JP2015232586A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 本発明は、複数の像担持体を共通の一つの駆動源により駆動する場合でも、クリーニング手段の欠けや、めくれの発生を低減することができる。
【解決手段】 画像形成部109Ｙ，109Ｍ，109Ｃ，109Ｂｋを複数備え、複数の感光ドラム103Ｙ，103Ｍ，103Ｃを共通して駆動する一つのカラーモータ201Ａと、該カラーモータ201Ａの駆動トルクＴを検知するカラーモータ駆動トルク検知装置202Ａと、該カラーモータ駆動トルク検知装置202Ａにより検知した駆動トルクＴが閾値Ｔ_０よりも大きくなったときに、複数の画像形成部109Ｙ，109Ｍ，109Ｃから印字率に関する情報に基づいて選択された画像形成部109Ｙ，109Ｍ，109Ｃの感光ドラム103Ｙ，103Ｍ，103Ｃ上に潤滑剤を供給する。
【選択図】 図５

Description

本発明は、複数の画像形成ユニットを備える画像形成装置に関するものである。

画像形成装置の処理スピードの高速化に伴い、フルカラーの画像形成装置としては、ベルト部材に対応して複数の画像形成部を並べて配置し、各色の作像プロセスを並行処理する構成が主流となっている。例えば、電子写真方式の画像形成装置では、中間転写ベルトを用いたフルカラータンデム方式が採用されている。

フルカラータンデム方式では、並んで配列された複数の画像形成ユニットによってそれぞれ色の異なるトナー像が形成される。それ等のトナー像を中間転写ベルト上に重ねて一次転写し、該中間転写ベルト上のトナー像を一括して記録材に二次転写する。その後、記録材上のトナー像を定着してフルカラー画像を得る画像形成方式である。

各画像形成ユニットは、感光ドラムの表面を帯電させる帯電ローラ、帯電した感光ドラムの表面を露光して潜像を形成するレーザースキャナを有する。更に、感光ドラムの表面上の潜像をトナー像として現像する現像装置、現像されたトナー像を中間転写ベルト上に転写するための一次転写ローラ、一次転写後に感光ドラムの表面上に残留したトナーを除去するクリーニング部材等を有する。

クリーニング部材としては、ゴム等の弾性材料からなるクリーニングブレードが広く用いられており、クリーニングブレードのエッジを感光ドラムの回転方向に対向するように当接させるカウンター方式が一般的である。カウンター方式のブレードクリーニングには、構成が簡単で低コストであり、また、トナー除去性能も高いといった利点がある。その一方で、クリーニングブレードと感光ドラムとの間の摩擦が大きくなった場合には、クリーニングブレードの欠けや、クリーニングブレードが反転してしまう「めくれ」といった問題が発生する。

このような問題に対応するために、クリーニングブレードと感光ドラムとのニップ部に潤滑剤を供給して摩擦力を低減させる対策が取られてきた。例えば、特許文献１では感光ドラムの駆動トルクを測定し、駆動トルクが所定の値より大きくなると、潤滑剤としてトナー等を供給する構成が開示されている。また、特許文献２では所定枚数の記録材の印字毎に潤滑剤としてトナーを供給し、クリーニングブレードと感光ドラムとの摩擦力の増大を未然に防ぐ構成が開示されている。

特開２００４−２５８４１９号公報 特開２００５−１０６９２０号公報

しかしながら、近年では低コストなフルカラー画像形成装置の需要が高まっており、複数の感光ドラムを共通の一つのモータで駆動する構成が主流になってきている。この構成では各画像形成ステーションの感光ドラムの駆動トルクを個別に測定することは不可能であるため特許文献１のように駆動トルクの値だけを検知して潤滑剤を供給する構成は有効でない。

また、特許文献２のように所定枚数の記録材の印字毎に潤滑剤を供給する場合、潤滑剤を供給する必要のない画像形成ステーションにも潤滑剤を供給することになる。このため無駄な潤滑剤の消費が増えてしまうといった問題が発生する。

本発明は前記課題を解決するものであり、その目的とするところは、複数の像担持体を共通の一つの駆動源により駆動する場合でも、クリーニング手段の欠けや、めくれの発生を低減することができる画像形成装置を提供するものである。

前記目的を達成するための本発明に係る画像形成装置の代表的な構成は、静電潜像を担持する像担持体と、前記像担持体に担持された静電潜像にトナーを供給してトナー像を現像する現像手段と、前記現像手段により現像されたトナー像を転写部材に転写する転写手段と、前記転写手段により前記転写部材にトナー像が転写された後に前記像担持体上に残ったトナーを除去するクリーニング手段と、を有する画像形成ユニットを複数備え、前記複数の像担持体を共通して駆動する一つの駆動源と、前記駆動源の駆動負荷を検知する負荷検知手段と、前記負荷検知手段により検知した駆動負荷が所定の値よりも大きくなったときに、前記複数の画像形成ユニットから印字率に関する情報に基づいて選択された画像形成ユニットの像担持体上に潤滑剤を供給することを特徴とする。

上記構成によれば、複数の像担持体を共通の一つの駆動源により駆動する場合でも、クリーニング手段の欠けや、めくれの発生を低減することができる。

本発明に係る画像形成装置の構成を示す模式断面説明図である。 （ａ）は三つの像担持体を一つの駆動源により共通して駆動する構成を示す図である。（ｂ）は複数の像担持体をそれぞれの駆動源により駆動する構成を示す図である。 （ａ）はトナー消費量の多い画像で耐久試験を行なった場合の像担持体の駆動トルクと、記録材の耐久枚数との推移を示す図である。（ｂ）はトナー消費量が少ない画像で耐久試験を行なった場合の像担持体の駆動トルクと、記録材の耐久枚数との推移を示す図である。 本発明に係る画像形成装置の第１実施形態の制御系の構成を示すブロック図である。 第１実施形態における潤滑剤供給動作を説明するフローチャートである。 記録材の画像形成枚数に対応する像担持体の駆動トルクと、予め設定されるトルク閾値とを示す図である。 本発明に係る画像形成装置の第３実施形態における潤滑剤供給動作を説明するフローチャートである。

