設定を変えて、感光体上に形成するトナー像の濃度を変えても構わない。

又、装置本体１の周囲の温湿度から算出される絶対水分量（ｇ）によって画像流れの発生し易さは変わる。そのため、本実施例では、前述の式１により算出される絶対水分量が２０ｇの環境下において、本実施例の制御による効果を検証した。しかし、例えば、絶対量水分量が５ｇ以下の環境においては、ほとんど画像流れが発生しない場合がある。従って、例えば、温湿度センサー５０の検知結果から装置本体１の周囲の環境の絶対水分量を算出して、所定の閾値よりも低湿度の環境下では摺擦モードへの移行は行わないなど、摺擦モードへの移行の選択が可能とされていてもよい。つまり、温湿度センサー５０による装置本体１の周囲の温湿度情報の検出値によって、摺擦モードに移行するか否かの判断をすることが可能である。

又、例えば、実施例１のように摺擦モードが予約されている場合などに、電源ＯＮ時又はスリープ状態からの復帰時に、更に上述のような式４〜６により摺擦モードの実行の要否を判断するようにしてもよい。

本実施例の効果を検証した結果を表２に示す。表２には、摺擦モード時の帯電時間α、感光体回転時間β、予測画像比率ｘの値と、摺擦モード時の帯電直流電圧、帯電交流電圧、現像電位及び一次転写電圧の印加の有無と、画像流れの発生の有無との関係を示す。又、表２には、各場合について摺擦モードへの移行が必要となる時点に対応する基準値α’、γ’、σ’の値を示している。更に、表２には、各場合についての実際の画像流れ発生指標α（帯電時間）、γ（帯電時間及び感光体回転時間から算出）、σ（帯電時間、感光体回転時間及び予測画像比率から算出）を示している。

表２から、本実施例に従う摺擦モードによって、画像流れを抑制し得ることが分かる。

以上、本実施例によれば、クリーニング部に介在するトナーの量が低下した際に発生し易い画像流れの発生を防止することができる。又、本実施例では、必要時にのみ摺擦モードを実施することができるので、摺擦モードによるトナーの消費量を抑制することができる。

特に、前多回転工程や紙間などの非画像形成時の制御中にクリーニング部に供給されるトナーの量をも含めて、画像形成装置１００の一定の駆動量当たりにクリーニング部に供給されるトナーの量を予測することで、次のような効果が得られる。即ち、クリーニング部材による感光体のクリーニング部にトナーが枯渇し易い状況となる非画像形成時の制御動作や低印字率の画像形成動作が連続する場合に発生し易い画像流れを、より効果的に抑制することができる。又、画像比率の高い画像形成が連続した場合などの、比較的クリーニング部へのトナーの供給が十分に行われている場合には、摺擦モードの実行の頻度を低下することができるので、摺擦モードによるトナー消費量を抑制する効果を向上することができる。

又、摺擦モードによる感光体のクリーニングは、特別な装置を必要とせず、画質などには全く影響を与えず効果を発揮できるので、非常に安価で、省スペース化が図れる方法で、画像流れの発生を防止できる。

１０ 画像形成部
１１ 感光体
１２ 帯電ローラ
１３ 露光装置
１４ 現像装置
１５ 感光体クリーニング装置
３１ 中間転写ベルト

Claims (5)

1. 感光体と、前記感光体を帯電させる帯電手段と、前記帯電手段に直流電圧を印加する直流電圧印加手段と、前記帯電手段により帯電させられた前記感光体を露光する露光手段と、トナーを担持して搬送する回転可能な現像剤担持体を有し前記感光体上にトナーを供給してトナー像を形成する現像手段と、前記感光体上のトナー像を被転写体に転写させる転写手段と、前記感光体に接触して前記感光体上のトナーを除去するクリーニング手段と、前記現像手段から前記感光体上に供給したトナーを前記クリーニング手段と前記感光体との接触部に到達させる摺擦動作を実行させる制御手段と、を有し、
   前記制御手段は、当該画像形成装置の一定の駆動量当たりに画像形成動作及び非画像形成時の制御動作で前記現像手段から消費されたトナーの量に応じて、前記摺擦動作の実行するタイミングを決定し、前記摺擦動作では、前記帯電手段に直流電圧を印加せず、前記露光手段による露光を行わず、前記現像剤担持体の回転を停止させるか又は前記現像剤担持体の回転速度を画像形成時よりも減速した状態で前記現像剤担持体に現像電圧を印加することで、前記感光体上にトナー像を形成させることを特徴とする画像形成装置。
2. 前記制御手段は、当該画像形成装置の一定の駆動量当たりに画像形成動作及び非画像形成時の制御動作で前記現像手段から消費されたトナーの量として、前記現像手段の一定の駆動時間当たりに画像形成動作及び非画像形成時の制御動作により形成された画像の画像比率に応じて、前記摺擦動作を実行するタイミングを決定することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記制御手段は、更に前記感光体の回転時間及び前記帯電手段による前記感光体の帯電時間の少なくとも１つに応じて、前記摺擦動作を実行するタイミングを決定することを特徴とする請求項１又は２に記載の画像形成装置。
4. 前記帯電手段に直流電圧に重畳して交流電圧を印加する交流電圧印加手段を有し、前記制御手段は、前記摺擦動作では、前記帯電手段に直流電圧及び交流電圧を印加せず、前記露光手段による露光を行わず、前記現像剤担持体の回転を停止させるか又は前記現像剤担持体の回転速度を画像形成時よりも減速した状態で前記現像剤担持体に現像電圧を印加することで、前記感光体上にトナー像を形成させることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の画像形成装置。
5. 前記摺擦動作で前記現像剤担持体に印加する現像電圧の電位の絶対値は、画像形成時に前記現像剤担持体に印加する現像電圧の電位の絶対値よりも小さいことを特徴とする請求項４に記載の画像形成装置。

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