JP5659671B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

この発明は、電子写真方式で中間転写体を使用する複写機、プリンタ、ファクシミリ装置、デジタル複合機等の画像形成装置、特にカラー画像形成装置に関する。

上述のような電子写真方式を利用した画像形成装置においては、像担持体（感光体または中間転写体）に形成したトナー画像の一次転写時または二次転写時の転写不良を防止するため、あるいは像担持体上の転写残トナーのクリーニング性を向上させるために、像担持体（感光体または中間転写体）の表面に潤滑剤を塗布して、トナーとの付着力を低減させる技術が知られている。

その場合、中間転写体への潤滑剤の塗布量が少ないと、転写残トナーのクリーニング性が悪化したり、中間転写体から用紙へのトナーの転写（二次転写）がされにくくなるという問題が発生する。逆に潤滑剤の塗布量が過剰であると、感光体から中間転写体への転写（一次転写）がされにくくなるという問題が発生する。

そこで例えば、特許文献１には、像担持体として感光体べルトと中間転写ベルトを備えた中間転写方式の画像形成装置において、その感光体べルト又は中間転写ベルトのトナー像を担持する前の表面にクリーニングブレードを当接させて、残留トナーを除去してクリーンな状態になった感光体ベルト又は中間転写ベルトの表面に、潤滑剤を塗布した後、その潤滑剤の表面を均して厚みが均一な潤滑剤の層を形成することが提案されている。

この画像形成装置によれば、像担持体である感光体べルト又は中間転写ベルトの表面に、潤滑剤の均一な層を形成することができるので、その後担持するトナー像の次工程領域への転写を良好に行うことができ、虫喰い、画像ボケ、ボソツキ等の異常画像のない良好な転写画像を得ることができるとしている。

しかしながら、潤滑剤は像担持体に対して単に均一な層になるように塗布すれば良いのではなく、適正量塗布することが必要である。
そこで、例えば、特許文献２には、中間転写体である中間転写ベルトをクリーニングするクリーニング装置に、二次転写後の中間転写ベルト上の残留トナーを除去するクリーニングブレードと中間転写ベルトに潤滑剤を塗布するための回転式の潤滑剤塗布部材を設けた画像形成装置において、中間転写ベルトを駆動するモータの電流値を検知する検知手段を設け、その検知手段による検知結果に応じて潤滑剤塗布部材の回転数を可変することが提案されている。

これは、中間転写ベルトの表面の摩擦係数によってそれを駆動するモータの負荷トルクが変化し、モータの電流値がその負荷トルクに応じて変化するので、それをを利用して、その電流値の検知結果に基づいて、潤滑剤塗布部材の回転数を可変とすることにより、中間転写ベルトの表面の摩擦係数に応じて潤滑剤を適正量塗布しようとしており、それによって、潤滑剤の過剰塗布に起因した画像の濃度低下や細線再現不良、虫喰い等の発生を防止することができるとしている。

しかしながら、負荷トルクは中間転写ベルト等の中間転写体の表面摩擦係数だけでなく、クリーニングブレードの当接状態や、ブレード先端に塞き止められているトナー量によっても変動してしまう。例えば、経時の使用でブレード先端が磨耗することによって当接状態が変化してしまうし、印刷される画像によってブレード先端に塞き止められているトナー量は異なってくる。

そのため、中間転写体の表面摩擦係数が一定であっても負荷トルクは変動してしまい、負荷トルクの変動によりモータの電流値が変化したからといって、必ずしも中間転写体の表面摩擦係数が変化したと判断することはできない。また、中間転写体の表面摩擦係数は通紙する用紙の種類によって変化するという特徴がある。特にプロダクション市場においては、使用される用紙の種類も多岐に亘っており、印刷ボリュームも大きいため、紙特有の問題が発生し易い。

この発明はこのような問題を解決するためになされたものであり、中間転写体を備えた画像形成装置において、使用される用紙の種類が変わっても、中間転写体の表面摩擦係数が常に適正な値となるように潤滑剤を適正量塗布することができるようにして、潤滑剤塗布量の過不足による転写不良やクリーニング不良の発生を防止することを目的とする。

この発明は上記の目的を達成するため、感光体にトナー画像を形成する画像形成部と、その感光体に形成したトナー画像を中間転写体に転写する一次転写手段と、その中間転写体上のトナー画像を用紙に転写する二次転写手段と、その二次転写手段による二次転写工程後に上記中間転写体上の残留トナーを除去するクリーニング手段と、そのクリーニング手段によって残留トナーが除去された中間転写体の表面に潤滑剤を塗布する潤滑剤塗布手段とを備えた画像形成装置において、表面摩擦係数が低い用紙を使用する場合ほど、上記潤滑剤塗布手段による中間転写体の表面への潤滑剤塗布量を増加させるようにしたものである。

そのため、使用する用紙の表面摩擦係数が０．５以下の特定紙である場合に押下又はタッチされる特定紙設定キーを有する操作表示部を設け、その特定紙設定キーが押下又はタッチされると特定紙の設定を認識して記憶し、上記潤滑剤塗布手段による上記中間転写体への潤滑剤塗布条件を変更して、潤滑剤の塗布量を増加させるようにするとよい。
あるいは、使用する用紙の種類又は銘柄を指定できる操作表示部と、表面摩擦係数が０．５以下の特定紙に該当するか否かのデータを用紙の種類又は銘柄の情報とともに格納したメモリとを設け、上記操作表示部から用紙の種類又は銘柄が指定されると、その用紙の種類又は銘柄を認識して上記メモリ内のデータと照合し、上記特定紙であった場合には、上記潤滑剤塗布手段による上記中間転写体への潤滑剤塗布条件を変更して、潤滑剤の塗布量を増加させるようにしてもよい。