図により本発明に係る画像形成装置の一実施形態を具体的に説明する。

先ず、図１〜図６を用いて本発明に係る画像形成装置の第１実施形態の構成について説明する。図１は本実施形態の画像形成装置３の構成を示す断面説明図である。図１に示す画像形成装置３は電子写真方式の複写機の一例である。画像形成装置３は図示しないコンピュータ等から送られた画像信号に従って記録材Ｐに画像を形成する。また、イエローＹ、マゼンタＭ、シアンＣ、ブラックＢｋの４色の画像形成部109Ｙ，109Ｍ，109Ｃ，109Ｂｋを被転写部材となる中間転写ベルト101上に並べて配置したフルカラータンデム方式の画像形成装置３である。

＜フルカラー画像形成プロセス＞
先ず、フルカラー画像を形成するプロセスについて説明する。本実施形態の画像形成装置３は、画像形成ユニットとなるイエローＹのトナーにより画像を形成する画像形成部109Ｙを有する。更に、マゼンタＭのトナーにより画像を形成する画像形成部109Ｍと、シアンＣのトナーにより画像を形成する画像形成部109Ｃとを有する。更に、ブラックＢｋのトナーにより画像を形成する画像形成部109Ｂｋとを有する。本実施形態では、画像形成ユニットを複数備える。尚、説明の都合上、画像形成部109Ｙ，109Ｍ，109Ｃ，109Ｂｋを単に画像形成部109と説明する場合もある。他の各画像形成プロセス手段についても同様である。

複数の画像形成ユニットを構成する画像形成部109Ｙと、画像形成部109Ｍと、画像形成部109Ｃと、画像形成部109Ｂｋとは、トナーの色が異なる以外は、同様の構成である。このため以下の説明では代表して画像形成部109Ｙを用いて説明する。

画像形成ユニットとなる画像形成部109Ｙは、静電潜像を担持する像担持体となる感光ドラム103、該感光ドラム103の表面を一様に帯電する帯電手段となる帯電ローラ104、像露光手段となる露光装置105を有する。更に、感光ドラム103の表面に担持された静電潜像にトナーを供給してトナー像を現像する現像手段となる現像装置106を有する。更に、現像装置106により現像されたトナー像を被転写部材となる中間転写ベルト101の外周面上に転写する転写手段となる一次転写ローラ107を有する。

更に、一次転写ローラ107により中間転写ベルト101の外周面上にトナー像が転写された後に、感光ドラム103の表面上（像担持体上）に残ったトナーを除去するクリーニング手段となるクリーニングブレード108等を有する。本実施形態のクリーニングブレード108は感光ドラム103の表面に当接するウレタンゴムからなる。

図１の矢印方向に回転する感光ドラム103は、帯電バイアス電圧が印加される帯電ローラ104により表面が一様に帯電される。そして、画像形成装置３に入力された画像情報信号に基づいて露光装置105が駆動され、一様に帯電された感光ドラム103の表面を露光する。これにより感光ドラム103の表面に画像情報に応じた静電潜像が形成される。感光ドラム103の表面上に形成された静電潜像は、現像装置106によりトナーが供給されて現像され、該感光ドラム103の表面上にトナー像が形成される。

その後、一次転写ローラ107には、所定の加圧力及び静電的負荷バイアス電圧が印加される。これにより感光ドラム103の表面上に形成されたトナー像が中間転写ベルト101の外周面上に転写される。その後、感光ドラム103の表面上に残った転写残トナーはクリーニングブレード108により掻き取られて回収され、再び次の画像形成に備える。

以上説明した画像形成部109は、図１の場合、イエローＹ、マゼンタＭ、シアンＣ及びブラックＢｋの４セット存在する。そのため、中間転写ベルト101の外周面上に形成されたイエローＹのトナー像に対して、画像形成部109Ｍで形成されたマゼンタＭのトナー像が該中間転写ベルト101の外周面上に転写される。

更に、中間転写ベルト101の外周面上に形成されたマゼンタＭのトナー像に対して、画像形成部109Ｃで形成されたシアンＣのトナー像が該中間転写ベルト101の外周面上に転写される。更に、シアンＣのトナー像に対して、画像形成部109Ｂｋで形成されたブラックＢｋのトナー像が該中間転写ベルト101の外周面上に転写される。このように、異なる色のトナー像が中間転写ベルト101の外周面上に重ねられて形成されることでフルカラーのトナー像が中間転写ベルト101の外周面上に形成される。

中間転写ベルト101の外周面上に形成されたフルカラーのトナー像は、二次転写手段となる二次転写外ローラ111が対向する二次転写部へと搬送される。二次転写部は、対向する第一の二次転写部材である駆動ローラ（二次転写内ローラを兼ねる）110及び第二の二次転写部材である二次転写外ローラ111により形成される二次転写ニップ部である。そして、二次転写外ローラ111に所定の加圧力と静電的負荷バイアス電圧が与えられることで、中間転写ベルト101の外周面上に形成されたフルカラーのトナー像が記録材Ｐ上に二次転写される。

その後、記録材Ｐは定着手段となる定着装置112へと搬送される。定着装置112には様々な構成及び方式がある。本実施形態では、図１に示すように、対向する定着ローラ112ａ及び加圧ローラ112ｂが形成する定着ニップ部内で所定の加圧力と熱量を与えて記録材Ｐ上にトナー像を溶融固着させる。このようにして記録材Ｐ上に定着したフルカラー画像を得ることができる。

