JP2018180295A - 画像形成装置、感光体均し方法、およびコンピュータプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】画像形成装置の感光体に偏摩耗が生じた場合の画質の低下の抑制を従来よりも容易に図るようにする。
【解決手段】画像形成装置１に、感光体２Ａと、感光体２Ａへトナーを供給することでトナー像の形成を行う現像ローラ２Ｄ１と、現像ローラ２Ｄ１の電位または感光体２Ａの電位の調整を、トナー像の形成を行う場合よりも感光体２Ａのメンテナンスを行う場合のほうが感光体２Ａの電位から現像ローラ２Ｄ１の電位までの差が小さくなるように行う、印加回路２Ｂ２または印加回路２Ｄ２と、トナー像を感光体２Ａから用紙または中間転写ベルト１７Ｅへ転写する転写ローラ２Ｅ１と、感光体２Ａに残存したトナーを除去するクリーニングブレード２Ｆ１と、を設ける。
【選択図】図４

Description

本発明は、画像形成装置における画質の低下を抑制する技術に関する。

従来、電子写真方式の画像形成装置が普及している。このような画像形成装置には、感光体が設けられている。印刷する対象の画像のトナー像を感光体に形成する際に、感光体の表面にトナーが供給される。そして、感光体から用紙または転写ベルトへトナー像が転写される。感光体に残存したトナーは、クリーニングブレードによって除去される。このとき、感光体の表面が、残留したトナーとともに削り取られることがある。トナーが残存している部分ほど削り取られやすい。よって、感光体の表面が偏って摩耗する。

感光体の表面が偏って摩耗すると、均一の濃度の画像であっても、部分ごとに供給されるトナーの量にバラつきが生じることになり、画像に色むらが生じやすくなってしまう。すなわち、偏った摩耗（以下、偏摩耗と記載する。）は、画像の質つまり画質が低下する原因となる。

以下の特許文献は、偏摩耗などを有する感光体を使用した場合であっても、画質が低下することを軽減する技術を開示する。

特許文献１に記載の画像形成装置は、感光体ドラムの感光層上に形成されるトナー像のイメージカウントを主走査方向画素毎に累積して得られた累積イメージカウントから、感光層の主走査方向の膜厚分布を予測する。このとき、累積イメージカウントの少ない領域は感光層の膜厚の減りが多いと予測する。次に、得られた膜厚分布予測結果に基づき、露光器より照射するレーザ光の光量補正データを作成する。このとき、光量補正データは、感光層の膜厚が厚い領域に対しては光量を下げず、膜厚が薄い領域に対しては光量を下げるように設定される。これにより、帯電電位と露光電位との差であるコントラスト電位が、感光層の膜厚によらずほぼ一定になる。

特許文献２に記載の画像形成装置において、感光体に一定量一定面積の帯状のトナー像を形成した後、転写手段に印加される転写バイアスを調整して感光体の帯状のトナー像をクリーニングブレードへと供給し、帯電手段に、露光手段からの画像情報に応じた画像を形成する通常の画像形成時に印加する交流電圧のピーク間電圧より大きいピーク間電圧とされる帯電バイアスを所定時間印加する感光体欠陥回復モードを実行可能である。これにより、画像に黒点または白点を発生させる感光体の凹部に、トナーを埋め込む。

特開２００７−１８７７３４号公報 特開２０１２−１８９８０１号公報

上述の特許文献１に開示される技術は感光体の膜厚を分析しさらに膜厚の状態に応じて光量を調整するため、処理が複雑になってしまう。上述の特許文献２に開示される技術は、点などの極めて小さな欠損には対応できるが、広範に表れる偏摩耗には対応できない。

本発明は、このような問題に鑑み、画像形成装置の感光体に偏摩耗が生じた場合の画質の低下の抑制を従来よりも容易に図ることを、目的とする。

本発明の一形態に係る画像形成装置は、感光体と、前記感光体へトナーを供給することで当該感光体にトナー像の形成を行う現像器と、前記現像器の電位である現像器電位または前記感光体の電位である感光体電位の調整を、前記形成を行う場合よりも当該感光体のメンテナンスを行う場合のほうが当該感光体電位から当該現像器電位までの差が小さくなるように行う、調整手段と、前記トナー像を前記感光体から用紙またはベルトへ転写する転写器と、前記用紙または前記ベルトへ転写されずに前記感光体に残存した前記トナーを除去するクリーニング器と、を有する。

または、前記調整手段は、前記形成を行う場合は前記現像器電位が第１の電位になり前記メンテナンスを行う場合は当該現像器電位が当該第１の電位より高い第２の電位になるように、前記調整を行う。

または、前記調整手段は、前記形成を行う場合は前記感光体電位が第１の電位になり前記メンテナンスを行う場合は当該感光体電位が当該第１の感光体電位より低い第２の電位になるように、前記調整を行う。

または、前記感光体を帯電させる帯電器と、前記帯電器が前記感光体を帯電させるために当該帯電器に第１の極性の電圧を印加する第１の印加手段と、前記形成が行われる場合に、前記第１の極性とは逆の極性である第２の極性の電圧を前記転写器に印加し、前記メンテナンスが行われる場合に、当該第１の極性の電圧を当該転写器に印加する、第２の印加手段と、を有する。

