JP2017161761A - 画像形成装置および潤滑剤排出制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】潤滑剤が現像部に取り込まれることに起因する画像不良の発生を抑制することが可能な画像形成装置および潤滑剤排出制御方法を提供する。【解決手段】画像形成装置は、像担持体と、現像剤に含まれるトナーを像担持体に供給する現像部と、像担持体に潤滑剤を供給する潤滑剤供給部と、潤滑剤供給部から像担持体に供給された後、像担持体から現像部に取り込まれた潤滑剤の量を検出する潤滑剤量検出部と、潤滑剤量検出部により検出された潤滑剤の量に応じて潤滑剤を現像部内から排出するように現像部を制御する制御部と、を備える。【選択図】図３

Description

本発明は、画像形成装置および潤滑剤排出制御方法に関する。

一般に、電子写真プロセス技術を利用した画像形成装置（プリンター、複写機、ファクシミリ等）は、帯電した感光体ドラム（像担持体）に対して、画像データに基づくレーザー光を照射（露光）することにより静電潜像を形成する。そして、静電潜像が形成された感光体ドラムへ現像装置よりトナーを供給することにより静電潜像を可視化してトナー像を形成する。さらに、このトナー像を直接または間接的に用紙に転写させた後、定着ニップで加熱、加圧して定着させることにより用紙にトナー像を形成する。

ところで、近年の画像形成装置における高解像度化の要求に伴い、画像形成に用いられるトナーは、小径化および球形化したものが採用されている。小径化および球形化したトナーを用いた場合、感光体ドラム上に付着した転写残トナーを掻き取るクリーニングブレードと感光体ドラムとの間を転写残トナーがすり抜けやすくなる。

その理由としては、小径化したトナーの場合、ファンデルワールス力によるトナーと感光体ドラムとの付着力が強くなるとともに、当該トナーが感光体ドラムとクリーニングブレードとの接触部に進入しやすくなるためである。また、球形化したトナーの場合、トナーが感光体ドラムとクリーニングブレードとの間で転がりやすくなって、感光体ドラムとクリーニングブレードとの接触部に進入しやすくなるためである。

このような感光体ドラム上のトナーがクリーニングブレードをすり抜ける問題を解消するために、例えば特許文献１には、感光体ドラム上に潤滑剤を供給して感光体ドラム上の摩擦係数を低減させる技術が開示されている。この技術では、潤滑剤を感光体ドラムに供給することで、感光体ドラムに対するトナーの付着力および摩擦力が低下してクリーニングブレードでトナーを十分に除去することができる。また、感光体ドラムからトナーを除去しやすくすることで、感光体ドラムに対するクリーニングブレードの当接力を小さくすることができ、クリーニングブレードおよび感光体ドラムの長寿命化を図ることができる。さらに、感光体ドラムの摩擦係数の低下によって、トナー像の転写効率が向上するとともに、感光体ドラム上に異物が付着するフィルミング等を抑制することができる。

特開２０１０−２３０９３１号公報

しかしながら、感光体ドラム上に供給された潤滑剤は、現像装置の現像ローラー部分を通過するとき、現像ローラー上に形成されたキャリアーおよびトナーからなる磁気ブラシにより掻き取られて、現像装置内に取り込まれてしまう場合がある。潤滑剤が現像装置内に取り込まれると、潤滑剤がトナーに付着してトナーとキャリアーとの摩擦帯電を阻害する。これにより、現像装置内で帯電量が低下したトナーが存在する状態や、正負極に帯電したトナーが混在する状態が発生するので、カブリやトナー飛散等の画像不良が発生しやすくなるという問題があった。仮に感光体ドラムへの潤滑剤の供給量を減らしたとしても、画像形成時において現像装置内に取り込まれた潤滑剤は蓄積されていくので、耐久を通してカブリやトナー飛散の問題を解消することが困難である。

本発明の目的は、潤滑剤が現像部に取り込まれることに起因する画像不良の発生を抑制することが可能な画像形成装置および潤滑剤排出制御方法を提供することである。

本発明に係る画像形成装置は、
像担持体と、
現像剤に含まれるトナーを前記像担持体に供給する現像部と、
前記像担持体に潤滑剤を供給する潤滑剤供給部と、
前記潤滑剤供給部から前記像担持体に供給された後、前記像担持体から前記現像部に取り込まれた前記潤滑剤の量を検出する潤滑剤量検出部と、
前記潤滑剤量検出部により検出された前記潤滑剤の量に応じて前記潤滑剤を前記現像部内から排出するように前記現像部を制御する制御部と、
を備える。

本発明に係る潤滑剤排出制御方法は、
像担持体と、現像剤に含まれるトナーを前記像担持体に供給する現像部と、前記像担持体に潤滑剤を供給する潤滑剤供給部とを備えた画像形成装置の潤滑剤排出制御方法であって、
前記潤滑剤供給部から前記像担持体に供給された後、前記像担持体から前記現像部に取り込まれた前記潤滑剤の量を取得し、
取得した前記潤滑剤の量に応じて前記潤滑剤を前記現像部内から排出するように前記現像部を制御する。