上記潤滑剤塗布手段は、上記中間転写体及び潤滑剤に当接しつつ潤滑剤を削り取って上記中間転写体の表面に塗布する潤滑剤塗布部材と、その潤滑剤に加圧力を付与する加圧手段とを備え、上記潤滑剤塗布部材は繊維状回転体であるとよい。
その場合、使用する用紙の表面摩擦係数が０．５以下の場合には、上記潤滑剤塗布部材の回転数を初期設定値に対して１５０％の回転数にするとよい。

上記潤滑剤が脂肪酸金属塩であって、該脂肪酸金属塩の金属が、亜鉛、鉄、カルシウム、アルミニウム、リチウム、マグネシウム、ストロンチウム、バリウム、セリウム、チタン、ジルコニウム、鉛、マンガンの中から選択される金属であり、上記脂肪酸金属塩の脂肪酸が、ラウリル酸、ステアリン酸、パルミチン酸、ミステリン酸、オレイン酸の中から選択される少なくとも一つ以上の脂肪酸であるのが望ましい。

この発明による画像形成装置は、表面摩擦係数が低い用紙を使用する場合ほど、中間転写体の表面への潤滑剤塗布量を増加させることによって、中間転写体の表面摩擦係数を常に適切な値に保つことができるように、その表面に潤滑剤を常に適正量だけ塗布することができ、潤滑剤塗布量の過不足による転写不良やクリーニング不良の発生を防止することができる。

この発明の一実施例であるタンデム型中間転写方式のカラー画像形成装置の全体構成を示す概略構成図である。 図１におけるクリーニング装置１７の構成例を示す概略構成図である。 中間転写ベルトの表面摩擦係数増加量と虫喰いランクとの関係を示す図である。 用紙の摩擦係数と中間転写ベルトの表面摩擦係数増加量との関係を示す図である。 用紙の摩擦係数と虫喰いランクとの関係を示す図である。 図１における画像形成装置本体１００に設けた操作表示部の一例を示す平面図である。

以下、この発明を実施するための形態を図面に基づいて具体的に説明する。
図１は、この発明の一実施例であるタンデム型中間転写方式のカラー画像形成装置の全体構成を示す概略構成図である。

この図１に示すタンデム型中間転写方式のカラー画像形成装置は、画像形成装置本体１００が給紙テーブル２００上に載置されている。その画像形成装置本体１００の内部には、複数の画像形成手段１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋが並設されたタンデム型中間転写方式の画像形成部（以下「タンデム型画像形成部」と言う）２０が設けられており、それを構成する各部材の符号に付けた添え字Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋは、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色をそれぞれ示している。

画像形成装置本体１００には、中央付近に、無端ベルト状の中間転写体である中間転写ベルト１０が設けられている。この中間転写ベルト１０は、複数の支持ローラ１４、１５、１５′、１６等に掛け回して図中時計回り（矢印Ｆで示す方向）に回動され、テンションローラ６３によってテンションが付与されている。

この例では、支持ローラ１６とテンションローラ６３との間の部分の左側に、中間転写ベルト用のクリーニング装置１７を設けている。このクリーニング装置１７は、中間転写ベルト１０上のトナー画像を用紙に転写した後に、中間転写ベルト１０上に残留するトナーを除去するためのものであるが、残留トナーを除去した中間転写ベルト１０の表面に潤滑剤を塗布する機能も有している。その詳細は後述する。

支持ローラ１４と支持ローラ１５間に張り渡した中間転写ベルト１０上には、その搬送方向に沿って、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の４つの画像形成手段１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋ（以下、１Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋのように略記する）を横に並べて配置して、タンデム型画像形成部２０を構成している。このタンデム型画像形成部２０の各画像形成手段１Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋは、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色のトナー画像を担持する像担持体としての感光体ドラム２Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋを有している。

そして、このタンデム型画像形成部２０の上には、２つの露光装置４が設けられている。各露光装置４はそれぞれ２つの画像形成手段（１Ｙと１Ｍ、１Ｃと１Ｋ）に対応しており、例えば２つの光源装置（半導体レーザ、半導体レーザアレイ、あるいはマルチビーム光源等）とカップリング光学系、共通の光偏向器（ポリゴンミラー等）、２系統の走査結像光学系等で構成される光走査方式の露光装置であり、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色の画像情報に応じて各感光体ドラム２Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋに露光を行い、静電潜像を形成する。

また、各画像形成手段１Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋの感光体ドラム２Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋの周囲には、上記の露光に先立って各感光体ドラムを均一に帯電する帯電装置３Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ、上記の露光装置４によって各感光体ドラム２Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋの表面に形成された静電潜像を各色のトナーで現像する現像装置５Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ、各感光体ドラム２Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ上の転写残トナーを除去する感光体用クリーニング装置７Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋが設けられている。

さらに、各感光体ドラム２Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋから中間転写ベルト１０にトナー画像を転写する一次転写位置には、中間転写ベルト１０を間に挟んで各感光体ドラム２Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋに対向するように一次転写手段の構成要素としての一次転写ローラ６Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋが設けられている。

