JP6229706B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、画像形成装置に関する。

従来、電子写真方式による画像形成装置には、像担持体上の未転写トナーや転写残トナー等の残留トナーを除去するクリーニング部を備えたものが提供されている。当該クリーニング部としては、例えば、弾性体からなる平板状のクリーニングブレードを像担持体の表面に当接し、これにより像担持体上の残留トナーを除去するブレードクリーニング方式のものが知られている。

近年、電子写真方式の画像形成装置においては、高画質化の観点からトナー粒子の小粒径化の要請があり、このようなトナー粒子を得る方法として、例えば乳化重合法や懸濁重合法等の重合法が採用されている。しかしながら、トナー粒子の小粒径化に伴ってトナーと像担持体との付着力が大きくなるため、像担持体上の残留トナーの除去が困難になるという問題がある。特に、これら重合法により製造されたトナーは、トナー粒子の形状が球形に近いため、トナー粒子が像担持体上で転がりクリーニングブレードを通り抜ける、いわゆる「スリヌケ」と呼ばれるクリーニング不良が発生しやすくなり、像担持体上の残留トナーの除去が更に困難になる。
また、ブレードを通り抜けるトナーが発生すると、そのトナー粒子を核としてトナー粒子の凝集物が像担持体上に形成され、用紙上に形成されるベタ画像領域に粒状の白抜け（粒状ノイズ）が発生する。

このような「スリヌケ」や「粒状ノイズ」といった品質問題に対応するために現状では像担持体上に滑剤を供給し、トナーと像担持体との付着力を低下させた状態でクリーニングを行っている。像担持体上に滑剤を供給する方法としては、棒状にした滑剤にブラシを当接して当該ブラシで滑剤を掻き取り、像担持体表面に供給する滑剤塗布方式と、滑剤（潤滑性外添剤）とトナーとを含む現像剤によりトナー像を形成することで像担持体表面に滑剤を供給するトナー外添方式とがある。

トナー外添方式においては、滑剤はトナー粒子と付着した状態や遊離した状態で現像装置中に存在しており、像担持体上の画像形成領域のうち画像部（クロ部）にトナーが供給されることで滑剤も同時に像担持体上に供給される。一方、滑剤はトナーと逆極性に帯電しているため、像担持体上の画像形成領域のうち背景部（シロ部）にも供給される。像担持体上に供給された滑剤は像担持体上に留まり続けるということはなく、現像装置、転写装置及びクリーニング部等で像担持体から回収される。このため、像担持体上の滑剤量は、それらの供給量及び回収量のバランスに応じて変動する。

クリーニングブレードは、ブレード先端に滞留するトナー粒子及び当該トナー粒子表面に付着する上記滑剤とは別の外添剤によって、像担持体上の滑剤を研磨して回収している。像担持体上の画像の中の低面積率部分ではクリーニングブレードに到達するトナー粒子及び外添剤が少なく、ブレード先端に滞留するトナー粒子及び外添剤が不足し、像担持体上の滑剤を研磨し回収する能力が低下してしまう。これにより、低面積率部分では高面積率部分に比べて像担持体上の滑剤量が増大してしまう。

像担持体上の滑剤量が十分であると「スリヌケ」や「粒状ノイズ」といった品質問題は解消・改善するが、滑剤量が過剰になるとクリーニングブレードと像担持体とが密着し、クリーニングブレードの摩耗が促進され、クリーニングブレードが短寿命になってしまうという別の問題が生じる。

これに対し、例えば、像担持体の表面をその軸方向に複数の区分に分割し、各区分毎の画像面積率（部分カバレッジ）を算出し、当該画像面積率がある閾値より低い区分に対応して、像担持体上の画像形成領域外にパッチを形成する技術が提案されている（例えば、特許文献１参照）。当該技術によれば、像担持体上の低面積率部分においてクリーニングブレードへのトナー粒子及び外添剤の供給量を増大させ、ブレード先端部での滑剤を研磨・回収する能力の低下を抑制している。これにより、像担持体上の低面積率部分の滑剤量を低減して、クリーニングブレードの摩耗による短寿命化という課題に対応している。

特開２０１４−１４２４７２号公報

ここで、本発明者らが鋭意検討した結果、図６及び図７に示す結果が得られることが分かった。図６は、形成する画像の画像面積率（全体カバレッジ）（％）に対する、像担持体上の画像形成領域における画像部（クロ部）及び背景部（シロ部）のそれぞれの滑剤量（ａｔ％）を示すグラフである。図７は、形成したパッチの面積率に対する、像担持体上の画像形成領域における背景部（シロ部）の滑剤量（ａｔ％）を示すグラフである。

図６に示すように、全体カバレッジが高い画像を連続して印字したときのシロ部と、全体カバレッジが低い画像を連続して印字したときのシロ部とでは、それらシロ部が同じ面積率（０％）であるにも関わらず、全体カバレッジが高い画像を連続して印字した場合の方が像担持体上のシロ部における滑剤量が多くなることが分かった。このことから、全体カバレッジが高い画像を印字したときには、像担持体上の低面積率部分で滑剤量が増大すると推定される。

トナー外添方式において、全体カバレッジが低い画像を連続して印字すると、背景部（シロ部）で滑剤が消費されるものの、画像部（クロ部）が少ないためトナーが消費されず、新たな現像剤が現像装置中に供給されない状態となる。滑剤は現像剤としてトナーとともに現像装置中に供給されるため、この状態が続くと現像装置中の滑剤量は低下する。逆に、全体カバレッジが高い画像を連続して印字すると、画像部（クロ部）が多く、トナーが消費されて、新たな現像剤が現像装置中に次々と供給されるため、現像装置中の滑剤量は増大する。現像装置中の滑剤量が増大すると、像担持体上のシロ部に供給される滑剤量も増大する。また、前述のとおり、低面積率部分ではクリーニングブレードの滑剤研摩能力が低いことから、全体カバレッジが高い画像を連続して印字したときの低面積率部分では、像担持体上の滑剤量が多くなると考えられる。

更に、図７に示すように、全体カバレッジが高い画像を連続して印字することで、低面積率部分の滑剤量が増大してしまう条件であっても、パッチの面積率を増大させてパッチに対する現像剤供給量を増やすことにより、クリーニングブレード部に供給されるトナー粒子及び外添剤の量を増大させ、滑剤研摩能力を高めて当該低面積率部分の滑剤量を低減できることが分かる。

上記特許文献１に記載の技術では、全体カバレッジが高い画像を連続して印字し、像担持体上の低面積率部分の滑剤量が増えた場合であっても、パッチに対する現像剤供給量が一定であるため、クリーニングブレード先端に滞留するトナー粒子及び外添剤の量が不足する。したがって、像担持体上の低面積率部分における滑剤量を低減させることができず、クリーニングブレードの摩耗促進を抑制できない場合がある。一方で、パッチに対する現像剤供給量を、全体カバレッジが高い画像を連続して印字した場合に低面積率部分における滑剤量を低減できる量に設定すると、全体カバレッジが低い画像を印字する場合にパッチに対する現像剤供給量が過大となり、現像剤消費量が増大してしまう。

そこで、本発明は、現像剤消費量を増大させることなく、クリーニング部の摩耗をより確実に抑制できる画像形成装置を提供することを目的としている。

以上の課題を解決するため、請求項１に記載の発明は、画像形成装置において、
像担持体と、
トナー及び滑剤を含有する現像剤により前記像担持体上に形成される静電潜像を現像する現像装置と、
前記像担持体に当接してクリーニングするクリーニング部と、
前記現像装置中の滑剤量に関する滑剤量情報を取得する滑剤量情報取得部と、
前記像担持体の回転軸方向に前記像担持体の表面を複数の区分に分割し、当該複数の区分ごとの一定期間の静電潜像書き込み情報から部分カバレッジを取得し、前記部分カバレッジが所定値以下である区分に対応して、前記像担持体上の画像形成領域外に形成されるパッチに対する現像剤供給量を前記滑剤量情報に基づき設定し、設定した前記現像剤供給量の現像剤を供給させて前記パッチを形成させる制御部と、を備えることを特徴とする。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の画像形成装置において、
前記滑剤量情報取得部は、前記複数の区分ごとの前記部分カバレッジを合計した全体カバレッジを、前記滑剤量情報として取得し、
前記制御部は、前記全体カバレッジが高いほど前記現像剤供給量を増大させることを特徴とする。