また、二次転写後に中間転写ベルト101の外周面上に残った転写残トナーは、中間転写ベルトクリーナ102により回収されて次の画像形成に備える。

＜画像形成部＞
次に、画像形成部109の各構成要素について説明する。本実施形態の感光ドラム103は、外径直径が約３０ｍｍで負帯電性の有機感光体（ＯＰＣ；Organic Photo Conductor）で構成される。感光ドラム103は、アルミニウム製のシリンダ（導電性ドラム基体）の表面に、光の干渉を抑え、上層の接着性を向上させる下引き層と、光電荷発生層と、電荷輸送層との三層を下から順に塗布して構成されている。

本実施形態において、複数の像担持体となる感光ドラム103Ｙ，103Ｍ，103Ｃは、図２（ａ）に示すように、一つの駆動源となるカラーモータ201Ａにより共通して図１の矢印方向にそれぞれ回転駆動される。

帯電手段となる帯電ローラ104は、導電性ゴムローラを用いた接触帯電方式であり、芯金と、その外周の導電性ゴム層から構成されている。芯金の両端部は図示しない軸受け部材により回転自在に保持される。更に、芯金の両端部は図示しない押し圧ばねによって感光ドラム103の回転中心方向に付勢して該感光ドラム103の表面に対して所定の押圧力をもって圧接されている。

帯電ローラ104は、感光ドラム103の回転に伴って従動回転する。帯電ローラ104の芯金には図示しない帯電バイアス電源によって所定の帯電バイアス電圧が印加され、感光ドラム103の表面が所定の極性・電位に接触帯電処理される。例えば、本実施形態では、帯電ローラ104に−１３５０Ｖの直流電圧を印加すると、感光ドラム103の表面が−７５０Ｖに帯電される。

本実施形態では、露光装置105として半導体レーザを用いたレーザビームスキャナを用いた。レーザビームスキャナは図示しない画像読み取り装置等から入力される画像信号に対応して変調されたレーザ光を出力する。そして、帯電ローラ104により一様に帯電処理された感光ドラム103の表面を走査露光（イメージ露光）する。この走査露光により感光ドラム103の表面のレーザ光で照射されたところの電位が低下する。これにより感光ドラム103の表面には走査露光した画像情報に対応した静電潜像が順次に形成される。

現像手段となる現像装置106は、本実施形態では二成分磁気ブラシ現像方式の反転現像装置であり、感光ドラム103の表面の露光部分（明部）にトナーが付着して静電潜像が反転現像される。現像装置106は、現像スリーブ、マグネットローラ、現像剤規制ブレード、現像剤攪拌部材から構成されている。現像剤担持体としての現像スリーブは回転可能な非磁性の素管であり、現像スリーブの内部に磁界発生手段としてのマグネットローラが固定配置されている。また、現像剤規制ブレードは金属板であり、現像スリーブから所定の距離に固定配置されている。

本実施形態での現像剤は、非磁性トナーと磁性キャリアとの混合物であり、現像剤攪拌部材によって均一に攪拌されながら現像スリーブへと搬送され、マグネットローラの磁力によって現像スリーブの表面上に担時される。現像スリーブの表面上の現像剤は、現像剤規制ブレードにより層厚を所定の値に規制され、現像スリーブの回転に伴って感光ドラム103と対向する現像領域に搬送される。

現像スリーブに、所定の現像バイアス電圧が印加されることにより、感光ドラム103の表面に静電潜像に対応したトナー像が形成される。本実施形態において現像スリーブへ印加する現像バイアス電圧は、直流電圧と交流電圧とを重畳した振動電圧であり、具体的には、直流電圧が−６００Ｖ、交流電圧は、周波数が６．０ｋＨｚ、ピーク間電圧が１４００Ｖの矩形波を重畳した振動電圧である。

本実施形態では、ポリエステルを主体とした樹脂バインダーに顔料を混錬したものを粉砕分級して得られた平均粒径が約６μｍのトナーを用いる。また、本実施形態での磁性キャリアの抵抗は約１×１０^１３Ω・ｃｍ、粒径は４０μｍであり、トナーは磁性キャリアとの摺擦により負極性に摩擦帯電される。

一次転写ローラ107は導電性スポンジローラであり、芯金の両端部が図示しない軸受け部材により回転自在に保持されると共に、押し圧ばねによって感光ドラム103に向けて所定の押圧力で圧接されている。このとき、一次転写ローラ107と感光ドラム103とは、中間転写ベルト101を挟み込むように圧接されており、これにより一次転写部を形成している。

感光ドラム103の表面上に形成されたトナー像が該感光ドラム103の回転に伴って中間転写ベルト101を介在して一次転写ローラ107が対向する一次転写部に到達する。すると、所定の加圧力及び一次転写ローラ107に印加される一次転写バイアス電圧によって感光ドラム103の表面上に形成されたトナー像が中間転写ベルト101の外周面上に転写される。本実施形態における感光ドラム103と一次転写ローラ107との加圧力は８．８Ｎ（９００ｇｆ）であり、図示しない一次転写バイアス電源から一次転写ローラ107に印加される一次転写バイアス電圧は１０００Ｖの直流電圧である。

＜クリーニング手段＞
クリーニング手段となるクリーニングブレード108は、本実施形態ではウレタンゴムを用いて構成している。中間転写ベルト101を介在して感光ドラム103と一次転写ローラ107が対向する一次転写部において感光ドラム103の表面上に形成されたトナー像が中間転写ベルト101の外周面上に一次転写される。その後、感光ドラム103の表面上に残った転写残トナーはクリーニングブレード108により掻き取って回収される。

本実施形態のクリーニングブレード108は、感光ドラム103の駆動方向に対向してカウンター方向に当接される。具体的には、感光ドラム103の表面の接線に対してクリーニングブレード108の設定角がカウンター方向に２５°である。また、クリーニングブレード108の感光ドラム103の表面に対する当接圧は２９．４Ｎ／ｍ（３０ｇｆ／ｃｍ）である。また、クリーニングブレード108として使用するウレタンゴムの硬度はＪＩＳ−Ａ硬度で７５度、ウレタンゴムの厚さは２ｍｍである。