本発明によれば、潤滑剤が現像部に取り込まれることに起因する画像不良の発生を抑制することができる。

本実施の形態に係る画像形成装置の全体構成を概略的に示す図である。 本実施の形態に係る画像形成装置の制御系の主要部を示す図である。 現像装置および感光体ドラム部分を示す図である。 現像スリーブと感光体ドラムの対向部分の拡大図である。 潤滑剤濃度検出部を図３におけるＡ−Ａ線で切った断面で見た図である。 潤滑剤濃度検出部を図５におけるＢ−Ｂ線で切った断面で見た図である。 潤滑剤の濃度に対するカブリ発生量を示す図である。 潤滑剤の濃度に対する潤滑剤の排出量を示す図である。 画像形成装置における潤滑剤排出制御の動作例の一例を示すフローチャートである。 変形例に係る現像装置および感光体ドラム部分を示す図である。 変形例に係る現像装置を上から見た図である。 変形例に係る現像装置を図１１におけるＣ−Ｃ線で切った断面図である。

以下、本実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。図１は、本実施の形態に係る画像形成装置１の全体構成を概略的に示す図である。図２は、本実施の形態に係る画像形成装置１の制御系の主要部を示す図である。

図１、２に示す画像形成装置１は、電子写真プロセス技術を利用した中間転写方式のカラー画像形成装置である。すなわち、画像形成装置１は、感光体ドラム４１３上に形成されたＹ（イエロー）、Ｍ（マゼンタ）、Ｃ（シアン）、Ｋ（ブラック）の各色トナー像を中間転写ベルト４２１に一次転写し、中間転写ベルト４２１上で４色のトナー像を重ね合わせた後、用紙Ｓに二次転写することにより、画像を形成する。

また、画像形成装置１には、ＹＭＣＫの４色に対応する感光体ドラム４１３を中間転写ベルト４２１の走行方向に直列配置し、中間転写ベルト４２１に一回の手順で各色トナー像を順次転写させるタンデム方式が採用されている。

画像形成装置１は、画像読取部１０、操作表示部２０、画像処理部３０、画像形成部４０、用紙搬送部５０、定着部６０および制御部９０を備える。

制御部９０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）９１、ＲＯＭ（Read Only Memory）９２、ＲＡＭ（Random Access Memory）９３等を備える。ＣＰＵ９１は、ＲＯＭ９２から処理内容に応じたプログラムを読み出してＲＡＭ９３に展開し、展開したプログラムと協働して画像形成装置１の各ブロックの動作を集中制御する。このとき、記憶部７２に格納されている各種データが参照される。記憶部７２は、例えば不揮発性の半導体メモリ（いわゆるフラッシュメモリ）やハードディスクドライブで構成される。

制御部９０は、通信部７１を介して、ＬＡＮ（Local Area Network）、ＷＡＮ（Wide Area Network）等の通信ネットワークに接続された外部の装置（例えばパーソナルコンピューター）との間で各種データの送受信を行う。制御部９０は、例えば、外部の装置から送信された画像データ（入力画像データ）を受信し、この画像データに基づいて用紙Ｓに画像を形成させる。通信部７１は、例えばＬＡＮカード等の通信制御カードで構成される。

画像読取部１０は、ＡＤＦ（Auto Document Feeder）と称される自動原稿給紙装置１１および原稿画像走査装置１２（スキャナー）等を備えて構成される。

自動原稿給紙装置１１は、原稿トレイに載置された原稿Ｄを搬送機構により搬送して原稿画像走査装置１２へ送り出す。自動原稿給紙装置１１により、原稿トレイに載置された多数枚の原稿Ｄの画像（両面を含む）を連続して一挙に読み取ることが可能となる。

原稿画像走査装置１２は、自動原稿給紙装置１１からコンタクトガラス上に搬送された原稿またはコンタクトガラス上に載置された原稿を光学的に走査し、原稿からの反射光をＣＣＤ（Charge Coupled Device）センサー１２ａの受光面上に結像させ、原稿画像を読み取る。画像読取部１０は、原稿画像走査装置１２による読取結果に基づいて入力画像データを生成する。この入力画像データには、画像処理部３０において所定の画像処理が施される。

操作表示部２０は、例えばタッチパネル付の液晶ディスプレイ（ＬＣＤ：Liquid Crystal Display）で構成され、表示部２１および操作部２２として機能する。表示部２１は、制御部９０から入力される表示制御信号に従って、各種操作画面、画像の状態、各機能の動作状況等の表示を行う。操作部２２は、テンキー、スタートキー等の各種操作キーを備え、ユーザーによる各種入力操作を受け付けて、操作信号を制御部９０に出力する。

画像処理部３０は、入力画像データに対して、初期設定またはユーザー設定に応じたデジタル画像処理を行う回路等を備える。例えば、画像処理部３０は、制御部９０の制御下で、階調補正データ（階調補正テーブル）に基づいて階調補正を行う。また、画像処理部３０は、入力画像データに対して、階調補正の他、色補正、シェーディング補正等の各種補正処理や、圧縮処理等を施す。これらの処理が施された画像データに基づいて、画像形成部４０が制御される。

画像形成部４０は、入力画像データに基づいて、Ｙ成分、Ｍ成分、Ｃ成分、Ｋ成分の各有色トナーによる画像を形成するための画像形成ユニット４１Ｙ、４１Ｍ、４１Ｃ、４１Ｋ、中間転写ユニット４２等を備える。

Ｙ成分、Ｍ成分、Ｃ成分、Ｋ成分用の画像形成ユニット４１Ｙ、４１Ｍ、４１Ｃ、４１Ｋは、同様の構成を有する。図示および説明の便宜上、共通する構成要素は同一の符号で示し、それぞれを区別する場合には符号にＹ、Ｍ、Ｃ、またはＫを添えて示すこととする。図１では、Ｙ成分用の画像形成ユニット４１Ｙの構成要素についてのみ符号が付され、その他の画像形成ユニット４１Ｍ、４１Ｃ、４１Ｋの構成要素については符号が省略されている。