または、前記第１の印加手段は、前記形成が行われる場合に、第１の直流電圧に交流電圧を重畳した電圧を前記帯電器に印加し、前記メンテナンスが行われる場合に、当該第１の直流電圧よりも高い第２の直流電圧を、交流電圧を重畳せずに当該帯電器に印加する。

または、前記調整手段は、前記メンテナンスを行う場合において、前記現像器電位が、前記感光体の前記帯電器に対向する部分の前記感光体電位の平均である平均感光体電位以下になるように前記調整を行う。

本発明によると、摩耗によって感光体に凹凸が生じた場合の画質の低下の抑制を従来よりも容易に図ることができる。

画像形成装置の外観の例を示す図である。 画像形成装置のハードウェア構成の例を示す図である。 操作パネルおよびプリントユニットの構成の例を示す図である。 トナー像形成部２の構成の例を示す図である。 感光体および現像ローラそれぞれの電位の遷移の例を示す図である。 潤滑剤の移動の例を示す図である。 膜厚と電位との関係の例を説明するための図である。 トナー像形成部の制御のための全体的な処理の流れの例を説明するフローチャートである。 画像形成モードおよび均しモードそれぞれにおける電位の例を示す図である。 膜厚と電流との関係の例を示す図である。 電圧の印加に伴う電流と感光体の電位との関係の例を示す図である。 感光体の回転時間と膜厚との関係の例を示す図である。

図１は、画像形成装置１の外観の例を示す図である。図２は、画像形成装置１のハードウェア構成の例を示す図である。図３は、操作パネル１０ｅおよびプリントユニット１０ｉの構成の例を示す図である。図４は、トナー像形成部２の構成の例を示す図である。図５は、感光体２Ａおよび現像ローラ２Ｄ１それぞれの電位の遷移の例を示す図である。図６は、潤滑剤の移動の例を示す図である。図７は、膜厚と電位との関係の例を説明するための図である。

図１に示す画像形成装置１は、一般にＭＦＰ（Multi Function Peripherals）または複合機などと呼ばれる装置であって、コピー、ＰＣプリント、ファクシミリ、およびスキャンなどの機能を集約した装置である。

ＰＣプリント機能は、パーソナルコンピュータ、タブレットコンピュータ、またはサーバなどから画像データを受信し画像を用紙またはフィルムなどの記録媒体（以下、「シート」と記載する。）に印刷する機能である。「ネットワークプリンタ機能」または「ネットワークプリンティング機能」などと呼ばれることもある。

画像形成装置１は、図２に示すように、ＣＰＵ（Central Processing Unit）１０ａ、ＲＡＭ（Random Access Memory）１０ｂ、ＲＯＭ（Read Only Memory）１０ｃ、補助記憶装置１０ｄ、操作パネル１０ｅ、ＮＩＣ（Network Interface Card）１０ｆ、ファクシミリユニット１０ｇ、スキャンユニット１０ｈ、およびプリントユニット１０ｉなどによって構成される。

ＮＩＣ１０ｆは、通信回線を介してパーソナルコンピュータ、タブレットコンピュータ、またはサーバなどを相手にＴＣＰ／ＩＰ（Transmission Control Protocol/Internet Protocol）などのプロトコルで通信を行う。

ファクシミリユニット１０ｇは、公衆電話回線を介してファクシミリ端末との間でＧ３などのプロトコルで画像データをやり取りする。

操作パネル１０ｅは、キー入力部１０ｅ１およびタッチパネルディスプレイ１０ｅ２（図３参照）などによって構成される。

キー入力部１０ｅ１は、いわゆるハードウェアキーボードであって、テンキー、スタートキー、ストップキー、およびファンクションキーなどによって構成される。

タッチパネルディスプレイ１０ｅ２は、ユーザに対してメッセージまたは指示を与えるための画面、ユーザが所望する処理の種類および処理条件を入力するための画面、およびＣＰＵ１０ａなどで実行された処理の結果を示す画面などを表示する。

ユーザは、これらの画面を見ながらキー入力部１０ｅ１またはタッチパネルディスプレイ１０ｅ２を操作することによって、画像形成装置１に対してデータおよびコマンドなどを入力することができる。

スキャンユニット１０ｈは、プラテンガラスの上にセットされたシートに記されている画像を読み取って画像データを生成する。

プリントユニット１０ｉは、スキャンユニット１０ｈによって読み取られた画像のほか、他の装置から受信した画像データに示される画像を電子写真方式でシートに印刷する。以下、プリントユニット１０ｉとして、タンデム方式のカラーの印刷エンジンが用いられる場合を例に説明する。

プリントユニット１０ｉは、図３に示すように、主に作像部１７および搬送部１８によって構成される。

作像部１７は、トナーボトル１７Ｂ、攪拌羽１７Ｃ、トナー像形成部２、中間転写ベルト１７Ｅ、中間転写ベルトクリーナ１７Ｆ、および廃トナーボックス１７Ｇなどによって構成される。作像部１７の各部によって、シートに印刷する像が次のように形成される。

