JP6299725B2 - 画像形成装置およびその制御方法 - Google Patents

Description

本開示は、画像形成装置の制御に関し、特に、電子写真方式の画像形成装置の制御に関する。

電子写真方式の画像形成装置が普及している。電子写真方式の画像形成装置は、印刷工程として、像担持体を回転させながら当該像担持体を一様に帯電させる工程と、像担持体を露光して静電潜像を形成する工程と、像担持体上の静電潜像にトナーを付着させる工程と、像担持体上のトナー像を印刷物に転写する工程と、トナー像の転写後に像担持体上に残留しているトナーをクリーニングブレードで除去する工程と、像担持体上に潤滑剤を塗布する工程とを実行する。

像担持体上に潤滑剤を塗布する方法としては、たとえば、潤滑剤塗布機構方式と、トナー外添方式とがある。潤滑剤塗布機構方式では、回転するブラシが潤滑材棒と呼ばれる固形の潤滑剤に当接され、ブラシで掻きとられた潤滑剤が像担持体の表面に供給される。トナー外添方式では、潤滑剤を外添したトナーによりトナー像が形成され、トナーを介して像担持体の表面に潤滑剤が供給される。

像担持体上に塗布された潤滑剤は、クリーニングブレードに蓄積されたトナーや当該トナーの外添剤等によって減少する。すなわち、像担持体上における潤滑剤の減少量は、クリーニングブレードに留まっているトナー量によって変化する。トナー量が多い部分では像担持体上の潤滑剤の減少量が多くなり、トナー量が少ない部分では像担持体上の潤滑剤の減少量が少なくなる。そのため、潤滑剤が像担持体上に均一に塗布されたとしても、潤滑剤の量は、像担持体上で均一にならないことがある。

このことに起因して画像にムラ（ノイズ）が生じることがある。図１３は、画像ムラの一例を示す図である。中央領域１３１が黒塗りされている画像パターン１３０が連続して印刷されたとする。この場合、像担持体上における潤滑剤の減少量は、中央領域１３１に対応する像担持体上の領域で多くなり、他の領域では少なくなる。像担持体とトナーとの間の付着力は、潤滑剤の量に応じて変わるため、均一な画像パターン（全面ハーフトーン）が印刷されたとしても、画像１３５のように領域１３６と領域１３７との間でムラが生じてしまう。画像ムラを生じさせないためには、像担持体上の潤滑剤を画像パターンによらず均一にすることが重要である。

画像ムラを抑制する技術に関し、たとえば、特開２００９−６９５８２号公報（特許文献１）は、「像担持体上の潤滑剤量が常に一定とする」ことを目的とする画像形成装置を開示している。特開２０１０−１６９７９３号公報（特許文献２）は、「出力される画像に関係なく像担持体表面に塗布された潤滑剤の付着量の均一性を確保できる」画像形成装置を開示している。

特開２００９−６９５８２号公報 特開２０１０−１６９７９３号公報

図１４を参照して、上述の画像ムラを抑制する方法の一例について説明する。図１４は、潤滑剤塗布部材の回転数と、像担持体上の潤滑剤の量との関係を示す図である。以下では、像担持体上のトナーの付着領域を「画像部」ともいう。像担持体上においてトナーを付着しない領域を「背景部」ともいう。

グラフ（Ａ）〜（Ｃ）に示される下側の曲線は、画像部が連続した場合における潤滑剤塗布部材の回転数に対する滑材量の変化を示す。グラフ（Ａ）〜（Ｃ）に示される上側の曲線は、背景部が連続した場合における潤滑剤塗布部材の回転数に対する滑材量の変化を示す。たとえば、グラフ（Ａ）に示されるように、潤滑剤塗布部材の回転数が「Ａ１」に設定された場合には、背景部と画像部との間における潤滑剤の量に「Ｃ１−Ｂ１」の差が生じる。この差の大きさは、画像ムラが生じない許容限界幅Ｗを超えているので、画像ムラが生じてしまう。

画像ムラを抑制する方法の一例として、グラフ（Ｂ）に示されるように、潤滑剤塗布部材の回転数を下げ、背景部と画像部との間の潤滑剤量差を「Ｃ１−Ｂ１」から「Ｃ２−Ｂ２」に下げる方法がある。これにより、潤滑剤量差が許容限界幅Ｗに収まるので、画像にムラが生じない。しかしながら、この方法では、像担持体上の潤滑剤の量が閾値Ｔｈを下回り、トナーが像担持体に固着する所謂感光体固着が生じてしまう。

画像ムラを抑制する方法の他の例として、グラフ（Ｃ）に示されるように、潤滑剤塗布部材の回転数を上げ、背景部と画像部との間の潤滑剤量差を「Ｃ１−Ｂ１」から「Ｃ３−Ｂ３」に下げる方法がある。これにより、潤滑剤量差が許容限界幅Ｗに収まるので、画像にムラが生じない。この場合には、像担持体上の潤滑剤の量が閾値Ｔｈを上回り、感光体固着が生じることもない。

特許文献１，２に開示される画像形成装置は、このような方法を用いて画像ムラを抑制する。より具体的には、特許文献１に開示される画像形成装置は、像担持体上の領域を複数の領域に分割し、像担持体上のトナー消費量を各領域について算出し、いずれかの領域のトナー消費量が所定閾値以上になった時に潤滑剤を塗布する。同様に、特許文献２に開示される画像形成装置は、主走査方向に画像領域を分割し、各領域のトナー消費量を検出し、その中の一部領域においてトナー消費量が一定レベル以上に多くなった場合に、潤滑剤の塗布量を増やす。

しかしながら、トナー消費量が一定レベル以上になったときであっても、周辺の領域との兼ね合いによっては潤滑剤の塗布量を増やさなくても塗布ムラが生じない場合がある。この場合には、潤滑剤が無駄に消費されている。

本開示は上述のような問題点を解決するためになされたものであって、ある局面における目的は、像担持体上の潤滑剤量の差異によって生じる画像ムラを抑制しつつ、潤滑剤の消費量を低減することが可能な画像形成装置を提供することである。他の局面における目的は、像担持体上の潤滑剤量の差異によって生じる画像ムラを抑制しつつ、潤滑剤の消費量を低減することが可能な制御方法を提供することである。

