JP2019138984A - 画像形成装置および画像形成装置の制御プログラム - Google Patents

Abstract

【課題】画像形成動作への悪影響を効果的に抑止することのできる画像形成装置および画像形成装置の制御プログラムを提供する。【解決手段】画像形成装置は、滑剤が塗布される感光体２５と、感光体２５に担持された静電潜像をトナーで現像する現像装置２８とを備える。現像装置２８は、トナーを含む現像剤を収容するハウジング３１と、ハウジング３１に収容された現像剤に含まれるトナーを感光体２５に供給する現像スリーブ３３ａとを含む。画像形成装置は、現像スリーブ３３ａへの滑剤の付着状態を指標する情報を検出し、その検出結果に基づいて、現像スリーブ３３ａに付着した滑剤を除去する動作である滑剤除去動作を行う。【選択図】図２

Description

本発明は、画像形成装置および画像形成装置の制御プログラムに関する。より特定的には、本発明は、滑剤が塗布される感光体を備えた画像形成装置および画像形成装置の制御プログラムに関する。

電子写真式の画像形成装置には、スキャナー機能、ファクシミリ機能、複写機能、プリンターとしての機能、データ通信機能、およびサーバー機能を備えたＭＦＰ（Ｍｕｌｔｉ Ｆｕｎｃｔｉｏｎ Ｐｅｒｉｐｈｅｒａｌ）、ファクシミリ装置、複写機、プリンターなどがある。

電子写真方式の画像形成装置は一般に、像担持体上に形成した静電潜像を、現像装置を用いて現像してトナー像を形成し、このトナー像を用紙へ転写した後、定着器によってトナー像を用紙に定着させることにより、用紙に画像を形成する。また、画像形成装置の中には、感光体の表面の静電潜像を、現像装置を用いて現像してトナー像を形成し、一次転写ローラーを用いてトナー像を中間転写ベルトに転写し、二次転写ローラーを用いて中間転写ベルト上のトナー像を用紙へ二次転写するものも存在する。この場合、感光体および中間転写ベルトが像担持体となる。

クリーニング性能やトナーの離型性の向上のために、像担持体にステアリン酸亜鉛などの滑剤が塗布された画像形成装置が知られている。この種の画像形成装置では、余分な滑剤が像担持体に塗布された場合に、現像装置の現像ローラーの周面に形成されるトナーの磁気ブラシが像担持体と当接し、滑剤がトナーと結着して現像装置内に回収されることがある。滑剤が現像装置内に回収されると、画像形成装置が行う画像形成動作に悪影響を及ぼすことがある。

従来においては、現像装置内への滑剤の混入を防止する技術や、現像装置内に混入した滑剤を取り除く技術が存在している。下記特許文献１には、現像ローラーに対向し、現像ローラー上の潤滑剤を回収する潤滑剤回収部を備えた画像形成装置が開示されている。また、下記特許文献２には、感光体の回転方向においてクリーニング手段の下流側であって現像手段の上流側に配置され、感光体表面に付着した滑剤を除去する滑剤除去手段を備えた画像形成装置が開示されている。

特開２０１４−２１１４７１号公報 特開２０１６−２１２１７５号公報

しかし、従来において、現像装置内への滑剤の混入が画像形成装置の画像形成動作に悪影響を及ぼす原因については不明であった。このため、画像形成装置の画像形成動作への悪影響を効果的に抑止することができなかった。

本発明は、上記課題を解決するためのものであり、その目的は、画像形成動作への悪影響を効果的に抑止することのできる画像形成装置および画像形成装置の制御プログラムを提供することである。

本発明の一の局面に従う画像形成装置は、滑剤が塗布される像担持体と、像担持体に担持された静電潜像をトナーで現像する現像装置であって、トナーを含む現像剤を収容する筐体と、筐体に収容された現像剤に含まれるトナーを像担持体に供給する現像スリーブとを含む現像装置と、現像スリーブへの滑剤の付着状態を指標する情報を検出する検出手段と、検出手段による検出結果に基づいて、現像スリーブに付着した滑剤を除去する動作である滑剤除去動作を行う除去手段とを備える。

上記画像形成装置において好ましくは、検出手段は、現像スリーブへの滑剤の付着量を指標する値を検出し、検出手段にて検出した値と基準値とに基づいて、滑剤除去動作の要否を判断する判断手段をさらに備え、判断手段にて滑剤除去動作が必要であると判断した場合に、除去手段は滑剤除去動作を行う。

上記画像形成装置において好ましくは、検出手段は、現像スリーブに印加される現像バイアスの値を検出するバイアス検出手段を含む。

上記画像形成装置において好ましくは、バイアス検出手段は、画像を形成するのに適した現像バイアスの値を決定する画像安定化処理を行い、画像安定化処理にて決定した現像バイアスの値を検出する。

上記画像形成装置において好ましくは、検出手段は、現像スリーブを回転させるのに必要なトルクを指標する値を検出するトルク検出手段を含む。

上記画像形成装置において好ましくは、画像形成装置の環境を指標する情報を取得する取得手段と、取得手段にて取得した情報に基づいて基準値を決定する基準値決定手段とをさらに備える。

上記画像形成装置において好ましくは、検出手段は、現像スリーブの光沢度を検出する光沢度検出手段を含む。

上記画像形成装置において好ましくは、検出手段は、画像形成装置が過去に印字した画像の印字率を検出する印字率検出手段を含む。

上記画像形成装置において好ましくは、除去手段は、滑剤除去動作として除去用画像を用紙に印字する印字除去手段を含む。

上記画像形成装置において好ましくは、用紙の搬送方向の除去用画像の印字率は、用紙の搬送方向に対して垂直な方向の印字領域全体にわたって所定の値以上である。

上記画像形成装置において好ましくは、除去用画像は、用紙の搬送方向に対して垂直な方向に延在する複数の線の各々を含む画像、または格子状の画像である。

上記画像形成装置において好ましくは、現像スリーブに付着した滑剤を機械的に除去する滑剤除去部材をさらに備え、除去手段は、滑剤除去動作として滑剤除去部材を用いて滑剤を除去する機械的除去手段を含む。