＜被転写部材＞
次に被転写部材となる中間転写ベルト101の構成について説明する。中間転写ベルト101は、図１の矢印方向へ搬送駆動されるベルト部材からなる。図１に示すように、中間転写ベルト101は、駆動部材となる駆動ローラ110、ステアリング部材となるステアリングローラ115、張架部材となる張架ローラ113，114によって張架されて回転駆動される。本実施形態では、二次転写内部材となる二次転写内ローラの機能を駆動ローラ110が兼ねる。また、中間転写ベルト101に所定の張力を付与するテンションローラの機能はステアリングローラ115が兼ねる。尚、中間転写ベルト101を張架するローラの本数は図１の構成に限定されるものではない。

中間転写ベルト101の材質としては、回転駆動中におけるベルトのしわの発生を防止するために、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ；PolyVinylidene DiFluoride）が適用出来る。更に、ポリアミド、ポリイミド、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ；polyethylene terephthalate）及びポリカーボネート等の剛性の高い樹脂を用いることが望ましい。

また、中間転写ベルト101の厚さとしては、薄すぎると磨耗による十分な耐久性が得られなくなったり、厚すぎると駆動ローラ110やステアリングローラ115や張架ローラ113，114の外周面に沿って適当に曲がらずに凹みや折れが発生したりする。このため中間転写ベルト101の厚さは、０．０２ｍｍ〜０．５０ｍｍの範囲が望ましい。本実施形態では、中間転写ベルト101は、ポリイミドを基層とする樹脂ベルトとし、引張り弾性係数Ｅが１８０００Ｎ／ｃｍ^２、膜厚０．０８ｍｍとしている。

＜感光ドラムの駆動構成＞
本実施形態では、画像形成装置３の低コスト化のために図２（ａ）に示すように、複数の感光ドラム103（三つの各感光ドラム103Ｙ，103Ｍ，103Ｃ）を共通のカラーモータ201Ａにより回転駆動する。一方、感光ドラム103Ｂｋを独立した一つのブラックモータ201Ｂｋにより回転駆動する。

図２（ｂ）に示す比較例では以下の通りである。四つの各感光ドラム103（感光ドラム103Ｙ，103Ｍ，103Ｃ，103Ｂｋ）をそれぞれ別々の四つのイエローモータ201Ｙ、マゼンタモータ201Ｍ、シアンモータ201Ｃ、ブラックモータ201Ｂｋで回転駆動する。図２（ａ）に示す本実施形態では、図２（ｂ）に示す比較例の構成と比べて、感光ドラム103を回転駆動するモータの個数を図２（ｂ）に示す比較例の四個から図２（ａ）に示す本実施形態の二個に削減することが出来る。更に、白黒モード時には、独立したブラックモータ201Ｂｋにより感光ドラム103Ｂｋのみでの回転駆動を可能にしている。

＜負荷検知手段＞
また、図２（ａ）に示す駆動源となる本実施形態のカラーモータ201Ａとブラックモータ201Ｂｋとは、図４に示すカラーモータ駆動トルク検知装置202Ａ及びブラックモータ駆動トルク検知装置202Ｂｋを備えている。図４に示すカラーモータ駆動トルク検知装置202Ａ及びブラックモータ駆動トルク検知装置202Ｂｋは、カラーモータ201Ａとブラックモータ201Ｂｋとのそれぞれの駆動負荷となる駆動トルクを検知する負荷検知手段を構成する。これらのモータ駆動トルク検知装置の構成は特に限定されないが、本実施形態では各モータの駆動電流を検知して駆動トルクを求める。

＜潤滑剤供給手段＞
クリーニングブレード108と感光ドラム103との間の摩擦抵抗が大きくなった場合には、該クリーニングブレード108の欠けやクリーニングブレード108が反転してしまう「めくれ」といった問題が発生する。本実施形態ではクリーニングブレード108と感光ドラム103との間の摩擦力を該感光ドラム103の駆動トルクとして検知する。

クリーニングブレード108の欠けや、めくれといった問題の発生を防止する。そのためにはクリーニングブレード108と感光ドラム103とが当接するニップ部に潤滑剤を供給してクリーニングブレード108と感光ドラム103との間の摩擦力を低下させれば良い。本実施形態では感光ドラム103の駆動トルクが大きくなった場合に、潤滑剤として画像形成に供しない未転写のトナー帯（感光ドラム103の表面にトナーを該感光ドラム103の回転軸方向に沿って帯状に形成したもの）を供給する。

本実施形態では、潤滑剤供給の一例として、図１に示す画像形成部109Ｙにおいて潤滑剤供給を行なう場合の一例について説明する。潤滑剤として用いるトナー帯は現像装置106Ｙの現像幅全域で形成される。そして、潤滑剤として用いるトナー帯はクリーニングブレード108Ｙの長手方向の長さと略同一の長さを持たせている。

このとき、画像形成に供しないトナーを感光ドラム103Ｙの表面上（像担持体上）に供給するときは、転写手段となる一次転写ローラ107Ｙには、通常の画像形成時とは逆極性の転写バイアス電圧としての直流電圧を印加する。これにより感光ドラム103Ｙの表面に形成された潤滑剤として用いるトナー帯が中間転写ベルト101の外周面上に転写される量を低減させる。そして、潤滑剤として作用し得る十分なトナー量を感光ドラム103Ｙの表面上に残したまま効果的にクリーニングブレード108Ｙに供給することが出来る。

尚、潤滑剤として用いるトナー帯の感光ドラム103Ｙの表面上のトナー載り量は０．５ｍｇ／ｃｍ^２である。該トナー帯の搬送方向（感光ドラム103Ｙの回転方向）の長さは１０ｍｍである。潤滑剤として用いるトナーの供給時には一次転写ローラ107Ｙに−５００Ｖの直流電圧を印加した。