画像形成ユニット４１は、露光装置４１１、現像装置４１２、感光体ドラム４１３、帯電装置４１４、ドラムクリーニング装置４１５および潤滑剤塗布装置４１６等を備える。感光体ドラム４１３は、本発明の「像担持体」に対応する。現像装置４１２は、本発明の「現像部」に対応する。潤滑剤塗布装置４１６は、本発明の「潤滑剤供給部」に対応する。

感光体ドラム４１３は、例えばアルミニウム製の導電性円筒体（アルミ素管）の周面に、アンダーコート層（ＵＣＬ：Under Coat Layer）、電荷発生層（ＣＧＬ：Charge Generation Layer）、電荷輸送層（ＣＴＬ：Charge Transport Layer）を順次積層した負帯電型の有機感光体（ＯＰＣ：Organic Photo-conductor）である。

帯電装置４１４は、コロナ放電を発生させることにより、光導電性を有する感光体ドラム４１３の表面を一様に負極性に帯電させる。

露光装置４１１は、例えば半導体レーザーで構成され、感光体ドラム４１３に対して各色成分の画像に対応するレーザー光を照射する。感光体ドラム４１３の電荷発生層で正電荷が発生し、電荷輸送層の表面まで輸送されることにより、感光体ドラム４１３の表面電荷（負電荷）が中和される。感光体ドラム４１３の表面には、周囲との電位差により各色成分の静電潜像が形成される。

現像装置４１２は、二成分逆転方式の現像装置であり、感光体ドラム４１３の表面に各色成分のトナーを付着させることにより静電潜像を可視化してトナー像を形成する。現像装置４１２が有する現像スリーブ４１２Ａは、回転しながら現像剤を担持し、現像剤に含まれるトナーを感光体ドラム４１３に供給する。具体的には、現像スリーブ４１２Ａは、図示しない現像バイアス印加部からＡＣバイアスである現像バイアスが印加され、感光体ドラム４１３の表面との間で電位差が発生させられることにより、感光体ドラム４１３の表面にトナー像を形成する。

また、図３に示すように、現像装置４１２内に現像剤が収容される現像剤筐体４１２Ｂ内には、図３における右から順に第１撹拌部材４１２Ｃおよび第２撹拌部材４１２Ｄが設けられている。第１撹拌部材４１２Ｃおよび第２撹拌部材４１２Ｄは、回転することで軸方向に現像剤を搬送するように構成されており、現像剤筐体４１２Ｂ内の現像剤を撹拌する。なお、図３における現像装置４１２は、図１における現像装置４１２よりも簡略化して図示している。

なお、本実施の形態においては、現像剤筐体４１２Ｂに収容される現像剤量は、６５０ｇ、現像スリーブ４１２Ａにおける感光体ドラム４１３へのトナー搬送量は、２５０±１００ｇ／ｍ^２、現像スリーブ４１２Ａと感光体ドラム４１３との距離は、０．２５±０．０４ｍｍに設定されている。

また、現像装置４１２内には、潤滑剤濃度検出部１００が設けられている。潤滑剤濃度検出部１００は、第１撹拌部材４１２Ｃの上方である現像剤筐体４１２Ｂの上壁に配置され、現像装置４１２に収容されているトナーに付着した潤滑剤Ｇの濃度を検出し、その検出結果を制御部９０に出力する。潤滑剤濃度検出部１００の詳細については後述する。

ドラムクリーニング装置４１５は、感光体ドラム４１３の表面に摺接されるドラムクリーニングブレード４１５Ａ等を有し、一次転写後に感光体ドラム４１３の表面に残存する転写残トナーを除去する。

潤滑剤塗布装置４１６は、固形潤滑剤４１６Ａと、ブラシローラー４１６Ｂと、ブレード４１６Ｃとを有している。

固形潤滑剤４１６Ａは、直方体状に形成されたステアリン酸亜鉛等の金属石鹸からなる潤滑剤である。ブラシローラー４１６Ｂは、固形潤滑剤４１６Ａと感光体ドラム４１３の間に回転可能に配置されており、それぞれに当接している。ブラシローラー４１６Ｂは、回転することで固形潤滑剤４１６Ａより潤滑剤Ｇを掻き取り、当該潤滑剤Ｇを保持して感光体ドラム４１３上に供給する。

ブレード４１６Ｃは、ゴム状の均しブレードであり、固形潤滑剤４１６Ａおよびブラシローラー４１６Ｂの下流側に配置され感光体ドラム４１３上に供給された潤滑剤Ｇを、感光体ドラム４１３に押し付けるように構成されている。このブレード４１６Ｃに潤滑剤Ｇが押し付けられることで、感光体ドラム４１３上に潤滑剤Ｇが塗布される。

また、感光体ドラム４１３の表面に対向する適宜な位置には、潤滑剤供給量検出部４１６Ｄが設けられている。潤滑剤供給量検出部４１６Ｄは、例えば感光体ドラム４１３表面の反射光量等により潤滑剤Ｇの塗布量を検出し、検出した検出結果を制御部９０に出力する。制御部９０は、潤滑剤供給量検出部４１６Ｄにより検出された検出結果に基づいて感光体ドラム４１３上の潤滑剤Ｇの塗布量が一定量になるように潤滑剤塗布装置４１６を制御する。

図１に示すように、中間転写ユニット４２は、中間転写ベルト４２１、一次転写ローラー４２２、複数の支持ローラー４２３およびベルトクリーニング装置４２６等を備える。

中間転写ベルト４２１は、無端状ベルトで構成され、複数の支持ローラー４２３にループ状に張架される。複数の支持ローラー４２３のうちの少なくとも一つは駆動ローラーで構成され、その他は従動ローラーで構成される。駆動ローラーが回転することにより、中間転写ベルト４２１はＡ方向に一定速度で走行する。

