JP2017003893A

JP2017003893A - 画像形成装置

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Publication number: JP2017003893A
Application number: JP2015119921A
Authority: JP
Inventors: 亮二河野; Ryoji Kono; 直利河合; Naotoshi Kawai; 守夫長田; Morio Osada; 博之栗山; Hiroyuki Kuriyama
Original assignee: Konica Minolta Inc
Current assignee: Konica Minolta Inc
Priority date: 2015-06-15
Filing date: 2015-06-15
Publication date: 2017-01-05
Anticipated expiration: 2035-06-15
Also published as: JP6492995B2

Abstract

【課題】トナーに滑剤を外添して感光体に滑剤を供給する方式の画像形成装置において、中間転写体上の滑剤量を回転軸方向で均一化し、画像濃度ムラの発生を抑制する。【解決手段】制御手段は、中間転写体２０上に形成されたトナー像の回転方向の印字率を中間転写体２０の回転軸方向に所定間隔で分割した仮想領域ごとに算出して積算し、積算された印字率から仮想領域ごとの滑剤の付着量を推算し、当該推算結果に応じて、１次転写ローラ１４への印加電圧を画像形成時とは逆極性とするとともに、１次転写ローラ１４と感光体１０との前記仮想領域ごとの電位差を制御して、中間転写体２０上の滑剤を感光体１０に回収する。【選択図】図４

Description

本発明は、滑剤を外添したトナーで静電潜像を現像する画像形成装置に関するものである。

感光体などの像担持体のクリーニング性の向上を目的として、ステアリン酸亜鉛などの滑剤を像担持体に供給し像担持体表面の付着力及び摩擦力を低下させる技術がこれまでから用いられている。また、像担持体に滑剤を供給する方式として、トナー表面に滑剤を添加して（以下、「外添」と記すことがある）像担持体に滑剤を供給する方式が広く採用されている。

しかしながら、滑剤が外添されたトナーが像担持体に１次された後、さらに像担持体から中間転写ベルト上に２次転写され、その後トナーから滑剤が離脱し中間転写ベルト上に滞留し固着することがあった。固着した滑剤は中間転写ベルトの抵抗や表面離型性を変化させるため、中間転写ベルトから用紙へのトナー像の２次転写が十分に行われず画像濃度ムラが発生することがあった。特に通紙方向の帯状画像あるような、回転軸方向に画像の有無がある画像が形成された場合には、画像の有無により中間転写ベルト上の滑剤量に大きな差がでるため画像濃度ムラの発生が顕著となる。

そこで、例えば特許文献１では、中間転写ベルトなどに供給する滑剤の量を軸方向に調整できる機構が提案されているが、この提案機構は、中間転写ベルトなどに滑剤を直接塗布する方式であって、滑剤塗布機構が必要であり装置の大型化を招いてしまう。

また特許文献２には、中間転写ベルトと感光体との間に電位差を設けて中間転写ベルトから感光体に未転写トナーを回収する技術が提案されている。しかし、この提案技術では回転軸方向で電位差を調整することはできず、滑剤のみを回収することはできない。

また特許文献３にも、中間転写ベルトと感光体との間に電位差を設けて中間転写ベルトから感光体に未転写トナーを回収する技術が提案されている。また、特許文献３では感光体の露光によって中間転写ベルトと感光体との間の電位差を設けている。しかし、この提案技術でも滑剤のみを回収し滑剤を均一化ことはできない。

特開２００５−９９１２７号公報特開２００４−１１７９４６号公報特開２０１４−３８２８９号公報

本発明の目的は、トナーに滑剤を外添して像担持体に滑剤を供給する方式の画像形成装置において、中間転写体上の滑剤量を回転軸方向で均一化し、画像濃度ムラの発生を抑制することにある。

前記目的を達成する本発明に係る画像形成装置は、回転自在の像担持体と、前記像担持体の表面を均一帯電させる帯電手段と、表面が均一帯電した前記像担持体に光を照射して静電潜像を形成する露光手段と、前記像担持体に形成された静電潜像を、滑剤を外添したトナーで現像する現像手段と、トナーの帯電極性と逆極性の電圧が印加され、前記現像手段により形成された前記像担持体上のトナー像を無端状で回転自在の中間転写体に転写する転写手段と、前記像担持体の表面をクリーニングするクリーニング部材と、前記中間転写体上に形成されたトナー像の回転方向の印字率を前記中間転写体の回転軸方向に所定間隔で分割した仮想領域ごとに算出して積算し、積算された印字率から前記仮想領域ごとの滑剤の付着量を推算し、当該推算結果に応じて、前記転写手段への印加電圧を画像形成時とは逆極性とするとともに、前記転写手段と前記像担持体との前記仮想領域ごとの電位差を制御して前記中間転写体上の滑剤を前記像担持体に回収する制御手段とを備えることを特徴とする。