請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の画像形成装置において、
前記制御部は、前記部分カバレッジが所定値以下である区分に対する前記現像剤供給量を、前記全体カバレッジと当該区分の前記部分カバレッジとに基づいて設定することを特徴とする。

請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の画像形成装置において、
前記制御部は、前記部分カバレッジが高いほど前記現像剤供給量を減少させることを特徴とする。

請求項５に記載の発明は、請求項１から４のいずれか一項に記載の画像形成装置において、
前記制御部は、前記パッチの前記像担持体の回転方向の長さ、前記パッチのドットパターン、露光量、現像バイアス、前記パッチの形成回数及び前記パッチの形成頻度の少なくとも一つを変更することで、設定した前記現像剤供給量の現像剤を供給させることを特徴とする。

請求項６に記載の発明は、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、
前記現像装置により現像された前記像担持体上のトナー像を転写する転写装置を更に備え、
前記クリーニング部は、前記転写装置による転写後の前記像担持体をクリーニングし、
前記制御部は、用紙にトナー像を転写するときよりも、前記転写装置を通過した後の前記パッチの現像剤量が増大するように前記転写装置の転写条件を制御することを特徴とする。

請求項７に記載の発明は、請求項６に記載の画像形成装置において、
前記像担持体の回転方向における前記転写装置と前記クリーニング部との間に設けられ、前記像担持体をクリーニングするプレクリーニング部を更に備え、
前記クリーニング部は、前記プレクリーニング部によるクリーニング後の前記像担持体上をクリーニングし、
前記制御部は、前記パッチ以外のトナー像をクリーニングするときよりも、前記プレクリーニング部を通過した後の前記パッチの現像剤量が増大するように前記プレクリーニング部のクリーニング条件を制御することを特徴とする。

請求項８に記載の発明は、請求項７に記載の捕集装置において、
前記プレクリーニング部は、前記像担持体の表面に押圧されてクリーニングする回転部材であり、
前記制御部は、前記プレクリーニング部の回転速度、前記プレクリーニング部に印加されるバイアス及び前記像担持体への押圧量の少なくとも一つを変更することで前記プレクリーニング部のクリーニング条件を制御することを特徴とする。

請求項９に記載の発明は、請求項１から８のいずれか一項に記載の画像形成装置において、
前記部分カバレッジが所定値以下である区分に対応して、前記像担持体上の画像形成領域と画像形成領域との間に前記パッチを形成することを特徴とする。

請求項１０に記載の発明は、請求項１から９のいずれか一項に記載の画像形成装置において、
前記制御部は、過去一定期間の静電潜像書き込み情報及び予約ジョブに基づく将来一定期間の静電潜像書き込み情報の少なくとも一方から前記部分カバレッジを取得することを特徴とする。

本発明によれば、現像剤消費量を増大させることなく、クリーニング部の摩耗をより確実に抑制できる画像形成装置を提供することができる。

本発明の実施形態の画像形成装置を示す概略図である。 画像形成装置の機能構成を示すブロック図である。 感光体の静電潜像書き込み領域を回転軸軸方向にＮ個に分割したときの各区分の画像部の面積を示す概略図である。 パッチの例を示す概略図である。 パッチ形成処理の一例を示すフローチャートである。 形成する画像の全体カバレッジに対する、像担持体上の画像部（クロ部）及び背景部（シロ部）における滑剤量を示すグラフである。 形成するパッチの面積率に対する、像担持体上の背景部（シロ部）における滑剤量を示すグラフである。

以下に、本発明を実施するための形態について図面を用いて説明する。ただし、以下に述べる実施形態には、本発明を実施するために技術的に好ましい種々の限定が付されているが、発明の範囲を以下の実施形態及び図示例に限定するものではない。

図１は、本実施形態の画像形成装置１の概略構成を示す図である。図２は、画像形成装置１の機能構成を示すブロック図である。

画像形成装置１は、用紙に画像形成する複合機等の画像形成装置である。図１に示すように、画像形成装置１は、操作表示部１４、原稿読取部１５、搬送部１６、給紙部１８、画像形成部２０及び定着装置３０等を備える。

操作表示部１４は、ユーザーインターフェイスとして画像形成装置１の上部に設けられている。操作表示部１４は、ユーザーの操作に応じた操作信号を生成し、制御部１１（図２参照）に出力する。操作表示部１４としては、キーパッド又はタッチパネル等を用いることができる。操作表示部１４は、制御部１１の指示に従って、操作画面等を表示する表示画面を有し、当該表示画面としてはＬＣＤ（Liquid Crystal Display）又はＯＥＬＤ（Organic Electro Luminescence Display）等を用いることができる。

原稿読取部１５は、コピー用に設けられたスキャナー等であり、制御部１１の指示に従って、原稿台上にセットされた原稿面を読み取って、画素ごとにＲ（赤）、Ｇ（緑）及びＢ（青）の色値を有するビットマップ形式の原画像を生成する。原稿読取部１５により生成されたＲ、Ｇ及びＢの色値を有する原画像は、図示しない色変換部によりＣ、Ｍ、Ｙ及びＫの色値を有する原画像に色変換された後、記憶部１２（図２参照）に記憶される。

搬送部１６は、搬送ローラー等で構成され、制御部１１の指示に従って、給紙部１８や手差しトレイ１６１から給紙された用紙を、画像形成部２０、定着装置３０へ搬送し、画像形成及び定着された用紙を排紙部１６２に排出する。搬送部１６は、定着装置３０から搬送された用紙を反転して再度画像形成部２０に搬送する反転部１６ａを有する。

給紙部１８は、複数の給紙トレイを備え、制御部１１の指示に従って、画像形成部２０に用紙を供給する。各給紙トレイには、それぞれあらかじめ定められた紙種やサイズの用紙が収納されている。

画像形成部２０は、制御部１１の指示に従って、画像処理部１７（図２参照）により画像処理された原画像に基づいて、画像を用紙上に形成する。

画像形成部２０は、図１中の矢印方向に回転駆動される像担持体であるドラム状の感光体２ａ、帯電チャージャー等により感光体２ａの表面を一定の電位に帯電させる帯電装置２ｂ、帯電装置２ｂにより帯電された感光体２ａの表面をレーザー等により露光して静電潜像を形成する露光装置２ｃ、露光装置２ｃにより形成された静電潜像をトナーを含む現像剤を用いて可視像化する現像装置２ｄ、トナーと逆極性の電圧が印加されて感光体２ａ上に形成されたトナー像を用紙上に転写する転写装置２ｅ、転写装置２ｅを通過した感光体２ａをクリーニングするプレクリーニング部２ｆ、及び、プレクリーニング部２ｆを通過した感光体２ａをクリーニングするクリーニング部２ｇ等を備えている。

感光体２ａは、例えば、ドラム状の金属基体の外周面に、有機光導電体を含有させた樹脂よりなる感光層が形成された有機感光体が用いられる。感光層を構成する樹脂としては、例えば、ポリカーボネート樹脂、シリコーン樹脂、ポリスチレン樹脂、アクリル樹脂、メタクリル樹脂、エポキシ樹脂、ポリウレタン樹脂、塩化ビニル樹脂、メラミン樹脂等が挙げられる。