中間転写ベルト１０を支持する複数の支持ローラのうち、支持ローラ１４は中間転写ベルト１０を回転駆動する駆動ローラであり、図示しない駆動伝達機構（ギヤ、プーリ、ベルト等）を介してモータと接続されている。また、ブラックの単色画像を中間転写ベルト１０上に形成する場合には、図示しない移動機構により、支持ローラ１５、１５′を移動させて、イエロー、マゼンタ、シアンの感光体ドラム２Ｙ、Ｍ、Ｃを中間転写ベルト１０から離間させることが可能である。

中間転写ベルト１０を挟んでタンデム型画像形成部２０と反対の側には、二次転写装置２２を備えている。この二次転写装置２２は、図１に示す例では、二次転写対向ローラを兼ねた支持ローラ１６に二次転写ローラ１６′を押し当てて、転写電界を印加することによって、中間転写ベルト１０上の画像を記録体としてのシート状の用紙（転写紙）Ｓに転写する。

また、二次転写装置２２から離れた左横には、用紙Ｓ上の転写画像を定着する定着装置２５を設けている。この定着装置２５は、無端ベルトである定着ベルト２６に加圧ローラ２７を押し当てて構成されている。定着ベルト２６は２つの支持ローラに掛け回されており、少なくとも一方のローラには図示しない加熱手段（ヒータ、ランプ、あるいは電磁誘導式の加熱装置等）が設けられている。

二次転写装置２２によって画像が転写された用紙Ｓは、２つのローラ２３、２３に支持された搬送ベルト２４によって定着装置２５へ搬送される。この搬送ベルト２４の部分は、固定されたガイド部材、あるいは搬送ローラや搬送コロ等でもよい。
なお、この例では、二次転写装置２２および定着装置２５の下側に、上述したタンデム型画像形成部２０と平行に、用紙の両面に画像を記録するために用紙を反転して搬送するシート反転装置２８を備えている。

ここで、このカラー画像形成装置によるカラー画像形成動作を説明する。
画像形成装置本体１００に画像データが送られ、作像開始の信号を受けると、タンデム型画像形成部２０では、図示していない駆動モータによって支持ローラ１４を回転駆動して他の複数の支持ローラを従動回転させ、中間転写ベルト１０を図１中の矢印Ｆ方向に回動させる。

これと同時に、個々の画像形成手段１Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋでは、各感光体ドラム２Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋが図示していない駆動モータによって反時計回りに回転され、帯電装置３Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋによる帯電、露光装置４による露光（潜像形成）、現像装置５Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋの各色のトナーによる現像のプロセスを経て、各感光体ドラム２Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋの表面上にそれぞれ、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの単色画像を形成する。
そして、中間転写ベルト１０の搬送とともに、それらの単色画像を一次転写ローラ６Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋで順次中間転写ベルト１０に重ねて転写して、中間転写ベルト１０上に合成カラー画像を形成する。

一方、上記の画像形成動作に合わせて、給紙テーブル２００内の給紙ローラ４２の１つを選択回転し、ペーパーバンク４３に２段に備えた給紙カセット４４の１つからシート状の用紙Ｓを繰り出し、分離ローラ４５で１枚ずつ分離して給紙路４６に入れ、搬送ローラ４７で搬送して画像形成装置本体１００内の給紙路４８に導き、レジストローラ４９に突き当てて止める。

また、手差し給紙の場合は、給紙ローラ５０を回転して手差しトレイ５１上のシート状の用紙（図示せず）を繰り出し、分離ローラ５２で１枚ずつ分離して手差し給紙路５３に入れ、同じくレジストローラ４９に突き当てて止める。
そして、中間転写ベルト１０上の合成カラー画像にタイミングを合わせてレジストローラ４９を回転し、中間転写ベルト１０と二次転写装置２２との間に用紙Ｓを送り込み、二次転写装置２２によって中間転写ベルト１０上の合成カラー画像を用紙Ｓ上に転写してカラー画像を記録する。

画像転写後の用紙Ｓは、搬送ベルト２４によって搬送して定着装置２５へ送り込み、定着装置２５で熱と圧力とを加えて転写画像を定着した後、さらに搬送して排出ローラ５６によって排紙トレイ５７上に排出して、そこにスタックする。その定着装置２５から排出ローラ５６までの搬送路の途中に、図示していない切換爪が設けられている。

用紙の両面に画像を記録する場合には、その切換爪を切り換えて、一方の面に転写画像が定着されて記録された用紙Ｓをシート反転装置２８に入れ、そこで反転させて再び画像形成装置本体１００内の給紙路４８に導く。そして、その用紙をレジストローラ４９を介して転写位置へと導き、その用紙Ｓの他方の面にも画像を記録した後、排出ローラ５６で排紙トレイ５７上に排出する。

一方、画像転写後の各感光体ドラム２Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋは、感光体用クリーニング装置７Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋによって、画像転写後に各感光体ドラム２Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ上に残留する残留トナーが除去される。また、画像転写後の中間転写ベルト１０は、中間転写ベルト用のクリーニング装置１７によって、画像転写後に中間転写ベルト１０上に残留する残留トナーが除去される。そして、これらのクリーニング工程後、画像形成装置はタンデム型画像形成部２０による再度の画像形成に備える。

次に、この実施例におけるクリーニング装置の概略構成を図２によって説明する。図２は図１に示した中間転写ベルト１０のクリーニング装置１７の構成例を示す概略構成図である。
このクリーニング装置１７は、像担持体である中間転写ベルト１０を懸架しているローラの一つである二次転写対向ローラを兼ねた支持ローラ１６のベルト搬送方向下流側に、中間転写ベルト１０に対向して配置されている。