上記画像形成装置において好ましくは、滑剤除去部材はブラシローラー形状を有しており、かつ現像スリーブに接触することに滑剤を除去する接状態と現像スリーブに接触せず滑剤を除去しない離状態との間で切替可能であり、機械的除去手段は、滑剤除去動作として滑剤除去部材を離状態から接状態に切り替える。

上記画像形成装置において好ましくは、現像装置は、回転する現像スリーブの外周面と空間を隔てて設けられ、現像スリーブの外周面に保持された現像剤が通過する領域を空間に規制することにより像担持体に供給されるトナーの量を規制する規制部材をさらに含む。

本発明の他の局面に従う画像形成装置の制御プログラムは、滑剤が塗布される像担持体と、像担持体に担持された静電潜像をトナーで現像する現像装置であって、トナーを含む現像剤を収容する筐体と、筐体に収容された現像剤に含まれるトナーを像担持体に供給する現像スリーブとを含む現像装置とを備えた画像形成装置の制御プログラムであって、現像スリーブへの滑剤の付着状態を指標する情報を検出する検出ステップと、検出ステップにおける検出結果に基づいて、現像スリーブに付着した滑剤を除去する動作である滑剤除去動作を行う除去ステップとをコンピューターに実行させる。

本発明によれば、画像形成動作への悪影響を効果的に抑止することのできる画像形成装置および画像形成装置の制御プログラムを提供することができる。

本発明の一実施の形態における画像形成装置１の構成を示す断面図である。 図１の現像装置２８およびその付近の構成を拡大して示す断面図である。 現像装置内への滑剤の混入が画像形成装置の画像形成動作に悪影響を及ぼす原因を説明する図である。 本発明の一実施の形態における現像スリーブ３３ａの他の構成を示す断面図である。 本発明の一実施の形態において画像形成装置１が行う画像安定化処理を説明する図である。 本発明の一実施の形態における、画像安定化処理により決定した現像バイアスの値と、現像スリーブ３３ａによる現像剤の搬送量との関係を示す図である。 本発明の一実施の形態における、現像トルクの値と、現像スリーブ３３ａによる現像剤の搬送量との関係を示す図である。 本発明の一実施の形態における、現像スリーブ３３ａ表面の光沢度と、現像スリーブ３３ａによる現像剤の搬送量との関係を示す図である。 本発明の一実施の形態における、画像形成装置１が過去に印字した画像の平均印字率と、現像スリーブ３３ａによる現像剤の搬送量との関係を示す図である。 本発明の一実施の形態における除去用画像Ｐ１およびＰ２を模式的に示す図である。 本発明の一実施の形態において、現像スリーブ３３ａに付着した滑剤が第１の滑剤除去動作によって除去される仕組みを説明する図である。 本発明の一実施の形態において第２の滑剤除去動作を採用する場合の、図１の現像装置２８およびその付近の構成を拡大して示す断面図である。 本発明の一実施の形態における画像形成装置１の動作を示すフローチャートである。

以下、本発明の一実施の形態について、図面に基づいて説明する。

以下の実施の形態では、画像形成装置がＭＦＰである場合について説明する。画像形成装置は、ＭＦＰの他、ファクシミリ装置、複写機、プリンターなどであってもよい。

［画像形成装置の構成］

始めに、本実施の形態における画像形成装置１の構成について説明する。

図１は、本発明の一実施の形態における画像形成装置１の構成を示す断面図である。

図１を参照して、本実施の形態における画像形成装置１は、ＭＦＰであり、トナー像形成部２と、定着装置３とを主に備えている。

トナー像形成部２は、いわゆるタンデム方式でＹ（イエロー）、Ｍ（マゼンタ）、Ｃ（シアン）、およびＫ（ブラック）の４色の画像を合成し、用紙にトナー像を形成する。トナー像形成部２は、ＹＭＣＫ各色についての画像形成ユニット２１Ｙ、２１Ｍ、２１Ｃ、および２１Ｋ（以降、これらのうち任意の１つの画像形成ユニットを画像形成ユニット２１と記すことがある）と、中間転写ベルト２２と、ＹＭＣＫ各色についての一次転写ローラー２３と、二次転写ローラー２４とを含んでいる。

ＹＭＣＫ各色の画像形成ユニット２１は、感光体２５（像担持体の一例）と、帯電装置２６と、露光装置２７と、現像装置２８と、クリーニング装置２９などを含んでいる。感光体２５は、図１中矢印αで示す方向に回転駆動される。感光体２５の周囲には、帯電装置２６、露光装置２７、現像装置２８、およびクリーニング装置２９が設けられている。帯電装置２６は、感光体２５に近接して設けられている。露光装置２７は、感光体２５の右側に設けられている。

中間転写ベルト２２は、ＹＭＣＫ各色の画像形成ユニット２１の左側に設けられている。中間転写ベルト２２は、環状であり、複数の回転ローラー２２ａに架け渡されている。中間転写ベルト２２は、図１中矢印βで示す方向に回転駆動される。一次転写ローラー２３の各々は、中間転写ベルト２２を挟んで感光体２５の各々と対向している。二次転写ローラー２４は、搬送経路ＴＲにおいて中間転写ベルト２２と接触している。

定着装置３は、トナー像を担持した用紙を把持しながら搬送経路ＴＲに沿って搬送することで、用紙にトナー像を定着させる。

画像形成装置１は、感光体２５を回転させて、感光体２５の表面を帯電装置２６によって帯電させる。画像形成装置１は、帯電された感光体２５の表面に対して、露光装置２７により画像形成情報に従った露光を行い、感光体２５の表面に静電潜像を形成する。感光体２５の表面には滑剤が塗布されている。