ある局面に従うと、画像形成装置は、回転可能な像担持体と、トナーの付着領域と非付着領域との少なくとも一方を規定する情報に基づいて像担持体上に静電潜像を形成するための画像形成部と、像担持体上に形成された静電潜像をトナー像として現像するための現像部と、トナー像の転写後に像担持体上に残留するトナーを除去するためのクリーニング部と、像担持体上に潤滑剤を塗布するための塗布部と、潤滑剤の塗布量を制御するための制御部とを備える。制御部は、過去一定期間における上記情報と、画像形成装置の予約ジ
ョブから予想される今後一定期間における上記情報との少なくとも一方に基づいて、像担持体の回転方向の直交方向に分割された像担持体表面の各領域について、当該領域に占めるトナーの付着領域の比率を算出し、像担持体表面の各領域について算出された比率の最大値および最小値の差が大きいほど潤滑剤の塗布量を多くする。

好ましくは、制御部は、差が所定値よりも小さい場合には、像担持体表面の各領域について算出された比率の最大値に応じて潤滑剤の塗布量を制御する。

好ましくは、制御部は、画像形成装置の画像形成時を含む所定期間におけるいずれかのタイミングで潤滑剤の塗布量を制御する。

好ましくは、塗布部は、固形潤滑剤と、固形潤滑剤および像担持体に接する回転部材とを含む。回転部材は、回転することによって固形潤滑剤から削った潤滑剤を像担持体上へ塗布する。制御部は、回転部材の回転量を制御することによって潤滑剤の塗布量を制御する。

他の局面に従うと、画像形成装置の制御方法が提供される。画像形成装置は、回転可能な像担持体と、トナーの付着領域と非付着領域とを規定する情報に基づいて像担持体上に静電潜像を形成するための画像形成部と、像担持体上に形成された静電潜像をトナー像として現像するための現像部と、トナー像の転写後に像担持体上に残留するトナーを除去するためのクリーニング部と、像担持体上に潤滑剤を塗布するための塗布部とを備える。制御方法は、過去一定期間における上記情報と、画像形成装置の予約ジョブから予想される今後一定期間における上記情報との少なくとも一方に基づいて、像担持体の回転方向の直交方向に分割された像担持体表面の各領域について、当該領域に占めるトナーの付着領域の比率を算出するステップと、像担持体表面の各領域について算出された比率の最大値および最小値の差が大きいほど潤滑剤の塗布量を多くするステップとを備える。

ある局面において、像担持体上の潤滑剤量の差異によって生じる画像ムラを抑制しつつ、潤滑剤の消費量を低減することができる。

本発明の上記および他の目的、特徴、局面および利点は、添付の図面と関連して理解される本発明に関する次の詳細な説明から明らかとなるであろう。

画像形成装置の内部構成の一例を示す図である。 画像形成ユニットの内部構成の一例を示す図である。 画像形成装置の機能構成の一例を示すブロック図である。 像担持体表面の分割方法の一例を示す図である。 書き込み情報から画像部比率を算出する方法を概略的に示す概念図である。 種々の画像パターンが入力された場合における潤滑剤の塗布量の制御方法を概略的に示す図である。 画像部比率の最大値および最小値の差と潤滑剤塗布部材の回転数との関係を表わすグラフを示す図である。 画像形成装置が実行する処理の一部を表わすフローチャートである。 画像形成装置の主要なハードウェア構成を示すブロック図である。 画像部比率が「０％」、「２５％」、「５０％」，「７５％」、「１００％」である場合における、潤滑剤塗布部材の回転量と像担持体に塗布される潤滑剤の量との関係を示す図である。 種々の画像パターンが入力された場合における潤滑剤の塗布量の制御方法を概略的に示す図である。 画像部比率の最大値および最小値の差と潤滑剤塗布部材の回転数との関係を表わすグラフを示す図である。 画像ムラの一例を示す図である。 潤滑剤塗布部材の回転数と、像担持体上の潤滑剤の量との関係を示す図である。

以下、図面を参照しつつ、本発明に従う各実施の形態について説明する。以下の説明では、同一の部品および構成要素には同一の符号を付してある。それらの名称および機能も同じである。したがって、これらについての詳細な説明は繰り返さない。なお、以下で説明される各実施の形態および各変形例は、適宜選択的に組み合わされてもよい。

＜第１の実施の形態＞
［画像形成装置１００］
図１および図２を参照して、第１の実施の形態に従う画像形成装置１００の構成について説明する。図１は、画像形成装置１００の内部構成の一例を示す図である。図２は、画像形成ユニット５０の内部構成の一例を示す図である。

図１に示されるように、画像形成装置１００は、画像形成ユニット５０Ａ〜５０Ｄと、中間転写ベルト６１と、一次転写部６２と、二次転写部６３と、定着装置６４と、トレー６６と、カセット６７とを含む。

画像形成ユニット５０Ａは、ブラック（ＢＫ）のトナー像を形成する。画像形成ユニット５０Ｂは、イエロー（Ｙ）のトナー像を形成する。画像形成ユニット５０Ｃは、マゼンタ（Ｍ）のトナー像を形成する。画像形成ユニット５０Ｄは、シアン（Ｃ）のトナー像を形成する。画像形成ユニット５０Ａ〜５０Ｄは、それぞれ、中間転写ベルト６１の回転方向（矢印２１の方向）に沿って順に配置されている。

以下では、画像形成ユニット５０Ａ〜５０Ｄを総称して「画像形成ユニット５０」ともいう。図２に示されるように、画像形成ユニット５０は、感光体として示される像担持体１と、帯電装置２と、露光装置３と、現像器４と、クリーニング部６と、イレーサーランプ１１と、潤滑剤塗布機構１４とを備える。

像担持体１は、表面に感光体層（図示しない）が形成された円筒形状であって、図２における矢印２２の方向に回転する。像担持体１の外周には、帯電装置２と、露光装置３と、現像器４と、クリーニング部６と、イレーサーランプ１１と、潤滑剤塗布機構１４とが、像担持体１の回転方向に沿って順に配置されている。