そして、中間転写ベルト１０の回動方向（矢印Ｆ方向）上流側から順次、クリーニング装置１７からのトナー飛散を防止するための入口シール１０１、中間転写ベルト１０の回動方向とは反対方向に回転する繊維状回転体である第１ブラシローラ１０２、中間転写ベルト１０上の転写残トナーを除去する第１クリーニングブレード１０３と第１クリーニングブレード加圧スプリング１０９、中間転写ベルト１０に潤滑剤１０７を塗布する潤滑剤塗布部材である繊維状回転体の第２ブラシローラ１０４、中間転写ベルト１０に塗布された潤滑剤を薄層化するための第２クリーニングブレード１０５と第２クリーニングブレード加圧スプリング１１０、がそれぞれ配置されている。

このクリーニング装置１７では、第１ブラシローラ１０２と第１クリーニングブレード１０３および第１クリーニングブレード加圧スプリング１０９が、中間転写ベルト１０上の転写残トナーを除去するためのクリーニング手段である。
また、潤滑剤塗布部材である第２ブラシローラ１０４と、その第２ブラシローラ１０４に向けて潤滑剤１０７に加圧力を付与する加圧手段である加圧スプリング１０８とによって、潤滑剤塗布手段を構成している。潤滑剤塗布部材が第２ブラシローラ１０４のように繊維状回転体であると、潤滑剤の削り取り効果が高く、潤滑剤１０７を中間転ベルト１０の表面に均一に塗布するのに有効である。

また、このクリーニング装置１７の最下部には廃トナーをクリーニング装置外に排出するための廃トナー搬送コイル１０６が設けられている。第１のクリーニングブレード１０３及び第２のクリーニングブレード１０５に対して中間転写ベルト１０を介して対向する位置には、クリーニング対向ローラ１１１，１１２が設けられている。

このクリーニング装置１７は、担持していた合成カラー画像が二次転写装置２２によって用紙に転写された後の中間転写ベルト１０の部分が矢印Ｆ方向に回動されて来ると、クリーニング手段である第１ブラシローラ１０２と第１クリーニングブレード１０３によって、その中間転写ベルト１０の表面に残留するトナーを掻き落として除去する。その際、第１ブラシローラ１０２が図中の時計方向（矢示方向）に回転することによって、その掻き落とした廃トナーを廃トナー搬送コイル１０６へ送り込む。廃トナー搬送コイル１０６はその軸を中心に回転して、その送り込まれた廃トナーをクリーニング装置外へ排出する。

中間転写ベルト１０の第１クリーニングブレード１０３を通過した後の部分の表面には、潤滑剤塗布部材である繊維状回転体の第２ブラシローラ１０４が接触している。その第２ブラシローラ１０４の中間転写ベルト１０と接触する側と反対側（図２で左側）には、潤滑剤１０７が加圧手段である加圧スプリング１０８によって適正な圧力で加圧されて接触している。そのため、第２ブラシローラ１０４が図２における矢示方向（反時計方向）に回転することによって、潤滑剤１０７が少しずつ削り取られて中間転写ベルト１０の表面に塗布される。

その潤滑剤１０７が塗布された中間転写ベルト１０の表面に、第２クリーニングブレード加圧スプリング１１０によって加圧された第２クリーニングブレード１０５の先端が接触しており、塗布された潤滑剤を薄層化する。

潤滑剤１０７の材料は脂肪酸金属塩であって、脂肪酸金属塩の金属が、亜鉛、鉄、カルシウム、アルミニウム、リチウム、マグネシウム、ストロンチウム、バリウム、セリウム、チタン、ジルコニウム、鉛、マンガンの中から選択される金属である。そして、脂肪酸金属塩の脂肪酸が、ラウリル酸、ステアリン酸、パルミチン酸、ミステリン酸、オレイン酸の中から選択される少なくとも一つ以上の脂肪酸である。
これらの組み合わせからなる脂肪酸金属塩は、像担持体の摩擦を低減する効果が大きい材料である。なかでも特に、像担持体の摩擦を低減する効果が大きいステアリン酸亜鉛、またはステアリン酸カルシウムを使用するとよい。

次に、この発明による画像形成装置に用いられるトナーについて説明する。
この発明による画像形成装置では、現像装置５Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋで使用するトナーは、平均円形度が０．９０〜０．９９であるとよい。ここで、円形度とは、トナーの形状を表すパラメータの一つである。

以下、円形度および円形度分布について説明する。
トナーは特定の形状と形状の分布を有することが重要であり、平均円形度が０．９０未満で、球形からあまりに離れた不定形の形状のトナーでは、満足した転写性やチリのない高画質画像が得られない。なお、形状の計測方法としては粒子を含む懸濁液を平板上の撮像部検知帯に通過させ、ＣＣＤカメラで光学的に粒子画像を検知し、解析する光学的検知帯の手法が適当である。この手法で得られる投影面積が等しい相当円の周囲長を実在粒子の周囲長で除した値である平均円形度が０．９０〜０．９９のトナーが適正な濃度の再現性のある高精細な画像を形成するのに有効である。また、より好ましくは、平均円形度が０．９３〜０．９７で、円形度が０．９４未満の粒子が１０％以下であることが望ましい。