トナーボトル１７Ｂ、攪拌羽１７Ｃ、およびトナー像形成部２は、シアン、マゼンタ、イエロー、およびブラックの各色ごとに１つずつ設けられている。以下、シアンのトナーボトル１７Ｂ、攪拌羽１７Ｃ、およびトナー像形成部２を例に説明する。
トナーボトル１７Ｂには、補充用のシアンのトナーが蓄えられている。攪拌羽１７Ｃは、シアンのトナーをトナーボトル１７Ｂからトナー像形成部２へ補給する。

トナー像形成部２は、印刷する対象の画像のトナー像を以下のように形成し中間転写ベルト１７Ｅへ転写する。

トナー像形成部２は、図４に示すように、感光体２Ａ、帯電装置２Ｂ、露光装置２Ｃ、現像器２Ｄ、中間転写装置２Ｅ、およびクリーニングユニット２Ｆなどによって構成される。

感光体２Ａは、「感光ドラム」、「感光体ドラム」、または「感光フィルム」などと呼ばれることがある。感光体２Ａは、矢印Ｍ１の方向へ回転する。

帯電装置２Ｂは、帯電ローラ２Ｂ１および印加回路２Ｂ２などによって構成される。そして、感光体２Ａの表面の、帯電ローラ２Ｂ１に対向する部分の全体を次のように帯電させる。

印加回路２Ｂ２は、直流のマイナス電圧に交流の電圧を重畳した定電圧を帯電ローラ２Ｂ１に印加する。帯電ローラ２Ｂ１は、矢印Ｍ２の方向に回転しながら、感光体２Ａを帯電させる。

なお、印加回路２Ｂ２は、後述する均しモードにおいて、交流電圧をカットしまたは電圧を上げることができる。

新しい感光体が感光体２Ａとして用いられる場合は、この定電圧の印加によって、図５（Ａ）に示すように、感光体２Ａの表面の電位が位置に関わらずＶａ１ボルトになる。つまり、均一に帯電する。Ｖａ１ボルトは、例えば、−５００ボルトである。

露光装置２Ｃは、印刷する対象の画像に応じて感光体２Ａの表面へ光を照射することによって、この画像に対応する静電潜像を感光体２Ａの表面に形成（作像）する。特に、この露光装置２Ｃは、この画像の中のシアンの成分（画素）に対応する静電潜像を形成する。

感光体２Ａの表面の、光が照射された位置は、図５（Ｂ）のように電位がＶａ２ボルトまで下がる。Ｖａ２ボルトは、例えば、−１００ボルトである。

現像器２Ｄは、現像ローラ２Ｄ１、印加回路２Ｄ２、スクリュー２Ｄ３、およびトナー槽２Ｄ４などによって構成され、シアンのトナーを感光体２Ａの表面に載せることによって感光体２Ａにシアンのトナー像を形成する。

トナー槽２Ｄ４には、シアンのトナーおよびキャリアが一定の割合で混合されて蓄えられている。トナーは、トナーボトル１７Ｂから適宜、補給される。さらに、トナー槽２Ｄ４には、感光体２Ａから中間転写ベルト１７Ｅへトナーが移動しやすくし、かつ、感光体２Ａに残存したトナーが中間転写ベルト１７Ｅから分離されやすくするために、潤滑剤が加えられている。潤滑剤は、「滑剤」と呼ばれることもある。

印加回路２Ｄ２は、現像ローラ２Ｄ１の表面の電位がＶａ３ボルトになるように、直流のマイナス電圧に交流の電圧を重畳した定電圧を現像ローラ２Ｄ１に印加する。Ｖａ３ボルトは、Ｖａ１ボルトとＶａ２ボルトとの中間の電位であって、例えば、−４００ボルトである。

なお、印加回路２Ｄ２は、後述する均しモードにおいて、現像ローラ２Ｄ１へ印加する電圧を上げることができる。

スクリュー２Ｄ３は、トナーおよび現像剤を、キャリアを介在させて現像ローラ２Ｄ１に付着させる。現像ローラ２Ｄ１は、矢印Ｍ３の方向に回転する。

すると、図５（Ｃ）に示すように、現像ローラ２Ｄ１の表面に付着したトナーが、感光体２Ａに形成された静電潜像の部分つまり電位がＶａ２ボルトである部分へ移動する。これにより、感光体２Ａにトナー像が形成される。潤滑剤も、トナーとともに感光体２Ａの表面へ移動する。

中間転写ベルト１７Ｅが、中間転写装置２Ｅと感光体２Ａとの間を通っており、感光体２Ａの回転によって感光体２Ａの表面が動く速さに合わせて、矢印Ｍ４の方向へ動く。

中間転写装置２Ｅは、転写ローラ２Ｅ１および印加回路２Ｅ２などによって構成され、感光体２Ａに形成されたトナー像を中間転写ベルト１７Ｅへ次のように転写する。

印加回路２Ｅ２は、直流のプラス電圧を転写ローラ２Ｅ１に印加する。すると、転写ローラ２Ｅ１の表面がプラスに帯電する。

転写ローラ２Ｅ１は、矢印Ｍ５の方向へ回転する。プラスに帯電しているので、トナー像が感光体２Ａの表面から分離し転写ローラ２Ｅ１の表面へ向かう。そして、中間転写ベルト１７Ｅに付着する。これにより、トナー像が中間転写ベルト１７Ｅに転写される。