帯電装置２は、像担持体１の表面を所定電位に一様に帯電させる。典型的には、帯電装置２は、像担持体１の表面をマイナスに帯電する。

露光装置３は、画像形成部として、トナーの付着領域と非付着領域との少なくとも一方を規定する情報（後述の書き込み情報１２２）に基づいて像担持体１上に静電潜像を形成する。より具体的には、露光装置３は、像担持体１の表面に光を照射し照射領域内の帯電レベルを低下することで、入力画像に応じた静電潜像を像担持体１上に形成する。

現像器４は、現像剤担持体１０を含む。現像剤担持体１０は、トナーとキャリアとで構成される現像剤１２を表面に付着し、像担持体１上に形成されている静電潜像をトナー像として現像する。現像プロセスにおいては、現像バイアス電圧が電源１０９（図９参照）から現像剤担持体１０に印加される。現像剤１２に含まれるトナーは、像担持体１上の静電潜像の電位との関係で生じた電界によって像担持体１上の静電潜像に付着する。これにより、静電潜像に応じたトナー像が像担持体１上に現像される。

中間転写ベルト６１は、像担持体１と対向するように配置されており、像担持体１に接触しながら矢印２１の方向に回転する。像担持体１に形成されたトナー像は、像担持体１と中間転写ベルト６１との間の接触部分である一次転写部６２において、中間転写ベルト６１に一次転写される。

一次転写プロセスにおいては、転写バイアス電圧が、電源１０９（図９参照）から中間転写ベルト６１に印加される。これにより、一次転写部６２に電界が形成される。その結果、像担持体１上のトナー像は、中間転写ベルト６１に静電吸着され、中間転写ベルト６１に転写される。

このとき、ブラック（ＢＫ）のトナー像、イエロー（Ｙ）のトナー像、マゼンタ（Ｍ）のトナー像、およびシアン（Ｃ）のトナー像が順に重ねられて中間転写ベルト６１に転写される。これにより、カラーのトナー像が中間転写ベルト６１上に形成される。

トナー像が中間転写ベルト６１に転写されると、クリーニング部６が像担持体１上に残存しているトナーを除去し、画像形成ユニット５０は、次の画像形成に備える。一例として、クリーニング部６は、弾性体からなる平板状のクリーニングブレードである。クリーニング方式としては、たとえば、クリーニングブレードを像担持体１に接触しながら、像担持体１の残像トナーを除去するブレードクリーニング方式が採用される。

クリーニング部６の下流側（矢印２２側）には、像担持体１に潤滑剤を塗布するための潤滑剤塗布機構１４（塗布部）が設けられている。潤滑剤塗布機構１４は、潤滑剤塗布部材７と、固形潤滑剤８と、潤滑剤固定化部材９とを含む。潤滑剤塗布機構１４は、潤滑剤塗布部材７を回転させることで固形潤滑剤８から潤滑剤を削り出し、その潤滑剤を像担持体１の表面に塗布する。潤滑剤塗布機構１４の詳細については後述する。

必要に応じて、潤滑剤塗布機構１４と帯電装置２との間には、静電潜像を消去するためのイレーサーランプ１１が設けられる。これにより、静電潜像は、次の画像形成の前に完全に消去され、次の画像が鮮明に形成される。

中間転写ベルト６１に転写されたトナー像は、二次転写部６３に送られる。二次転写プロセスにおいて、中間転写ベルト６１上のトナー像は、電界による静電吸着によってカセット６７から搬送された印刷物７０に転写される。トナー像が印刷物７０上に転写されると、中間転写ベルト６１上の残存トナーが除去され、次の一次転写が実行される。トナー像が転写された印刷物７０は、定着装置６４に搬送される。画像形成ユニット５０は、印刷物７０上のトナー像を加熱溶融し、印刷物７０にトナー像を定着する。その後、印刷物７０は、トレー６６から出力される。

なお、図１には、画像形成装置１００がカラープリンタとして構成されている例が示されているが、画像形成装置１００は、単色の画像を形成するように構成されてもよい。すなわち、画像形成装置１００は、カラープリンタに限定されず、たとえば、モノクロプリンタであってもよい。あるいは、画像形成装置１００は、モノクロプリンタ、カラープリンタおよびＦＡＸの複合機（所謂ＭＦＰ：Multi-Functional Peripheral）であってもよい。

また、上述の中間転写部材５は、省かれてもよい。この場合、画像形成装置１００は、トナー像を像担持体１から記録媒体に直接転写する。他にも、従来から用いられる電子写真方式の各プロセスが、画像形成装置１００の目的に応じて、画像形成装置１００の任意の構成に組み合わせられ得る。

［現像剤１２］
引き続き図２を参照して、現像剤１２について説明する。現像剤１２は、トナーと、当該トナーを帯電するためのキャリアとを含む。

トナーの種類は、特に限定されない。トナーとしては、一般的に使用されている公知のトナーが用いられる。一例として、トナーは、バインダー樹脂中に着色剤を含む。あるいは、トナーは、必要に応じて荷電制御剤や離型剤等を含んでもよい。あるいは、トナーは、外添剤を含んでもよい。トナーの粒径は、任意であるが、好ましくは、３〜１５μｍ程度である。

キャリアの種類は、特に限定されない。キャリアとしては、一般に使用されている公知のキャリアが用いられる。たとえば、キャリアは、バインダー型キャリアやコート型キャリア等である。キャリアの粒径は、任意であるが、好ましくは、１５〜１００μｍ程度である。

［潤滑剤塗布機構１４］
引き続き図２を参照して、潤滑剤塗布機構１４について説明する。潤滑剤塗布機構１４は、潤滑剤塗布部材７と、固形潤滑剤８と、潤滑剤固定化部材９とを含む。

固形潤滑剤８は、像担持体１の表面に塗布され、その表面エネルギーを低下させて、トナーと像担持体１との間の付着力を低減する。固形潤滑剤８としては、たとえば、脂肪酸金属塩やフッ素系樹脂等が用いられる。脂肪酸金属塩およびフッ素系樹脂は、混合されて固形潤滑剤８として用いられてもよいし、単体で固形潤滑剤８として用いられてもよい。

好ましくは、固形潤滑剤８は、脂肪酸金属塩を含む。脂肪酸金属塩を構成する脂肪酸としては、直鎖状の炭化水素が好ましい。当該炭化水素としては、ミリスチン酸、パルミチン酸、ステアリン酸、オレイン酸等が挙げられる。これらの中では、ステアリン酸がより好ましい。