上記構成においてより詳細には、前記中間転写体から前記像担持体に滑剤を回収する際、前記転写手段と前記像担持体との前記仮想領域ごとの電位差は、前記露光手段の露光量によって制御するのが好ましい。

また上記構成においてより詳細には、前記制御手段は、前記積算された印字率が低いほど滑剤の付着量は多いと推算し、滑剤を前記像担持体に回収する際の前記転写手段と前記像担持体との電位差を大きくするのが好ましい。

また上記構成においてより詳細には、前記制御手段は、前記いずれかの仮想領域において所定期間トナー像の印字率の増分がゼロであった場合、前記中間転写体が少なくとも１回転する間、前記中間転写体上の滑剤を前記像担持体に回収する制御を行うのが好ましい。

また上記構成においてより詳細には、前記制御手段は、前記いずれかの仮想領域において所定期間トナー像の印字率の増分がゼロであった場合、同一ジョブの実施中は印字間、同一ジョブの終了後は前記中間転写体が少なくとも１回転する間、前記中間転写体上の滑剤を前記像担持体に回収する制御を行うのが好ましい。

また上記構成においてより詳細には、前記制御手段は、前記いずれかの仮想領域において所定期間トナー像の印字率の増分がゼロであった場合、複数の異なるジョブが連続して実施されているときは、前記複数の異なるジョブの終了後に前記回転軸方向に連続した帯状のベタ画像を形成するのが好ましい。

また上記構成においてより詳細には、前記制御手段は、前記中間転写体の回転軸方向の全域にわたってベタ画像が形成された場合、積算された印字率をリセットするのが好ましい。

また上記構成においてより詳細には、前記現像手段が、補給用トナーを収容した交換可能なトナーボトルを備え、前記制御手段は、トナーボトルが交換された場合に、前記中間転写体上の滑剤を前記像担持体に回収する制御を行うのが好ましい。

本発明の画像形成装置では、中間転写体の回転軸方向に所定間隔で分割した仮想領域ごとに、中間転写体上から像担持体に回収する滑剤量を調整できるので、中間転写体上の滑剤量を回転軸方向で均一化でき画像濃度ムラの発生を抑制できる。

また、本発明の画像形成装置では、像担持体及び中間転写体の使用劣化が抑制され長期間にわたって使用できる。

そしてまた、本発明の画像形成装置では、滑剤の塗布及び回収の時間を必要としないので生産性の低下を防止できる。さらに、滑剤の塗布装置及び回収装置を新たに必要としないので装置の小型化や低コスト化が実現できる。また、無駄なトナーの使用も抑制できる。

本発明の実施形態に係る画像形成装置の要部構成図である。画像形成時の現像バイアス、感光体の表面電位、１次転写ローラの印加電圧の一例を示す図である。ベタ画像の印字割合の異なるチャートを示す図である。滑剤回収時の１次転写ローラの印加電圧（回収電圧）と感光体の表面電位の一例を示す図である。ベタ画像の印字部分の異なるチャートを示す図である。

本発明の実施形態について、各図面を参照しながら以下に説明する。但し本発明の内容は、当該実施形態に何ら限定されるものではない。

図１は、本発明の実施形態に係る画像形成装置の要部構成図である。なお、本図において、引用符のａ〜ｄは対応色の違い（ＹＭＣＫ）を示している。以下の説明にて各色のものを総称する場合には、ａ〜ｄの表記を省略する。例えば「画像形成ユニット１」は、画像形成ユニット１ａ〜１ｄを総称したものである。

本実施形態の画像形成装置は、中間転写体２０に複数の画像形成ユニット１を設けたタンデム型カラー画像形成装置である。画像形成ユニット１では、感光体（像担持体）１０の周りに、帯電装置１１、露光手段１２、現像器１３、１次転写ローラ１４、感光体清掃装置１５が配置されている。制御手段３０は、外部装置等から送られてきた画像情報データについて再現色別に位置ズレなどの補正処理を行い、制御手段３０内のメモリーに格納する。そして、画像形成ユニット１の動作制御を行って各色トナー像を感光体１０上に形成する。また、制御手段３０は、露光手段１２の露光制御などの画像形成ユニット１の動作制御の他、１次転写ローラ１４及び２次転写部２２の印加電圧制御なども行う。