現像装置２ｄは、感光体２ａと現像領域を介して対向するよう配置された現像スリーブ２ｈを備えている。この現像スリーブ２ｈには、例えば、帯電装置２ｂの帯電極性と同極性の直流現像バイアス、又は、交流電圧に帯電装置２ｂの帯電極性と同極性の直流電圧が重畳された現像バイアスが印加される。これにより、露光装置２ｃによって形成された静電潜像にトナーを付着させる反転現像が行われる。現像装置２ｄにより感光体２ａ上に形成されたトナー像は転写装置２ｅとの間で形成される転写領域に運ばれる。

現像装置２ｄには現像剤が収容され、現像装置２ｄから感光体２ａへの現像剤の供給量に応じて、現像装置２ｄの外部から現像装置２ｄ内へ現像剤が供給される。現像装置２ｄに収容されている現像剤は、少なくともトナーと滑剤とを含有する。

現像剤に含有されるトナーとしては、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る。例えば、着色剤や必要に応じて荷電制御剤や離型剤等を含有するバインダー樹脂からなるトナー粒子に、外添剤が添加処理されたものを使用できる。当該トナー粒子の平均粒径としては特に限定されるものではないが、例えば、３〜１５μｍ程度であることが好ましい。

現像剤に含有される滑剤としては、トナーと像担持体との付着力を低下させることができるものであれば特に限定されるものではなく、例えば、脂肪酸金属塩、シリコーンオイル、フッ素系樹脂等が挙げられ、これらは単独又は２種類以上を混合して用いることができる。滑剤としては、特に、脂肪酸金属塩が好ましい。脂肪酸金属塩の脂肪酸成分としては、例えば、直鎖状の炭化水素が好ましく、例えば、ミリスチン酸、パルミチン酸、ステアリン酸、オレイン酸等が好ましく、ステアリン酸が一層好ましい。脂肪酸金属塩の金属成分としては、例えば、リチウム、マグネシウム、カルシウム、ストロンチウム、亜鉛、カドミウム、アルミニウム、セリウム、チタン、鉄等が挙げられる。これらの中で、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸マグネシウム、ステアリン酸アルミニウム、ステアリン酸鉄等が好ましく、特に、ステアリン酸亜鉛が最も好ましい。

また、本発明に係る現像剤は、更にキャリアを含有するものであっても良い。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、バインダー型キャリアやコート型キャリア等が使用できる。キャリアの平均粒径としては特に限定されるものではないが、例えば、１５〜１００μｍ程度であることが好ましい。なお、現像剤にキャリアが含有される場合には、当該キャリアは現像スリーブ２ｈに保持されたまま現像装置２ｄ内に戻る。したがって、本発明における現像剤供給量には、キャリアの量は含まれないものとする。

プレクリーニング部２ｆは、感光体２ａの表面に接触して対向配置され、図示しない駆動装置により回転可能に構成されたブラシローラーである。プレクリーニング部２ｆは、回転部材の表面に、弾性を有する導電性繊維が複数植毛されて構成されている。また、プレクリーニング部２ｆは、図示しない所定の電源に接続されて、感光体２ａ上に付着するトナーとは逆の極性の電流が印加される。これにより、転写領域で用紙上に転写されずに感光体２ａ上に残った現像剤をプレクリーニング部２ｆの導電性繊維に電気的に捕捉し、回収することができる。また、プレクリーニング部２ｆは、感光体２ａに対して接離自在に構成され、制御部１１の指示に従って、感光体２ａに接する位置又は感光体２ａから離間した位置に移動する。

クリーニング部２ｇは、弾性部材からなる平板状のクリーニングブレードであり、その先端部が感光体２ａに当接して配置される。画像形成装置１の現像装置２ｄ内に収容されるトナーには滑剤が含有されているため、当該滑剤を含むトナーがクリーニング部２ｇの先端部に溜まることによってクリーニング部２ｇの摩擦係数が低下し感光体２ａを研磨する。クリーニング部２ｇは、感光体２ａ表面を研磨することによって感光体２ａ上に残留した現像剤を掻き落とし回収する。クリーニング部２ｇによって感光体２ａから掻き落とされた現像剤は図示しないスクリュー等から回収される。クリーニング部２ｇにより現像剤が回収された感光体２ａは再び帯電装置２ｂにより帯電され、次の静電潜像が形成されトナー像を形成することを繰り返す。

以上のように構成される画像形成部２０は、画像形成時、帯電装置２ｂにより感光体２ａに電圧を印加して帯電させた後、露光装置２ｃにより原画像に基づいて発光させた光束で感光体２ａ上を走査して静電潜像を形成する。現像装置２ｄにより感光体２ａ上に現像剤を供給して、感光体２ａ上の静電潜像を現像すると、像担持体である感光体２ａ上にトナー像が形成される。画像形成部２０は、感光体２ａ上にトナー像を形成すると、転写装置２ｅにより、感光体２ａ上のトナー像を用紙上に転写する。転写後、プレクリーニング部２ｆ及びクリーニング部２ｇにより感光体２ａ上に残留する現像剤を除去する。更に画像形成部２０は、給紙部１８により用紙を給紙して、転写装置２ｅによりトナー像を転写した用紙を定着装置３０に搬送する。

定着装置３０は、制御部１１の指示に従って、画像形成部２０により形成されたトナー像を用紙に定着させて、当該用紙上に画像を形成する。すなわち、定着装置３０は、画像形成部２０によりトナー像が形成された用紙を加熱及び加圧する。用紙の両面に画像を形成する場合、定着装置３０により一方の面に画像が定着された用紙は、反転部１６ａにより用紙面を反転された後、再度転写装置２ｅの位置へ給紙される。

図２に示すように、画像形成装置１は、制御部１１、記憶部１２、操作表示部１４、原稿読取部１５、搬送部１６、画像処理部１７、給紙部１８、通信部１９、画像形成部２０及び定着装置３０等を備える。画像形成装置１の各部は、バス４０を介して接続されている。

制御部１１は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＲＯＭ（Read Only Memory）等を備え、画像形成装置１の各部を制御する。ＲＯＭは、各種プログラム及び各種データが記憶されている記憶部である。制御部１１は、ＣＰＵがＲＯＭから各種プログラムを読み出して適宜ＲＡＭに展開し、展開したプログラムとＣＰＵの協働で、各種処理を実行する。例えば、制御部１１は、原稿読取部１５により生成され又は通信部１９を介して受信され、記憶部１２に保持されたビットマップ形式の原画像を、画像処理部１７により画像処理させて、画像処理後の原画像データに基づき、画像形成部２０により用紙上に画像を形成させる。

記憶部１２は、ＤＲＡＭ（Dynamic Random Access Memory）等により構成され、各種画像処理に係る画像データ等の各種データを一時的に記憶する画像メモリーである。また、記憶部１２は、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）等を有し、各種データを書き込み及び読み出し可能に記憶する構成としても良い。

画像処理部１７は、記憶部１２に記憶された画像データ、原稿読取部１５により原稿から画像を読み取って得られた画像データ、通信部１９を介して外部装置から入力された画像データに必要な画像処理を行い、画像処理後の画像データを画像形成部２０に出力する。画像処理には、階調処理、中間調処理、色変換処理等が含まれる。階調処理は、画像データの各画素の階調値を、用紙上に形成された画像の濃度特性が目標の濃度特性と一致するように補正された階調値に変換する処理である。中間調処理は、誤差拡散処理、組織的ディザ法を用いたスクリーン処理等である。

通信部１９は、ネットワークカード等で構成され、ＬＡＮ（Local Area Network）等のネットワークに接続される。通信部１９は、ネットワーク上の外部装置、例えばＰＣ（Personal Computer）等のユーザー端末、サーバー等と通信する。通信部１９は、ネットワークを介して、画像を形成するための画像データを外部装置から受信する。