脂肪酸金属塩を構成する金属としては、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。脂肪酸金属塩を構成する脂肪酸と金属との組み合わせとしては、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より好ましい。

潤滑剤塗布部材７は、上記の材料を溶融して成形されることで、削り出すことが可能な形状に整えられ、固形潤滑剤として使用される。あるいは、潤滑剤塗布部材７は、上記材料の粒子が圧縮成形されることで、削り出すことが可能な形状に整えられ、固形潤滑剤として使用される。

潤滑剤塗布部材７としては、たとえば、ブラシ、スポンジ等が挙げられる。これらの中でも、ブラシが使用上適している。潤滑剤塗布部材７は、像担持体１と固形潤滑剤８との両方に接触するよう設けられ、回転することによって固形潤滑剤８から削り出した潤滑剤粒子を像担持体１に塗布する。潤滑剤の塗布量は、潤滑剤塗布部材７の回転量を制御することによって制御される。

潤滑剤塗布部材７の回転方向は、像担持体１に対してウィズ方向（接触部分における表面が同一方向に移動する方向）であってもよいし、カウンタ方向（接触部分における表面が逆方向に移動する方向）であってもよい。潤滑剤粒子が、より多く像担持体１上に延展塗布されるには、カウンタ方向が好ましい。

潤滑剤塗布部材７の回転速度は、潤滑剤塗布部材７に接続されているモーターの回転数を変えることで制御される。モーターの回転数が上がると潤滑剤の塗布量は増え、モーターの回転数が下がると潤滑剤の塗布量は減る。潤滑剤塗布部材７の制御方法の詳細については後述する。

潤滑剤固定化部材９は、潤滑剤塗布部材７に隣接するように、矢印２２側に設けられる。潤滑剤固定化部材９は、像担持体１に塗布された潤滑剤を像担持体１にさらに延展塗布するとともに、過剰に塗布された潤滑剤粒子を除去する。潤滑剤固定化部材９の材質としては、たとえば、クリーニング部６と同様に、弾性体からなる平板状のブレードが用いられる。なお、潤滑剤固定化部材９は、必須の構成ではなく、潤滑剤塗布機構１４は、少なくとも、潤滑剤塗布部材７と、固形潤滑剤８とを備えればよい。

［潤滑剤の塗布量の制御方法］
図３〜図７を参照して、像担持体１への潤滑剤の塗布量の制御方法について説明する。図３は、画像形成装置１００の機能構成の一例を示すブロック図である。

図３に示されるように、画像形成装置１００は、制御装置１０２と、記憶装置１２０とを含む。制御装置１０２は、機能構成として、算出部１５０と、塗布量制御部１５２とを含む。以下では、算出部１５０および塗布量制御部１５２について順に説明する。

（算出部１５０）
算出部１５０は、像担持体１の回転方向の直交方向（以下、「主走査方向」ともいう。）に分割された像担持体１の表面の各領域について、当該領域に占めるトナーの付着領域の比率（以下、「画像部比率」ともいう。）を算出する。なお、主走査方向は、像担持体１の回転方向に厳密に直交する必要はなく、当該回転方向に略直交すればよい。

図４および図５を参照して、算出部１５０による画像部比率の算出方法について説明する。図４は、像担持体１表面の分割方法の一例を示す図である。図５は、書き込み情報１２２から画像部比率を算出する方法を概略的に示す概念図である。

図４に示されるように、像担持体１の表面は、予め定められた分割数で主走査方向に分割される。図４には、像担持体１の表面が領域Ｘ１〜Ｘｎに分割されている例が示されている。領域Ｘ１〜Ｘｎの分割数は、細分化の程度に応じて適宜設定され得る。好ましくは、領域Ｘ１〜Ｘｎは、静電潜像の書き込みの最小単位に分割される。すなわち、主走査方向における領域Ｘ１〜Ｘｎの各々の幅は、１画素幅に相当する。これにより、画像ムラを抑制する効果がより顕著となる。

記憶装置１２０は、画像形成装置１００が画像を形成する度に、当該画像に応じた静電潜像の書き込み情報１２２を格納する。書き込み情報１２２とは、トナー付着領域とトナー非付着領域とを規定している情報である。図５の例では、像担持体１に対するトナーの付着領域が「１」で規定され、像担持体１に対するトナー非付着領域が「０」で規定されている。なお、書き込み情報１２２には、トナーの付着領域と非付着領域との両方が規定される必要はなく、いずれか一方が規定されていればよい。トナーの付着領域と非付着領域とのいずれか一方が特定され得れば、他方も特定され得るためである。

ある局面において、算出部１５０は、過去一定期間における書き込み情報１２２に基づいて、領域Ｘ１〜Ｎｎの各々について、当該領域に占めるトナーの付着領域の画像部比率を算出する。画像部比率とは、領域Ｘ１〜Ｎｎの各々の面積に対するトナー付着領域の面積の比率のことをいう。図５の例では、領域Ｘｉ〜Ｘｊの画像部比率は「１００％」となり、それ以外の領域の画像部比率は「５０％」となる。算出部１５０は、書き込み情報１２２から算出した画像部比率１２５を塗布量制御部１５２に出力する。

画像部比率の算出基準となる過去一定期間の長さは、画像形成装置１００の像担持体１の周長やトナーによる像担持体上の潤滑剤の減少速度に基づいて適宜設定され得る。好ましくは、過去一定期間の長さは、像担持体１が数周から数百周するのに要する時間に設定される。

他の局面において、算出部１５０は、画像形成装置１００の予約ジョブから予想される今後一定期間における書き込み情報１２２に基づいて、画像部比率１２５を算出する。たとえば、当該予約ジョブは、印刷ジョブを含む。印刷ジョブが画像形成装置１００に貯まっている場合には、算出部１５０は、印刷予定の画像パターンに応じた書き込み情報１２２に基づいて、画像部比率１２５を算出する。

（塗布量制御部１５２）
塗布量制御部１５２は、算出部１５０によって算出された画像部比率１２５に基づいて、像担持体１への潤滑剤の塗布量を制御する。一例として、塗布量制御部１５２は、潤滑剤塗布部材７（図２参照）の回転量（回転速度）を制御することにより潤滑剤の塗布量を変える。