次に画像形成装置１は、静電潜像が形成された感光体２５に対して、現像装置２８からトナーを供給して現像を行い、感光体２５の表面にトナー像を形成する。

次に画像形成装置１は、一次転写ローラー２３を用いて、感光体２５に形成されたトナー像を、中間転写ベルト２２の表面に順次転写する（一次転写）。フルカラー画像の場合、中間転写ベルト２２の表面には、ＹＭＣＫ各色のトナー像が合成されたトナー像が形成される。

画像形成装置１は、中間転写ベルト２２に転写されずに感光体２５に残留したトナーを、クリーニング装置２９により除去する。

続いて画像形成装置１は、中間転写ベルト２２の表面に形成されたトナー像を、回転ローラー２２ａによって二次転写ローラー２４と対向する位置まで搬送する。

一方、画像形成装置１は、用紙Ｍを給紙し、図示しない複数の搬送ローラーにより搬送経路ＴＲに沿って中間転写ベルト２２と二次転写ローラー２４との間に導く。そして画像形成装置１は、中間転写ベルト２２の表面に形成されたトナー像を、二次転写ローラー２４により用紙Ｍに転写する。

画像形成装置１は、トナー像が転写された用紙Ｍを定着装置３に導き、定着装置３によりトナー像を用紙Ｍに定着する。その後画像形成装置１は、トナー像が定着された用紙Ｍを画像形成装置１の外部に排紙する。

画像形成装置１は、制御部４（除去手段、バイアス検出手段、判断手段、基準値決定手段、および印字率検出手段の一例）と、環境センサー５１（取得手段の一例）と、濃度検出部５２とをさらに備えている。

制御部４は、制御プログラムに従って画像形成装置１全体を制御するＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）４ａと、制御プログラムを記憶するＲＯＭ４ｂと、ＣＰＵ４ａのワークエリアを構成するＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）４ｃと、各種情報を記憶するＨＤＤ（Ｈａｒｄ Ｄｉｓｋ Ｄｒｉｖｅ）４ｄなどを含んでいる。

環境センサー５１は、画像形成装置１の環境を指標する情報（ここでは画像形成装置１の周囲の温度および湿度）を検出し、制御部４に出力する。

濃度検出部５２は、後述する画像安定化処理において中間転写ベルト２２上に形成されたトナー像の濃度を検出し、制御部４に出力する。

図２は、図１の現像装置２８およびその付近の構成を拡大して示す断面図である。

図２を参照して、現像装置２８は、感光体２５に担持された静電潜像をトナーで現像する。現像装置２８は、ハウジング３１（筐体の一例）と、仕切り壁３２と、現像ローラー３３と、撹拌スクリュー３４と、供給スクリュー３５と、規制部材３６とを含んでいる。

ハウジング３１は、トナーおよびキャリアーを含む現像剤を収容している。仕切り壁３２は、ハウジング３１の内部に設けられている。仕切り壁３２は、ハウジング３１の内部を撹拌槽３１ａと供給槽３１ｂとに区画している。撹拌槽３１ａおよび供給槽３１ｂはいずれも現像スリーブ３３ａの回転軸Ｒに沿って延在している。

現像ローラー３３は、円筒形状を有しており、感光体２５と所要の間隔を隔てて対向している。現像ローラー３３は、ハウジング３１によって支持されている。現像ローラー３３は、現像スリーブ３３ａと、マグネット部材３３ｂとを含んでいる。現像スリーブ３３ａは、ハウジング３１に収容された現像剤に含まれるトナーを感光体２５に供給する。現像スリーブ３３ａは円筒形状を有しており、回転軸Ｒ周りに矢印ＡＲ１で示す方向に回転する。マグネット部材３３ｂは円筒形状を有しており、その外周面は周方向に沿ってＮ極とＳ極とに交互に着磁されている。現像ローラー３３は、供給槽３１ｂ内から現像剤を取得し、取得した現像剤を、マグネット部材３３ｂの磁力により現像スリーブ３３ａの外周面に保持しながら、現像スリーブ３３ａにより感光体２５と対向する現像領域ＲＧに導く。

撹拌スクリュー３４および供給スクリュー３５の各々は、撹拌槽３１ａおよび供給槽３１ｂの各々に設けられており、それぞれ矢印ＡＲ２およびＡＲ３で示す方向に回転することにより現像剤を混合撹拌しながら搬送する。撹拌スクリュー３４および供給スクリュー３５は、ハウジング３１内において、環状の搬送経路に沿って現像剤を循環して搬送する。

規制部材３６は、板状であり、回転軸Ｒに対して平行に連続的に延在している。規制部材３６は、ハウジング３１に固定されている。規制部材３６の現像ローラー３３に近い側の端部（回転軸Ｒに対して垂直な方向の端部）は、マグネット部材３３ｂのＳ極と対向しており、回転する現像スリーブ３３ａの外周面と空間を隔てて設けられている。規制部材３６は、現像スリーブ３３ａの外周面に保持された現像剤が通過する領域を上記の空間に規制することにより感光体２５に供給されるトナーの量（現像領域ＲＧに搬送される現像剤の量）を規制する。

クリーニング装置２９は、クリーニングブレード４１と、滑剤４２と、塗布部４３とを含んでいる。クリーニングブレード４１は、感光体２５と接触しており、一次転写後に感光体２５に残留したトナーを回収する。滑剤４２は、ステアリン酸亜鉛などからなっている。滑剤４２は、バネなどの弾性体によって塗布部４３に対して押圧されている。塗布部４３は、感光体２５の回転方向において現像領域ＲＧの上流側で感光体２５に対向して設けられている。塗布部４３はブラシローラーなどよりなっており、矢印ＡＲ４で示す方向に回転する。これにより、塗布部４３が滑剤４２の表面を掻き取り、感光体２５へ滑剤４２を塗布する。