画像形成ユニット１によるトナー画像形成は、例えば図２に示すようにして行われる。まず感光体１０が帯電装置１１にて一様に（例えばＶ０＝−４００Ｖに）帯電される。その後、露光手段１２によって、ＹＭＣＫに色分解されたうちの対応色のデータが露光され、露光部分の感光体１０の表面電位が低下し（例えばＶｉ＝−７０Ｖ）、感光体１０上に対応色の静電潜像が形成される。さらに、対応色トナーを有する現像器１３において現像されトナー像が感光体１０上に形成される。

現像器１３としては、磁性を有するキャリアとトナーとを所定比率で混合させた現像剤を内蔵する２成分現像器が用いられる。現像器１３内の現像ローラには、Ｖｄｃ＝−３００ＶにＶｐｐ＝１．４ｋｖ（４．８ｋＨｚ）の交流が重畳された現像バイアスが印加されることにより、現像バイアスと感光体の表面電圧との電位差によってトナーが露光部分に移動し、感光体上にトナー像が形成される。

感光体１０上に形成されたトナー像は、１次転写部で、１次転写ローラ１４により押圧された中間転写体２０に接触し、１次転写ローラ１４に印加された１次転写バイアス（＋９００Ｖ）により形成される転写電界により、中間転写体２０上に転写される。その後、このトナー像と各画像形成ユニットの１次転写部で重なり合うよう同期を取って、各色トナー像が同様の構成を有する各画像形成ユニットで形成し、順次中間転写体２０上に写し重ね合わせられる。

その後、２次転写部２２で被転写材に転写され、被転写材は図示しない定着装置で定着された後機外に排出される。一方、感光体１０は１次転写後に感光体清掃装置１５で、中間転写体２０は２次転写後に中間転写体清掃装置２１で、それぞれ転写後に残留したトナーが清掃され次の画像形成サイクルに備える。これらの清掃装置は常に圧接されている。

ここで、中間転写体２０の材料としては、ポリカーボネートやＰＴＦＥ、あるいはポリイミドを主原料としてカーボンを分散させた半導電性のものが用いられている。感光体１０としては、アルミニウム管の上に順次下引き層・電荷発生層・所定の厚みを有する電荷輸送層を積層した積層型感光体を用いる。

帯電装置１１としては、導電性ゴムローラを感光体１０に接触配置し、感光体１０の回転駆動に伴い従動回転する接触帯電ローラを用いる。感光体清掃装置１５は、ポリウレタンゴムによるクリーニングブレードが感光体１０に線圧３０Ｎ/ｍで当接される。転写後残留したトナーを回収する。

なお、現像器１３の現像槽内には、上述した現像ローラの他、現像ローラ上の現像剤搬送量を規制する規制部材と、現像ローラへ現像剤を供給しつつ長手方向へ現像剤を搬送する現像剤供給搬送経路と、現像剤供給搬送経路内に配置する搬送スクリューが設けられる。また更に当該現像槽内には、現像剤撹拌搬送経路（現像剤供給搬送経路に平行に配置され、現像剤搬送方向と反対方向へ撹拌を伴い、現像剤供給搬送経路の長手方向両端部で現像剤を受け渡す経路）と、現像剤撹拌搬送経路内に配置する現像剤撹拌搬送手段なども設けられる。

撹拌供給路の一端にはトナー補給部が設けられ、現像にて減少したトナーが適宜供給される。トナーとキャリアから成る現像剤は、撹拌搬送路・供給搬送路を循環し、この循環経路中で混合撹拌されることで、キャリアとトナーの摩擦帯電により、トナー・キャリアの混合比に基づく所定帯電量にトナーは帯電される（本実施形態ではマイナスに帯電）。現像剤は供給搬送路にて、対向する現像ローラに磁気力で供給される。

現像ローラは、駆動回転されるスリーブローラと、スリーブローラ内に固定配置された磁石ローラとから構成される。磁石ローラは、スリーブローラの回転方向に沿って５つの磁極を有する。これらの磁極のうち、主磁極は、感光体１０と対向する位置に配置されており、また、スリーブローラ上の現像剤を剥離するための反発磁界を発生させる各同極部は、現像槽内部に対向した位置に配置されている。

現像ローラのスリーブローラの回転方向は、感光体１０の回転方向と同じ（対向部において互いに反対方向）になるように設定されている。供給搬送路中の一部の現像剤は、現像ローラ上に磁気力により現像ローラに供給する。供給された現像剤については、規制部にて、現像ローラ上の現像剤の量が略一定に規制される。