以下では、図６を参照して、塗布量制御部１５２による潤滑剤の塗布量の制御方法について説明する。図６は、画像パターン１４０Ａ〜１４０Ｄが入力された場合における潤滑剤の塗布量の制御方法を概略的に示す図である。

図６のグラフ（Ａ）には、画像部比率Ｃが「０％」、「２５％」、「５０％」，「７５％」、「１００％」である場合における、潤滑剤塗布部材７の回転量と像担持体１に塗布される潤滑剤の量との関係が示されている。

グラフ（Ａ）に示されるように、潤滑剤塗布部材７の回転数が同じ条件であっても、画像部比率が高いほど像担持体１上の潤滑剤の量が少なくなっている。また、潤滑剤塗布部材７の回転数が小さい場合には、画像部比率が異なっていてもそれほど塗布量に差が生じない。この場合には、そもそも塗布量自体が少ないためである。潤滑剤塗布部材７の回転数を上げると、画像部比率に応じた塗布量の差が顕著になっていく。さらに潤滑剤塗布部材７の回転数を上げると、塗布量が上限に達し、画像部比率が異なっても塗布量に差が生じなくなる。

塗布量制御部１５２は、像担持体１の領域Ｘ１〜Ｘｎ（図５参照）の各々について算出された画像部比率１２５（図５参照）の最大値Ｃmaxおよび最小値Ｃminの差ΔＣに応じて、像担持体１への潤滑剤の塗布量を制御する。より具体的には、塗布量制御部１５２は、画像ムラが生じない許容限界幅Ｗに差ΔＣを収めつつ、回転量が可能な限り小さくなるように潤滑剤塗布部材７の回転を制御する。

たとえば、具体例（Ｂ）に示されるような画像パターン１４０Ａが連続して印刷されたとする。この場合、各領域の画像部比率Ｃは、画像中央部で「１００％」となり、それ以外の領域で「０％」となる。その結果、画像部比率の最大値Ｃmaxと最小値Ｃminとの差ΔＣは、「１００％（＝１００％−０％）」となる。この場合、グラフ（Ａ）において、画像部比率Ｃが「０％」である曲線と、「１００％」である曲線との差が、像担持体１上の潤滑剤量の差となる。塗布量制御部１５２は、当該差を、許容限界幅Ｗに収めるために、潤滑剤塗布部材７の回転数を「Ｇ５」に設定する。これにより、塗布量制御部１５２は、画像ムラを生じさせない範囲で潤滑剤の消費量を低減することができる。

他の例として、画像パターン１４０Ｂが連続して印刷されたとする。この場合、各領域の画像部比率Ｃは、画像中央部で「１００％」となり、それ以外の領域で「５０％」となる。その結果、画像部比率の最大値Ｃmaxと最小値Ｃminとの差ΔＣは、「５０％（＝１００％−５０％）」となる。この場合、グラフ（Ａ）において、画像部比率Ｃが「５０％」である曲線と「１００％」である曲線との差が、像担持体１上の潤滑剤量の差となる。塗布量制御部１５２は、当該差を、許容限界幅Ｗに収めるために、潤滑剤塗布部材７の回転数を「Ｄ５」に設定する。これにより、塗布量制御部１５２は、画像ムラを生じさせずに、かつ潤滑剤の消費量をさらに低減ることができる。

さらに他の例として、画像パターン１４０Ｃが連続して印刷されたとする。この場合、各領域の画像部比率Ｃは、画像中央部で「１００％」となり、それ以外の領域で「７５％」となる。その結果、画像部比率の最大値Ｃmaxと最小値Ｃminとの差ΔＣは、「２５％（＝１００％−７５％）」となる。この場合、グラフ（Ａ）において、画像部比率Ｃが「７５％」である曲線と、「１００％」である曲線との差が、像担持体１上の潤滑剤量の差となる。塗布量制御部１５２は、当該差を、許容限界幅Ｗに収めるために、潤滑剤塗布部材７の回転数を「Ａ５」に設定する。これにより、塗布量制御部１５２は、画像ムラを生じさせずに、かつ潤滑剤の消費量をさらに低減ることができる。

さらに他の例として、画像パターン１４０Ｄが連続して印刷されたとする。この場合、クリーニング部６におけるトナー量は主走査方向で均一になるので、像担持体１上の各領域間で潤滑剤の量に差が生じない。すなわち、画像部比率の最大値Ｃmaxと最小値Ｃminとの差ΔＣは、「０％（＝１００％−１００％）」となる。この場合、潤滑剤塗布部材７の回転数がいずれに設定されたとしても画像ムラは生じないため、潤滑剤塗布部材７の回転数を可能な限り抑制することが好ましい。しかしながら、潤滑剤塗布部材７の回転数を抑制しすぎると、像担持体１上の潤滑剤が少なくなり、トナーが像担持体１に固着してしまう。そのため、トナーが像担持体１に固着しないように、塗布量制御部１５２は、トナーの固着が発生する境界である閾値Ｔｈを超えるように、潤滑剤塗布部材７の回転数を「Ｊ５」に設定する。これにより、塗布量制御部１５２は、トナーが像担持体１に固着することを防ぎながら、潤滑剤の消費量を低減ることができる。

以上を踏まえて、塗布量制御部１５２は、画像部比率の最大値Ｃmaxと最小値Ｃminとの差ΔＣが大きいほど潤滑剤の塗布量を多くする。図７は、差ΔＣと潤滑剤塗布部材７の回転数との関係を表わすグラフ１７４を示す図である。図７に示されるように、差ΔＣが所定値ＣＡ以上である場合には、塗布量制御部１５２は、差ΔＣに応じて潤滑剤の塗布量を多くする。差ΔＣが所定値ＣＡよりも小さい場合には、塗布量制御部１５２は、像担持体１へのトナーの固着が発生しない回転数の中で一番低い回転数である回転数ＮＡに潤滑剤塗布部材７の回転数を設定する。

なお、上述では、潤滑剤の塗布量を制御する方法として、潤滑剤塗布部材７の回転数を制御する例について説明を行ったが、潤滑剤の塗布量を変化することが可能な手段であれば、公知の種々の方法が採用され得る。たとえば、潤滑剤塗布部材を固形潤滑剤に押圧する力を変化させる方法や、潤滑剤塗布部材の像担持体１への押込み量を変化させる方法等が採用され得る。