中間転写ベルト４２１は、導電性および弾性を有するベルトであり、制御部９０からの制御信号によって回転駆動される。

一次転写ローラー４２２は、各色成分の感光体ドラム４１３に対向して、中間転写ベルト４２１の内周面側に配置される。中間転写ベルト４２１を挟んで、一次転写ローラー４２２が感光体ドラム４１３に圧接されることにより、感光体ドラム４１３から中間転写ベルト４２１へトナー像を転写するための一次転写ニップが形成される。

二次転写ローラー４２４は、駆動ローラー４２３Ａのベルト走行方向下流側に配置されるバックアップローラー４２３Ｂに対向して、中間転写ベルト４２１の外周面側に配置される。中間転写ベルト４２１を挟んで、二次転写ローラー４２４がバックアップローラー４２３Ｂに圧接されることにより、中間転写ベルト４２１から用紙Ｓへトナー像を転写するための二次転写ニップが形成される。

ベルトクリーニング装置４２６は、二次転写後に中間転写ベルト４２１の表面に残留する転写残トナーを除去する。

一次転写ニップを中間転写ベルト４２１が通過する際、感光体ドラム４１３上のトナー像が中間転写ベルト４２１に順次重ねて一次転写される。具体的には、一次転写ローラー４２２に一次転写バイアスを印加し、中間転写ベルト４２１の裏面側、つまり、一次転写ローラー４２２と当接する側にトナーと逆極性の電荷を付与することにより、トナー像は中間転写ベルト４２１に静電的に転写される。

その後、用紙Ｓが二次転写ニップを通過する際、中間転写ベルト４２１上のトナー像が用紙Ｓに二次転写される。具体的には、図示しないバイアス印加部によりバックアップローラー４２３Ｂに二次転写バイアスを印加し、用紙Ｓの表面側、つまり、中間転写ベルト４２１と当接する側にトナーと同極性の電荷を付与することにより、トナー像は用紙Ｓに静電的に転写される。トナー像が転写された用紙Ｓは定着部６０に向けて搬送される。

定着部６０は、用紙Ｓの定着面であるトナー像が形成されている面側に配置される定着面側部材を有する上側定着部６０Ａ、用紙Ｓの裏面である定着面の反対の面側に配置される裏面側支持部材を有する下側定着部６０Ｂ等を備える。定着面側部材に裏面側支持部材が圧接されることにより、用紙Ｓを狭持して搬送する定着ニップが形成される。

定着部６０は、トナー像が二次転写され、搬送されてきた用紙Ｓを定着ニップで加熱、加圧することにより、用紙Ｓにトナー像を定着させる。定着部６０は、定着器Ｆ内にユニットとして配置される。また、定着器Ｆには、エアを吹き付けることにより、定着面側部材または裏面側支持部材から用紙Ｓを分離させるエア分離ユニットが配置されていても良い。

上側定着部６０Ａは、定着面側部材である無端状の定着ベルト６１、加熱ローラー６２および定着ローラー６３を有する。定着ベルト６１は、加熱ローラー６２と定着ローラー６３とによって張架されている。

加熱ローラー６２は、加熱源（ハロゲンヒーター）を内蔵し、定着ベルト６１を加熱する。加熱源によって加熱ローラー６２が加熱され、その結果、定着ベルト６１が加熱される。

定着ローラー６３は、制御部９０によって駆動制御されることで時計回り方向に回転する。定着ローラー６３が回転することにより、定着ベルト６１および加熱ローラー６２は、時計回り方向に従動回転する。

下側定着部６０Ｂは、裏面側支持部材である加圧ローラー６４を有する。加圧ローラー６４は、定着ベルト６１との間で用紙Ｓを挟持して搬送する定着ニップを形成している。加圧ローラー６４は、制御部９０によって駆動制御されることで反時計回り方向に回転する。

用紙搬送部５０は、給紙部５１、排紙部５２、および搬送経路部５３等を備える。給紙部５１を構成する３つの給紙トレイユニット５１ａ〜５１ｃには、坪量やサイズ等に基づいて識別された用紙Ｓ（規格用紙、特殊用紙）が予め設定された種類毎に収容される。搬送経路部５３は、レジストローラー対５３ａ等の複数の搬送ローラー対を有する。

搬送経路部５３は、レジストローラー対５３ａ等の複数の搬送ローラー対、用紙Ｓを画像形成部４０および定着部６０を通過させ機外に排出する通常搬送路５３ｂと、定着部６０を通った用紙Ｓの表裏を反転させた後、画像形成部４０の上流で再び通常搬送路５３ｂに合流させる反転搬送路５３ｃとを有する。両面印刷時には、最初に通常搬送路５３ｂを通る際に用紙Ｓの表面にトナー像が形成され、反転搬送路５３ｃを通過した後、再び通常搬送路５３ｂを通る際に用紙Ｓの裏面にトナー像が形成されるようになっている。

給紙トレイユニット５１ａ〜５１ｃに収容されている用紙Ｓは、最上部から一枚ずつ送出され、搬送経路部５３により画像形成部４０に搬送される。このとき、レジストローラー対５３ａが配設されたレジストローラー部により、給紙された用紙Ｓの傾きが補正されるとともに搬送タイミングが調整される。そして、画像形成部４０において、中間転写ベルト４２１のトナー像が用紙Ｓの一方の面に一括して二次転写され、定着部６０において定着工程が施される。画像形成された用紙Ｓは、排紙ローラー５２ａを備えた排紙部５２により機外に排紙される。