次に、画像形成装置１の動作を説明する。
本発明において、制御部１１は、感光体２ａの回転軸方向に感光体２ａの表面を複数の区分に分割し、当該複数の区分ごとの一定期間の静電潜像書き込み情報から部分カバレッジを取得し、部分カバレッジが所定値以下である区分に対応して、感光体２ａ上の画像形成領域外に形成されるパッチに対する現像剤供給量を滑剤量情報に基づき設定し、設定した現像剤供給量の現像剤を供給させてパッチを形成させる。
なお、画像形成領域とは、感光体２ａ上の静電潜像書き込み領域のうち、ユーザーの所望の画像が形成される領域をいう。また、非画像形成領域とは、感光体２ａ上の静電潜像書き込み領域のうち、画像形成領域以外の領域をいう。

上記したとおり、感光体２ａ上における画像の低面積率部分での滑剤量の増大は、現像装置２ｄ中の滑剤量が増大して当該画像の背景部へ多くの滑剤が供給されることによって生じる。また、現像装置２ｄ中の滑剤量の増大は、全体カバレッジが高い画像を印字することで現像剤の消費量が大きくなり、高い頻度で現像装置２ｄに現像剤が供給されることにより生じる。このため、形成する画像の全体カバレッジに基づき現像装置２ｄ中の滑剤量を推定することができる。本実施形態では、滑剤量情報としての全体カバレッジに基づいてパッチに対する現像剤供給量を制御することで、クリーニング部２ｇへ多くの現像剤を供給し、クリーニング部２ｇの摩耗を抑制することができる。

ここで、制御部１１が部分カバレッジを取得する方法について、図３を参照して説明する。図３は、感光体２ａの静電潜像書き込み領域をその回転軸方向にＮ個の区分に分割した場合における各区分の面積率（部分カバレッジ）の例を示す図である。なお、図３では、斜線部分がその区分における現像剤付着面積を示している。

制御部１１は、図３に示すように、感光体２ａ表面の静電潜像書き込み領域をその回転軸方向にＮ個の区分に分割し、それら分割した複数の区分ごとに、静電潜像書き込み領域に占める現像剤付着面積の割合を示す部分カバレッジを取得する。具体的には、分割した各区分ごとに、静電潜像の書き込み情報から部分カバレッジを算出する。例えば、図３に示す例では、ｉ番目〜ｊ番目の区分の部分カバレッジＣｉ〜Ｃｊは１００％、それ以外の区分の部分カバレッジは５０％ということになる。このように画像形成領域内の各区分における画像部の割合から、各区分の部分カバレッジを算出しても良い。また、部分カバレッジは、感光体２ａ上に形成された過去一定期間の静電潜像書き込み情報、及び、予約ジョブに基づく将来の一定期間の静電潜像書き込み情報の少なくとも一方から算出する。

また、部分カバレッジの取得は、非画像領域を含む静電潜像書き込み領域全体に対して行うことが好ましい。例えば、画像形成領域と画像形成領域との間の非画像領域には、画像品質を維持する目的で各種印字モードにより画像が形成される場合があるため、これを含む静電潜像書き込み領域における各区分の部分カバレッジを算出することで、より高い精度の部分カバレッジを取得することができる。この場合、非画像領域に形成される画像も画像部としてカウントし、部分カバレッジを算出するものとする。

本実施形態において、図２に示す制御部１１は、現像装置２ｄ中の滑剤量に関する情報を取得する滑剤量情報取得部としても機能する。
本実施形態では、制御部１１は、感光体２ａの静電潜像書き込み領域がその回転軸方向に複数に分割されてなる各区分ごとの部分カバレッジを合計した全体カバレッジを、滑剤量情報として取得する。図３に示す例では、全体カバレッジＣａｌｌは、部分カバレッジＣ１〜ＣＮの総和である。なお、全体カバレッジも、上記したように非画像形成領域を含む静電潜像書き込み領域全体から算出することが好ましい。

また、制御部１１は、感光体２ａ表面の静電潜像書き込み領域を軸方向に分割した区分のうち、部分カバレッジが所定値以下である区分に対応して、算出した部分カバレッジ及び全体カバレッジに基づきパッチに対する現像剤供給量を設定する。全体カバレッジが高いほど現像剤供給量を増大させ、その区分の部分カバレッジが高いほど現像剤供給量を減少させる。これにより、感光体２ａ上の滑剤量をより確実に低減してクリーニング部２ｇの摩耗を抑制できるとともに、現像剤消費量をより確実に抑制できる。そして、ジョブの実施と並行して、部分カバレッジが所定値以下である区分に対応して、設定した現像剤供給量の現像剤を供給し、感光体２ａ上の画像形成領域と画像形成領域との間の非画像形成領域にパッチを形成させる。パッチの形成をジョブの実施と並行して行うことで、ジョブの実施を中断することなく効率的に画像形成を行うことができる。また、制御部１１は、ジョブの実施開始後に所定期間経過するごとに上記パッチの形成を行う。当該所定期間としては、例えば、感光体２ａの積算回転数、現像装置２ｄの動作時間、印刷した用紙の枚数等に基づき設定されている。

なお、制御部１１は上記パッチの形成を、パッチ印字モードとして、ジョブの実施を中断して行うものとしても良いし、ジョブを実施していないときに行うものとしても良い。当該ジョブを実施していないときとしては、例えば、ジョブ開始から１枚目の用紙にトナー像が転写されるまでのスタートシーケンスや、ジョブ終了後に感光体２ａ及び現像装置２ｄが動作を停止するまでのエンドシーケンス等が挙げられる。また、例えば、画像安定化モード等の各種印字モード、待機モード又はその前後のタイミング等が挙げられる。

図４を参照して、設定した現像剤供給量の現像剤を感光体２ａ上に供給する方法について具体的に説明する。図４は、感光体２ａ上に形成されるパッチの例を示す図である。
制御部１１は、パッチの面積当たりの現像剤量（濃度）、パッチの面積及びパッチの形成回数等を変更することで、設定した現像剤供給量の現像剤を感光体２ａ上に供給させることができる。これらのうちいずれを変更するものとしても良いが、現像剤の消費量を抑制し、かつ、画像形成領域と画像形成領域との間に効率的に形成する観点から、パッチの一つ当たりの面積は小さい方が好ましい。

パッチの濃度を変更する場合には、現像条件（現像スリーブ２ｈの現像バイアスや露光装置２ｃによる露光量）を制御することで行うことができる。すなわち、現像条件を制御することで現像スリーブ２ｈと感光体２ａとの電位差を変更し、現像スリーブ２ｈから感光体２ａに移動する現像剤量を制御することができ、パッチの濃度を変更することができる。したがって、現像スリーブ２ｈの現像バイアスを高く、又は露光装置２ｃによる露光量を増大させることで、電位差が大きくなり、例えば図４（ａ）に示すようにパッチの濃度を濃くすることができる。一方、現像スリーブ２ｈの現像バイアスを低く、又は露光装置２ｃによる露光量を減少させることで、電位差が小さくなり、例えば図４（ｂ）に示すようにパッチの濃度を薄くすることができる。

パッチの面積を変更する場合には、現像条件を変更せず、露光装置２ｃにより露光するパターンを変更することで行うことができる。例えば図４（ｃ）に示すようにパッチのドットパターンを変更することで、図４（ａ）に示すパッチよりも面積を減少させることができる。
また、パッチの面積を変更する場合には、現像条件を変更せず、パッチの感光体２ａの回転方向の長さを変更することで行うこともできる。例えば図４（ｄ）に示すようにパッチの感光体２ａの回転方向の長さを変更することで、図４（ａ）に示すパッチよりも面積を増大させることができる。
上記パッチの面積を変更する方法によれば、現像条件を変更する場合に比べて、画像形成領域に対する画像形成と同条件で印字できる観点から、パッチの形成をジョブの実施と並行して安定的に行うことができる。