本実施形態では、通常の画像形成時に一次転写ローラ107Ｙに印加する一次転写バイアス電圧が１０００Ｖの直流電圧である。これに対して、潤滑剤として画像形成に供しないトナーを感光ドラム103Ｙの表面上に供給するときは一次転写ローラ107Ｙに逆極性の−５００Ｖの直流電圧を一次転写バイアス電圧として印加する。ただし、本発明はこれらの具体的な数値に限定されるものではない。

＜優先順位の付け方＞
本実施形態では、図５に示すように、負荷検知手段となるカラーモータ駆動トルク検知装置202Ａにより検知したカラーモータ201Ａの駆動負荷となる駆動トルクＴが、予め設定した所定の値（閾値Ｔ_０）よりも大きくなる。そのときに、複数の画像形成ユニットとなる画像形成部109Ｙ，109Ｍ，109Ｃから印字率に関する情報に基づいて潤滑剤となる画像形成に供しないトナーを供給する。印字率に関する情報に基づいて選択された画像形成部109Ｙ，109Ｍ，109Ｃの感光ドラム103Ｙ，103Ｍ，103Ｃの表面上に潤滑剤となる画像形成に供しないトナーを供給する。

図２（ａ）に示すブラックモータ201Ｂｋの駆動トルクが大きくなった場合には、画像形成部109Ｂｋにおいて潤滑剤として用いるトナーの供給を行なえば良い。しかし、図２（ａ）に示すカラーモータ201Ａの駆動トルクが大きくなった場合には、カラーモータ201Ａにより三つの感光ドラム103Ｙ，103Ｍ，103Ｃを回転駆動している。このため画像形成部109Ｙ，109Ｍ，109Ｃのうちの、どの画像形成ステーションで潤滑剤として用いるトナーの供給を行なう必要があるかを判断できない。

ここで、三つの画像形成ステーション全てに潤滑剤として用いるトナーの供給を行なうと、本来必要ない画像形成ステーションにも潤滑剤として用いるトナーの供給を行なうことになり、無駄なトナー消費量が増えてしまう。

そこで、本実施形態では、カラーモータ201Ａの駆動トルクＴが大きくなった場合に、各画像形成ステーションに予め優先順位を設定して潤滑剤として用いるトナーの供給を行なう。これによりトナー消費量を最小限に抑えることが出来る。

以下、この優先順位の付け方について説明する。通常、クリーニングブレード108で掻き取った感光ドラム103の表面上の転写残トナーの一部がクリーニングブレード108のエッジに付着し、該クリーニングブレード108のエッジと感光ドラム103の表面との間の潤滑剤として作用している。しかし、白ベタ画像等のトナー消費量の少ない画像を印刷した場合には、感光ドラム103の表面上の転写残トナーの量自体が少ない。このためクリーニングブレード108のエッジに付着して潤滑作用に寄与するトナーの量も少なくなる。結果として、トナー消費量の多い画像を印刷する場合と比較して、感光ドラム103の駆動トルクが大きくなる可能性が高くなる。

そこで、本実施形態では、各画像形成ステーションで形成した画像の印字率を図４に示す記憶手段となるメモリ２に記憶しておく。そして、カラーモータ201Ａの駆動トルクＴが大きくなった場合には、印字率の低い画像形成ステーションから順に潤滑剤として用いるトナーの供給を行なう。本実施形態では、感光ドラム103Ｙ，103Ｍ，103Ｃの表面上に潤滑剤となる画像形成に供しないトナーを供給する優先順位は、直近の所定枚数の記録材Ｐにおける印字率が低い順番である。カラーモータ201Ａの駆動トルクＴが正常な範囲に戻れば、残りの画像形成ステーションには潤滑剤として用いるトナーの供給を行なわないようにする。これにより無駄なトナー消費を行なわずに済む。

本実施形態では、直近の２００枚の記録材Ｐに対するフルカラー画像の累積印字率をメモリ２に記憶しておく。そして、この累積印字率の低い画像形成ステーションから順に潤滑剤として用いるトナーの供給を行なう。ただし、本発明は、これらの具体的な数値に限定されるものではない。

＜カラーモータの駆動トルクの閾値＞
本実施形態では、カラーモータ201Ａの駆動トルクＴを検知して、該駆動トルクＴが予め設定した所定の閾値Ｔ_０を超えた場合に、前述した優先順位に基づいて各感光ドラム103Ｙ，103Ｍ，103Ｃの表面上に潤滑剤として用いるトナーの供給を行なう。

次にカラーモータ201Ａの駆動トルクＴの閾値Ｔ_０の決め方について説明する。感光ドラム103の駆動トルクは、一般的に記録材Ｐに対する画像形成枚数に応じて増加していく。トナー消費量の多い画像で耐久試験を行なうと、図３（ａ）に示すように、感光ドラム103の駆動トルクは、耐久枚数（記録材Ｐに印刷する枚数）の増加に伴って緩やかに増加した後、一定の値に飽和する。

しかしながら、白ベタ画像のようにトナー消費が殆ど無い画像で耐久試験を行なうと、図３（ｂ）に示すように、感光ドラム103の駆動トルクは耐久枚数（記録材Ｐに印刷する枚数）の増加に伴って急激に増加する。感光ドラム103の駆動トルクが図３（ａ）に示す正常な駆動トルクの２倍〜３倍程度になると、クリーニングブレード108の欠けや、めくれ等の問題が発生する。

そこで、一つの画像形成部109のみでトナー消費量が多い画像での耐久試験を行ない、図３（ａ）に示すように、予め正常時の感光ドラム103の駆動トルクの推移を測定しておく。例えば、本実施形態では、図６に示すように、記録材Ｐにおける印字率が５％の画像で、画像形成した記録材Ｐの枚数が０枚、３×１０^３枚、５×１０^３枚、１０×１０^３枚、２０×１０^３枚、３０×１０^３枚について耐久試験を行なった。その結果、図６に示すような感光ドラム103の駆動トルクの推移となった。