ところで、図４に示すように、潤滑剤塗布装置４１６により感光体ドラム４１３に供給された潤滑剤Ｇは、感光体ドラム４１３の回転に伴い、現像スリーブ４１２Ａと対向する位置まで移動する。このとき、潤滑剤Ｇは、現像剤に含まれるトナーＴとキャリアーＣからなる磁気ブラシにより感光体ドラム４１３の表面から掻き取られてしまう場合がある。磁気ブラシにより掻き取られた潤滑剤Ｇは、現像装置４１２内に取り込まれて現像装置４１２内に収容されているトナーＴに付着する。トナーＴに付着した潤滑剤Ｇは、トナーＴとキャリアーＣとの摩擦帯電を阻害する。その結果、現像装置４１２内で帯電量が低下したトナーが存在する状態や、正極負極に帯電したトナーが混在した状態が発生するので、カブリやトナー飛散等の画像不良が発生しやすくなる。

そこで、本実施の形態では、潤滑剤濃度検出部１００は、現像装置４１２内の現像剤に対する潤滑剤の濃度を検出する。そして、制御部９０は、潤滑剤濃度検出部１００により検出された潤滑剤の濃度が所定濃度（例えば、現像剤中の潤滑剤比率１ａｔ％）より大きい場合、感光体ドラム４１３上にトナー帯を排出することで潤滑剤を現像装置４１２から排出する。このようにすることで、現像装置４１２内に取り込まれた潤滑剤を減らすことができる。以下、潤滑剤濃度検出部１００の詳細について説明する。潤滑剤濃度検出部１００は、本発明の「潤滑剤量検出部」に対応し、潤滑剤の濃度は、本発明の「潤滑剤の量」に対応する。

図５は、潤滑剤濃度検出部１００を図３におけるＡ−Ａ線で切った断面で見た図である。図６は、潤滑剤濃度検出部１００を図５におけるＢ−Ｂ線で切った断面で見た図である。

図５に示すように、潤滑剤濃度検出部１００は、筐体１０１と、発光部１１０と、受光部１２０と、現像剤付着部１３０と、バイアス印加部１４０とを有している。

図５および図６に示すように、筐体１０１は、下方に開口した箱状に形成されており、内部に発光部１１０および受光部１２０を収容している。また、筐体１０１の図６における左側には堰き止め壁１０２が形成されている。堰き止め壁１０２は、現像剤付着部１３０（後述する蓋部１３１）よりも下方に突出しており、現像剤付着部１３０に付着したトナーＴを後述する搬送部材１５０の回転に伴って堰き止め壁１０２よりも図６における左側に行くのを堰き止めている。これにより、トナーＴ内における潤滑剤の濃度が検出される前に搬送部材１５０により当該トナーＴが搬送されるのを抑制している。

図５に示すように、発光部１１０は、光を発光する部分であり、筐体１０１の上壁の図５における右端部に設けられている。受光部１２０は、発光部１１０が発光した光を受光する部分であり、筐体１０１の上壁の図５における左端部に設けられている。現像剤付着部１３０は、透明に形成されており、蓋部１３１と、反射部１３２とを有している。

蓋部１３１は、筐体１０１の開口を閉塞する位置に配置されており、バイアス印加部１４０に接続されている。バイアス印加部１４０は、制御部９０の制御を受けて、トナーＴとは逆極性のバイアスである所定バイアスを蓋部１３１に印加する。これにより、現像装置４１２内の現像剤に含まれるトナーＴが、静電引力により蓋部１３１部分に付着する。

反射部１３２は、蓋部１３１から突出しており、図５において上方に向かうほど先細りとなるような三角柱状に形成されている。反射部１３２は、頂点から右斜め下に延びる第１斜面１３２Ａと、頂点から左斜め下に延びる第２斜面１３２Ｂとを有している。第１斜面１３２Ａは、発光部１１０と対向しており、発光部１１０から発光する光が入射するようになっている。第２斜面１３２Ｂは、受光部１２０と対向しており、第１斜面１３２Ａに入射された光を受光部１２０に向けて反射するようになっている。

潤滑剤濃度検出部１００は、発光部１１０から反射部１３２に向けて光を照射した際に、蓋部１３１に付着したトナーＴから反射した光量を受光部１２０にて受光し、当該光量を制御部９０に出力する。制御部９０は、トナーＴから反射した光量から蓋部１３１に付着したトナーＴ内の潤滑剤の濃度を算出する。このように潤滑剤の濃度を算出することで、制御部９０は、潤滑剤を現像装置４１２から排出する制御を実行する。

また、潤滑剤濃度検出部１００と対向する第１撹拌部材４１２Ｃには、搬送部材１５０が設けられている。搬送部材１５０は、蓋部１３１における反射部１３２が配置された部分に対向しており、トナーＴを蓋部１３１の部分まで搬送する。搬送されたトナーＴは、蓋部１３１に付着する。

また、搬送部材１５０の内周面には２つの磁石１５１が互いに対向するように配置されている。搬送部材１５０は、磁石１５１により、蓋部１３１に付着したトナーＴを保持するキャリアー（図示せず）を引き付けることにより、蓋部１３１からトナーＴを除去する。現像装置４１２内には潤滑剤が取り込まれていくので、蓋部１３１にトナーＴが付着したままだと、現在の潤滑剤の濃度を検出できない。しかし、搬送部材１５０により、蓋部１３１に付着するトナーＴを除去できるので、蓋部１３１に付着するトナーＴを最新のものにすることが可能となる。搬送部材１５０は、本発明の「清掃部材」に対応する。