画像形成装置１は、モーター５３と、電流計５４（トルク検出手段の一例）と、光学センサー５５（光沢度検出手段の一例）とをさらに備えている。モーター５３は現像スリーブ３３ａを回転駆動する。電流計５４は、現像スリーブ３３ａを駆動する際にモーター５３に流れる電流値を計測する。光学センサー５５は、現像スリーブ３３ａに光を照射し、受光した反射光に応じた電圧値を制御部４に出力する。

［現像装置内への滑剤の混入が画像形成動作に悪影響を及ぼす原因］

本願発明者は、現像装置内への滑剤の混入が画像形成装置の画像形成動作に悪影響を及ぼすのは、以下の原因によるものであると見出した。

図３は、現像装置内への滑剤の混入が画像形成装置の画像形成動作に悪影響を及ぼす原因を説明する図である。

図３（ａ）を参照して、感光体２５の表面に塗布されている滑剤ＬＢは、現像領域ＲＧにおいて現像スリーブ３３ａと接触すると、現像スリーブ３３ａの外周面に形成されるトナーの現像剤の磁気ブラシによって掻き取られる。掻き取られた滑剤ＬＢは、現像装置２８のハウジング３１内に侵入し、現像剤に結着する。現像剤は、キャリアーＣＲとトナーＴとを含んでいる。

図３（ｂ）および図３（ｃ）を参照して、現像剤に結着した滑剤ＬＢは、マグネット部材３３ｂの磁力により、現像剤とともに現像スリーブ３３ａの表面に供給される。滑剤ＬＢは、規制部材３６から押圧力Ｆ１を受け、現像スリーブ３３ａの表面に付着する。

図３（ｄ）および図３（ｅ）を参照して、現像スリーブ３３ａと規制部材３６との間の空間を通過する現像剤は、現像スリーブ３３ａに押し付ける押圧力Ｆ１を規制部材３６から受ける。押圧力Ｆ１の方向に存在する現像スリーブ３３ａの表面に滑剤ＬＢが付着していると、現像剤は、滑剤ＬＢによって現像スリーブ３３ａ上を滑り、現像スリーブ３３ａの表面に付着することができない。その結果、現像スリーブ３３ａへの現像剤の付着量が減り、現像ローラー３３による現像剤の搬送量が低下する。

現像スリーブ３３ａへの滑剤ＬＢの付着量と、現像スリーブ３３ａによる現像剤の搬送量との間には反比例関係がある。現像ローラー３３の使用期間の増加により現像スリーブ３３ａ上への滑剤ＬＢの付着量が増加すると、現像スリーブ３３ａによる現像剤の搬送量が許容範囲の下限値を下回り、画像形成動作に悪影響を及ぼす。

図４は、本発明の一実施の形態における現像スリーブ３３ａの他の構成を示す断面図である。

図４を参照して、現像スリーブ３３ａは、表面に複数の溝３３１を含んでいてもよい。複数の溝３３１の各々は、回転軸Ｒに沿って延在しており、周方向に等間隔で配列している。複数の溝３３１の各々の間の現像スリーブ３３ａの表面は、平滑部３３２となっている。平滑部３３２の表面粗さＲｚは、たとえば１５μｍ以下である。

図４に示す現像スリーブ３３ａに滑剤が付着した場合、現像剤の搬送量の低下は、平滑部３３２で特に顕著に生じる。現像スリーブ３３ａと規制部材３６との間の空間で現像剤の量が規制される時に、現像スリーブ３３ａの表面に滑剤が付着していると、平滑部３３２において特に現像剤の搬送能力が低下するためである。

そこで制御部４は、任意のタイミングで、現像スリーブ３３ａへの滑剤の付着状態を指標する情報を検出し、その検出結果に基づいて、現像スリーブ３３ａ上に付着した滑剤を除去する動作である滑剤除去動作を行う。

［現像スリーブへの滑剤の付着状態の検出方法］

続いて、現像スリーブ３３ａへの滑剤の付着状態（本実施の形態では付着量）を指標する情報を検出する方法である第１〜第４の検出方法について説明する。第１〜第４の検出方法では、検出した値と基準値とに基づいて、滑剤除去動作の要否が判断される。なお、以下の第１〜第４の検出方法は適宜組み合わせて採用することが可能である。現像スリーブ３３ａへの滑剤の付着状態を指標する情報を検出する方法は、以下の第１〜第４の検出方法に限定されるものではなく、任意の方法であってもよい。

（１） 第１の検出方法

図５は、本発明の一実施の形態において画像形成装置１が行う画像安定化処理を説明する図である。

図５を参照して、制御部４は、印字プロセスを実行する際、電源投入時、または印字枚数が所定の枚数に到達した場合などの必要なタイミングで、画像を形成するのに適した現像バイアスの値を決定する画像安定化処理を行う。現像バイアスとは、画像形成時に現像スリーブ３３ａに印加される電圧である。

画像安定化処理では、各色の画像形成ユニット２１の現像バイアスが決定される。ある色の画像形成ユニット２１の現像バイアスを決定する場合、制御部４は、その色の画像形成ユニット２１を用いて、互いに異なる現像バイアスを現像スリーブ３３ａに印加して複数のパッチ（所定のパターンを有する画像）ＰＡを中間転写ベルト２２上に形成する。制御部４は、複数のパッチＰＡの各々の濃度を濃度検出部５２で光学的に検出する。制御部４は、狙いの濃度であるパッチＰＡ１を形成するのに使用した現像バイアスを、その色の画像を形成するのに適した現像バイアスの値として決定する。

