JP6409475B2 - 画像形成装置及び画像形成装置の制御方法 - Google Patents

Description

本発明は、複写機、プリンター、ファクシミリ等の画像形成装置及びその制御方法に関するものである。

一般に、電子写真方式の画像形成であるプリンター、複写機、ファクシミリ等は、帯電した感光体に対して画像データに基づくレーザー光を照射することにより静電潜像を形成し、この静電潜像に着色粒子であるトナーを付着させることにより静電潜像を可視化してトナー像を形成する。そして、このトナー像を直接または間接的に記録材に転写させた後、定着器において、加熱及び加圧して定着させることにより記録材に画像を形成する。

このような画像形成装置は、例えば、トナー像が形成される感光体の表面をクリーニングしやすくさせる目的で、クリーニング部に滑剤供給機構を備えてトナー像を形成する前に予め感光体の表面に滑剤を供給することで感光体とトナーとの密着力を低下させる方法が広く知られている。そして、近年では、装置の使用環境や使用状況の情報を入手して滑剤の供給量を一定量に制御する方法が提案されている。

例えば、特許文献１では、感光体表面の残留トナーを均一にするための回転ブラシを有し、感光体の滑剤研磨量および感光体の表面摩擦係数を一定に保つ画像形成装置が提案されている。また、特許文献２では、滑剤が塗布される前の非塗布部材表面をクリーニングする手段と、滑剤を塗布表面で均一に均す滑剤均し手段とを設けた画像形成装置が提案されている。さらに、特許文献３では、感光体の外周上の複数個所に、感光体の表面に滑剤を塗布する滑剤塗布装置を設け、感光体の幅方向でより均一に滑剤を薄層化して転写性能及びクリーニング性能を向上させる画像形成装置が提案されている。

特開２０１１−０５３４７９号公報 特開２０１１−０３９５６２号公報 特開２００８−４６３０９１号公報

ところが、上述の特許文献１、特許文献２及び特許文献３では、感光体表面に均一な滑剤膜を形成することができるものの、例えば、同一画像を大量印刷する場合、感光体上にトナーを付着させる部分と付着させない部分とでは感光体上の長手方向の滑剤量に差が生じて滑剤ムラが発生するという問題がある。感光体上の長手方向に滑剤ムラが発生すると、この滑剤ムラの影響により記録材上の画像にスジが入り画像品質が低下する。

図１６を用いて滑剤ムラが発生するメカニズムについて説明する。
図１６（ａ）は、画像形成時における感光体の周辺構成を示した断面図である。
感光体の周辺には、感光体の回転方向に倣って、帯電部、露光部、現像部、中間転写材、一次転写部、清掃部が配置されている。清掃部には、一次転写部により感光体上に現像させたトナーを中間転写部材に転写させた後、感光体に残留したトナー等を清掃する清掃部材と、該清掃部材の下流には、感光体上に滑剤を供給する滑剤供給機構とを備えている。

図１６（ｂ）は、図１６（ａ）で示した領域Ａにおいて、滑剤供給機構によって感光体表面に滑剤が供給された状態を示した断面図である。また、図１６（ｃ）は、図１６（ａ）で示した領域Ｂにおいて、感光体表面が、現像部と対向する位置まで移動して現像部によって感光体上にトナーを現像された状態を示す断面図である。

図１６（ｂ）に示す領域Ａでは、滑剤供給機構によって感光体表面に均一に滑剤が供給されるが、図１６（ｂ）に示す滑剤が均一に供給された感光体表面が、現像部と対向する位置まで移動すると、トナーが現像される感光体表面（以下、現像領域と記す）とトナーが現像されない感光体表面（以下、非現像領域と記す）とで、感光体表面に供給された滑剤量に差が生じる。具体的には、図１６（ｃ）に示す非現像領域では、対向する現像部に磁性粒子キャリア（以下、キャリアと略す）が、磁気力によって感光体側に向かって連なってブラシ状に穂立ちしており、キャリアの穂の先端が感光体を掃くように接触している。このため、感光体上の滑剤を一部掻き取って現像部内に取り込まれてしまうので感光体上の滑剤が減少してしまう。一方、図１６（ｃ）に示す現像領域では、滑剤が供給された感光体とキャリアの穂の先端との間にトナーが介在して感光体上に現像されるので、感光体上の滑剤は現像部内に取り込まれずに図１６（ｂ）に示す領域Ａで供給された滑剤量を保持する。
上述により、現像領域では、感光体上に供給された滑剤量が多く、非現像領域では滑剤量が少なくなるために感光体の長手方向にて滑剤量の異なる滑剤ムラが発生する。