ところで、現像装置４１２内における潤滑剤の濃度が増加することで発生するカブリの発生量は、図７に示すように、潤滑剤の濃度が大きくなるほど増加していくことが実験的に確認されている。そこで、制御部９０は、現像装置４１２内の潤滑剤の濃度に応じて潤滑剤の排出量を変更する制御を実行する。具体的には、制御部９０は、潤滑剤の濃度が大きいほど現像装置４１２内の潤滑剤の排出量を大きくするように現像装置４１２を制御する。制御部９０は、例えば、図８に示すように、潤滑剤の濃度と潤滑剤の排出量との関係が、図７における潤滑剤の濃度とカブリの発生量との関係と同じになるように潤滑剤の排出量を制御する。このようにすることで、現像装置４１２内における潤滑剤の量に応じた適切な潤滑剤排出制御を行うことができる。

また、画像形成の際に、トナーが感光体ドラム４１３に排出されるので、それに伴い、潤滑剤も感光体ドラム４１３に排出される。そのため、画像面積率が所定面積率（例えば、画像形成領域全体に対して３％）以上である場合、潤滑剤排出制御を行わなくても、現像装置４１２内の潤滑剤の濃度が比較的少ない濃度に抑えられる。そこで、制御部９０は、感光体ドラム４１３に形成された画像の面積率に応じて潤滑剤の濃度を検出するか否かについて決定する。具体的に、制御部９０は、感光体ドラム４１３における画像面積率が所定面積率以上である場合、現像装置４１２から潤滑剤を排出しない、つまり、潤滑剤の濃度を検出しないように制御する。これにより、潤滑剤濃度検出部１００を無駄に動作させる必要がなくなり、消費電力を削減することが可能となる。感光体ドラム４１３における画像面積率は、例えば直近で画像形成された画像の平均画像面積率とすることができる。

また、紙間のタイミング等のような非画像領域、つまり、感光体ドラム４１３にトナーが供給されないときでも、潤滑剤は感光体ドラム４１３に供給される。そのため、そのようなときでも、感光体ドラム４１３に供給された潤滑剤は、現像装置４１２内に取り込まれる。このようなとき、現像装置４１２内のトナーが排出されないので、現像装置４１２内の潤滑剤の濃度は増加していくことになる。しかし、例えば、ブラシローラー４１６Ｂが摩耗して感光体ドラム４１３への潤滑剤の供給量が不十分なものとなった場合、非画像領域のとき、感光体ドラム４１３上の潤滑剤の量が少ないことから、現像装置４１２に取り込まれる潤滑剤の量も小さくなるものと考えられる。

そこで、制御部９０は、感光体ドラム４１３にトナーが供給されないときにおける、現像装置４１２内の潤滑剤の濃度の変動量に基づいて、潤滑剤塗布装置４１６における感光体ドラム４１３への潤滑剤の供給量を変更する。制御部９０は、例えば、現像装置４１２内の潤滑剤の濃度の変動量が小さい場合、感光体ドラム４１３への潤滑剤の供給量が不十分であると判断して、潤滑剤塗布装置４１６における感光体ドラム４１３への潤滑剤の供給量を大きくする。このようにすることで、感光体ドラム４１３への潤滑剤の供給量を適切な量とすることができる。また、制御部９０は、例えばブラシローラー４１６Ｂの回転数を制御することで潤滑剤の供給量を制御することができる。

また、固形潤滑剤４１６Ａが枯渇したような場合、潤滑剤が感光体ドラム４１３に供給されなくなるので、このような場合には、非画像領域において現像装置４１２内に潤滑剤が取り込まれず、潤滑剤の濃度の変動が生じない。この点を鑑みて、制御部９０は、感光体ドラム４１３にトナーが供給されないときにおける、現像装置４１２内の潤滑剤の濃度の変動量に基づいて感光体ドラム４１３に潤滑剤が供給されているか否かについて判断する制御を実行しても良い。制御部９０は、感光体ドラム４１３へ潤滑剤が供給されていない、つまり、固形潤滑剤４１６Ａが枯渇したと判断した場合、例えば表示部２１等に潤滑剤塗布装置４１６の交換を促す警告を表示させると良い。

また、現像剤付着部１３０にトナーが固着したような場合、潤滑剤濃度検出部１００の検出精度が悪くなり、潤滑剤の濃度の変動が生じにくくなる。この場合、感光体ドラム４１３への潤滑剤の供給量が不十分であると判断してしまうと、感光体ドラム４１３へ潤滑剤が供給されているにも関わらず、感光体ドラム４１３への潤滑剤の供給量がさらに増やされてしまう可能性がある。そこで、制御部９０は、感光体ドラム４１３にトナーが供給されないときにおける、潤滑剤供給量検出部４１６Ｄが検出した潤滑剤の濃度の変動量に基づいて潤滑剤濃度検出部１００の検出精度の良否について判断する制御を実行しても良い。制御部９０は、潤滑剤濃度検出部１００の検出精度が悪いと判断した場合、例えば表示部２１等に潤滑剤濃度検出部１００の異常を知らせる警告を表示させると良い。

次に、以上のような制御部９０を備えた画像形成装置１における潤滑剤排出制御の動作例について説明する。図９は、画像形成装置１における潤滑剤排出制御の動作例の一例を示すフローチャートである。図９における処理は、連続印刷における紙間のタイミングで実行される。