図２（ａ）に示すように、カラーモータ201Ａは三つの感光ドラム103Ｙ，103Ｍ，103Ｃを共通して回転駆動する。そのため正常時には、予め測定しておいた一つの感光ドラム103の駆動トルクの約３倍の駆動トルクになる。

本実施形態では、各画像形成ステーションでのバラツキも考慮して、予め測定しておいた一つの感光ドラム103の駆動トルクの約３倍の駆動トルクに更に１．２倍した値をカラーモータ201Ａの駆動トルクＴの閾値Ｔ_０として採用した。そして、図６に示すような各画像形成枚数に対するカラーモータ201Ａの駆動トルクＴの閾値Ｔ_０を得た。

また、クリーニングブレード108の欠けや、めくれが起きるときには、正常時の駆動トルクの２倍〜３倍程度になる。このため前述したような１．２倍程度のマージンであれば、クリーニングブレード108の欠けや、めくれに至る前に検知することができる。ただし、本発明はこれらの具体的な数値に限定されるものではない。尚、図６に記載していない画像形成枚数については、図６に記載した画像形成枚数に基づいて線形補間して各画像形成枚数に対するカラーモータ201Ａの駆動トルクＴの閾値Ｔ_０を求めれば良い。

また、カラーモータ201Ａ及びブラックモータ201Ｂｋの駆動トルクを検知するタイミングについては、クリーニングブレード108で転写残トナーを掻き取っている状態ではトルク変動が大きい。このため画像形成前の前回転時や画像形成後の後回転時にカラーモータ201Ａ及びブラックモータ201Ｂｋの駆動トルクの検知を行なうことが望ましい。本実施形態では潤滑剤として用いるトナーの供給を行なう場合のダウンタイム（停止時間）を無くすために、画像形成後の後回転時にカラーモータ201Ａ及びブラックモータ201Ｂｋの駆動トルクの検知を行なう。その検知結果に基づいて潤滑剤として用いるトナーの供給実行の有無を判断することとした。

＜潤滑剤供給動作＞
次に図４及び図５を用いて本実施形態における潤滑剤供給動作について説明する。図４は制御系の構成を示すブロック図である。図５は潤滑剤供給動作を示すフローチャートである。尚、以下の説明では、フルカラー画像を形成する場合について説明する。

先ず、図５のステップＳ101において、制御手段となる制御部200は、印刷ジョブを受信して画像形成動作を開始する。そして、画像形成動作が終了した後（ステップＳ102）、ステップＳ103において印刷ジョブが残っていれば前記ステップＳ101に戻って画像形成動作を継続する。

前記ステップＳ103において、全ての印刷ジョブが終了した後は、ステップＳ104に進んでカラーモータ駆動トルク検知装置202Ａは、カラーモータ201Ａの駆動トルクＴを検知する。次に、ステップＳ105において、カラーモータ201Ａの駆動トルクＴが閾値Ｔ_０以下の場合は画像形成装置３を停止させて処理を終了する。

前記ステップＳ105において、カラーモータ201Ａの駆動トルクＴが閾値Ｔ_０を超えている場合にはステップＳ106に進む。そして、制御部200はメモリ２に記憶された直近で２００枚の記録材Ｐに対する累積印字率を参照する。そして、画像形成部109Ｙ，109Ｍ，109Ｃの中で累積印字率が一番低い画像形成ステーションに潤滑剤として用いるトナーの供給を行なう。

前記ステップＳ106における潤滑剤として用いるトナーの供給後、ステップＳ107においてカラーモータ駆動トルク検知装置202Ａによりカラーモータ201Ａの駆動トルクＴを検知する。そして、ステップＳ108において、カラーモータ201Ａの駆動トルクＴが閾値Ｔ_０以下に下がれば画像形成装置３を停止させて処理を終了する。

前記ステップＳ108において、依然としてカラーモータ201Ａの駆動トルクＴが閾値Ｔ_０を超えていればステップＳ109に進む。そして、制御部200はメモリ２に記憶された直近で２００枚の記録材Ｐに対する累積印字率を参照する。そして、画像形成部109Ｙ，109Ｍ，109Ｃの中で累積印字率が二番目に低い画像形成ステーションに潤滑剤として用いるトナーの供給を行なう。

その後、ステップＳ110において、カラーモータ駆動トルク検知装置202Ａにより再びカラーモータ201Ａの駆動トルクＴを検知する。そして、ステップＳ111において、カラーモータ201Ａの駆動トルクＴが閾値Ｔ_０以下であれば画像形成装置３を停止させて処理を終了する。

そして、前記ステップＳ111において、カラーモータ201Ａの駆動トルクＴが閾値Ｔ_０を超えていればステップＳ112に進む。そして、制御部200はメモリ２に記憶された直近で２００枚の記録材Ｐに対する累積印字率を参照する。そして、画像形成部109Ｙ，109Ｍ，109Ｃの中で累積印字率が三番目に低い画像形成ステーションに潤滑剤として用いるトナーの供給を行なう。

次に、ステップＳ113において、カラーモータ駆動トルク検知装置202Ａによりカラーモータ201Ａの駆動トルクＴを検知する。そして、ステップＳ114において、カラーモータ201Ａの駆動トルクＴが閾値Ｔ_０以下であれば画像形成装置３は、そのまま停止させて処理を終了する。

前記ステップＳ114において、前記ステップＳ112で優先順位が三番目の画像形成ステーションに潤滑剤として用いるトナーの供給を行なった後でもカラーモータ201Ａの駆動トルクＴが閾値Ｔ_０を超えていればステップＳ115に進む。そして、画像形成装置３に設けられた表示手段となるディスプレイ203に画像形成部109Ｙ，109Ｍ，109Ｃの交換を促すメッセージを表示して、画像形成装置３を停止させて処理を終了する。