パッチの形成回数を変更する場合には、現像条件を変更せず、例えば図４（ｅ）及び（ｆ）に示すように、画像形成領域Ｇ同士の間にパッチＰを形成する頻度を変更することで行うことができる。上記パッチの面積を変更する方法に比べて、一度にクリーニング部２ｇに到達する感光体２ａ上の現像剤量を抑制でき、一時的にクリーニング部２ｇの先端に滞留する現像剤量が過剰になることによるクリーニング不良の発生をより確実に防止できる。また、パッチ一つ当たりの面積を小さくすることができるため、画像形成領域同士の間のパッチ形成に適している。なお、単に、画像形成領域Ｇ同士の間に形成するパッチの個数を変更することで、パッチの形成回数を変更するものとしても良い。

ここで、図２に示す制御部１１は、感光体２ａ上に形成されたパッチ上の現像剤を、より多くかつより確実にクリーニング部２ｇに到達させるべく、感光体２ａ上にパッチが形成されてから当該パッチがクリーニング部２ｇに到達するまでの各部において、パッチから回収される現像剤量を低減させる。

すなわち、制御部１１は、用紙にトナー像を転写するときよりも、転写装置２ｅを通過した後のパッチの現像剤量が増大するように転写装置２ｅの転写条件を制御し、転写装置２ｅでの転写効率を低下させる。
例えば、転写バイアスを低くしたり、画像形成時と逆バイアスに設定したりすることで、静電的に用紙への現像剤移動を抑制することができる。また、例えば、感光体２ａに対する用紙の押圧力や、感光体２ａと転写装置２ｅとの速度差を変更することで機械的に用紙への現像剤付着を抑制することができる。

また、制御部１１は、パッチ以外のトナー像をクリーニングするときよりも、プレクリーニング部２ｆを通過した後のパッチの現像剤量が増大するようにプレクリーニング部２ｆのクリーニング条件を制御し、プレクリーニング部２ｆの現像剤回収効率を低下させる。
例えば、プレクリーニング部２ｆにトナーと反発するバイアスを印加したり、プレクリーニング部２ｆの回転速度や、感光体２ａに対するプレクリーニング部２ｆの押圧力を変更したりすることで、感光体２ａからの現像剤回収効率を低下させることができる。

制御部１１は、上記転写条件及びクリーニング条件を、感光体２ａ上のパッチが転写装置２ｅ及びプレクリーニング部２ｆを通過するタイミングに合わせて短時間で切り替えることにより、パッチ上の現像剤のより多くをより確実にクリーニング部２ｇに供給でき、現像剤消費量を抑制することができる。
なお、パッチ印字モードとして、ジョブの実施と並行せずにパッチ形成を行う場合には、その期間中、上記転写条件及びクリーニング条件を切り替えずに変更した状態のままとしても良い。

上記のように構成された画像形成装置１において、制御部１１により行われるパッチ形成処理の一例について、図５を参照して以下説明する。
図５は、パッチ形成処理の一例を示すフローチャートである。

まず、制御部１１は、画像形成処理を開始させると、所定のパラメーターをカウントし、当該パラメーターのカウント数があらかじめ設定された所定の値に達したか否かを判定する（ステップＳ１０１）。当該パラメーターとしては、例えば、感光体２ａの積算回転数、現像装置２ｄの動作時間、印刷した用紙の枚数等が挙げられる。

カウント数が所定の値に達していないと判定されると（ステップＳ１０１；ＮＯ）、制御部１１は、再びステップＳ１０１の処理を行う。
一方、カウント数が所定の値に達したと判定されると（ステップＳ１０１；ＹＥＳ）、制御部１１は、カウント数をリセットし（ステップＳ１０２）、感光体２ａ上の静電潜像書き込み領域をその軸方向にＮ個に分割した区分ごとに、部分カバレッジＣ１〜ＣＮを取得する（ステップＳ１０３）。制御部１１は、感光体２ａ上に過去一定期間の間に形成された静電潜像書き込み情報に基づき部分カバレッジＣ１〜ＣＮを算出し、算出した部分カバレッジＣ１〜ＣＮを順次記憶部１２に記憶させる。

次に、制御部１１は、取得した部分カバレッジＣ１〜ＣＮを加算し全体カバレッジＣａｌｌを取得する（ステップＳ１０４）。制御部１１は、取得した全体カバレッジＣａｌｌを記憶部１２に記憶させる。

次に、制御部１１は、取得した部分カバレッジＣ１〜ＣＮの全てに対し部分カバレッジＣ１から順に、部分カバレッジＣｎ（ｎは１〜Ｎの整数）が所定の閾値Ｃａ以下、すなわち当該ｎ番目の区分が低面積率部分であるか否かを判定する（ステップＳ１０５）。所定の閾値Ｃａとしては１５％以下、より好ましくは５％以下に設定されている。閾値Ｃａの値が大きい程より確実に滑剤量を抑制でき、閾値Ｃａの値が小さい程現像剤消費量を抑制できる。区分数Ｎの値が大きい場合には閾値Ｃａの値を小さくしても、感光体２ａ上の滑剤量を低減できる。このように、閾値Ｃａは、区分数Ｎと画像形成装置１の構成に応じて適宜設定されていれば良い。

部分カバレッジＣｎが所定の閾値Ｃａ以下であると判定されると（ステップＳ１０５；ＹＥＳ）、制御部１１は、ｎ番目の区分が低面積率部分であると判定し、部分カバレッジＣｎ及び全体カバレッジＣａｌｌに基づき、ｎ番目の区分に対する現像剤供給量Ｔｎを設定する（ステップＳ１０６）。
一方、部分カバレッジＣｎが所定の閾値Ｃａ以下でないと判定されると（ステップＳ１０５；ＮＯ）、制御部１１は、ステップＳ１０６の処理を省略してステップＳ１０７の処理を行う。

次に、制御部１１は、部分カバレッジＣｎのｎについてｎ＝Ｎであるか否かを判定する（ステップＳ１０７）。ｎ＝Ｎでないと判定されると（ステップＳ１０７；ＮＯ）、Ｎ個の区分の全てに対して低面積率部分であるか否かの判定を終了していないため、制御部１１は、ｎに１を加算し（ステップＳ１０８）、再びステップＳ１０５の処理を行う。つまり、制御部１１は、Ｎ個の区分全てに対して、その部分カバレッジＣｎが閾値Ｃａ以下であるか否かの判定を行う。

一方、ｎ＝Ｎであると判定されると（ステップＳ１０７；ＹＥＳ）、Ｎ個の区分の全てに対して低面積率部分であるか否かの判定が終了したこととなるため、制御部１１は、感光体２ａ上の、ステップＳ１０５にて閾値Ｃａ以下であると判定された区分に対して、ステップＳ１０６で設定された現像剤供給量の現像剤を供給してパッチを形成する（ステップＳ１０９）。

最後に、制御部１１は、画像形成を終了するか否かを判定する（ステップＳ１１０）。画像形成を終了しないと判定されると（ステップＳ１１０；ＮＯ）、制御部１１は、再びステップＳ１０１の処理を行う。
一方、画像形成を終了すると判定されると（ステップＳ１１０；ＹＥＳ）、制御部１１は、パッチ形成処理を終了する。
以上のようにしてパッチ形成処理を行う。

なお、図５に示すパッチ形成処理においては、ジョブ実施中に、上記カウント数が所定の値に達したか否かに基づき、パッチの形成を開始するものとしたが、これに限定されるものではない。すなわち、感光体２ａ上の滑剤量が過剰になってしまう前に、パッチの形成を開始できるように構成されていれば、いずれの条件に基づきパッチの形成を開始するものとしても良い。