この後、現像剤は感光体１０と対抗する領域に搬送され、現像ローラに印加された現像バイアスと感光体１０上の潜像との電位差により、所定量のトナーが感光体１０上の所定領域（潜像）に付着されて現像される。現像ニップを通過した現像剤は、同極部に達し現像ローラから剥離され、供給搬送路中に戻され、再び循環される。

以下に、本発明で使用可能な現像剤について説明する。本実施形態において、現像剤は、トナーとトナーを帯電するためのキャリアとを有する二成分系現像剤である。トナーとしては特に限定されず、一般に使用されている公知のトナーを使用することができ、バインダー樹脂中に着色剤や必要に応じて、荷電制御材や離型材等を含有させ、外添剤を処理したものを使用できる。トナー粒径としてはこれに限定されるものではないが、３〜１５μｍ程度が望ましい。

キャリアとしては特に限定されず、一般に使用されている公知のキャリアを使用することができ、コート型キャリアやバインダー型キャリアなどが使用できる。キャリア粒径としてはこれに限定されるものではないが、１５〜１００μｍが好ましい。

コート型キャリアは磁性体からなるキャリアコア粒子表面に樹脂コートがなされてなるキャリアである。コート型キャリアの極性等の帯電特性は、表面コート層の種類やキャリア表面に正または負帯電性の帯電性微粒子を固着させることにより制御することができる。

表面コート樹脂としては、シリコーン樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、フッ素系樹脂等が用いられる。帯電性微粒子としては、有機系では、ポリスチレン、スチレン系共重合物、アクリル樹脂、各種アクリル共重合物、ナイロン、ポリエチレン、ポリプロピレン、フッ素樹脂およびこれらの架橋物などの有機絶縁性微粒子を用いることができ、帯電レベルおよび極性については、素材、重合触媒、表面処理等により、希望するレベルの帯電及び極性を得ることができる。また、無機系としては、シリカ、二酸化チタン等の負帯電性の無機微粒子や、チタン酸ストロンチウム、アルミナ等の正帯電性の無機微粒子などが用いられる。

一方、バインダー型キャリアは、磁性体微粒子をバインダー樹脂中に分散させたものであり、キャリア表面に正または負帯電性の帯電性微粒子を固着させることや、表面コーティング層を設けることもできる。バインダー型キャリアの極性等の帯電特性は、バインダー樹脂の材質、帯電性微粒子、表面コーティング層の種類によって制御することができる。バインダー型キャリアに用いられるバインダー樹脂としては、コート型キャリアと同様の樹脂を用いることができる。

トナーとキャリアの混合比は所望のトナー帯電量が得られるよう調整されれば良く、トナー比はトナーとキャリアの合計量に対して３〜１０重量％が適している。

２成分現像の場合、トナー濃度（トナー重量／現像剤重量）によりトナー帯電量が変化する。低いと帯電量が上昇し、甚だしい場合は画像濃度低下を引き起こす、一方で高い場合は帯電量の低下を引き起こし、甚だしい場合はかぶりや粉煙による機内汚染といった問題を引き起こす。このため、ある程度略一定のたとえば、４〜７重量％といったトナー濃度に収まるようにトナー補給制御を行っている。

ところで、感光体１０に滑剤被膜を形成することで、感光体１０への付着力を低下させたり、感光体１０とクリーニングブレードの負荷を落としたりして、画像ノイズを防止し感光体１０やクリーニングブレードの消耗を抑える方法が知られている。この滑剤被膜の形成のためトナーに滑剤を外添することで現像器１３より感光体１０へ滑剤を供給する方法は、特別な機構が不要であるため小型の機械でも用いることができ、塗布量も少量を安定して塗布できるという利点がある。

滑剤とトナー及び滑剤と各部材とはファンデル・ワールス力及びクーロン力によって吸着する。滑剤とトナーとの間の吸着力は強いが、現像器１３における感光体１０と現像帆立ちの接触や、感光体清掃装置１５におけるクリーニングブレードによるせん断力などの力学的エネルギーが加えられることによって滑剤とトナーは分離する。トナーから分離した滑剤はクリーニングブレードによって均され感光体１０上の付着力を低減する。

滑剤としては、ステアリン酸金属塩やＰＴＦＥなどのフッ素樹脂が用いられる。特にステアリン酸亜鉛やステアリン酸カルシウムなどが望ましい。これらの滑剤は、前記の流動性や帯電性改善を目的とした外添剤とは異なり、トナーとは分離して感光体１０に供給され被膜として塗布される必要があるため、トナーとの付着力は小さく設計される。