ただし、前記ステップＳ115において、ディスプレイ203に画像形成部109Ｙ，109Ｍ，109Ｃの交換を促すメッセージを表示する前に該画像形成部109Ｙ，109Ｍ，109Ｃの全てに対して潤滑剤として用いるトナーを供給する。そして、カラーモータ201Ａの駆動トルクＴの検知を複数回繰り返しても良い。

本実施形態では、記録材Ｐに形成した画像の累積印字率に基づいて各画像形成部109Ｙ，109Ｍ，109Ｃに優先順位を付け、優先順位の高い画像形成ステーションから順に潤滑剤として用いるトナーの供給を行なう。これにより複数の感光ドラム103Ｙ，103Ｍ，103Ｃを共通のカラーモータ201Ａで回転駆動する場合にも潤滑剤として用いるトナーの消費量を少なく抑えつつ、クリーニングブレード108の欠けや、めくれの発生を低減することができる。

次に、本発明に係る画像形成装置の第２実施形態の構成について説明する。尚、前記第１実施形態と同様に構成したものは同一の符号、或いは符号が異なっても同一の部材名を付して説明を省略する。前記第１実施形態では、記録材Ｐに形成した画像の累積印字率に基づいて各画像形成部109Ｙ，109Ｍ，109Ｃに優先順位を付けた一例について説明した。

本実施形態では、各画像形成部109Ｙ，109Ｍ，109Ｃの感光ドラム103Ｙ，103Ｍ，103Ｃの表面上に潤滑剤となる画像形成に供しないトナーを供給する優先順位は以下の通りである。直近の所定枚数の記録材Ｐにおけるトナー補給量が少ない順番に基づいて優先順位を付ける構成について説明する。

現像装置106から感光ドラム103の表面上に描かれた静電潜像にトナーを供給して現像するときには、本来、トナーを載せない感光ドラム103の表面の非露光部分（暗部）にも微量のトナーが付着する「かぶり」という現象が起きる。即ち、入力された画像から計算されるトナー消費量以外にも、「かぶり」によるトナー消費量が存在する。

この「かぶり」によるトナー消費量を直接検知することは困難である。しかし、現像装置106内でのトナーとキャリアとの混合比率を一定に保つようにトナー補給を行なえば、トナー補給量から実際に消費されたトナー量を知得することができる。トナーとキャリアとの混合比率は、例えば、磁性体からなるキャリアの量を検知する透磁率検知方式のトナー濃度センサ等を用いて測定すれば良い。

測定した各画像形成部109Ｙ，109Ｍ，109Ｃへのトナー補給量を図４に示すメモリ２に記憶しておく。そして、トナー補給量の少ない画像形成ステーションへのトナー補給の優先順位を高くすれば、効率的に潤滑剤として用いるトナーの供給を行なうことができる。

本実施形態では、直近の２００枚の記録材Ｐに対するフルカラー画像形成時の累積トナー補給量を図４に示すメモリ２に記憶しておき、この累積トナー補給量の少ない画像形成ステーションから順に潤滑剤として用いるトナーの供給を行なう。ただし、本発明はこれらの具体的な数値に限定されるものではない。

本実施形態における潤滑剤として用いるトナーの供給動作は、各画像形成部109Ｙ，109Ｍ，109Ｃへの優先順位の付け方以外は、前記第１実施形態と同様であるため重複する説明は省略する。

本実施形態では、各画像形成部109Ｙ，109Ｍ，109Ｃへのトナー補給量に基づいて、各画像形成部109Ｙ，109Ｍ，109Ｃにトナーを補給する優先順位を付ける。そして、その優先順位の高い画像形成ステーションから順に潤滑剤として用いるトナーの供給を行なう。

これにより複数の感光ドラム103Ｙ，103Ｍ，103Ｃを共通のカラーモータ201Ａで回転駆動する場合にも潤滑剤として用いるトナーの消費量を少なく抑えつつ、クリーニングブレード108の欠けや、めくれの発生を低減することができる。他の構成は前記第１実施形態と同様に構成され、同様の効果を得ることが出来る。

次に、図７を用いて本発明に係る画像形成装置の第３実施形態の構成について説明する。尚、前記各実施形態と同様に構成したものは同一の符号、或いは符号が異なっても同一の部材名を付して説明を省略する。前記各実施形態では、画像形成装置３のダウンタイム（停止時間）を無くすために画像形成後の後回転時に潤滑剤として用いるトナーの供給動作を実行した。

しかし、トナー消費量の少ない画像を連続して大量に印刷する場合には以下の通りである。その連続印刷ジョブの最中にもクリーニングブレード108と感光ドラム103との間の摩擦が大きくなって該クリーニングブレード108の欠けや、めくれ等の問題が発生する可能性がある。

そこで、本実施形態では、所定の枚数以上の記録材Ｐに連続印刷ジョブが実行される場合には、所定の枚数の記録材Ｐで印刷ジョブを一時中断し、カラーモータ駆動トルク検知装置202Ａによりカラーモータ201Ａの駆動トルクＴを検知する。カラーモータ駆動トルク検知装置202Ａにより検知したカラーモータ201Ａの駆動トルクＴが閾値Ｔ_０を超えている場合には、潤滑剤として用いるトナーの供給を行なう。

このとき、画像形成装置３のダウンタイムを低減させるために画像形成部109Ｙ，109Ｍ，109Ｃで同時に潤滑剤として用いるトナーの供給を行なう。尚、本実施形態では連続する画像形成が１００枚の記録材Ｐで、印刷ジョブを一時中断し、カラーモータ駆動トルク検知装置202Ａによりカラーモータ201Ａの駆動トルクＴを検知する。尚、本発明はこれらの具体的な数値に限定されるものではない。

全ての印刷ジョブが終了した後の後回転時にもカラーモータ駆動トルク検知装置202Ａによりカラーモータ201Ａの駆動トルクＴを検知する。そして、カラーモータ駆動トルク検知装置202Ａにより検知したカラーモータ201Ａの駆動トルクＴが閾値Ｔ_０を超えている場合がある。その場合には、前記各実施形態で説明した印字率に関する情報に基づいて画像形成部109Ｙ，109Ｍ，109Ｃに対して潤滑剤として用いるトナーの供給を行なう。