図６は、本発明の一実施の形態における、画像安定化処理により決定した現像バイアスの値と、現像スリーブ３３ａによる現像剤の搬送量との関係を示す図である。

図６を参照して、本願発明者は、画像安定化処理により決定した現像バイアスの値と、現像スリーブ３３ａによる現像剤の搬送量との間には一定の関係があり、画像安定化処理により決定した現像バイアスの値は、現像スリーブ３３ａへの滑剤の付着量を指標していることを見出した。具体的には、画像安定化処理により決定した現像バイアスの値と、現像スリーブ３３ａによる現像剤の搬送量とは線ＬＮ１で示すように、搬送量の低下とともに現像バイアスの値が増加する関係を有している。範囲Ｑは、現像スリーブ３３ａによる現像剤の搬送量が正常である場合の範囲（言い換えれば、現像スリーブ３３ａへの滑剤の付着量が正常である場合の範囲）であり、ここでは搬送量が１６０ｇ／ｍ²以上となる範囲である。

そこで、現像スリーブ３３ａへの滑剤の付着状態を指標する情報の第１の検出方法として、制御部４は、画像安定化処理により決定した現像バイアスの値を検出する。

第１の検出方法を採用した場合、制御部４は、搬送量が範囲Ｑとなる現像バイアスの上限値ＴＨ１を設定し、検出した現像バイアスの値と上限値ＴＨ１とに基づいて、滑剤除去動作の要否を判断する。制御部４は、検出した現像バイアスの値が上限値ＴＨ１を上回った場合に、現像スリーブ３３ａへの滑剤の付着量が上限値に到達したと判断し、滑剤除去動作を行う。

ところで、検出した現像バイアスの値と、現像スリーブ３３ａによる現像剤の搬送量との関係は、画像形成装置１の動作環境（画像形成装置１の周囲の温度および湿度）により変化する。具体的には、環境が高温多湿である場合には、搬送量に対する現像バイアスの値が増加し、検出した現像バイアスの値と、現像スリーブ３３ａによる現像剤の搬送量との関係は線ＬＮ２で示す関係となる。環境が低温低湿である場合には、搬送量に対する現像バイアスの値が低下し、検出した現像バイアスの値と、現像スリーブ３３ａによる現像剤の搬送量との関係は線ＬＮ３で示す関係となる。

そこで、制御部４は、環境を指標する情報（画像形成装置１の周囲の温度および湿度）を環境センサー５１から取得し、取得した情報に基づいて、搬送量が範囲Ｑとなる現像バイアスの上限値を設定してもよい。具体的には、環境が高温多湿である場合には、線ＬＮ２を用いて、搬送量が範囲Ｑとなる現像バイアスの上限値が上限値ＴＨ２に設定される。環境が低温低湿である場合には、線ＬＮ３を用いて、搬送量が範囲Ｑとなる現像バイアスの上限値が上限値ＴＨ３に設定される。これにより、現像スリーブ３３ａへの滑剤の付着状態をより正確に得ることができる。

第１の検出方法を採用する場合、線ＬＮ１、ＬＮ２、およびＬＮ３は予め実験などにより算出され、ＨＤＤ４ｄなどに記憶されているものとする。

なお、第１の検出方法において、制御部４は、画像安定化処理により決定した現像バイアスの値ではなく実際に現像スリーブ３３ａに印加される現像バイアスを検出してもよい。

（２） 第２の検出方法

図７は、本発明の一実施の形態における、現像トルクの値と、現像スリーブ３３ａによる現像剤の搬送量との関係を示す図である。

図７を参照して、現像トルクとは、現像スリーブ３３ａを回転させるのに必要なトルクである。本願発明者は、現像トルクの値と、現像スリーブ３３ａによる現像剤の搬送量との間には一定の関係があり、現像トルクの値は現像スリーブ３３ａへの滑剤の付着量（付着状態）を指標していることを見出した。具体的には、現像トルクの値と、現像スリーブ３３ａによる現像剤の搬送量とは線ＬＮ１１で示すように、搬送量の低下とともに現像トルクも低下する関係を有している。

そこで、現像スリーブ３３ａへの滑剤の付着状態を指標する情報の第２の検出方法として、制御部４は、現像トルクを指標する値を検出する。現像トルクを指標する値として、ここでは、電流計５４で計測した電流値（現像スリーブ３３ａを駆動する際にモーター５３に流れる電流値）が採用される。

第２の検出方法を採用した場合、制御部４は、線ＬＮ１１に基づいて、搬送量が範囲Ｑとなる現像トルクの下限値ＴＨ１１を設定し、検出した現像トルクの値と下限値ＴＨ１１とに基づいて、滑剤除去動作の要否を判断する。制御部４は、検出した現像トルクの値が下限値ＴＨ１１を下回った場合に、現像スリーブ３３ａへの滑剤の付着量が上限値に到達したと判断し、滑剤除去動作を行う。

ところで、現像トルクの値と、現像スリーブ３３ａによる現像剤の搬送量との関係は、画像形成装置１の動作環境（画像形成装置１の周囲の温度および湿度）により変化する。具体的には、環境が高温多湿である場合には、搬送量に対する現像トルクの値が低下し、検出した現像トルクの値と、現像スリーブ３３ａによる現像剤の搬送量との関係は線ＬＮ１２で示す関係となる。環境が低温低湿である場合には、搬送量に対する現像トルクの値が増加し、検出した現像トルクの値と、現像スリーブ３３ａによる現像剤の搬送量との関係は線ＬＮ１３で示す関係となる。