二成分系現像方式では、現像領域において感光体１０と現像剤の帆立ちとが接触するので、白ベタ画像を印字しても力学的エネルギーが加えられることになり、結果として滑剤が感光体１０に移動する。一方、ベタ画像を印字した場合には、感光体１０に移動する滑剤の全体量は増えるが、感光体１０上に既にいる滑剤がトナーに再付着し現像剤へ移動する現象も発生する。この現象は、滑剤と感光体１０との間のファンデル・ワールス力よりも感光体１０とトナーとの間のファンデル・ワールス力の方が大きいため発生する。この結果、感光体１０表面の画像が形成されなかった部分の滑剤量は、画像が形成された部分よりも多くなる。

この現象と同じことは感光体１０と中間転写体２０との間でも発生する。特に中間転写体２０の場合、ＹＭＣＫの４色が重なるため滑剤の供給に大きな差異が発生する。中間転写体２０上の滑剤量が異なると、トナーと中間転写体２０との間の吸着力に違いが生じる。滑剤が多い部分は２次転写しやすく、滑剤が少ない部分は２次転写しにくい現象が発生する。この結果、画像濃度ムラが生じて画像品質の低下を招いてしまう。

本発明者等は印字割合と中間転写体２０上の滑剤量との関係を調べるため、ベタ画像の印字割合の異なる図３に示すチャートを５枚連続して画像形成させた後、中間転写体２０上の滑剤量を測定した。このチャートは、領域Ａはベタ画像の印字割合が１００％、領域Ｂはベタ画像の印字割合が７５％、領域Ｃが印字割合が５０％、領域Ｄは印字割合が２５％、領域Ｅは印字割合が０％とされている。

表１に示すように、ベタ画像の印字割合が１００％である領域Ａを「１」とした場合、ベタ画像の印字割合が７５％の領域Ｂでは「１．２」、印字割合が５０％の領域Ｃでは「１．５」、印字割合が２５％の領域Ｄでは「２．２」、印字割合が０％の領域Ｅでは「５．２」と、印字割合が小さくなるにしたがって中間転写体２０上の滑剤量は多くなっていた。特に、通紙方向（副走査方向）の印字率の増分がゼロの状態が続く領域Ｅでは中間転写体２０上の滑剤量は著しく増加した。

そこで、本発明者等は、中間転写体２０上の滑剤量を均一するため、１次転写ローラ１４と感光体１０との間の電位差を用いて中間転写体２０上の滑剤を感光体１０に回収する方策を見出した。そして更に、中間転写体２０上に形成されたトナー像の副走査方向（回転方向）の印字率を中間転写体２０の回転軸方向に所定間隔で分割した仮想領域ごとに算出して積算し、積算された印字率から前記仮想領域ごとの滑剤の付着量を推算し、推算結果に応じて、１次転写ローラ１４への印加電圧を画像形成時とは逆極性とするとともに、１次転写ローラ１４と感光体１０との前記仮想領域ごとの電位差を制御して、中間転写体２０上から感光体１０に回収する前記仮想領域ごとの滑剤量を調整することした。これにより中間転写体２０上の滑剤量が均一となり画像濃度ムラの発生を低減できることを見出した。

なお、トナー像の印字率を積算する、中間転写体２０の回転軸方向に所定間隔で分割する仮想領域は、通常は数区分程度で足りるが、１ドットごとであってももちろん構わない。

滑剤の回収制御では、まず、中間転写体２０の回転軸方向に所定間隔で分割された仮想領域ごとにトナー像の印字率を算出して積算する。具体的には、制御手段３０が、画像形成動作毎の画像情報（ドットカウント）に基づき仮想領域ごとのトナー像の印字率を算出して積算する。トナー像の印字率と中間転写体２０上の滑剤付着量との関係は、前記表１で例示したように、トナー像の印字率が低いほど中間転写体２０上の滑剤付着量は多くなる。このトナー像の印字率と中間転写体２０上の滑剤付着量との関係は装置の種類や現像条件などによって異なり、それぞれの装置毎に記憶手段に予め記憶されている。

そして、制御手段３０は、トナー印字率から推算される仮想領域毎の滑剤付着量に基づき、中間転写体２０上の滑剤量が均一となるように、１次転写ローラ１４と感光体１０との電位差を仮想領域毎に変えて、中間転写体２０上の滑剤を感光体１０に回収する。具体的には、制御手段３０は、１次転写ローラ１４の印加電圧を画像形成時とは逆極性にするとともに、推算された滑剤付着量に対応させて仮想領域ごとに露光量を制御し、１次転写ローラ１４と感光体１０との電位差を仮想領域毎に変える。露光手段１２による露光量を多くするほど感光体１０の表面電位がゼロに近づき、１次転写ローラ１４と感光体１０との電位差は大きくなって中間転写体２０上の滑剤は中間転写体２０から感光体１０に回収されやすくなる。