なお、平均円形度が０．９９を越えた場合、ブレードクリーニングなどを採用している場合、感光体や中間転写ベルトなどのクリーニング不良が発生し、画像上の汚れを引き起こすことがある。例えば、画像面積率の低い画像を出力する場合には、転写残トナーが少なく、クリーニング不良が問題となることはないが、カラー写真画像などの画像面積率の高い画像を出力する場合や、さらには、給紙不良等で未転写の状態の画像が感光体上に残ってしまったような場合には、クリーニング不良が発生しやすい。クリーニング不良を頻発するようになると、感光体を接触帯電させる帯電ローラ等を汚染してしまい、本来の帯電能力を発揮できなくなってしまうという問題もある。従って、使用するトナーの平均円形度が０．９０〜０．９９であることが、クリーニング不良の発生をも防止するうえで重要である。

円形度の測定方法としては、例えばフロー式粒子像分析装置ＦＰＩＡ−２１００（東亜医用電子株式会社製）により平均円形度として計測できる。具体的な測定方法としては、容器中の予め不純固形物を除去した水１００〜１５０ｍｌ中に分散剤として界面活性剤、好ましくはアルキルベンゼンスフォン酸塩を０．１〜０．５ｍｌ加え、更に測定試料を０．１〜０．５ｇ程度加える。試料を分散した懸濁液は超音波分散器で約１〜３分間分散処理を行ない、分散液濃度を３０００〜１万個／μｌとして、上記分析装置によりトナーの形状及び分布を測定することによって得られる。

また、現像装置５Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋで使用するトナーは、その形状係数ＳＦ−１が１２０〜１８０であり、形状係数ＳＦ−２が１２０〜１９０であるのが望ましい。ここで、形状係数ＳＦ−１、ＳＦ−２とは、トナーの形状を表すパラメータの一つであり、粉体工学の分野では馴染みのパラメータである。

以下、形状係数ＳＦ−１、ＳＦ−２について説明する。
ここでいう形状係数ＳＦ−１とは、球形物質の形状の丸さの割合を示す値であり、球形物質を２次元平面上に投影して出来る楕円状図形の最大長ＭＸＬＮＧの二乗を図形面積ＡＲＥＡで割って、１００π／４を乗じた値で表される。つまり、形状係数ＳＦ−１は、
ＳＦ−１＝｛（ＭＸＬＮＧ）^２／ＡＲＥＡ｝×（１００π／４）
で定義される。
このＳＦ−１の値が１００の場合には、物質の形状が真球状となり、ＳＦ−１の値が大きくなるほど、物質の形状は不定形となる。

また、形状係数ＳＦ−２は、物質の形状の凹凸の割合を示す数値であり、物質を２次元平面上に投影してできる図形の周長ＰＥＲＩの二乗を図形面積ＡＲＥＡで割って、１００／４πを乗じたときの値で表される。つまり、形状係数ＳＦ−２は、
ＳＦ−２＝｛（ＰＥＲＩ）^２／ＡＲＥＡ｝×（１００／４π）
で定義される。
このＳＦ−２の値が１００の場合には、物質の表面に凹凸が存在しないことになり、ＳＦ−２の値が大きくなるほど、物質の表面の凹凸が顕著になる。

トナーの形状が球形に限りなく近づく（ＳＦ−１、ＳＦ−２ともに１００に近づく）と、転写効率が高くなる。これは、形状効果によりトナー粒子と該トナー粒子と接触するもの（トナー粒子同士、感光体や中間転写体等）との間では点接触しかしないために、トナー流動性が高まったり、像担持体である感光体や中間転写体に対する吸着力（鏡映力）が弱まって、転写電界の影響を受けやすくなるためと考えられる。

一方、トナーの形状が球形に近づくと、ブレードクリーニング等のメカ的なクリーニングに対して不利に働く。このことは、上述したように、トナー流動性が高まったり、像担持体（感光体や中間転写体）等に対する吸着力が弱まって、クリーニング部材と像担持体との僅かな間隙を容易にトナーが通過してしまうからである。したがって、クリーニング性の面からは、トナーの形状としては、ある程度異形化（ＳＦ−１の値が１００より大きくなる方向）していたり、ある程度凸凹（ＳＦ−２の値が１００より大きくなる方向）していた方が好ましい。

次に、現像装置５Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋで使用するトナーは、その体積平均粒径をＤｖ（μｍ）、個数平均粒径をＤｎ（μｍ）としたとき、体積平均粒径／個数平均粒径の比：Ｄｖ／Ｄｎが１．０５〜１．３０であるのが望ましい。ここで、Ｄｖ／Ｄｎとは、トナーの粒度分布を表すパラメータの一つである。

トナーの体積平均粒径（Ｄｖ）が４〜８μｍであり、個数平均粒径（Ｄｎ）との比（Ｄｖ／Ｄｎ）が１．０５〜１．３０、さらに好ましくは１．１０〜１．２５である乾式トナーによると、トナーの粒度分布が狭くなるため、以下のメリットが発生する。
すなわち、このようなトナーを使用すれば、トナー粒径面での選択現像（画像パターンに応じたトナー粒径を持つトナー粒子で選択的に現像される）という現象が発生しにくいため、常時、安定した画像を形成することができる。

トナーリサイクルシステムを塔載している場合、転写されにくい小サイズのトナー粒子が量的に多くリサイクルされることになるが、もともとトナーの粒度分布が狭いため、上述した作用を受けにくく、このことからも常時、安定した画像を形成することができる。