クリーニングユニット２Ｆは、クリーニングブレード２Ｆ１および廃トナートレイ２Ｆ２などによって構成される。

クリーニングブレード２Ｆ１は、感光体２Ａの表面に残存しているトナーを表面から文理（除去）する。分離されたトナー（いわゆる廃トナー）は、廃トナートレイ２Ｆ２に収納される。潤滑剤も分離され、廃トナートレイ２Ｆ２に収納される。

マゼンタ、イエロー、およびブラックそれぞれのトナーボトル１７Ｂ、攪拌羽１７Ｃ、およびトナー像形成部２も、シアンのそれらと同様の役割を有し、マゼンタ、イエロー、およびブラックそれぞれのトナー像を中間転写ベルト１７Ｅに転写する。

このようにして、シアン、マゼンタ、イエロー、およびブラックそれぞれのトナー像が、中間転写ベルト１７Ｅに重ね合わされる。

図３に戻って、搬送部１８は、給紙トレイ１８Ａ、給紙ローラ１８Ｂ、レジストローラ１８Ｃ、二次転写ローラ１８Ｄ、加熱ローラ１８Ｅ、加圧ローラ１８Ｆ、排紙ローラ１８Ｇ、手差トレイ１８Ｈ、手差給紙ローラ１８Ｊ、および縦搬ローラ１８Ｋ、１８Ｌなどによって構成される。搬送部１８の各部は、次のようにシートを搬送しトナー像をシートに定着させる。

給紙トレイ１８Ａには、画像を印刷するためのシートが多数セットされる。通常は、定型のコピー用紙がセットされる。

給紙ローラ１８Ｂは、給紙トレイ１８Ａにセットされているシートを搬送経路３へ送り出す。

縦搬ローラ１８Ｋは、給紙トレイ１８Ａから送り出されたシートをレジストローラ１８Ｃへ搬送する。

手差トレイ１８Ｈには、いわゆる手差し印刷のために１枚ないし十数枚程度のシートがセットされる。給紙トレイ１８Ａにセットされるシートと同じタイプのシートをセットすることもできるが、異なるタイプのシートが主にセットされる。

手差給紙ローラ１８Ｊは、手差トレイ１８Ｈにセットされたシートを搬送経路３へ送り出す。

縦搬ローラ１８Ｌは、手差トレイ１８Ｈから送り出されたシートをレジストローラ１８Ｃへ搬送する。

レジストローラ１８Ｃは、給紙ローラ１８Ｂまたは手差給紙ローラ１８Ｊによって搬送されてきたシートを一旦停止させ、所定のタイミングで二次転写ローラ１８Ｄへ送り出す。

二次転写ローラ１８Ｄは、中間転写ベルト１７Ｅに重ね合わされたトナー像を、レジストローラ１８Ｃから送られてきたシートに転写する。

加熱ローラ１８Ｅは、トナー像が転写されたシートを加熱する。加圧ローラ１８Ｆは、トナー像が転写されたシートを加圧する。これにより、トナー像がシートに定着する。加熱ローラ１８Ｅおよび加圧ローラ１８Ｆは、一般に「定着ローラ」と呼ばれることがある。

排紙ローラ１８Ｇは、トナー像が定着したシートを所定の位置（排紙トレイまたはビン）へ送り出す。

作像部１７の中間転写ベルトクリーナ１７Ｆは、シートへ転写されず中間転写ベルト１７Ｅに残留したトナーを、中間転写ベルト１７Ｅから分離する。分離されたトナー（いわゆる廃トナー）は、廃トナーボックス１７Ｇに収納される。

図２に戻って、ＲＯＭ１０ｃまたは補助記憶装置１０ｄには、上述の各機能を実現するためのプログラムが記憶されている。特に、本実施形態では、トナー像形成プログラム１０Ｐ（図８参照）が記憶されている。

トナー像形成プログラム１０Ｐは、印刷する画像のトナー像を中間転写ベルト１７Ｅに形成するために上述の通りトナー像形成部２の各部を制御するプログラムである。トナー像形成プログラム１０Ｐによると、さらに、感光体２Ａの後述する課題を解決することができる。

これらのプログラムは、ＲＡＭ１０ｂにロードされＣＰＵ１０ａによって実行される。補助記憶装置１０ｄとして、ハードディスクまたはＳＳＤ（Solid State Drive）などが用いられる。

ところで、一般に、感光体２Ａの膜厚（膜の厚さ）が均一であれば、電位が均一になるように感光体２Ａの表面が帯電する。

しかし、感光体２Ａを使用していると、残存したトナーがクリーニングユニット２Ｆによって分離される際に感光体２Ａの表面（膜の表面）が削られてしまう。特に、トナーが残存している個所のほうが、そうでない個所よりも削られやすい。

また、上述の通り、潤滑剤が感光体２Ａの表面に供給される。しかし、潤滑剤が均一に供給されないことがある。図６に示すように、特に、感光体２Ａの回転軸方向の位置ごとに不均一に供給されることがある。潤滑剤が少ない個所ほど削られやすい。

以上のことが原因で、感光体２Ａの膜厚が不均一になる。特に、感光体２Ａの回転軸方向に膜厚の差が生じる。つまり、膜厚は、感光体２Ａを使用する前は均一であっても、使用し始めると徐々に不均一になる。例えば、使用する前は、図７（Ａ）に示す「初期膜厚」のような膜厚であるが、寿命が近づく頃には「寿命末期膜厚」のような膜厚になる。