また、図５に示すパッチ形成処理においては、部分カバレッジの算出に用いられる静電潜像書き込み情報としては、過去一定期間のものを参照するのものとしたが、これに限定されるものではない。すなわち、感光体２ａ上の滑剤量や、クリーニング部２ｇの先端部に滞留する現像剤量等の実態に合わせた現像剤供給量Ｔｎを設定するのに十分な期間であれば良い。例えば、感光体２ａが１周回転する期間としても良いし、感光体２ａが数百周回転する期間としても良い。また、例えば、予約ジョブに基づく将来の一定期間としても良い。

以上、本実施形態によれば、画像形成装置１が、感光体２ａと、トナー及び滑剤を含有する現像剤により感光体２ａ上に形成される静電潜像を現像する現像装置２ｄと、感光体２ａに当接してクリーニングするクリーニング部２ｇと、現像装置２ｄ中の滑剤量に関する滑剤量情報を取得し、感光体２ａの回転軸方向に感光体２ａの表面を複数の区分に分割し、当該複数の区分ごとの一定期間の静電潜像書き込み情報から部分カバレッジを取得し、部分カバレッジが所定値以下である区分に対応して、感光体２ａ上の画像形成領域外に形成されるパッチに対する現像剤供給量を滑剤量情報に基づき設定し、設定した現像剤供給量の現像剤を供給させてパッチを形成させる制御部１１と、を備えるので、現像装置２ｄ中の滑剤量に応じてパッチに対する現像剤供給量を調整することができる。これにより、現像装置２ｄ中の滑剤量が増大することで、感光体２ａ上の部分カバレッジの低い区分の滑剤量が増大した場合に、当該区分に十分な量の現像剤を供給して、滑剤をより確実に研磨・回収することができ、当該区分の滑剤量を低減させることができる。感光体２ａ上の滑剤量を低減できることで、感光体２ａとクリーニング部２ｇとの密着を抑制してクリーニング部２ｇの摩耗を抑制することが可能となる。よって、現像剤消費量を増大させることなく、クリーニング部２ｇの摩耗をより確実に抑制することが可能となる。

また、制御部１１は、複数の区分ごとの部分カバレッジを合計した全体カバレッジを、滑剤量情報として取得し、全体カバレッジが高いほど現像剤供給量を増大させるので、簡易な方法及び構成で滑剤量情報を取得することができる。また、より確実に現像剤消費量を増大させることなくクリーニング部２ｇの摩耗を抑制することができる。

また、制御部１１は、部分カバレッジが所定値以下である区分に対する現像剤供給量を、全体カバレッジと当該区分の部分カバレッジとに基づいて設定するので、パッチへの現像剤供給量をより精度良く調整することができる。

また、制御部１１は、部分カバレッジが高いほど現像剤供給量を減少させるので、より確実に現像剤消費量を低減することができる。

また、制御部１１は、パッチの感光体２ａの回転方向の長さ、パッチのドットパターン、露光量、現像バイアス、パッチの形成回数及びパッチの形成頻度の少なくとも一つを変更することで、設定した現像剤供給量の現像剤を供給させるので、パッチの現像剤量を精度良く設定することができる。これにより、より適切な量の現像剤をクリーニング部２ｇに供給することができ、より確実に現像剤消費量を増大させることなくクリーニング部２ｇの摩耗を抑制することができる。

また、現像装置２ｄにより現像された感光体２ａ上のトナー像を転写する転写装置２ｅを更に備え、クリーニング部２ｇは、転写装置２ｅによる転写後の感光体２ａをクリーニングし、制御部１１は、用紙にトナー像を転写するときよりも、転写装置２ｅを通過した後のパッチの現像剤量が増大するように転写装置２ｅの転写条件を制御するので、パッチの現像剤量を低減させることなく、より適切な量の現像剤をクリーニング部２ｇに供給することができる。これにより、現像剤消費量をより確実に低減することができる。

また、感光体２ａの回転方向における転写装置２ｅとクリーニング部２ｇとの間に設けられ、感光体２ａをクリーニングするプレクリーニング部２ｆを更に備え、クリーニング部２ｇは、プレクリーニング部２ｆによるクリーニング後の感光体２ａ上をクリーニングし、制御部１１は、パッチ以外のトナー像をクリーニングするときよりも、プレクリーニング部２ｆを通過した後のパッチの現像剤量が増大するようにプレクリーニング部２ｆのクリーニング条件を制御するので、パッチの現像剤量を低減させることなく、より適切な量の現像剤をクリーニング部２ｇに供給することができる。これにより、現像剤消費量をより確実に低減することができる。

また、プレクリーニング部２ｆは、感光体２ａの表面に押圧されてクリーニングする回転部材であり、制御部１１は、プレクリーニング部２ｆの回転速度、プレクリーニング部２ｆに印加されるバイアス及び感光体２ａへの押圧量の少なくとも一つを変更することで、プレクリーニング部２ｆのクリーニング条件を制御するので、簡易な方法及び構成でプレクリーニング部２ｆのクリーニング条件を変更することができる。

また、部分カバレッジが所定値以下である区分に対応して、感光体２ａ上の画像形成領域と画像形成領域との間にパッチを形成するので、画像形成処理を遅延させることなくパッチを形成することができる。

なお、上記実施形態における記述は、本発明に係る好適な画像形成装置の一例であり、これに限定されるものではない。

例えば、上記した実施形態では、画像形成部２０が、モノクロの画像形成を行う構成としたが、カラーの画像形成を行う構成であっても良い。この場合には、各色ごとの複数の画像形成部２０を備えていても良い。また、画像形成部２０が、感光体２ａ上に形成されたトナー像を用紙に転写する構成としたが、中間転写体に転写する構成であっても良い。

なお、上記した実施形態では、ジョブの実施開始後に所定期間経過するごとにパッチの形成を行うものとしたが、制御部１１は、パッチの形成を行うタイミングを、画像形成装置１の実態に合わせて設定すれば良い。例えば、制御部１１は、入力された予約ジョブに基づきパッチの形成を行うタイミングを設定し、当該タイミングの直前の一定期間内における累積の静電潜像書き込み情報から部分カバレッジ及び全体カバレッジを算出するものとしても良い。また、この場合には、当該予約ジョブの実施を開始した後の画像形成装置１の状態や、追加で入力された別の予約ジョブに基づく静電潜像書き込み情報等に応じて、パッチの形成を行うタイミングを前倒しさせたり遅延させたりしても良いし、現像剤供給量を設定し直しても良いし、パッチの形成自体を中止させたりしても良い。

また、上記した実施形態では、制御部１１が滑剤量情報取得部としても機能し、滑剤量情報として全体カバレッジを取得するものとしたが、現像装置２ｄ中の滑剤量を推定することができればこれに限られるものではない。
例えば、滑剤量情報取得部として、現像装置２ｄ中の滑剤量を直接的に測定する手段を備え、滑剤量情報として当該測定値を取得するものとしても良い。そのような測定手段としては、例えば、現像装置２ｄ中の現像剤の一部を回収し、Ｘ線光電子分光分析装置等により滑剤として含有されるステアリン酸亜鉛中の亜鉛の比率を求めるように構成されたものが挙げられる。
また、滑剤量情報取得部として、例えば現像装置２ｄに供給される現像剤量から推定した現像装置２ｄ中の滑剤量を、滑剤量情報として取得する手段を備えても良い。当該手段としては、例えば、現像装置２ｄ中に現像剤を供給するボトルの重量を逐次測定し、ボトル重量の減少量から、現像装置２ｄへ供給する現像剤量を測定するように構成されたものが挙げられる。また、例えば、当該ボトルから現像装置２ｄへの現像剤搬送を行うモーターの駆動時間・駆動回数から現像装置２ｄへ供給する現像剤量を測定するように構成されたものが挙げられる。