上述したように、使用するトナーの平均円形度、形状係数ＳＦ−１、ＳＦ−２、体積平均粒径／個数平均粒径の比（Ｄｖ／Ｄｎ）のうちの少なくとも一つを規定することにより、ブレードクリーニングなどを採用しているシステムでも、クリーニング不良の発生を防止でき、高い転写率を有し、高精細な画像を得ることができる画像形成装置を実現することが可能になる。

次に、この発明によるカラー画像形成装置における潤滑剤塗布動作について、図２を参照して説明する。
ここで、通紙によって中間転写ベルト１０の表面摩擦係数が許容値以上に上昇する用紙を「特定紙」とする。その特定紙以外の用紙に画像を記録（印刷）する時には、図１におけるタンデム型画像形成部２０にプリント信号が入ると、図に示したクリーニング装置１７における第２ブラシローラ１０４を初期設定値の回転数で駆動する。一方、特定紙に画像を記録（印刷）する時には、第２ブラシローラ１０４を初期設定値に対して１５０％の回転数で駆動する。これにより、中間転写ベルト１０への潤滑剤１０７の供給量が増えるので、中間転写ベルト１０の表面摩擦係数が上昇するのを防ぐことができる。

特に、表面摩擦係数の低い用紙においては、二次転写部において中間転写体である中間転写ベルト１０の表面に塗布された潤滑剤を用紙が取っていってしまうために、中間転写体表面の潤滑剤塗布量が不足して中間転写体の表面摩擦係数が上昇し易い傾向にあり、二次転写時に虫喰い（中抜け状の転写抜け）が発生してしまう場合がある。特にプロダクション市場においては、使用される用紙の種類も多岐にわたっており、また印刷ボリュームも大きいためこの問題が発生し易い。

しかし、この発明による画像形成装置では、用紙の表面摩擦係数に応じて潤滑剤塗布部材である第２ブラシローラ１０４の回転数を変えて潤滑剤１０７の塗布量をコントロールするので、中間転写ベルト１０の摩擦係数を安定して制御することができる。

次に、用紙の表面摩擦係数と、印刷時の中間転写ベルト１０の摩擦係数との関係について説明する。種々の用紙を用いてＡ４サイズの用紙を両面１６００ページ印刷した後の中間転写ベルト１０の表面摩擦係数増加量と細線の虫喰いランクとの関係を図３に示す。また、用紙の摩擦係数とＡ４サイズの用紙を両面１６００ページ印刷した後の中間転写ベルト１０の表面摩擦係数増加量との関係を図４に示す。さらに、用紙の摩擦係数と虫喰いランクとの関係を図５に示す。

なお、虫喰いランクとは細線画像の途切れで、目視評価でランク５が最良（発生無し）、ランク４以上を許容レベルとしている。また、用紙の摩擦係数測定方法については「ＪＩＳ Ｐ８１４７」に準ずる。
ＪＩＳ Ｐ８１４７は、日本工業規格における１９９４年に改正された紙及び板紙の摩擦係数試験方法に関する規定であり、水平架台に置かれた紙とブロック状の錘の下面に固定された紙との間に生じる静摩擦及び動摩擦係数を測定する手順が規定されている。
この規定では、接触部分の面積が６０ｍｍ×６０ｍｍで、圧力（荷重）１．６４ｋｐａをかけて、０．１６７ｍｍ／ｓの速度で引っ張ったときの摩擦力を測定する。そして、その摩擦力を垂直荷重で除して摩擦係数を求める。

図３において、中間転写ベルトの表面摩擦係数増加量が大きい用紙ほど虫喰いランクが下がり（悪くなり）、中間転写ベルトの表面摩擦係数増加量が０．１以下の用紙であれば、虫喰いはランクが４以上の許容レベルにあることが分かる。
図４においては、用紙の表面摩擦係数が低いほど中間転写ベルトの表面摩擦係数増加量が増えることが分かる。つまり、表面摩擦係数が低い用紙ほど虫喰い状態が悪くなりる。その結果、図５に示すように、用紙の表面摩擦係数が０．５以下の用紙を連続印刷すると虫喰いが許容レベル以下となってしまう。

この発明においては、表面摩擦係数が０．５以下の用紙を「特定紙」と分類し、潤滑剤塗布手段による潤滑剤の塗布条件を変更（第２ブラシローラ１０４の回転数アップ等）する。
図２に示した実施例では、使用する用紙が「特定紙」であるか否かによって、潤滑剤塗布手段の潤滑剤塗布部材である第２ブラシローラ１０４の回転数又は回転速度を変更（塗布条件を変更）することによって、中間転写ベルト１０の表面への潤滑剤１０７の塗布量を調整し、中間転写ベルト１０の表面摩擦係数を常に適切な値に保ち、転写不良やクリーニング不良の発生を防止することができる。

特定紙の設定については、例えば、画像形成装置本体１００の上面等の操作し易い位置に操作・指示入力を受付けるために設けられる図６に示すような操作表示部（操作パネル）６０を用いて設定することができる。
図６に示す操作表示部６０は、操作・指示入力用の複数のキー（又はボタン）を有するキーボード６１と、画像形成装置の状態や設定情報等を表示する液晶表示パネル等の表示パネル６２から構成されている。そのキーボード６１に特定紙設定キー６１１を設けている。

そして、ユーザが特定紙を使用する際にその特定紙設定キー６１１を押下すると、画像形成装置本体１００内の図示していない制御部が、その特定紙設定キー６１１の押下を検知し、特定紙の設定を認識してメモリに記憶し、表示パネル６２に特定紙設定表示６２１を表示させる。そして、画像形成時にクリーニング装置１７内の第２ブラシローラ１０４を初期設定値に対して１５０％の回転数で駆動するように、潤滑剤１０７の塗布条件を変更し、中間転写ベルト１０の表面への潤滑剤１０７の塗布量を増加する。