中間転写体２０から感光体１０への滑剤の回収は、いずれの画像形成ユニット１で行ってもよいが、一つの画像形成ユニットで滑剤の回収を行うと、当該画像形成ユニットにおける感光体１０および感光体清掃装置１５の摩耗・劣化が他の画像形成ユニットよりも進むので、複数の画像形成ユニットで滑剤の回収を行うのが望ましい。

中間転写体２０から感光体１０に回収された滑剤は、画像形成ユニット１の感光体清掃装置１５で感光体１０から除去される。

中間転写体２０から感光体１０への滑剤の回収制御は、いずれかの仮想領域において所定期間トナー像の印字率の増分がゼロであった場合、例えば用紙１ページ分（６００ｄｐｉの場合は４９６０ドット）以上トナー像の印字率の増分がゼロであった場合に、中間転写体２０が少なくとも１回転する間行うのが好ましい。

ただし、同一ジョブの実施中に前記滑剤を回収する要件が満たされた場合は、画像形成効率の低下を抑えるため、滑剤回収制御は印字間において行い、同一ジョブの終了後に中間転写体２０が少なくとも１回転する間行うのが好ましい。

また、複数の異なるジョブが連続して実施されているときに前記滑剤を回収する要件が満たされた場合は、複数の異なるジョブが終了した後に回転軸方向に連続した帯状のベタ画像を形成し、中間転写体２０上の滑剤量を均一化するのが好ましい。この帯状のベタ画像の回転方向の長さに特に限定はないが、通常、感光体１０の１／４周以上であるのが好ましい。

また、ジョブの実施中に中間転写体２０の回転軸方向の全域にわたってベタ画像が形成された場合は、積算された印字率をリセットするのが好ましい。これにより、滑剤回収制御の実施が抑えられる。

そしてまた、現像手段が、補給用トナーを収容した交換可能なトナーボトルを備える場合には、トナーボトルが交換されたときに、中間転写体２０上の滑剤を感光体１０に回収する制御を行うのが好ましい。

（第１実施例）
図４に、滑剤回収時の１次転写ローラ１４の印加電圧（回収電圧）と感光体１０の表面電位の一例を示す。これは、図３に示したチャートを５枚連続して画像形成した後、中間転写体２０上の滑剤を感光体１０に回収する処理を行う場合の電圧制御例である。１次転写ローラ１４の印加電圧を画像形成時と逆極性の−８００Ｖとする。そして、推算された中間転写体２０上の滑剤付着量に対応させて領域Ａ〜Ｅに露光量を変える。滑剤付着量の最も少ない領域Ａでは露光を行わず帯電装置１１による帯電電位（Ｖ０＝−４００Ｖ）を維持させ、１次転写ローラ１４と感光体１０との電位差Ｐ_Ａを−４００Ｖとする。領域Ｂでは、露光手段１２による露光によって感光体１０の表面電位Ｖｉを−３００Ｖとし、１次転写ローラ１４と感光体１０との電位差Ｐ_Ｂを−５００Ｖとする。領域Ｃでは、露光手段１２による露光によって感光体１０の表面電位Ｖｉを−２８０Ｖとし、１次転写ローラ１４と感光体１０との電位差Ｐ_Ｃを−５２０Ｖとする。領域Ｄでは、露光手段１２による露光によって感光体１０の表面電位Ｖｉを−２５０Ｖとし、１次転写ローラ１４と感光体１０との電位差Ｐ_Ｄを−５５０Ｖとする。領域Ｅでは、露光手段１２による露光によって感光体１０の表面電位Ｖｉを−７０Ｖとし、１次転写ローラ１４と感光体１０との電位差Ｐ_Ｅを−７３０Ｖとする。マイナス帯電の滑剤は、１次転写ローラ１４と感光体１０との電位差が大きいほど中間転写体２０から感光体１０に移動するので、領域Ａから領域Ｅの順で中間転写体２０から感光体１０に回収される滑剤量は多くなる。これにより、中間転写体２０上の滑剤量は均一化される。

図１に示した構成の画像形成装置を用いて、前記チャートの５枚連続形成を１ジョブとし、１ジョブごとに上記設定条件の滑剤回収制御を画像形成ユニット１ａにおいて中間転写体１回転分行い、これを１０００回繰り返した後、ブラックハーフトーン画像を印刷し画像濃度ムラを測定した。測定結果を表２に示す。