そこで、制御部４は、画像形成装置１の環境を指標する情報（画像形成装置１の周囲の温度および湿度）を環境センサー５１から取得し、取得した情報に基づいて、搬送量が範囲Ｑとなる現像トルクの下限値を設定してもよい。具体的には、環境が高温多湿である場合には、線ＬＮ１２を用いて、搬送量が範囲Ｑとなる現像トルクの下限値が下限値ＴＨ１２に設定される。環境が低温低湿である場合には、線ＬＮ１３を用いて、搬送量が範囲Ｑとなる現像トルクの下限値が下限値ＴＨ１３に設定される。これにより、現像スリーブ３３ａへの滑剤の付着状態をより正確に得ることができる。

第２の検出方法を採用する場合、線ＬＮ１１、ＬＮ１２、およびＬＮ１３は予め実験などにより算出され、ＨＤＤ４ｄなどに記憶されているものとする。

（３） 第３の検出方法

図８は、本発明の一実施の形態における、現像スリーブ３３ａ表面の光沢度と、現像スリーブ３３ａによる現像剤の搬送量との関係を示す図である。

図８を参照して、本願発明者は、現像スリーブ３３ａの表面の光沢度と、現像スリーブ３３ａによる現像剤の搬送量との間には一定の関係があり、現像スリーブ３３ａの表面の光沢度は現像スリーブ３３ａへの滑剤の付着量（付着状態）を指標していることを見出した。現像スリーブ３３ａが新品である場合、現像スリーブ３３ａの表面は金属光沢あり、高い光沢度を有している。しかし、現像スリーブ３３ａの使用期間の増加により現像スリーブ３３ａに滑剤が付着すると、現像スリーブ３３ａの表面は白濁色になり光沢度が低下する。その結果、現像スリーブ３３ａの表面の光沢度と、現像スリーブ３３ａによる現像剤の搬送量とは線ＬＮ２１で示すように、搬送量の低下とともに現像スリーブ３３ａの表面の光沢度も低下する関係を有している。

そこで、現像スリーブ３３ａへの滑剤の付着状態を指標する情報の第３の検出方法として、制御部４は、光学センサー５５から出力された電圧値に基づいて現像スリーブ３３ａの表面の光沢度を検出する。

第３の検出方法を採用した場合、制御部４は、線ＬＮ２１に基づいて、搬送量が範囲Ｑとなる光沢度の下限値ＴＨ２１を設定し、検出した光沢度と下限値ＴＨ２１とに基づいて、滑剤除去動作の要否を判断する。制御部４は、検出した光沢度が下限値ＴＨ２１を下回った場合に、現像スリーブ３３ａへの滑剤の付着量が上限値に到達したと判断し、滑剤除去動作を行う。

第３の検出方法を採用する場合、線ＬＮ２１は予め実験などにより算出され、ＨＤＤ４ｄなどに記憶されているものとする。

（４） 第４の検出方法

図９は、本発明の一実施の形態における、画像形成装置１が過去に印字した画像の平均印字率と、現像スリーブ３３ａによる現像剤の搬送量との関係を示す図である。

図９を参照して、本願発明者は、画像形成装置１が過去に印字した画像の平均印字率（一例として、Ａ４サイズの画像を２５０００枚印字した場合の平均印字率）と、現像スリーブ３３ａによる現像剤の搬送量との間には一定の関係があり、画像形成装置１が過去に印字した画像の平均印字率は現像スリーブ３３ａへの滑剤の付着量（付着状態）を指標していることを見出した。平均印字率が低いと現像装置２８のハウジング３１内に滞留する滑剤の量が増加し、現像剤とともに現像スリーブ３３ａに供給される滑剤の量が増加し、現像スリーブ３３ａへの滑剤の付着量が増加する。その結果、画像形成装置１が過去に印字した画像の平均印字率と、現像スリーブ３３ａによる現像剤の搬送量とは線ＬＮ３１で示すように、平均印字率の低下とともに搬送量も低下する関係を有している。

そこで、現像スリーブ３３ａへの滑剤の付着状態を指標する情報の第４の検出方法として、制御部４は、印字を行う度に印字した画像の印字率を算出して記憶しておき、画像形成装置１が過去に印字した画像の平均印字率を検出する。

第４の検出方法を採用した場合、制御部４は、線ＬＮ３１に基づいて、搬送量が範囲Ｑとなる平均印字率の下限値ＴＨ３１を設定し、検出した平均印字率と下限値ＴＨ３１とに基づいて、滑剤除去動作の要否を判断する。制御部４は、検出した平均印字率が下限値ＴＨ３１を下回った場合に、現像スリーブ３３ａへの滑剤の付着量が上限値に到達したと判断し、滑剤除去動作を行う。

［画像形成装置が行う滑剤除去動作］

続いて、画像形成装置１が行う滑剤除去動作（第１および第２の滑剤除去動作）について説明する。なお、以下の第１および第２の滑剤除去動作は組み合わせて採用することが可能である。また、第１および第２の滑剤除去動作は、現像スリーブ３３ａへの滑剤の付着量に応じて使い分けられてもよい。画像形成装置１が行う滑剤除去動作は、以下の第１および第２の滑剤除去動作に限定されるものではなく、任意の動作であってもよい。

（１） 第１の滑剤除去動作

図１０は、本発明の一実施の形態における除去用画像Ｐ１およびＰ２を模式的に示す図である。図１０（ａ）は第１の例の除去用画像Ｐ１であり、図１０（ｂ）は第２の例の除去用画像Ｐ２である。なお図１０では、印字部分にハッチングが付されている。

図１０を参照して、制御部４は、第１の滑剤除去動作として、所定の除去用画像Ｐ１またはＰ２を所定の枚数の用紙（たとえば３０枚のＡ４サイズの用紙）に連続して印字する。除去用画像Ｐ１は、用紙の搬送方向（搬送経路ＴＲの方向）に対して垂直な方向に延在する複数の線の各々を含む画像（横帯チャートの画像）である。除去用画像Ｐ２は格子状の画像である。