特に、記録材の搬送方向に対して垂直方向となる幅方向のサイズが小さい記録材を連続印刷した後に、幅方向のサイズが大きい記録材を印刷すると顕著に発生する。
例えば、図１７に示すように、記録材の搬送方向に対してＡ５縦サイズの記録材の全域にハーフトーンの画像データを形成し、５０００枚連続出力のジョブＸを実行させた後、記録材のサイズがＡ４横サイズで、画像は、ジョブＸと同様の画像濃度である全域ハーフトーンの画像データを１枚出力させるジョブＹを実行させると、出力されたＹジョブのＡ４横サイズの記録材上の画像には、長手方向の画像濃度が異なる濃度ムラ（画像スジ）が発生する。上述による滑剤ムラのメカニズムから、ジョブＸ実行後の感光体表面は、長手方向中央部には、Ａ５縦サイズの幅方向の画像領域に相当する位置の滑剤量は多く、感光体の中央部以外の両端部の滑剤量は少なくなったことが原因と推測される。

以上のことから、滑剤供給機構によって感光体表面に滑剤を均一に供給しても、感光体回転方向下流側に配置された現像部で現像領域のレイアウトや記録材のサイズに対応する画像の有無によって感光体表面には滑剤ムラが発生する。そして、感光体表面に滑剤ムラが発生している状態で、トナー像を記録材上に画像形成させた場合、感光体表面の滑剤ムラの影響によって記録材上に転写された画像の濃度が異なってしまうために画像スジが発生してしまう。

本発明の目的は、上記課題に鑑みなされたものであり、感光体表面上の滑剤ムラを無くして滑剤ムラ起因による画像スジを防止することができる画像形成装置を提供することを目的とする。

本発明によれば、画像形成装置において、トナーを担持する像担持体と、前記像担持体に滑剤を供給する滑剤供給手段と、前記滑剤供給手段により前記滑剤が供給された前記像担持体において、記録材の搬送方向と直交する方向の滑剤量を検出する滑剤量検出手段と、前記像担持体に供給された前記滑剤を除去する滑剤除去手段と、前記滑剤量検出手段により得られた最大検出値と最小検出値との差が第１の所定値以上となった場合、前記像担持体における前記記録材の搬送方向と直交する方向に滑剤ムラが有ると判断して前記像担持体に供給された前記滑剤の除去を開始し、最大検出値と最小検出値との差が前記第１の所定値よりも小さい値である第２の所定値以下となった場合、前記滑剤ムラが無いと判断して前記滑剤の除去を終了するように前記滑剤除去手段を制御する制御手段と、を備えることを特徴とする。

また、本発明によれば、画像形成装置の制御方法において、トナーを担持する像担持体に滑剤を供給する滑剤供給ステップと、前記滑剤供給ステップにより前記滑剤が供給された前記像担持体において、記録材の搬送方向と直交する方向の滑剤量を検出する滑剤量検出ステップと、前記像担持体に供給された前記滑剤を除去する滑剤除去ステップと、前記滑剤量検出ステップにより得られた最大検出値と最小検出値との差が第１の所定値以上となった場合、前記像担持体における前記記録材の搬送方向と直交する方向に滑剤ムラが有ると判断して、前記滑剤除去ステップにより前記像担持体に供給された前記滑剤の除去を開始し、前記滑剤量検出ステップにより得られた最大検出値と最小検出値との差が前記第１の所定値よりも小さい値である第２の所定値以下となった場合、前記滑剤ムラが無いと判断して、前記滑剤除去ステップによる前記滑剤の除去を終了する制御を行うことを特徴とする。

本発明によれば、感光体上に供給された滑剤量を検出する検出部を配置し、感光体上の長手方向の滑剤量を検出して、滑剤ムラが発生する可能性が有ると判断した場合は、感光体への滑剤供給を中断して、感光体上の滑剤を除去する動作をするので、感光体上の滑剤ムラを防止し、滑剤ムラ起因による画像品質の低下を防止することができる。

本発明を備えた画像形成装置の構成の一例を示す断面図である。 本発明の感光体周辺部の基本構成を示す断面図である。 本発明の滑剤量検出部の基本構成を示す断面図である。 光源の波長と反射率の関係を示す図である。 本発明の第１の滑剤量検出機構を示す簡易図である。 本発明の第１の滑剤量検出機構により検出された反射率を示す図である。 本発明の第２の滑剤量検出機構を示す簡易図である。 本発明の第２の滑剤量検出機構により検出された反射率を示す図である。 本発明の第３の滑剤量検出機構を示す簡易図である。 本発明の第３の滑剤量検出機構により検出された反射率を示す図である。 本発明の第１の実施形態に係るフローチャート図である。 本発明の第１の実施形態での感光体周辺部の構成及び動作を示す断面図である。 現像ローラーと感光体との間の現像ギャップで滑剤が掻き取られる様子を示した断面図である。 本発明の第２の実施形態での感光体周辺部の構成及び動作を示す断面図である。 本発明の第２の実施形態に係るフローチャート図である。 滑剤ムラの発生メカニズムを説明するための感光体周辺部の構成断面図である。 サイズの異なる記録材を通紙した場合に発生する滑剤ムラ起因の濃度ムラを説明するための図である。 本実施形態に係る滑剤検出モードにおける滑剤ムラ有無の判断基準について説明するための説明図である。