表示パネル６２に特定紙設定表示６２１がなされている状態で、再度特定紙設定キー６１１が押下されるか、キーボード６１のリセットキー６１２が押下されると、上記制御部がそれを認識してメモリに記憶していた特定紙の設定を解除し、表示パネル６２の特定紙設定表示６２１を消去する。また、表示パネル６２を入力手段を兼ねたタッチパネルにして、特定紙設定キー６１１を表示パネル６２に表示させ、ユーザがそれをタッチすると、その表示が反転して、制御部が特定紙の設定を記憶するようにしてもよい。

あるいは、ユーザが画像形成装置の図６に示したのと同様な操作表示部から、使用する用紙の種類又は銘柄を指定できるようにするとともに、種類又は銘柄の異なる各種の用紙の表面摩擦係数を予め測定しておいて、図５に示した関係から表面摩擦係数が０．５以下の「特定紙」に該当するか否かのデータを、画像形成装置の制御部内のメモリにその用紙の種類又は銘柄の情報とともに格納しておくとよい。

そうすれば、ユーザが画像形成装置の操作表示部から用紙の種類又は銘柄を指定すると、画像形成装置の制御部がその用紙の種類又は銘柄を認識して、上記メモリ内のデータと照合し、特定紙であった場合には、画像形成時に、クリーニング装置１７内の第２ブラシローラ１０４を初期設定値に対して１５０％の回転数で駆動するように、潤滑剤１０７の塗布条件を変更し、中間転写ベルト１０の表面への潤滑剤１０７の塗布量を増加することができる。

上述した実施例では、画像形成に使用する用紙を表面摩擦係数が０．５以下の特定用紙かそれ以外かに分けて、潤滑剤の塗布条件（第２ブラシローラ１０４の回転数等）を２段階に変更するようにしたが、使用する用紙を表面摩擦係数によって３種類以上に分け、その種類によって潤滑剤の塗布条件を３段階以上に変更するようにしてもよい。
そのようにして、表面摩擦係数が低い用紙を使用する場合ほど、潤滑剤塗布量を増加させることによって、より確実に中間転写体の表面摩擦係数の上昇を防ぐことができる。

潤滑剤塗布手段による中間転写体への潤滑剤塗布条件の変更は、潤滑剤塗布部材である第２ブラシローラ１０４の回転数又は回転速度を変更することによって、単位時間当たりの潤滑剤の塗布量を変更させて行うことができる。あるいは、潤滑剤塗布部材を間欠回転したり、間欠的に中間転写体に当接させるようにして、その間欠周期や回転時間又は当接時間の割合を変更することによっても、単位時間当たりの潤滑剤の塗布量を変更することができる。

また、上述した実施例では、第２ブラシローラ１０４の回転数（回転速度）を変えて中間転写ベルト１０への潤滑剤の塗布量を制御しているが、中間転写ベルト１０へのブラシローラのブラシの食い込み量を変化させる機構、または、ブラシローラに潤滑剤を押圧する押圧力を変化させる機構を設け、それらを作動させることによって中間転写ベルトへの潤滑剤の塗布量を制御することも可能である。

また、潤滑剤塗布手段は、一定枚数又はページ数だけ用紙に印刷する毎に、印刷ジョブを中断して潤滑剤塗布を行う制御（潤滑剤塗布モード）を実施するようにしてもよい。
表面摩擦係数が低い用紙を使用する場合、このようにジョブ割り込みにより印刷ジョブを中断して、潤滑剤塗布を行うことによって、中間転写体の表面摩擦係数を適正値に保ち、中間転写体の表面摩擦係数が一定値以上（上記問題が発生するレベル）まで上昇するのを防ぐことができる。

その場合の実施例を以下に説明する。その画像形成装置の構成及び画像形成動作については、前述した実施例と同じであるが、それに加えて、印刷した特定紙（通紙によって中間転写ベルトの表面摩擦係数が上昇する用紙）のページ数をカウントするカウント手段（不図示）を備える。

特定紙の印刷時には、印刷したページ数をカウントし、印刷ページ数が所定の閾値に達した場合に、印刷ジョブを中断して一定時間空転動作させて潤滑剤塗布を行う潤滑剤塗布モードを実施する。潤滑剤塗布モードが実施されると、特定紙の印刷ページ数のカウント値を「０」にクリアする。潤滑剤塗布モードでは、画像形成を行わない以外は、通常の印刷時と同様に動作させる。（バイアス等の設定は紙間時と同様な制御とする。）
所定の印刷ページ数ごとに潤滑剤塗布モードを実施することによって、中間転写ベルト１０の摩擦係数が上昇するのを防ぎ、虫喰いの発生を防止することができる。

ページ数のカウント方法については、Ａ４通紙を基準とし、紙サイズによってカウント方法を可変するのが好ましい。例えば、Ａ４横以下のサイズでは1ページで１カウント、それ以上のサイズでは1ページで２カウントする。
印刷ページ数に代えて印刷枚数をカウントして、特定紙の印刷枚数が所定の閾値に達する毎に、印刷ジョブを中断して一定時間空転動作させて潤滑剤塗布を行う潤滑剤塗布モードを実施するようにしてもよい。