感光体２Ａの膜厚が均一であれば、帯電装置２Ｂによって電圧を印加した際に、感光体２Ａの表面の電位も均一になる。

しかし、一定の電圧を感光体２Ａに印加しても、電位が膜厚によって異なる。具体的には、図７（Ｂ）に示すように、定電圧を印加した場合であっても膜が厚いほど電位が低くなる。

よって、図７（Ｃ）に示すように膜厚に差が生じると、感光体２Ａの表面の電位が不均一になる。すると、印刷物に濃度ムラやカブリなどの不具合が生じる。特に、不均一さが大きくなるほど不具合が顕著に表われる。

そこで、画像形成装置１には、感光体２Ａの膜厚を均すための仕組みが備わっている。以下、この仕組みについて説明する。

図８は、トナー像形成部２の制御のための全体的な処理の流れの例を説明するフローチャートである。図９は、画像形成モードおよび均しモードそれぞれにおける電位の例を示す図である。図１０は、膜厚と電流との関係の例を示す図である。

画像形成装置１には、画像をシートに印刷する際に「画像形成モード」が設定される。また、感光体２Ａの膜厚を均すためのメンテナンスを行う際に「均しモード」が設定される。

メンテナンスは、プリントユニット１０ｉがアイドリングであるときに適宜、行われる。または、印刷を伴うジョブが完了するごとに行われる。

トナー像形成プログラム１０Ｐによると、図８に示す手順でトナー像形成部２の各部が制御される。

画像形成モードが設定されると（図８の＃１０１でＹｅｓ）、ＣＰＵ１０ａは、シアン、マゼンタ、イエロー、および黒それぞれのトナー像形成部２の各部を次のように制御する。

ＣＰＵ１０ａは、感光体２Ａ、帯電ローラ２Ｂ１、現像ローラ２Ｄ１、スクリュー２Ｄ３、および転写ローラ２Ｅ１を、それぞれに設定されている所定の速さでかつ所定の方向へ回転させる（＃１０２）。

さらに、ＣＰＵ１０ａは、感光体２Ａが未使用であったならば感光体２Ａの表面の電位がＶａ１ボルト（図５参照）になるような定電圧が帯電ローラ２Ｂ１に印加されるように印加回路２Ｂ２を制御する（＃１０３）。現像ローラ２Ｄ１の表面の電位がＶａ３ボルトになるように定電圧が現像ローラ２Ｄ１に印加されるように印加回路２Ｄ２を制御する（＃１０４）。直流のプラス電圧が転写ローラ２Ｅ１に印加されるように印加回路２Ｅ２を制御する（＃１０５）。

そして、ＣＰＵ１０ａは、印刷する画像に合わせて感光体２Ａの表面が照射されるように露光装置２Ｃを制御する（＃１０６）。

すると、その画像の静電潜像が感光体２Ａの表面に形成される。そして、感光体２Ａの表面の、静電潜像が形成されている部分に、トナー像が形成され、トナー像が感光体２Ａの表面から中間転写ベルト１７Ｅへ転写される。

その後、感光体２Ａの表面に残存しているトナーがクリーニングユニット２Ｆによって除去される。

一方、均しモードが設定されると（＃１０１でＮｏ、＃１０７でＹｅｓ）、ＣＰＵ１０ａは、シアン、マゼンタ、イエロー、および黒それぞれのトナー像形成部２の各部を次のように制御する。

ＣＰＵ１０ａは、画像形成モードの場合と同様に、感光体２Ａ、帯電ローラ２Ｂ１、現像ローラ２Ｄ１、スクリュー２Ｄ３、および転写ローラ２Ｅ１を、それぞれに設定されている所定の速さでかつ所定の方向へ回転させる（＃１０８）。

さらに、ＣＰＵ１０ａは、画像形成モードの場合と同様に定電圧が帯電ローラ２Ｂ１に印加されるように印加回路２Ｂ２を制御する（＃１０９）。露光装置２Ｃによる感光体２Ａへの照射は行わない。

さらに、ＣＰＵ１０ａは、Ｖａ４ボルトを推測し、現像ローラ２Ｄ１の表面の電位がＶａ４ボルトになるように定電圧が現像ローラ２Ｄ１に印加されるように印加回路２Ｄ２を制御する（＃１１０）。Ｖａ４ボルトは、Ｖａ１ボルトとＶａ３ボルトとの中間であって、感光体２Ａの表面の電位の平均値である。

すると、現像ローラ２Ｄ１から感光体２Ａの表面のうちの膜の厚い部分へトナーが移動する。ここで、この原理を図９を用いて説明する。

Ｖａ３ボルトは、上述の通り、Ｖａ１ボルトつまり未使用の感光体２Ａの表面が帯電した際の電位よりも低い。よって、画像形成モードが設定されている場合は、トナーが移動せずに現像ローラ２Ｄ１に残る。なお、図９（Ａ）に示す例は、露光装置２Ｃによる照射が行われていない場合の例である。