除去用画像として採用する画像は任意であるが、除去用画像は、用紙の搬送方向に対して垂直な方向の印字領域全体にわたって、用紙の搬送方向の印字率が所定の値（たとえば２０％）以上の高い値であることが好ましい。用紙の搬送方向の印字率とは、用紙の搬送方向の長さＬに対する、印字部分の長さＬ１の合計の長さの割合である。

図１１は、本発明の一実施の形態において、現像スリーブ３３ａに付着した滑剤が第１の滑剤除去動作によって除去される仕組みを説明する図である。

図１１（ａ）を参照して、除去用画像が連続して印字されると、現像装置２８のハウジング３１内に混入した滑剤ＬＢは、除去用画像の形成に用いられる現像剤とともにハウジング３１外に排出される。その結果、ハウジング３１内に混入した滑剤ＬＢの量が減少する。

図１１（ｂ）を参照して、現像スリーブ３３ａの表面に供給される現像剤の多くは、滑剤ＬＢが結着していない現像剤となる。滑剤ＬＢが結着していない現像剤は、現像スリーブ３３ａと規制部材３６との間の空間を通過する際に、規制部材３６から押圧力Ｆ１を受ける。

図１１（ｃ）を参照して、押圧力Ｆ１の方向に存在する現像スリーブ３３ａの表面に滑剤ＬＢが付着していると、現像剤は、矢印Ｆ２で示すように、滑剤ＬＢによって現像スリーブ３３ａ上を滑りつつ、現像スリーブ３３ａに付着した滑剤ＬＢの一部を掻き取る（擦過する）。現像スリーブ３３ａに滑剤が付着する現象と、現像スリーブ３３ａに付着した滑剤を現像剤が擦過する現象との関係は、現像剤中に含まれる滑剤の量に依存するものと推測される。

図１１（ｄ）を参照して、現像剤によって現像スリーブ３３ａに付着した滑剤ＬＢが掻き取られた結果、現像スリーブ３３ａに付着した滑剤ＬＢの量が減り、現像スリーブ３３ａによる現像剤の搬送量が回復する。

（２） 第２の滑剤除去動作

図１２は、本発明の一実施の形態において第２の滑剤除去動作を採用する場合の、図１の現像装置２８およびその付近の構成を拡大して示す断面図である。なお、図１２においては、モーター５３および電流計５４の図示が省略されている。

図１２を参照して、画像形成装置１は、現像スリーブ３３ａに対向して設けられた滑剤除去部材５６をさらに備えている。制御部４は、第２の滑剤除去動作として滑剤除去部材５６を用いて滑剤を除去する。滑剤除去部材５６は、ブラシローラー形状を有しており、矢印ＡＲ５で示す方向に回転する。滑剤除去部材５６は、制御部４の制御の下で、矢印ＡＲ６で示す方向に移動可能である。これにより、滑剤除去部材５６は、現像スリーブ３３ａに接触することに滑剤を機械的に除去する接状態と、現像スリーブ３３ａに接触せず滑剤を除去しない離状態との間で切替可能である。

制御部４は、第２の滑剤除去動作として、滑剤除去部材５６を離状態から接状態に切り替え、滑剤除去部材５６を回転させる。これにより、現像スリーブ３３ａに付着した滑剤が、回転する滑剤除去部材５６によって掻き取られて回収される。

［フローチャート］

続いて、画像形成装置１の動作を示すフローチャートについて説明する。

図１３は、本発明の一実施の形態における画像形成装置１の動作を示すフローチャートである。

図１３を参照して、制御部４は、印字プロセスを実行し（Ｓ１）た後、環境を指標する情報を取得する（Ｓ３）。続いて制御部４は、取得した環境を指標する情報に基づいて、検出値の閾値（現像バイアスの上限値または現像トルクの下限値など）を設定する（Ｓ５）。次に制御部４は、現像スリーブ３３ａへの滑剤の付着量を指標する情報を検出し（Ｓ７）、検出した滑剤の付着量が付着量の上限または下限を逸脱したか否かを判別する（Ｓ９）。

ステップＳ９において、検出した滑剤の付着量が付着量の上限または下限を逸脱したと判別した場合（Ｓ９でＹＥＳ）、制御部４は滑剤除去モードに移行し、滑剤除去動作を行う（Ｓ１１）。次に制御部４は、次の印字プロセスに移行し（Ｓ１３）、処理を終了する。

ステップＳ９において、検出した滑剤の付着量が付着量の上限および下限を逸脱しないと判別した場合（Ｓ９でＮＯ）、制御部４は滑剤除去動作を行わずに次の印字プロセスに移行し（Ｓ１３）、処理を終了する。

［実施の形態の効果］

上述の実施の形態によれば、現像スリーブ３３ａへの滑剤の付着状態を指標する情報を検出し、その検出結果に基づいて滑剤除去動作が行われるので、画像形成装置１の画像形成動作への悪影響を効果的に抑止することができる。

［その他］

上述の実施の形態における処理は、ソフトウェアにより行っても、ハードウェア回路を用いて行ってもよい。また、上述の実施の形態における処理を実行するプログラムを提供することもできるし、そのプログラムをＣＤ−ＲＯＭ、フレキシブルディスク、ハードディスク、ＲＯＭ、ＲＡＭ、メモリカードなどの記録媒体に記録してユーザーに提供することにしてもよい。プログラムは、ＣＰＵなどのコンピューターにより実行される。また、プログラムはインターネットなどの通信回線を介して、装置にダウンロードするようにしてもよい。