［画像形成装置１００の制御構造］
図８を参照して、画像形成装置１００の制御構造について説明する。図８は、画像形成装置１００が実行する処理の一部を表わすフローチャートである。図８の処理は、画像形成装置１００の制御装置１０２がプログラムを実行することにより実現される。他の局面において、処理の一部または全部が、回路素子その他のハードウェアによって実行されてもよい。

ステップＳ１０において、制御装置１０２は、潤滑剤の塗布量を再設定するタイミングであるか否かを判断する。ある局面において、制御装置１０２は、像担持体１の回転回数をカウントし、当該回転回数が所定値を超えた場合に、潤滑剤の塗布量を再設定するタイミングであると判断する。他の局面において、制御装置１０２は、印刷枚数をカウントし、当該印刷枚数が所定値を超えた場合に、潤滑剤の塗布量を再設定するタイミングであると判断する。

再設定の周期は、画像パターンによって像担持体１上の潤滑剤量に差が生じてしまう時間に対して十分短い時間であればよい。一例として、当該周期は、像担持体が一周から数百周程度回転するのに要する時間に設定される。制御装置１０２は、像担持体１の回転回数または印刷枚数を表わすカウントが所定値を超えた場合（ステップＳ１０においてＹＥＳ）、潤滑剤の塗布量を再設定するタイミングであると判断し、制御をステップＳ１４に切り替える。そうでない場合には（ステップＳ１０においてＮＯ）、制御装置１０２は、制御をステップＳ１２に切り替える。

ステップＳ１２において、制御装置１０２は、像担持体１の回転回数または印刷枚数を表わすカウントをインクリメントする。

ステップＳ１４において、制御装置１０２は、像担持体１の回転回数または印刷枚数を表わすカウントをリセットする。すなわち、当該カウントは、ゼロに設定される。

ステップＳ１６において、制御装置１０２は、算出部１５０（図３参照）として、像担持体１の表面を主走査方向に領域Ｘ１〜Ｘｎ（図４参照）に分割し、領域Ｘ１〜Ｘｎの各々について当該領域の画像部比率を算出する。算出された画像部比率は、たとえば、画像形成装置１００の記憶部に順次格納される。

ステップＳ１８において、制御装置１０２は、算出部１５０として、算出された画像部比率の中から最大値Ｃmaxおよび最小値Ｃminを特定し、最大値Ｃmaxと最小値Ｃminとの差ΔＣを算出する。

ステップＳ２０において、制御装置１０２は、差ΔＣが所定値ＣＡ（図７参照）を超えたか否かを判断する。制御装置１０２は、差ΔＣが所定値ＣＡを超えたと判断した場合（ステップＳ２０においてＹＥＳ）、制御をステップＳ２２に切り替える。そうでない場合には（ステップＳ２０においてＮＯ）、制御装置１０２は、制御をステップＳ２４に切り替える。

ステップＳ２２において、制御装置１０２は、塗布量制御部１５２（図３参照）として、差ΔＣに応じて潤滑剤塗布部材７の回転数を決定する。より具体的には、差ΔＣが大きいほど、制御装置１０２は、潤滑剤塗布部材７の回転数を上げる。差ΔＣが小さいほど、制御装置１０２は、潤滑剤塗布部材７の回転数を下げる。

ステップＳ２４において、制御装置１０２は、塗布量制御部１５２として、像担持体１へのトナーの固着が発生しない回転数の中で一番低い回転数である回転数ＮＡに潤滑剤塗布部材７の回転数を設定する。

ステップＳ３０において、制御装置１０２は、画像形成が終了したか否かを判断する。制御装置１０２は、画像形成が終了したと判断した場合（ステップＳ３０においてＹＥＳ）、本実施の形態に従う制御を終了する。そうでない場合には（ステップＳ３０においてＮＯ）、制御装置１０２は、制御をステップＳ１０に戻す。

このように、制御装置１０２は、画像形成装置１００の画像形成中に潤滑剤の塗布量を制御する。潤滑剤の塗布量は、画像形成処理を停止せずに適切に変更されるので、ユーザの待機時間が短縮される。なお、潤滑剤の塗布量の変更は、必ずしも画像形成中に実行される必要はなく、画像形成前（印刷ジョブの実行前）や画像形成後（印刷ジョブの終了後）に実行されてもよい。すなわち、潤滑剤の塗布量の制御は、画像形成時を含む所定期間におけるいずれかのタイミングで実行されればよい。

［画像形成装置１００のハードウェア構成］
図９を参照して、画像形成装置１００のハードウェア構成の一例について説明する。図９は、画像形成装置１００の主要なハードウェア構成を示すブロック図である。図９に示されるように、画像形成装置１００は、ＲＯＭ（Read Only Memory）１０１と、制御装置１０２と、ＲＡＭ（Random Access Memory）１０３と、ネットワークインターフェイス１０４と、スキャナ１０６と、プリンタ１０７と、操作パネル１０８と、電源１０９と、記憶装置１２０とを備える。

ＲＯＭ１０１は、画像形成装置１００で実行される制御プログラム等を格納する。制御装置１０２は、画像形成装置１００の制御プログラム等の各種プログラムを実行することで、画像形成装置１００の動作を制御する。制御装置１０２は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）やＩＣ（Integrated Circuit）等である。ＲＡＭ１０３は、ワーキングメモリとして機能し、制御プログラムの実行に必要な各種データを一時的に格納する。

ネットワークインターフェイス１０４には、アンテナ（図示しない）等が接続される。画像形成装置１００は、当該アンテナを介して、他の通信機器との間でデータをやり取りする。他の通信機器は、たとえば、スマートフォン等の携帯通信端末、サーバー等を含む。画像形成装置１００は、本実施の形態に従う制御プログラム１２４を、アンテナを介してサーバーからダウンロードできるように構成されてもよい。

スキャナ１０６は、画像形成装置１００にセットされた原稿を光学的に読み取って、原稿の画像データを生成する。

プリンタ１０７は、たとえば電子写真方式により、スキャナ１０６で読み取られた画像データや、他の通信機器から送信されたプリントデータを、印刷のためのデータに変換し、変換後のデータに基づいて文書等の画像を印刷する装置である。