均しモードの場合は、上述の通り、現像ローラ２Ｄ１の表面の電位が感光体２Ａの表面の電位の平均値に調整されるので、図９（Ｂ）に示すように、現像ローラ２Ｄ１の表面の電位よりも電位が低い部分が感光体２Ａの表面に出現する。この部分は、膜の厚い部分に対応している。よって、膜の厚い部分へトナーが移動する。

図８に戻って、ＣＰＵ１０ａは、さらに、転写ローラ２Ｅ１の表面の電位がＶａ４ボルトよりも高くなるように直流のマイナス電圧が転写ローラ２Ｅ１に印加されるように印加回路２Ｅ２を制御する（＃１１１）。これにより、トナーが中間転写ベルト１７Ｅへ移動するのを防止し、トナーを感光体２Ａに残存させることができる。

そして、感光体２Ａの表面に残存しているトナーがクリーニングユニット２Ｆによって除去される。膜の厚い部分にトナーが残存しているので、この部分の摩耗が促進される。

Ｖａ４ボルトは、次のように推測することができる。直流の定電圧で感光体２Ａを帯電する際に流れる電流と感光体２Ａ全体の平均の膜厚とは、図１０に示すような一定の関係性がある。そこで、この関係性を示す第一のデータを予め用意しておく。

また、感光体２Ａの膜厚と定電圧を加えた際の電位とにも、図７（Ｂ）に示すような一定の関係性がある。そこで、この関係性を示す第二のデータを、予め用意しておく。

ＣＰＵ１０ａは、直流の定電圧を感光体２Ａへ印加し、その際の電流を求める。さらに、第一のデータに基づいて、感光体全体の平均の膜厚を推測する。そして、第二のデータに基づいてこの膜厚に対応する電位を求め、この電位をＶａ４ボルトであると推測する。

本実施形態によると、摩耗によって感光体２Ａの表面に凹凸が生じた場合の画質の低下の抑制を従来よりも容易に図ることができる。

図１１は、電圧の印加に伴う電流と感光体２Ａの電位との関係の例を示す図である。図１２は、感光体２Ａの回転時間と膜厚との関係の例を示す図である。

本実施形態では、印加回路２Ｂ２は、画像形成モードが設定されている場合も均しモードが設定されている場合も、直流のマイナス電圧に交流の電圧を重畳した定電圧を帯電ローラ２Ｂ１へ印加した。しかし、均しモードが設定されている場合は、直流のマイナス電圧のみを印加してもよい。

図７（Ｂ）に示したように、直流のマイナス電圧に交流の電圧を重畳したものを定電圧として印加した場合も、直流のマイナス電圧のみを定電圧として印加した場合も、膜が薄いほど電位が高くなる。しかし、後者のほうが膜厚の変化による電位の変化が著しい。

そこで、均しモードが設定されている場合は、直流のマイナス電圧のみを定電圧として印加することによって、より効果的に膜厚の不均一を減らすことができる。

なお、直流のマイナス電圧に交流の電圧を重畳して印加している状態から、交流の電圧を印加するのを止めると、図１１に示すように直流成分の出力がオフセットし、目標の電位に帯電させることができなくなる。そこで、印加回路２Ｂ２は、直流電源の出力を所定の電圧まで上げる。

本実施形態では、ＣＰＵ１０ａは、Ｖａ４ボルトを、直流の定電圧で感光体２Ａを帯電する際に流れる電流に基づいて推測したが、次の方法によって推測してもよい。

感光体２Ａがこれまでに回転した時間が長いほど、感光体２Ａの膜厚が薄くなる。つまり、両者は、図１２に示すような関係性を有する。

そこで、この関係性を示す第三のデータを予め用意しておく。また、ＣＰＵ１０ａは、感光体２Ａがこれまでに回転した時間を記録しておく。

ＣＰＵ１０ａは、第三のデータに基づいて、感光体全体の平均の膜厚を推測する。そして、第二のデータ（感光体２Ａの膜厚と定電圧を加えた際の電位との関係を示すデータ）に基づいてこの膜厚に対応する電位を求め、この電位をＶａ４ボルトであると推測する。なお、回転した時間の代わりに回転した数（回転数）を用いてもよい。

本実施形態では、感光体２Ａの膜厚を均すためのメンテナンスを、プリントユニット１０ｉがアイドリングである際に、または、印刷を伴うジョブが完了するごとに行った。

しかし、感光体２Ａを使用し始めた時期は、膜厚の不均一さがそれほど大きくない。それにも関わらずメンテナンスを行うと、感光体２Ａを無駄に摩耗させてしまう。そこで、メンテナンスは、感光体２Ａを使用し始めてから一定の時期が経過するまで（例えば、膜厚が図７（Ａ）の寿命末期膜厚くらいになるまで）は、アイドリングであってもジョブを完了した後であっても、行わないようにしてもよい。

または、画像形成装置１は、メンテナンスを、あるシートへ印刷するためのトナー像を中間転写ベルト１７Ｅへ形成してから次のシートへ印刷するための静電潜像を形成し始めるまでの間の期間（以下、「隙間期間」と記載する。）に行ってもよい。または、ユーザが所定のコマンドを操作パネル１０ｅへ入力した場合に行ってもよい。メンテナンスを、一定の時間、連続的に繰り返し実行してもよい。