上述の実施の形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

１ 画像形成装置
２ トナー像形成部
３ 定着装置
４ 制御部（除去手段、バイアス検出手段、判断手段、基準値決定手段、および印字率検出手段の一例）
４ａ ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）
４ｂ ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）
４ｃ ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）
４ｄ ＨＤＤ（Ｈａｒｄ Ｄｉｓｋ Ｄｒｉｖｅ）
２１，２１Ｙ，２１Ｍ，２１，２１Ｋ 画像形成ユニット
２２ 中間転写ベルト
２２ａ 回転ローラー
２３ 一次転写ローラー
２４ 二次転写ローラー
２５ 感光体（像担持体の一例）
２６ 帯電装置
２７ 露光装置
２８ 現像装置
２９ クリーニング装置
３１ ハウジング（筐体の一例）
３１ａ 撹拌槽
３１ｂ 供給槽
３２ 仕切り壁
３３ 現像ローラー
３３ａ 現像スリーブ
３３ｂ マグネット部材
３４ 撹拌スクリュー
３５ 供給スクリュー
３６ 規制部材
４１ クリーニングブレード
４２ 滑剤
４３ 塗布部
５１ 環境センサー（取得手段の一例）
５２ 濃度検出部
５３ モーター
５４ 電流計（トルク検出手段の一例）
５５ 光学センサー（光沢度検出手段の一例）
５６ 滑剤除去部材
３３１ 溝
３３２ 平滑部
ＣＲ キャリアー
Ｆ１ 規制部材からの押圧力
ＬＢ 滑剤
Ｍ 用紙
Ｐ１，Ｐ２ 除去用画像
ＰＡ，ＰＡ１ パッチ
Ｑ 現像スリーブによる現像剤の搬送量が正常である場合の範囲
Ｒ 現像スリーブの回転軸
ＲＧ 現像領域
Ｔ トナー
ＴＲ 搬送経路

Claims (15)

1. 滑剤が塗布される像担持体と、
   前記像担持体に担持された静電潜像をトナーで現像する現像装置であって、トナーを含む現像剤を収容する筐体と、前記筐体に収容された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スリーブとを含む現像装置と、
   前記現像スリーブへの滑剤の付着状態を指標する情報を検出する検出手段と、
   前記検出手段による検出結果に基づいて、前記現像スリーブに付着した滑剤を除去する動作である滑剤除去動作を行う除去手段とを備えた、画像形成装置。
2. 前記検出手段は、前記現像スリーブへの滑剤の付着量を指標する値を検出し、
   前記検出手段にて検出した値と基準値とに基づいて、前記滑剤除去動作の要否を判断する判断手段をさらに備え、
   前記判断手段にて前記滑剤除去動作が必要であると判断した場合に、前記除去手段は前記滑剤除去動作を行う、請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記検出手段は、前記現像スリーブに印加される現像バイアスの値を検出するバイアス検出手段を含む、請求項２に記載の画像形成装置。
4. 前記バイアス検出手段は、画像を形成するのに適した現像バイアスの値を決定する画像安定化処理を行い、前記画像安定化処理にて決定した現像バイアスの値を検出する、請求項３に記載の画像形成装置。
5. 前記検出手段は、前記現像スリーブを回転させるのに必要なトルクを指標する値を検出するトルク検出手段を含む、請求項２〜４のいずれかに記載の画像形成装置。
6. 前記画像形成装置の環境を指標する情報を取得する取得手段と、
   前記取得手段にて取得した情報に基づいて前記基準値を決定する基準値決定手段とをさらに備えた、請求項２〜５のいずれかに記載の画像形成装置。
7. 前記検出手段は、前記現像スリーブの光沢度を検出する光沢度検出手段を含む、請求項２〜６のいずれかに記載の画像形成装置。
8. 前記検出手段は、前記画像形成装置が過去に印字した画像の印字率を検出する印字率検出手段を含む、請求項２〜７のいずれかに記載の画像形成装置。
9. 前記除去手段は、前記滑剤除去動作として除去用画像を用紙に印字する印字除去手段を含む、請求項１〜８のいずれかに記載の画像形成装置。
10. 用紙の搬送方向の前記除去用画像の印字率は、用紙の搬送方向に対して垂直な方向の印字領域全体にわたって所定の値以上である、請求項９に記載の画像形成装置。
11. 前記除去用画像は、用紙の搬送方向に対して垂直な方向に延在する複数の線の各々を含む画像、または格子状の画像である、請求項９または１０に記載の画像形成装置。
12. 前記現像スリーブに付着した滑剤を機械的に除去する滑剤除去部材をさらに備え、
    前記除去手段は、前記滑剤除去動作として前記滑剤除去部材を用いて滑剤を除去する機械的除去手段を含む、請求項１〜１１のいずれかに記載の画像形成装置。
13. 前記滑剤除去部材はブラシローラー形状を有しており、かつ前記現像スリーブに接触することに滑剤を除去する接状態と前記現像スリーブに接触せず滑剤を除去しない離状態との間で切替可能であり、
    前記機械的除去手段は、前記滑剤除去動作として前記滑剤除去部材を前記離状態から前記接状態に切り替える、請求項１２に記載の画像形成装置。
14. 前記現像装置は、回転する前記現像スリーブの外周面と空間を隔てて設けられ、前記現像スリーブの外周面に保持された現像剤が通過する領域を前記空間に規制することにより前記像担持体に供給されるトナーの量を規制する規制部材をさらに含む、請求項１〜１３のいずれかに記載の画像形成装置。
15. 滑剤が塗布される像担持体と、前記像担持体に担持された静電潜像をトナーで現像する現像装置であって、トナーを含む現像剤を収容する筐体と、前記筐体に収容された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スリーブとを含む現像装置とを備えた画像形成装置の制御プログラムであって、
    前記現像スリーブへの滑剤の付着状態を指標する情報を検出する検出ステップと、
    前記検出ステップにおける検出結果に基づいて、前記現像スリーブに付着した滑剤を除去する動作である滑剤除去動作を行う除去ステップとをコンピューターに実行させる、画像形成装置の制御プログラム。

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