また、上記した実施形態では、パッチに対する現像剤供給量を、全体カバレッジ及び部分カバレッジに基づいて設定するものとしたが、これに限られるものではない。すなわち、例えば、現像剤供給量を全体カバレッジのみに基づき設定するものとしても良いし、現像剤供給量を全体カバレッジ以外の滑剤量情報に基づき設定するものとしても良い。

また、上記した実施形態では、パッチの感光体２ａの回転方向の長さ、パッチのドットパターン、露光量、現像バイアス、パッチの形成回数及びパッチの形成頻度の少なくとも一つを変更することで、設定した現像剤供給量の現像剤を供給させるものとしたが、これら以外の別の因子を変更することで、設定した現像剤供給量の現像剤を供給させるものとしても良い。

また、上記した実施形態では、画像形成装置１が、感光体２ａをクリーニングするプレクリーニング部２ｆを備えるものとしたが、当該プレクリーニング部２ｆを備えていなくても良い。

また、上記した実施形態では、プレクリーニング部２ｆの回転速度、プレクリーニング部２ｆに印加されるバイアス及び感光体２ａへの押圧量の少なくとも一つを変更することで、プレクリーニング部２ｆのクリーニング条件を制御するものとしたが、これら以外の別の因子を変更することでクリーニング条件を制御するものとしても良い。例えば、プレクリーニング部２ｆを感光体２ａから離間させ、感光体２ａに対するクリーニングを行わせないものとしても良い。

また、上記した実施形態では、部分カバレッジが所定値以下である区分に対応して、感光体２ａ上の画像形成領域と画像形成領域との間にパッチを形成するものとしたが、ユーザーの所望の画像に影響しなければ非画像形成領域のいずれであっても良い。

以下、実施例を挙げて本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。

［実施例１］
《画像形成装置１０１の準備》
図１に示す画像形成装置１と略同様に構成され、制御部１１がパッチを形成させないように構成されているものを準備した。

《画像形成装置１０２の準備》
図１に示す画像形成装置１と略同様に構成され、制御部１１が、感光体２ａの回転軸方向に感光体２ａ表面を１２分割した区分のうち、部分カバレッジＣｎ＝０（％）の区分に対して、カバレッジ５％相当の面積率の横帯ベタパターンのパッチを画像形成領域同士の間に形成させるように構成されているものを準備した。

《画像形成装置１０３の準備》
図１に示す画像形成装置１と略同様に構成され、制御部１１が、感光体２ａの回転軸方向に感光体２ａ表面を１２分割した区分のうち、部分カバレッジＣｎ＝０（％）の区分に対して、カバレッジ１０％相当の面積率の横帯ベタパターンのパッチを画像形成領域同士の間に形成させるように構成されているものを準備した。

《画像形成装置１０４の準備》
図１に示す画像形成装置１において、次のように構成されたものを準備した。
すなわち、制御部１１が、感光体２ａの回転軸方向に感光体２ａ表面を１２分割した区分のうち、部分カバレッジＣｎ＝０（％）の区分に対して、全体カバレッジＣａｌｌに基づき下記表１に示すように面積率が設定された横帯ベタパターンのパッチを画像形成領域同士の間に形成させるように構成されているものとした。

《画像形成装置１０５の準備》
上記画像形成装置１０４において、プレクリーニング部２ｆの現像剤回収効率を次のようにして測定した。すなわち、感光体２ａ上にベタ画像を形成し、当該ベタ画像がプレクリーニング部２ｆを通過する前後において、当該ベタ画像の現像剤量を測定し、その変化量から現像剤回収効率を算出した。算出した現像剤回収効率は７０％であった。なお、プレクリーニング部２ｆはアース（ＧＮＤ）に接続されているものとし、プレクリーニング部２ｆのブラシの感光体２ａへの押し込み量を１ｍｍ、感光体２ａとの回転速度差を１．８とした。

上記画像形成装置１０４において、感光体２ａとの回転速度差を１．１に低減させることで現像剤回収効率を３５％に変更するとともに、全体カバレッジＣａｌｌに基づき形成されるパッチの面積率を下記表１に示すように変更したものを、画像形成装置１０５として準備した。

《画像形成装置１０１〜１０５の評価》
準備した画像形成装置１０１〜１０５について、以下の滑剤量評価及び現像剤消費量の測定を行い評価した。評価結果を表２に示す。

（感光体２ａ上の滑剤量評価）
上記画像形成装置１０１〜１０５を用いて、Ａ４サイズの用紙に対して全体カバレッジＣａｌｌが０％、３．５％、１０％、２５％、５０％、７０％、９０％の縦帯状チャートをこの順にそれぞれ３０００枚ずつ、計２１０００枚画像形成した。現像剤としては、滑剤としてステアリン酸亜鉛を含有するものを使用した。なお、縦帯状チャートの全体カバレッジＣａｌｌは、当該縦帯状チャートの幅を変更することで変更した。
各全体カバレッジＣａｌｌにて３０００枚画像形成後に、感光体２ａ上の部分カバレッジＣｎ＝０（％）であるシロ部の滑剤量を測定し、その測定値が基準値以下であれば○、基準値を超えていれば×として評価した。Ｘ線光電子分光分析装置を用いて求められるステアリン酸亜鉛中の亜鉛の比率（ａｔ％）を滑剤量として代用した。

上記基準値は、次のようにして設定した。
図１に示す画像形成装置１を用いて、滑剤としてステアリン酸亜鉛を含有する現像剤を用いて白ベタ画像を用紙上に連続的に印字し、その印字枚数を異ならせることで、感光体２ａ上の滑剤量を変化させた。Ｘ線光電子分光分析装置を用いて求められるステアリン酸亜鉛中の亜鉛の比率（ａｔ％）を滑剤量として代用した。印字枚数が増えていくと、現像装置２ｄからの感光体２ａ上へ滑剤が繰り返し供給され、感光体２ａ上の滑剤量は増加した。
上記のようにして滑剤量を変化させた感光体２ａに対してクリーニング部２ｇを当接し、感光体２ａの駆動トルク（Ｎ・ｍ）を測定した。表面上の滑剤量が少ない感光体２ａの駆動トルクは、滑剤の存在により潤滑性が向上するために低い値であったものの、感光体２ａ上の滑剤量がある一定値に達すると駆動トルクは高くなった。これは、感光体２ａ上の滑剤量が増大することで感光体２ａとクリーニング部２ｇとが密着してしまうためと考えられる。この密着状態で長期間印字を継続すると、クリーニング部の摩耗が進行してしまう。
ここで得られた感光体２ａ上の滑剤量と駆動トルクとの関係から、駆動トルクが上昇する直前の滑剤量の上限値を上記基準値とした。

（現像剤消費量の測定）
現像装置２ｄに設けられる現像剤ボトルの初期の重量と、上記感光体２ａ上の滑剤量測定において計２１０００枚の画像形成を行った後の現像剤ボトルの重量とを重量計にて測定し、現像剤消費量を測定した。画像形成装置１０１の現像剤消費量を０とし、画像形成装置１０１との差を表２に示す。画像形成装置１０１との差が０．３以上であると現像剤消費量が過大であると判断することができる。

画像形成装置１０１は、全体カバレッジＣａｌｌ＝２５（％）以上でシロ部の滑剤量が基準値以上となった。
画像形成装置１０２は、感光体２ａ上に形成したパッチの現像剤が、クリーニング部２ｇに供給されることにより、全体カバレッジＣａｌｌ＝２５（％）の画像形成時もシロ部の滑剤量は基準値以下であった。しかしながら、全体カバレッジＣａｌｌが増大するとシロ部の滑剤量は増大し、全体カバレッジＣａｌｌ＝７０（％）以上の画像形成時には、クリーニング部に滞留する現像剤量が不足し、滑剤研摩能力が不足してシロ部の滑剤量が基準値以上となったものと考えられる。
画像形成装置１０３は、パッチの現像剤量が十分なため、全体カバレッジＣａｌｌ＝９０（％）であっても、クリーニング部２ｇに滞留する現像剤量が十分であり、滑剤研摩性が十分となり、シロ部の滑剤量を抑制できている。しかしながら、画像形成装置１０１に比べて現像剤消費量が０．４８ｋｇの増加となり、画像形成装置１０２と比べても約２倍の現像剤消費量となってしまった。