一定の時期が経過したか否かは、例えば次のように判断すればよい。画像形成装置１は、感光体２Ａがこれまでに回転した時間または回数を記録しておく。そして、所定の時間または回数を超えたら、一定の時期が経過したと判別する。または、感光体２Ａを使用し始めてから印刷に使用したシートの枚数を記録しておく。そして、所定の枚数を超えたら、一定の時期が経過したと判別する。

または、感光体２Ａを使用し始めてから印刷に使用したトナーの量を記録しておく。そして、所定の量を超えたら、一定の時期が経過したと判別する。この場合は、シアン、マゼンタ、イエロー、および黒ごとに記録し、一定の時期が経過したか否かを判別してもよい。

本実施形態では、均しモードが設定されているときに、印加回路２Ｄ２は、電位がＶａ４ボルトになるように現像ローラ２Ｄ１へ電圧を印加した。つまり、感光体２Ａの帯電した部分の平均の電位になるように印加した。しかし、感光体２Ａの寿命を長くするために、平均の電位よりも若干低くなるように印加してもよい。ただし、Ｖａ３ボルト（画像形成モード時の、現像ローラ２Ｄ１の電位）よりも高くする。

本実施形態では、印加回路２Ｂ２は、均しモードが設定されている場合であっても、画像形成モードが設定されている場合と同一の定電圧を帯電ローラ２Ｂ１へ印加した。しかし、均しモードが設定されている場合は、より強い電圧を印加することによって、感光体２Ａの表面をより強く帯電させてもよい。これにより、放電の際の感光体２Ａの摩耗を促進し、より速やかに膜厚を均一にさせることができる。

本実施形態では、現像ローラ２Ｄ１は、均しモードが設定されている場合であっても、画像形成モードが設定されている場合と同一の速さで回転したが、より高速に回転させてもよい。これにより、感光体２Ａへのトナーの付着量を増やし、感光体２Ａの摩耗を促進し、より速やかに膜厚を均一にさせることができる。ただし、トナーの飛散または軸受け部の磨耗などに影響しない範囲で速くするのが望ましい。また、隙間期間にメンテナンスを行う場合は、速さを変更せず、画像形成モードが設定されている場合と同一の速さで回転させるのが望ましい。

本実施形態では、トナー像を転写ローラ２Ｅ１から中間転写ベルト１７Ｅへ転写する方式を例に説明したが、直接シートへ転写する方式の場合にも、本発明を適用することができる。

本実施形態では、メンテナンスの際に感光体２Ａの表面の電位をＶａ１ボルトに維持しながら、印加回路２Ｄ２を制御して現像ローラ２Ｄ１の表面の電位をＶａ３ボルトからＶａ４ボルトへ変更した。これにより、感光体２Ａの表面の電位と現像ローラ２Ｄ１の表面の電位との差を、画像の形成の際よりも小さくした。しかし、現像ローラ２Ｄ１の表面の電位をＶａ３ボルトに維持しながら、帯電ローラ２Ｂ１および印加回路２Ｂ２を制御して感光体２Ａの表面の電位をＶａ１ボルトよりも低いＶａ５ボルトに変更してもよい。

または、印加回路２Ｄ２を制御して現像ローラ２Ｄ１の表面の電位をＶａ３ボルトよりも高いＶａ６ボルトへ変更し、帯電ローラ２Ｂ１および印加回路２Ｂ２を制御して感光体２Ａの表面の電位をＶａ１ボルトよりも低いＶａ７ボルトへ変更してもよい。

なお、メンテナンスによって感光体２Ａが削られ過ぎないようにするために、Ｖａ６ボルトをさらにＶａ４ボルトよりも低く設定し、Ｖａ７ボルトをさらにＶａ５ボルトよりも高く設定してもよい。

その他、画像形成装置１の全体または各部の構成、処理の内容、処理の順序などは、本発明の趣旨に沿って適宜変更することができる。

１ 画像形成装置
２Ａ 感光体
２Ｂ１ 帯電ローラ（帯電器）
２Ｂ２ 印加回路（調整手段、第１の印加手段）
２Ｄ１ 現像ローラ（現像器）
２Ｄ２ 印加回路（調整手段）
２Ｅ１ 転写ローラ（転写器）
２Ｅ２ 印加回路（第２の印加手段）
２Ｆ１ クリーニングブレード（クリーニング器）
１０ａ ＣＰＵ（膜厚推測手段、電位推測手段）

Claims (17)