操作パネル１０８は、タッチパネルとして構成され、画像形成装置１００に対する操作をタッチ操作で受け付ける。一例として、操作パネル１０８は、表示パネルと、表示パネルに重ねて設けられるタッチセンサとで構成される。操作パネル１０８は、たとえば、制御プログラム１２４に関する設定操作や印刷指示等を受け付ける。

電源１０９は、画像形成装置１００の電源ボタン（図示しない）が押下されたことに基づいて、画像形成装置１００の各種装置に電力を供給する。

記憶装置１２０は、たとえば、ハードディスクや外付けの記憶装置等の記憶媒体である。記憶装置１２０は、一例として、上述の書き込み情報１２２（図５参照）と本実施の形態に従う処理を実現するための制御プログラム１２４とを格納する。

なお、本実施の形態に従う制御プログラム１２４は、単体のプログラムとしてではなく、任意のプログラムの一部に組み込まれて提供されてもよい。この場合、本実施の形態に従う処理は、任意のプログラムと協働して実現される。このような一部のモジュールを含まないプログラムであっても、本実施の形態に従うプログラムの趣旨を逸脱するものではない。さらに、本実施の形態に従う制御プログラム１２４によって提供される機能の一部または全部は、専用のハードウェアによって実現されてもよい。さらに、少なくとも１つのサーバーが本実施の形態に従う処理を実現する所謂クラウドサービスのような形態で画像形成装置１００が構成されてもよい。

［小括］
図１０を参照して、比較例に従う画像形成装置を例に挙げて、本実施の形態に従う画像形成装置１００の利点について説明する。図１０は、画像部比率Ｃが「０％」、「２５％」、「５０％」，「７５％」、「１００％」である場合における、潤滑剤塗布部材の回転量と像担持体１に塗布される潤滑剤の量との関係を示す図である。

比較例に従う画像形成装置は、画像部比率の最大値が所定値を超えた場合に、潤滑剤塗布部材７の回転数を上げる。すなわち、当該画像形成装置は、画像部比率の最小値を用いずに、最大値のみを用いて潤滑剤塗布部材７の回転数を制御する。現在の回転数が「Ａ４」に設定している場合で、画像部比率がたとえば「１００％」であるときには、比較例に従う画像形成装置は、回転数を「Ａ４」から「Ｆ４」に上げる。しかしながら、他の領域との間に画像部比率に差異があまり無ければ回転数が「Ａ４」のままでも画像ムラは生じない。たとえば、他の領域における画像部比率が「７５％」である場合には、画像部比率の差が「２５％（＝１００％−７５％）」となり、画像ムラが生じない。比較例に従う画像形成装置は、このような場合であっても回転数を上げてしまい、その結果、潤滑剤が無駄に消費される。

本実施の形態に従う画像形成装置１００は像担持体１の各領域における画像部比率の最大値と最小値との差に応じて潤滑剤塗布部材７の回転数を制御するため、画像ムラが生じない場合には、像担持体１の回転数を上げない。たとえば、画像部比率の最大値が「１００％」で最小値が「７５％」である場合には、最大値と最小値との差が「２５％（＝１００％−７５％）」となる。当該差は、許容限界幅Ｗに収まるので、画像ムラは生じない。以上のように、本実施の形態に従う画像形成装置１００は、像担持体１上の各領域における相対的な画像部比率に基づいて潤滑剤塗布部材７の回転数を制御することで、画像ムラを抑制しつつ、潤滑剤の消費量を低減できる。

また、潤滑剤の消費量が多くなると、固形潤滑剤８に対する潤滑剤塗布部材７の押圧力の変化が大きくなり、潤滑剤の供給量が管理しにくくなる。画像形成装置１００は、潤滑剤の消費量を低減できるため、このような問題も解決することができる。

さらに、潤滑剤の供給量が多くなると、図２の矢印２３の経路を通じた現像器４への潤滑剤の混入量が増加してしまう。これにより、トナーの帯電性や流動性が変化するため、かぶりやトナー飛散してしまう。画像形成装置１００は、潤滑剤の供給量を適切に制御できるため、このような問題も解決することができる。

＜第２の実施の形態＞
［概要］
第１の実施の形態に従う画像形成装置１００は、像担持体１の各領域における画像部比率の最大値Ｃmaxと最小値Ｃminとの差ΔＣが所定値ＣＡ（図７参照）よりも小さい場合には、像担持体１へのトナーの固着を発生させない範囲で一定の回転数ＮＡ（図７参照）に設定していた。これに対して、第２の実施の形態に従う画像形成装置１００は、差ΔＣが所定値ＣＡよりも小さい場合に、画像部比率の最大値Ｃmaxに応じて像担持体１の回転数を下げる。これにより、潤滑剤の消費量がさらに抑制され得る。

［潤滑剤の塗布量の制御方法］
図１１および図１２を参照して、第２の実施の形態に従う潤滑剤の塗布量の制御方法について説明する。図１１は、画像パターン１４１Ａ〜１４１Ｄが入力された場合における潤滑剤の塗布量の制御方法を概略的に示す図である。

図１１の具体例（Ｂ）には、像担持体１の各領域における画像部比率の最大値Ｃmaxと最小値Ｃminとの差ΔＣが「０％」となる画像パターン１４１Ａ〜１４１Ｄが示されている。差ΔＣが「０％」である場合には、画像ムラが生じない。そのため、この場合には、画像形成装置１００は、トナーを像担持体１に固着させないことのみに着目して潤滑剤の塗布量を制御すればよい。

より具体的には、画像パターン１４１Ａの例では、画像部比率の最大値Ｃmaxは「１００％」である。グラフ（Ａ）に示されるように、像担持体１への固着が発生しない範囲で潤滑剤の塗布量を可能な限り抑えるために、画像形成装置１００は、像担持体１の回転数を回転数ＮＡに設定する。

画像パターン１４１Ｂの例では、画像部比率の最大値Ｃmaxは「５０％」である。グラフ（Ａ）に示されるように、像担持体１への固着が発生しない範囲で潤滑剤の塗布量を可能な限り抑えるために、画像形成装置１００は、像担持体１の回転数を回転数ＮＢに設定する。これにより、画像形成装置１００は、潤滑剤の消費量を抑制することができる。