図９に示すように、制御部９０は、画像面積率が所定面積率より小さいか否かについて判定する（ステップＳ１０１）。判定の結果、画像面積率が所定面積率以上である場合（ステップＳ１０１、ＮＯ）、制御部９０は本制御を終了する。一方、画像面積率が所定面積率より小さい場合（ステップＳ１０１、ＹＥＳ）、制御部９０は、蓋部１３１に所定バイアスを印加して蓋部１３１に現像剤を付着させる（ステップＳ１０２）。

次に、制御部９０は、潤滑剤の濃度が所定濃度より大きいか否かについて判定する（ステップＳ１０３）。判定の結果、潤滑剤の濃度が所定濃度以下である場合（ステップＳ１０３、ＮＯ）、制御部９０は本制御を終了する。一方、潤滑剤の濃度が所定濃度より大きい場合（ステップＳ１０３、ＹＥＳ）、制御部９０は、潤滑剤の濃度に応じた量のトナー帯を感光体ドラム４１３に排出する（ステップＳ１０４）。その後、制御部９０は本制御を終了する。

以上のように構成された本実施の形態に係る画像形成装置１によれば、現像装置４１２内の潤滑剤の濃度に応じて潤滑剤の排出制御を行うので、現像装置４１２内の潤滑剤の濃度が大きくなった場合に生じるカブリやトナー飛散等による画像不良が発生することを抑制することができる。

また、現像剤付着部１３０に現像装置４１２内の現像剤を付着させて潤滑剤の濃度を検出するので、現像装置４１２内の潤滑剤の濃度を正確に検出することができる。

また、現像剤付着部１３０に付着した現像剤を搬送部材１５０により蓋部１３１から除去するので、蓋部１３１に付着する現像剤を最新のものにすることができる。

また、潤滑剤の濃度に応じて潤滑剤の排出量を変更するので、現像装置４１２内における潤滑剤の量に応じて適切な潤滑剤排出制御を行うことができる。

また、画像面積率に基づいて潤滑剤の濃度検出をするか否かを決定するので、潤滑剤の濃度を検出しないと決定した場合、潤滑剤濃度検出部１００を無駄に動作させるのを抑制することができる。

なお、上記実施の形態では、トナー帯を感光体ドラム４１３に排出させることで、潤滑剤を現像装置４１２外に排出していたが、本発明はこれに限定されず、図１０に示すように、現像装置４１２内の現像剤を別の容器に排出することで潤滑剤を排出しても良い。

この構成における現像装置４１２には、排出容器２００が設けられている。排出容器２００は、現像装置４１２の現像剤筐体４１２Ｂの底壁と連通している。排出容器２００は、現像剤筐体４１２Ｂの第２撹拌部材４１２Ｄが配置された領域に対応する位置に位置している。

図１１に示すように、この構成における現像剤筐体４１２Ｂは、第１撹拌部材４１２Ｃが配置された領域よりも、第２撹拌部材４１２Ｄが配置された領域の方が図１１における左右方向に長くなるように構成されている。具体的には、現像剤筐体４１２Ｂは、第２撹拌部材４１２Ｄが配置された部分が、第１撹拌部材４１２Ｃが配置された部分よりも左側に突出して構成されている。現像剤筐体４１２Ｂにおける左側に突出した部分は、排出筐体４１２Ｅとなっている。図１２に示すように、排出容器２００は、排出筐体４１２Ｅの底部に形成された開口部Ｅ１を介して現像剤筐体４１２Ｂ内と連通している。

また、図１１に示すように、この構成における第２撹拌部材４１２Ｄは、第１撹拌部材４１２Ｃよりも図１１における左右方向に長く構成されており、現像剤筐体４１２Ｂにおける第１撹拌部材４１２Ｃに対応する領域および排出筐体４１２Ｅの領域に位置している。第２撹拌部材４１２Ｄは、回転軸Ｄ１と、回転軸Ｄ１に配置された第１羽部材Ｄ２および第２羽部材Ｄ３とを有している。

第１羽部材Ｄ２は、図１１における左右方向において現像剤筐体４１２Ｂ内の第１撹拌部材４１２Ｃが配置された領域に位置している。第１羽部材Ｄ２は、第２撹拌部材４１２Ｄの回転により、現像剤が図１１における右から左に向かうような流れを発生させる。また、第１撹拌部材４１２Ｃは、回転することで左から右に向かう流れを発生させる。また、現像剤筐体４１２Ｂ内では、第１撹拌部材４１２Ｃの左右両端部に相当する位置において、第１撹拌部材４１２Ｃおよび第２撹拌部材４１２Ｄが配置された領域が繋がっているので、図１１に示すような現像剤筐体４１２Ｂ内を周回するように現像剤が流れる。これにより、現像剤筐体４１２Ｂ内の現像剤が撹拌される。

第２羽部材Ｄ３は、現排出筐体４１２Ｅ内に配置されている。第２羽部材Ｄ３は、第１羽部材Ｄ２とは異なる方向を向いており、第２撹拌部材４１２Ｄの回転により、左から右に向かうような流れを発生させる。第２撹拌部材４１２Ｄが回転すると、トナーが右から左に向けて流されて、排出筐体４１２Ｅ内に現像剤が入り込もうとするが、第２羽部材Ｄ３により、入り込んだ現像剤が押し戻されるので、排出筐体４１２Ｅに現像剤が進入しない。