画像形成装置１０４は、全体カバレッジＣａｌｌに応じてパッチの面積率を表１のように切り替えるため、全体カバレッジＣａｌｌ＝７０（％）以上の画像形成時にも、クリーニング部２ｇに十分な現像剤量を供給でき、シロ部の滑剤量を低減できている。一方で、全体カバレッジＣａｌｌが低い場合にはパッチに対する現像剤供給量を少なく設定しているため、現像剤消費量は画像形成装置１０２とほぼ同等量となり、現像剤消費量を抑制できているといえる。

画像形成装置１０５は、全体カバレッジＣａｌｌに応じてパッチの面積率を表１のように切り替え、当該面積率を画像形成装置１０４の場合の半分とした。その結果、画像形成装置１０５は、パッチの現像剤供給量は少なくなったものの、上記したとおりプレクリーニング部２ｆの現像剤回収効率が低下していることにより、パッチの現像剤がプレクリーニング部２ｆに回収されることなくクリーニング部２ｇに到達しやすくなっている。このため、パッチの現像剤供給量は少ないものの、クリーニング部２ｇに供給される現像剤量は十分となるため、十分な滑剤研磨性能が得られ、シロ部の滑剤量を低減できたものと考えている。このように、画像形成装置１０５では、現像剤消費量を更に抑制できる。

［実施例２］
《画像形成装置２０１の準備》
上記実施例１の画像形成装置１０４と同様に構成された画像形成装置２０１を準備した。

《画像形成装置２０２の準備》
図１に示す画像形成装置１において、次のように構成されたものを準備した。
すなわち、制御部１１が、感光体２ａの回転軸方向に感光体２ａ表面を１２分割した区分に対し、部分カバレッジ及び全体カバレッジＣａｌｌに基づき下記表３に示すように面積率が設定された横帯ベタパターンのパッチを画像形成領域同士の間に形成させるように構成されているものとした。

《画像形成装置２０１、２０２の評価》
上記画像形成装置２０１、２０２を用いて、Ａ４サイズの用紙に対して全体カバレッジＣａｌｌが１０％、２５％、７０％の縦帯状チャートをこの順にそれぞれ５０００枚ずつ、計１５０００枚画像形成した。現像剤としては、滑剤としてステアリン酸亜鉛を含有するものを使用した。なお、縦帯状チャートの全体カバレッジＣａｌｌは、当該縦帯状チャートの幅を変更することで変更した。
現像装置２ｄに設けられる現像剤ボトルの初期の重量と、上記１５０００枚画像形成後の現像剤ボトルの重量とを重量計にて測定し、現像剤消費量を測定した。パッチを形成しなかった場合の現像剤消費量を０とし、パッチを形成しなかった場合との差を表４に示す。

感光体２ａ上の各区分では、縦帯状チャートの部分カバレッジに応じた現像剤がクリーニング部２ｇに供給されている。このため、画像形成装置２０２では、区分の部分カバレッジが高いほど、当該区分に対応するパッチの面積率を小さくして現像剤供給量を少なく設定している。これにより、全体カバレッジＣａｌｌのみに基づきパッチに対する現像剤供給量を設定した画像形成装置２０１よりも、現像剤消費量を低減することができていることが分かる。
なお、画像形成装置２０１、２０２のそれぞれについて、上記した計１５０００枚の画像形成後に感光体２ａ上の部分カバレッジＣｎが低い区分の滑剤量を、実施例１と同様にして評価したところ、いずれも滑剤量は基準値以下であった。

１ 画像形成装置
２ａ 感光体（像担持体）
２ｄ 現像装置
２ｅ 転写装置
２ｆ プレクリーニング部
２ｇ クリーニング部
１１ 制御部（滑剤量情報取得部）

Claims (10)

1. 像担持体と、
   トナー及び滑剤を含有する現像剤により前記像担持体上に形成される静電潜像を現像する現像装置と、
   前記像担持体に当接して前記像担持体をクリーニングするクリーニング部と、
   前記現像装置中の滑剤量に関する滑剤量情報を取得する滑剤量情報取得部と、
   前記像担持体の回転軸方向に前記像担持体の表面を複数の区分に分割し、当該複数の区分ごとの一定期間の静電潜像書き込み情報から部分カバレッジを取得し、前記部分カバレッジが所定値以下である区分に対応して、前記像担持体上の画像形成領域外に形成されるパッチに対する現像剤供給量を前記滑剤量情報に基づき設定し、設定した前記現像剤供給量の現像剤を供給させて前記パッチを形成させる制御部と、を備えることを特徴とする画像形成装置。
2. 前記滑剤量情報取得部は、前記複数の区分ごとの前記部分カバレッジを合計した全体カバレッジを、前記滑剤量情報として取得し、
   前記制御部は、前記全体カバレッジが高いほど前記現像剤供給量を増大させることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記制御部は、前記部分カバレッジが所定値以下である区分に対する前記現像剤供給量を、前記全体カバレッジと当該区分の前記部分カバレッジとに基づいて設定することを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
4. 前記制御部は、前記部分カバレッジが高いほど前記現像剤供給量を減少させることを特徴とする請求項３に記載の画像形成装置。
5. 前記制御部は、前記パッチの前記像担持体の回転方向の長さ、前記パッチのドットパターン、露光量、現像バイアス、前記パッチの形成回数及び前記パッチの形成頻度の少なくとも一つを変更することで、設定した前記現像剤供給量の現像剤を供給させることを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の画像形成装置。
6. 前記現像装置により現像された前記像担持体上のトナー像を転写する転写装置を更に備え、
   前記クリーニング部は、前記転写装置による転写後の前記像担持体をクリーニングし、
   前記制御部は、用紙にトナー像を転写するときよりも、前記転写装置を通過した後の前記パッチの現像剤量が増大するように前記転写装置の転写条件を制御することを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載の画像形成装置。
7. 前記像担持体の回転方向における前記転写装置と前記クリーニング部との間に設けられ、前記像担持体をクリーニングするプレクリーニング部を更に備え、
   前記クリーニング部は、前記プレクリーニング部によるクリーニング後の前記像担持体上をクリーニングし、
   前記制御部は、前記パッチ以外のトナー像をクリーニングするときよりも、前記プレクリーニング部を通過した後の前記パッチの現像剤量が増大するように前記プレクリーニング部のクリーニング条件を制御することを特徴とする請求項６に記載の画像形成装置。
8. 前記プレクリーニング部は、前記像担持体の表面に押圧されてクリーニングする回転部材であり、
   前記制御部は、前記プレクリーニング部の回転速度、前記プレクリーニング部に印加されるバイアス及び前記像担持体への押圧量の少なくとも一つを変更することで前記プレクリーニング部のクリーニング条件を制御することを特徴とする請求項７に記載の画像形成装置。
9. 前記部分カバレッジが所定値以下である区分に対応して、前記像担持体上の画像形成領域と画像形成領域との間に前記パッチを形成することを特徴とする請求項１から８のいずれか一項に記載の画像形成装置。
10. 前記制御部は、過去一定期間の静電潜像書き込み情報及び予約ジョブに基づく将来一定期間の静電潜像書き込み情報の少なくとも一方から前記部分カバレッジを取得することを特徴とする請求項１から９のいずれか一項に記載の画像形成装置。

Images