1. 感光体と、
   前記感光体へトナーを供給することで当該感光体にトナー像の形成を行う現像器と、
   前記現像器の電位である現像器電位または前記感光体の電位である感光体電位の調整を、前記形成を行う場合よりも当該感光体のメンテナンスを行う場合のほうが当該感光体電位から当該現像器電位までの差が小さくなるように行う、調整手段と、
   前記トナー像を前記感光体から用紙またはベルトへ転写する転写器と、
   前記用紙または前記ベルトへ転写されずに前記感光体に残存した前記トナーを除去するクリーニング器と、
   を有することを特徴とする画像形成装置。
2. 前記調整手段は、前記形成を行う場合は前記現像器電位が第１の電位になり前記メンテナンスを行う場合は当該現像器電位が当該第１の電位より高い第２の電位になるように、前記調整を行う、
   請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記調整手段は、前記形成を行う場合は前記感光体電位が第１の電位になり前記メンテナンスを行う場合は当該感光体電位が当該第１の電位より低い第２の電位になるように、前記調整を行う、
   請求項１に記載の画像形成装置。
4. 前記感光体を帯電させる帯電器と、
   前記帯電器が前記感光体を帯電させるために当該帯電器に第１の極性の電圧を印加する第１の印加手段と、
   前記形成が行われる場合に、前記第１の極性とは逆の極性である第２の極性の電圧を前記転写器に印加し、前記メンテナンスが行われる場合に、当該第１の極性の電圧を当該転写器に印加する、第２の印加手段と、を有する、
   請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の画像形成装置。
5. 前記第１の印加手段は、前記形成が行われる場合に、第１の直流電圧に交流電圧を重畳した電圧を前記帯電器に印加し、前記メンテナンスが行われる場合に、当該第１の直流電圧よりも高い第２の直流電圧を、交流電圧を重畳せずに当該帯電器に印加する、
   請求項４に記載の画像形成装置。
6. 前記調整手段は、前記メンテナンスを行う場合において、前記現像器電位が、前記感光体の前記帯電器に対向する部分の前記感光体電位の平均である平均感光体電位以下になるように前記調整を行う、
   請求項４または請求項５に記載の画像形成装置。
7. 前記感光体の平均の膜厚を、当該感光体が稼働した量の累積である総稼働量に基づいて推測する膜厚推測手段と、
   前記平均感光体電位を、前記膜厚推測手段によって推定された前記平均の膜厚に基づいて推測する、電位推測手段と、
   を有し、
   前記調整手段は、前記メンテナンスを行う場合の前記現像器電位が、前記電位推測手段によって推測された前記平均感光体電位以下の電位になるように前記調整を行う、
   請求項６に記載の画像形成装置。
8. 前記感光体の平均の膜厚を、当該感光体を帯電させるために前記帯電器へ直流電圧を印加する際に流れる電流に基づいて推測する膜厚推測手段と、
   前記平均感光体電位を、前記膜厚推測手段によって推定された前記平均の膜厚に基づいて推測する、電位推測手段と、
   を有し、
   前記調整手段は、前記メンテナンスを行う場合の前記現像器電位が、前記電位推測手段によって推測された前記平均感光体電位以下の電位になるように前記調整を行う、
   請求項６に記載の画像形成装置。
9. 前記調整手段は、前記メンテナンスを行う場合の前記現像器電位が前記平均感光体電位に等しくなるように前記調整を行う、
   請求項６ないし請求項８のいずれかに記載の画像形成装置。
10. 前記調整手段は、前記メンテナンスを行う場合の前記感光体電位が前記形成を行う場合の当該感光体電位よりも高くなるように前記調整を行う、
    請求項１ないし請求項９のいずれかに記載の画像形成装置。
11. 前記メンテナンスは、前記感光体を用いて画像を印刷した用紙の枚数が所定の数に達した後に行われる、
    請求項１ないし請求項１０のいずれかに記載の画像形成装置。
12. 前記メンテナンスは、前記感光体の最も厚い膜厚および最も薄い膜厚の差が所定以上である場合に行われる、
    請求項１ないし請求項１０のいずれかに記載の画像形成装置。
13. 前記メンテナンスは、前記転写器がＮ枚目の用紙に印刷するためのトナー像を転写してから（Ｎ＋１）枚目の用紙に印刷するためのトナー像を転写するまでの間に行われる、
    請求項１ないし請求項１０のいずれかに記載の画像形成装置。
14. 前記メンテナンスは、当該画像形成装置が印刷のジョブを実行していないときに行われる、
    請求項１ないし請求項１０のいずれかに記載の画像形成装置。
15. 前記現像器は、現像ローラであって、前記メンテナンスを行う場合の当該現像ローラの回転速度が前記形成を行う場合の当該現像ローラの回転速度よりも速い、
    請求項１ないし請求項１４のいずれかに記載の画像形成装置。
16. 感光体と、当該感光体へトナーを供給することでトナー像の形成を行う現像器と、当該トナー像を当該感光体から用紙またはベルトへ転写する転写器と、当該用紙または当該ベルトへ転写されずに当該感光体に残存した当該トナーを除去するクリーニング器と、を有する画像形成装置における感光体均し方法であって、
    前記現像器の電位である現像器電位または前記感光体の電位である感光体電位の調整を、前記形成を行う場合よりも当該感光体のメンテナンスを行う場合のほうが当該感光体電位から当該現像器電位までの差が小さくなるように行う、
    ことを特徴とする感光体均し方法。
17. 感光体と、当該感光体へトナーを供給することでトナー像の形成を行う現像器と、当該トナー像を当該感光体から用紙またはベルトへ転写する転写器と、当該用紙または当該ベルトへ転写されずに当該感光体に残存した当該トナーを除去するクリーニング器と、を有する画像形成装置を制御するためのコンピュータプログラムであって、
    前記画像形成装置に、
    前記現像器の電位である現像器電位または前記感光体の電位である感光体電位を、前記形成を行う場合よりも当該感光体のメンテナンスを行う場合のほうが当該感光体電位から当該現像器電位までの差が小さくなるように調整する処理を実行させる、
    ことを特徴とするコンピュータプログラム。

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