＜潤滑剤供給動作＞
本実施形態における潤滑剤として用いるトナーの供給動作を図７のフローチャートを用いて説明する。本実施形態における制御系のブロック図に関しては図４に示す前記第１実施形態と同様である。

先ず、図７のステップＳ201において、制御部200は、印刷ジョブを受信して画像形成動作を開始する。次に、ステップＳ202において、連続して画像形成する記録材Ｐの枚数が１００枚に満たない場合にはステップＳ210に進んで、現在の画像形成動作を終了した後、ステップＳ211において、印刷ジョブが残っているか否かを確認する。前記ステップＳ211において、印刷ジョブが残っている場合には、前記ステップＳ201に戻って画像形成動作を継続する。

前記ステップＳ202において、連続して画像形成する記録材Ｐの枚数が１００枚に達すると、ステップＳ203に進む。そして、１００枚目の記録材Ｐの画像形成動作を終了した後、ステップＳ204において、カラーモータ駆動トルク検知装置202Ａによりカラーモータ201Ａの駆動トルクＴを検知する。

次に、ステップＳ205において、前記ステップＳ204でカラーモータ駆動トルク検知装置202Ａにより検知したカラーモータ201Ａの駆動トルクＴが閾値Ｔ_０以下の場合は、前記ステップＳ201に戻って画像形成動作を継続する。一方、前記ステップＳ205において、カラーモータ駆動トルク検知装置202Ａにより検知したカラーモータ201Ａの駆動トルクＴが閾値Ｔ_０を超えている。その場合には、ステップＳ206に進んで画像形成部109Ｙ，109Ｍ，109Ｃの全てに対して潤滑剤として用いるトナーの供給を行なう。

その後、ステップＳ207において、カラーモータ駆動トルク検知装置202Ａによりカラーモータ201Ａの駆動トルクＴを検知する。そして、ステップＳ208において、前記ステップＳ207でカラーモータ駆動トルク検知装置202Ａにより検知したカラーモータ201Ａの駆動トルクＴが閾値Ｔ_０以下であれば、前記ステップＳ201に戻って画像形成動作を継続する。

前記ステップＳ208において、依然としてカラーモータ駆動トルク検知装置202Ａにより検知したカラーモータ201Ａの駆動トルクＴが閾値Ｔ_０を超えていれば、ステップＳ209に進む。そして、画像形成装置３に設けられたディスプレイ203に画像形成部109Ｙ，109Ｍ，109Ｃの交換を促すメッセージを表示して画像形成装置３を停止して処理を終了する。

尚、前記ステップＳ209においてディスプレイ203に画像形成部109Ｙ，109Ｍ，109Ｃの交換を促すメッセージを表示する前に画像形成部109Ｙ，109Ｍ，109Ｃの全てに対して潤滑剤として用いるトナーを供給する。そして、カラーモータ駆動トルク検知装置202Ａによりカラーモータ201Ａの駆動トルクＴの検知を複数回繰り返しても良い。

前記ステップＳ211において、全ての印刷ジョブが終了した後はステップＳ212に進む。そして、該ステップＳ212〜Ｓ223は、前記図５のステップＳ104〜Ｓ115に示して前述した前記第１実施形態と同様に印字率に関する情報に基づいて、潤滑剤として用いるトナーの供給を行なうため重複する説明は省略する。

本実施形態では、連続印刷ジョブを所定の枚数の記録材で一時中断し、カラーモータ駆動トルク検知装置202Ａによりカラーモータ201Ａの駆動トルクＴを検知する。これにより潤滑剤として用いるトナーの供給が効率的に実施でき、クリーニングブレード108の欠けや、めくれの発生を低減することができる。他の構成は各実施形態と同様に構成され、同様の効果を得ることが出来る。

Ｔ …カラーモータの駆動トルク(駆動負荷)
Ｔ_０ …カラーモータの駆動トルクの閾値(所定の値)
103，103Ｙ，103Ｍ，103Ｃ，103Ｂｋ …感光ドラム（像担持体）
109，109Ｙ，109Ｍ，109Ｃ，109Ｂｋ …画像形成部(複数の画像形成ユニット)
201Ａ …カラーモータ(一つの駆動源)
202Ａ …カラーモータ駆動トルク検知装置(負荷検知手段)

Claims (7)

1. 静電潜像を担持する像担持体と、
   前記像担持体に担持された静電潜像にトナーを供給してトナー像を現像する現像手段と、
   前記現像手段により現像されたトナー像を被転写部材に転写する転写手段と、
   前記転写手段により前記被転写部材にトナー像が転写された後に前記像担持体上に残ったトナーを除去するクリーニング手段と、
   を有する画像形成ユニットを複数備え、
   前記複数の像担持体を共通して駆動する一つの駆動源と、
   前記駆動源の駆動負荷を検知する負荷検知手段と、
   前記負荷検知手段により検知した駆動負荷が所定の値よりも大きくなったときに、前記複数の画像形成ユニットから印字率に関する情報に基づいて選択された画像形成ユニットの像担持体上に潤滑剤を供給することを特徴とする画像形成装置。
2. 前記印字率に関する情報は、直近の所定枚数の記録材における印字率が低い順番であることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記印字率に関する情報は、直近の所定枚数の記録材におけるトナー補給量が少ない順番であることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
4. 前記潤滑剤は、画像形成に供しないトナーであることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
5. 前記クリーニング手段は、前記像担持体に当接するクリーニングブレードであることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の画像形成装置。
6. 前記クリーニングブレードは、ウレタンゴムからなることを特徴とする請求項５に記載の画像形成装置。
7. 画像形成に供しないトナーを前記像担持体上に供給するときは、通常の画像形成時とは逆極性の転写バイアス電圧を前記転写手段に印加する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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