ここで、潤滑剤の濃度が所定濃度よりも大きくなった場合、制御部９０により、現像装置４１２内に現像剤が供給される。これにより、現像筐体４１２Ｃ内の現像剤量が大きくなるので、第２羽部材Ｄ３による押し戻し力に抗して現像筐体４１２Ｃ内から現像剤が溢れ出して排出筐体４１２Ｅに入り込む。図１２に示すように、排出筐体４１２Ｅ内に入り込んだ現像剤は、開口部Ｅ１を介して排出容器２００に収容される。このようにして、現像剤に含まれるトナーに付着した潤滑剤が排出容器２００に排出される。このような構成であっても、潤滑剤の濃度に応じて潤滑剤を現像装置４１２内から排出することができる。

その他、上記実施の形態は、何れも本発明を実施するにあたっての具体化の一例を示したものに過ぎず、これらによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されてはならないものである。すなわち、本発明はその要旨、またはその主要な特徴から逸脱することなく、様々な形で実施することができる。

本発明は、画像形成装置を含む複数のユニットで構成される画像形成システムに適用できる。複数のユニットには、例えば後処理装置、ネットワーク接続された制御装置等の外部装置が含まれる。

１ 画像形成装置
９０ 制御部
１００ 潤滑剤濃度検出部
４１２ 現像装置
４１３ 感光体ドラム

Claims (16)

1. 像担持体と、
   現像剤に含まれるトナーを前記像担持体に供給する現像部と、
   前記像担持体に潤滑剤を供給する潤滑剤供給部と、
   前記潤滑剤供給部から前記像担持体に供給された後、前記像担持体から前記現像部に取り込まれた前記潤滑剤の量を検出する潤滑剤量検出部と、
   前記潤滑剤量検出部により検出された前記潤滑剤の量に応じて前記潤滑剤を前記現像部内から排出するように前記現像部を制御する制御部と、
   を備える画像形成装置。
2. 前記潤滑剤量検出部は、前記現像部内の現像剤が付着する現像剤付着部を有し、前記現像剤付着部に付着した現像剤に光を照射した際に、当該現像剤から反射した光量から前記潤滑剤の量を検出する、
   請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記現像剤付着部にバイアスを印加するバイアス印加部を備え、
   前記制御部は、前記現像部内のトナーとは逆極性となるバイアスを前記現像剤付着部に印加するように前記バイアス印加部を制御する、
   請求項２に記載の画像形成装置。
4. 前記現像部は、前記現像剤付着部に付着した前記現像剤を除去する清掃部材を有する、
   請求項２または請求項３に記載の画像形成装置。
5. 前記制御部は、前記現像部内の前記潤滑剤の量に応じて前記潤滑剤の排出量を変更する、
   請求項１〜４の何れか１項に記載の画像形成装置。
6. 前記制御部は、前記現像部内の前記潤滑剤の量が大きいほど、前記現像部内の前記潤滑剤の排出量を大きくするように前記現像部を制御する、
   請求項５に記載の画像形成装置。
7. 前記制御部は、トナーを前記像担持体に供給することで前記現像部内の前記潤滑剤を排出するように前記現像部を制御する、
   請求項１〜６の何れか１項に記載の画像形成装置。
8. 前記現像部内と連通し、前記現像部内の現像剤が排出される現像剤排出部を備える、
   請求項１〜６の何れか１項に記載の画像形成装置。
9. 前記制御部は、前記現像部内の前記潤滑剤の変動量に基づいて前記像担持体に前記潤滑剤が供給されているか否かについて判断する、
   請求項１〜８の何れか１項に記載の画像形成装置。
10. 前記制御部は、前記現像部内の前記潤滑剤の変動量に応じて前記潤滑剤供給部における前記像担持体への前記潤滑剤の供給量を変更する、
    請求項１〜９の何れか１項に記載の画像形成装置。
11. 前記潤滑剤供給部は、固形潤滑剤と、前記固形潤滑剤から掻き取った前記潤滑剤を前記像担持体に供給するブラシローラーとを有し、
    前記制御部は、前記ブラシローラーの回転数を制御することで前記潤滑剤の供給量を制御する、
    請求項１０に記載の画像形成装置。
12. 前記像担持体上の前記潤滑剤の供給量を検出する潤滑剤供給量検出部を備え、
    前記制御部は、前記潤滑剤供給量検出部が検出した前記像担持体上の前記潤滑剤の供給量に基づいて前記像担持体上の前記潤滑剤の供給量が一定量になるように前記潤滑剤供給部を制御し、かつ、前記現像部内の前記潤滑剤の変動量に基づいて前記潤滑剤量検出部の検出精度の良否について判断する、
    請求項１〜１１の何れか１項に記載の画像形成装置。
13. 前記制御部は、前記像担持体に形成された画像の面積率に基づいて前記現像部内の前記潤滑剤の量を検出するか否かを決定する、
    請求項１〜１２の何れか１項に記載の画像形成装置。
14. 前記制御部は、前記像担持体に形成された画像の面積率が所定面積率以上である場合、前記現像部から前記潤滑剤を排出しない、
    請求項１〜１３の何れか１項に記載の画像形成装置。
15. 前記潤滑剤は、金属石鹸である、
    請求項１〜１４の何れか１項に記載の画像形成装置。
16. 像担持体と、現像剤に含まれるトナーを前記像担持体に供給する現像部と、前記像担持体に潤滑剤を供給する潤滑剤供給部とを備えた画像形成装置の潤滑剤排出制御方法であって、
    前記潤滑剤供給部から前記像担持体に供給された後、前記像担持体から前記現像部に取り込まれた前記潤滑剤の量を取得し、
    取得した前記潤滑剤の量に応じて前記潤滑剤を前記現像部内から排出するように前記現像部を制御する潤滑剤排出制御方法。

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