表２から明らかなように、滑剤回収制御を行わなかった場合には、領域Ａ〜領域Ｅにおける画像濃度が０．６〜０．８２の範囲となり画像濃度ムラが生じた。これに対し、滑剤回収制御を行った場合には、領域Ａ〜領域Ｅにおける画像濃度が０．６〜０．６４の範囲となり画像濃度ムラは生じなかった。

滑剤回収制御において、１次転写ローラ１４と感光体１０との電位差の制御は、感光体１０の露光量によって行う他、感光体１０の帯電制御や１次転写ローラ１４の印加電圧制御によって、あるいはこれらの組み合わせによって行ってもよい。

なお、滑剤がプラスに帯電している場合は、前記実施形態における１次転写ローラ１４の印加電圧及び感光体１０の表面電位を滑剤の帯電電極と同極性のプラスにする。

（第２実施例）
図５に示す５枚のチャートを連続して画像形成させた後、中間転写体２０上の滑剤量を測定した。なお、領域Ａは５枚のチャート全部でベタ画像の印字割合が１００％である。領域Ｆは１枚目のベタ画像の印字割合が１００％で、２枚目〜５枚目のベタ画像は０％である。領域Ｄは５枚のチャート全部でベタ画像印字割合が２０％であり、それぞれのチャートの用紙搬送方向前側に１つのベタ画像が印字されている。領域Ｈは５枚のチャート全部でベタ画像印字割合が２０％であり、それぞれのチャートの用紙搬送方向に所定間隔で５％のベタ画像が４つ印字されている。領域Ｅは５枚のチャート全部で印字割合が０％とである。領域Ｆ、領域Ｄ、領域Ｈは５枚のチャートのベタ画像の印字割合の合計は同じであるが、ベタ画像の印字位置すなわち印字率の増分ゼロの状態が続く長さが異なっている。測定結果を表３に示す。

表３によれば、５枚のチャート全部でベタ画像の印字割合が１００％である領域Ａを「１」とした場合、５枚のチャート全部で印字割合が０％である領域Ｅの滑剤量が「５．２０」と最も多かった。領域Ｆ、領域Ｄ、領域Ｈは５枚のチャートのベタ画像の印字割合の合計は同じであるが、印字率の増分ゼロの状態が最も長く続く領域Ｆでは滑剤量が「２．９８」と３つの領域の中で最も多かった。また、領域Ｄ及び領域Ｈでは、印字率の増分ゼロの状態が続く長さは違っていたが、中間転写体２０上の滑剤量は「２．２０」と「２．２１」と両者に大きな差は見られなかった。

図１に示した構成の画像形成装置を用いて、図５に示す５枚のチャートの画像形成を１ジョブとし、１ジョブごとに下記設定条件の滑剤回収制御を画像形成ユニット１ａにおいて中間転写体１回転分行い、これを１０００回繰り返した後、ブラックハーフトーン画像を印刷し画像濃度ムラを測定した。測定結果を表４に示す。

１次転写ローラ１４の印加電圧を画像形成時と逆極性の−８００Ｖとする。そして、領域Ａでは露光を行わず帯電装置１１による帯電電位（Ｖ０＝−４００Ｖ）を維持させ、１次転写ローラ１４と感光体１０との電位差Ｐ_Ａを−４００Ｖとする。領域Ｆでは、露光手段１２による露光によって感光体１０の表面電位Ｖｉを−３００Ｖとし、１次転写ローラ１４と感光体１０との電位差Ｐ_Ｆを−５００Ｖとする。領域Ｄでは、露光手段１２による露光によって感光体１０の表面電位Ｖｉを−２４０Ｖとし、１次転写ローラ１４と感光体１０との電位差Ｐ_Ｄを−５６０Ｖとする。領域Ｈでは、露光手段１２による露光によって感光体１０の表面電位Ｖｉを−２４０Ｖとし、１次転写ローラ１４と感光体１０との電位差Ｐ_Ｈを−５６０Ｖとする。領域Ｅでは、露光手段１２による露光によって感光体１０の表面電位Ｖｉを−７０Ｖとし、１次転写ローラ１４と感光体１０との電位差Ｐ_Ｅを−７３０Ｖとする。

表４から明らかなように、滑剤回収制御を行わなかった場合には、領域Ａ，Ｆ，Ｄ，Ｈ，Ｅにおける画像濃度が０．６〜０．８４の範囲となり画像濃度ムラが生じた。これに対し、滑剤回収制御を行った場合には、領域Ａ，Ｆ，Ｄ，Ｈ，Ｅにおける画像濃度が０．６〜０．６４の範囲となり画像濃度ムラは生じなかった。