画像パターン１４１Ｃの例では、画像部比率の最大値Ｃmaxは「２５％」である。グラフ（Ａ）に示されるように、像担持体１への固着が発生しない範囲で潤滑剤の塗布量を可能な限り抑えるために、画像形成装置１００は、像担持体１の回転数を回転数ＮＣに設定する。これにより、画像形成装置１００は、潤滑剤の消費量をさらに抑制することができる。

画像パターン１４１Ｄの例では、画像部比率の最大値Ｃmaxは「０％」である。グラフ（Ａ）に示されるように、像担持体１への固着が発生しない範囲で潤滑剤の塗布量を可能な限り抑えるために、画像形成装置１００は、像担持体１の回転数を回転数ＮＤに設定する。これにより、画像形成装置１００は、潤滑剤の消費量をさらに抑制することができる。

以上を踏まえて、画像形成装置１００は、差ΔＣが所定値よりも小さい場合には、像担持体１表面の各領域について算出された画像部比率の最大値Ｃmaxに応じて潤滑剤の塗布量を制御する。図１２は、差ΔＣと潤滑剤塗布部材７の回転数との関係を表わすグラフ１７５を示す図である。図１２に示されるように、差ΔＣが所定値ＣＡよりも小さい場合には、画像部比率の最大値Ｃmaxが小さいほど、画像形成装置１００は像担持体１の回転数を下げる。

［小括］
本実施の形態に従う画像形成装置１００は、差ΔＣが所定値よりも小さい場合には、画像部比率の最大値Ｃmaxに応じて、潤滑剤塗布部材７の回転数を制御する。したがって、本実施形態においては、画像ムラを生じさせないように差ΔＣに応じて潤滑剤塗布部材７の回転数を制御する場合と、トナーを像担持体１に固着させないように最大値Ｃmaxに応じて潤滑剤塗布部材７の回転数を制御する場合との２種類の制御が含まれる。これにより、本実施の形態に従う画像形成装置１００は、第１の実施の形態と比べて、さらに潤滑剤の消費量を低減することができる。

今回開示された実施の形態は全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全ての変更が含まれることが意図される。

１ 像担持体、２ 帯電装置、３ 露光装置、４ 現像器、５ 中間転写部材、６ クリーニング部、７ 潤滑剤塗布部材、８ 固形潤滑剤、９ 潤滑剤固定化部材、１０ 現像剤担持体、１１ イレーサーランプ、１２ 現像剤、１４ 潤滑剤塗布機構、２１，２２，２３ 矢印、５０，５０Ａ〜５０Ｄ 画像形成ユニット、６１ 中間転写ベルト、６２ 一次転写部、６３ 二次転写部、６４ 定着装置、６６ トレー、６７ カセット、７０ 印刷物、１００ 画像形成装置、１０１ ＲＯＭ、１０２ 制御装置、１０３ ＲＡＭ、１０４ ネットワークインターフェイス、１０６ スキャナ、１０７ プリンタ、１０８ 操作パネル、１０９ 電源、１２０ 記憶装置、１２２ 書き込み情報、１２４ 制御プログラム、１２５ 画像部比率、１３０，１４０Ａ〜１４０Ｄ，１４１Ａ〜１４１Ｄ 画像パターン、１３１ 中央領域、１３５ 画像、１３６，１３７ 領域、１５０ 算出部、１５２ 塗布量制御部、１７４，１７５ グラフ。

Claims (5)

1. 画像形成装置であって、
   回転可能な像担持体と、
   トナーの付着領域と非付着領域との少なくとも一方を規定する情報に基づいて前記像担持体上に静電潜像を形成するための画像形成部と、
   前記像担持体上に形成された静電潜像をトナー像として現像するための現像部と、
   前記トナー像の転写後に前記像担持体上に残留するトナーを除去するためのクリーニング部と、
   前記像担持体上に潤滑剤を塗布するための塗布部と、
   前記潤滑剤の塗布量を制御するための制御部とを備え、
   前記制御部は、
   過去一定期間における前記情報と、前記画像形成装置の予約ジョブから予想される今後一定期間における前記情報との少なくとも一方に基づいて、前記像担持体の回転方向の直交方向に分割された前記像担持体の表面の各領域について、当該領域に占めるトナーの付着領域の比率を算出し、
   前記像担持体の表面の各領域について算出された前記比率の最大値および最小値の差が大きいほど前記潤滑剤の塗布量を多くする、画像形成装置。
2. 前記制御部は、前記差が所定値よりも小さい場合には、前記像担持体の表面の各領域について算出された前記比率の最大値に応じて前記潤滑剤の塗布量を制御する、請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記制御部は、前記画像形成装置の画像形成時を含む所定期間におけるいずれかのタイミングで前記潤滑剤の塗布量を制御する、請求項１または２に記載の画像形成装置。
4. 前記塗布部は、
   固形潤滑剤と、
   前記固形潤滑剤および前記像担持体に接する回転部材とを含み、
   前記回転部材は、回転することによって前記固形潤滑剤から削った潤滑剤を前記像担持体上へ塗布し、
   前記制御部は、前記回転部材の回転量を制御することによって前記潤滑剤の塗布量を制御する、請求項１〜３のいずれか１項に記載の画像形成装置。
5. 画像形成装置の制御方法であって、
   前記画像形成装置は、
   回転可能な像担持体と、
   トナーの付着領域と非付着領域との少なくとも一方を規定する情報に基づいて前記像担持体上に静電潜像を形成するための画像形成部と、
   前記像担持体上に形成された静電潜像をトナー像として現像するための現像部と、
   前記トナー像の転写後に前記像担持体上に残留するトナーを除去するためのクリーニング部と、
   前記像担持体上に潤滑剤を塗布するための塗布部とを備え、
   前記制御方法は、
   過去一定期間における前記情報と、前記画像形成装置の予約ジョブから予想される今後一定期間における前記情報との少なくとも一方に基づいて、前記像担持体の回転方向の
   直交方向に分割された前記像担持体の表面の各領域について、当該領域に占めるトナーの付着領域の比率を算出するステップと、
   前記像担持体の表面の各領域について算出された前記比率の最大値および最小値の差が大きいほど前記潤滑剤の塗布量を多くするステップとを備える、制御方法。