また、潤滑剤塗布モード時には、前述した実施例と同様に潤滑剤塗布条件を変更して、潤滑剤塗布量を増加させる制御を行ってもよい。それによって、潤滑剤塗布モードにかかる時間を短縮して、待ち時間を短縮することができる。

以上の実施例では、タンデム型中間転写方式のカラー画像形成装置を例にこの発明を説明したが、感光体が一つしかない画像形成装置、例えば単色の画像形成装置、あるいは、１つの感光体ドラムと複数の現像装置と中間転写体を用いた１ドラム中間転写方式のカラー画像形成装置等においてもこの発明を実施することが可能である。

この発明は、電子写真方式で中間転写体を使用する複写機、プリンタ、ファクシミリ装置、デジタル複合機等の各種の画像形成装置に適用することができる。

１Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ：画像形成手段 ２Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ：感光体ドラム（像担持体）
３Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ：帯電装置 ４：露光装置
５Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ：現像装置 ６Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ：一次転写ローラ
７Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ：感光体用クリーニング装置
１０：中間転写ベルト（中間転写体） １４：支持ローラ（駆動ローラ）
１５、１５′：支持ローラ １６：支持ローラ（二次転写対向ローラ）
１６′：二次転写ローラ １７：中間転写ベルト用のクリーニング装置
２０：タンデム型画像形成部 ２２：二次転写装置 ２４：搬送ベルト
２５：定着装置 ２８：シート反転装置 ４２：給紙ローラ
４３：ペーパーバンク ４４：給紙カセット ４５：分離ローラ
４９：レジストローラ ５６：排出ローラ ５７：排紙トレイ
６０：操作表示部 ６１：キーボード ６２：表示パネル
６１１：特定紙設定キー ６２１：特定紙設定表示
１００：画像形成装置本体 １０１：入口シール
１０２：第１ブラシローラ １０３：第１クリーニングブレード
１０４：第２ブラシローラ（潤滑剤塗布部材）
１０５：第２クリーニングブレード １０６：廃トナー搬送コイル
１０７：潤滑剤 １０８：潤滑剤加圧スプリング（加圧手段）
１０９：第１クリーニングブレード加圧スプリング
１１０：第２クリーニングブレード加圧スプリング
１１１，１１２：クリーニング対向ローラ ２００：給紙テーブル

特開２００１−３０５９０７号公報 特開２００８−２３３２３８号公報

Claims (6)

1. 感光体にトナー画像を形成する画像形成部と、
   前記感光体に形成したトナー画像を中間転写体に転写する一次転写手段と、
   前記中間転写体上のトナー画像を用紙に転写する二次転写手段と、
   該二次転写手段による二次転写工程後に前記中間転写体上の残留トナーを除去するクリーニング手段と、
   該クリーニング手段によって残留トナーが除去された前記中間転写体の表面に潤滑剤を塗布する潤滑剤塗布手段とを備えた画像形成装置において、
   表面摩擦係数が低い用紙を使用する場合ほど、前記潤滑剤塗布手段による前記中間転写体の表面への潤滑剤塗布量を増加させるようにしたことを特徴とする画像形成装置。
2. 請求項１に記載の画像形成装置において、
   使用する用紙の表面摩擦係数が０．５以下の特定紙である場合に押下又はタッチされる特定紙設定キーを有する操作表示部を設け、前記特定紙設定キーが押下又はタッチされると前記特定紙の設定を認識して記憶し、前記潤滑剤塗布手段による前記中間転写体への潤滑剤塗布条件を変更して、潤滑剤の塗布量を増加させるようにしたことを特徴とする画像形成装置。
3. 請求項１に記載の画像形成装置において、
   使用する用紙の種類又は銘柄を指定できる操作表示部と、表面摩擦係数が０．５以下の特定紙に該当するか否かのデータを用紙の種類又は銘柄の情報とともに格納したメモリとを設け、前記操作表示部から用紙の種類又は銘柄が指定されると、該用紙の種類又は銘柄を認識して前記メモリ内のデータと照合し、前記特定紙であった場合には、前記潤滑剤塗布手段による前記中間転写体への潤滑剤塗布条件を変更して、潤滑剤の塗布量を増加させるようにしたことを特徴とする画像形成装置。
4. 請求項１から３のいずれか一項に記載の画像形成装置において、
   前記潤滑剤塗布手段は、前記中間転写体及び潤滑剤に当接しつつ該潤滑剤を削り取って前記中間転写体の表面に塗布する潤滑剤塗布部材と、前記潤滑剤に加圧力を付与する加圧手段とを備え、
   前記潤滑剤塗布部材は繊維状回転体であることを特徴とする画像形成装置。
5. 請求項４に記載の画像形成装置において、
   前記使用する用紙の表面摩擦係数が０．５以下の場合には、前記潤滑剤塗布部材の回転数を初期設定値に対して１５０％の回転数にすることを特徴とする画像形成装置。
6. 請求項１から５のいずれか一項に記載の画像形成装置において、
   前記潤滑剤は脂肪酸金属塩であって、該脂肪酸金属塩の金属が、亜鉛、鉄、カルシウム、アルミニウム、リチウム、マグネシウム、ストロンチウム、バリウム、セリウム、チタン、ジルコニウム、鉛、マンガンの中から選択される金属であり、前記脂肪酸金属塩の脂肪酸が、ラウリル酸、ステアリン酸、パルミチン酸、ミステリン酸、オレイン酸の中から選択される少なくとも一つ以上の脂肪酸であることを特徴とする画像形成装置。

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