本実施形態に係る画像形成装置のように、中間転写体２０の回転軸方向に所定間隔で分割した仮想領域ごとに、中間転写体２０上から感光体１０に回収する滑剤量を調整することで、中間転写体２０上の滑剤量を回転軸方向で均一化でき画像濃度ムラの発生を抑制できる。また、従来装置に比べて、滑剤の塗布及び回収の時間を必要としないので生産性の低下を防止できる。さらに、滑剤の塗布装置及び回収装置を新たに必要としないので装置の小型化や低コスト化が実現できる。そしてまた、無駄なトナーの使用も抑制できる。

以上、本発明の実施形態について具体例を挙げて説明したが、本発明はその内容に限定されるものではない。本発明はその趣旨を逸脱しない範囲において、様々な具体的形態により実施され得る。

本発明は、例えば複写機、ファクシミリ、或いは画像記録装置などに利用可能である。

１ａ〜１ｄ画像形成ユニット
１０ａ〜１０ｄ感光体（像担持体）
１１ａ〜１１ｄ帯電装置
１２ａ〜１２ｄ露光手段
１３ａ〜１３ｄ現像器
１４ａ〜１４ｄ１次転写ローラ
１５ａ〜１５ｄ感光体清掃装置
１６ａ〜１６ｄ除電装置
２０中間転写体
２１中間転写体清掃装置
２２２次転写部
３０制御手段

Claims

回転自在の像担持体と、
前記像担持体の表面を均一帯電させる帯電手段と、
表面が均一帯電した前記像担持体に光を照射して静電潜像を形成する露光手段と、
前記像担持体に形成された静電潜像を、滑剤を外添したトナーで現像する現像手段と、
トナーの帯電極性と逆極性の電圧が印加され、前記現像手段により形成された前記像担持体上のトナー像を無端状で回転自在の中間転写体に転写する転写手段と、
前記像担持体の表面をクリーニングするクリーニング部材と、
前記中間転写体上に形成されたトナー像の回転方向の印字率を前記中間転写体の回転軸方向に所定間隔で分割した仮想領域ごとに算出して積算し、積算された印字率から前記仮想領域ごとの滑剤の付着量を推算し、
当該推算結果に応じて、前記転写手段への印加電圧を画像形成時とは逆極性とするとともに、前記転写手段と前記像担持体との前記仮想領域ごとの電位差を制御して前記中間転写体上の滑剤を前記像担持体に回収する制御手段とを備える
ことを特徴とする画像形成装置。
前記中間転写体から前記像担持体に滑剤を回収する際、前記転写手段と前記像担持体との前記仮想領域ごとの電位差は、前記露光手段の露光量によって制御する請求項１記載の画像形成装置。
前記制御手段は、前記積算された印字率が低いほど滑剤の付着量は多いと推算し、滑剤を前記像担持体に回収する際の前記転写手段と前記像担持体との電位差を大きくする請求項１又は２記載の画像形成装置。
前記制御手段は、前記いずれかの仮想領域において所定期間トナー像の印字率の増分がゼロであった場合、前記中間転写体が少なくとも１回転する間、前記中間転写体上の滑剤を前記像担持体に回収する制御を行う請求項１〜３のいずれかに記載の画像形成装置。
前記制御手段は、前記いずれかの仮想領域において所定期間トナー像の印字率の増分がゼロであった場合、同一ジョブの実施中は印字間、同一ジョブの終了後は前記中間転写体が少なくとも１回転する間、前記中間転写体上の滑剤を前記像担持体に回収する制御を行う請求項１〜４のいずれかに記載の画像形成装置。
前記制御手段は、前記いずれかの仮想領域において所定期間トナー像の印字率の増分がゼロであった場合、複数の異なるジョブが連続して実施されているときは、前記複数の異なるジョブの終了後に前記回転軸方向に連続した帯状のベタ画像を形成する請求項１〜５のいずれかに記載の画像形成装置。
前記制御手段は、前記中間転写体の回転軸方向の全域にわたってベタ画像が形成された場合、積算された印字率をリセットする請求項１〜６のいずれかに記載の画像形成装置。
前記現像手段が、補給用トナーを収容した交換可能なトナーボトルを備え、
前記制御手段は、トナーボトルが交換された場合に、前記中間転写体上の滑剤を前記像担持体に回収する制御を行う請求項１〜７のいずれかに記載の画像形成装置。