（画像形成装置の構成）
図１は、本発明に係る画像形成装置の概略構成を示す図である。

画像形成装置１０は、自動原稿搬送部１、スキャナー部２、画像形成部２０、給紙部３、定着部５、制御部Ｓ等を備えて構成される。

自動原稿給送部１は、原稿トレイに置かれた原稿Ｄを一枚ずつ所定の搬送経路に搬送する。
スキャナー部２は、搬送される原稿Ｄに光源を照射し、原稿Ｄから反射される反射光を受光する。スキャナー部２は、受光した光信号を電気信号（画像データ）に変換し、変換された画像データを画像形成部２０に出力する。

画像形成部２０は、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色の画像を形成する４組の画像形成部２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０Ｋが配置されている。画像データに基づいて各色に対応した感光体ドラム１１に各色のトナー画像を形成し、一次転写部１３によって中間転写ベルト１６に各色のトナー画像を転写して重ね合わせることでカラー画像を形成する。一次転写されたカラー画像を記録材Ｐに二次転写して定着するまでの一連の画像形成動作を行う。

感光体ドラム１１周辺の構成及び動作について、簡単に説明する。
なお、ここでは、イエロー（Ｙ）色の画像形成部２０Ｙを対象として説明し、他色の構成もイエロー（Ｙ）色と同様なので説明を省略する。
帯電部２３Ｙは、感光体ドラム１１Ｙの表面を均一に帯電する。
露光部２２Ｙは、感光体ドラム１１Ｙの表面にトナーを付着させる領域を露光し、露光した部分の電荷を除電することで静電潜像を形成する。
現像部２１Ｙは、感光体ドラム１１Ｙの静電潜像にトナーを付着させてトナー画像を現像する。
一次転写部１３Ｙは、トナーの極性とは逆極性のバイアス電圧を印加して感光体ドラム１１Ｙ上に現像されたトナー画像を中間転写ベルト１６に転写する。
クリーニング部２５Ｙは、中間転写ベルト１６に転写されずに感光体ドラム１１Ｙに付着している残留トナーをブレード等で除去する。

中間転写ベルト１６は無端ベルトであり、複数のローラーにより架設され、走行可能に支持される。画像形成部２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、および２０Ｋに形成された各色のトナー像は、一次転写部１３Ｙ、１３Ｍ、１３Ｃ、および１３Ｋにより走行する中間転写ベルト１６上に逐次転写され、各色（Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ）の層が重畳したカラー画像（トナー像）が中間転写ベルト１６上に形成される。

中間転写ベルト１６には、中間転写ベルト１６の表面に摺接されるベルトクリーニングブレード１７及びベルトクリーニングブラシ１８を有する中間転写クリーニング部１９が備えられている。二次転写後に、中間転写ベルト１６の表面に残存する転写残トナーを含む残留物は、ベルトクリーニングブレード１７及びベルトクリーニングブラシ１８によって掻き取られて除去される。

ベルトクリーニングブレード１７は、厚さ２．０ｍｍのウレタンなどの弾性材料からなり、中間転写ベルト１７の回転方向に対してカウンター方向に当接するように設けられている。ベルトクリーニングブラシ１８は、中間転写ベルト１６の回転方向に対してベルトクリーニングブレード１７の下流に設けられている。ベルトクリーニングブラシ１８のブラシ毛は、アクリル、ナイロン、ポリエステルなどの樹脂繊維にカーボンなどの導電剤を混ぜた導電繊維を用いている。

二次転写ローラー１３Ａは、中間転写ベルト１６を介して二次転写対向ローラー１６ａに当接して配置され、二次転写ローラー１３Ａと二次転写対向ローラー１６ａとの間で形成される転写ニップを記録材Ｐが通過することにより、中間転写ベルト１６上のトナー像が、記録材Ｐに二次転写される。二次転写ローラー１３Ａは、画像形成動作のときは、二次転写対向ローラー１６ａに当接されているが、画像形成動作が終了すると二次転写対向ローラー１６ａから離間される構成となっている。

二次転写ローラー１３Ａにおける記録材Ｐの排出側には、定着部５が配置されており、搬送されてきた記録材Ｐ上に形成されたトナー像を挟持搬送して記録材Ｐにトナー像を定着させる。

給紙部３は、複数のトレイに記録材Ｐを収容されており、所定の搬送路を経由して画像形成部２０に記録材Ｐを給紙する。

画像形成装置１０の上記各部は、制御部Ｓと接続されており、制御部Ｓにより適宜制御される。

（感光体ドラム周辺構成）
図２は、画像形成部における感光体ドラム、帯電部、露光部、現像部、一次転写部、クリーニング部及び滑剤量検出部を説明するための概略断面図である。

帯電部２３は、感光体ドラム１１の表面全体を一様に均一帯電させる。

露光部２２は、一様に均一帯電された感光体ドラム１１の表面にトナーを付着させる領域を露光し、露光した部分の電荷を除電することで静電潜像を形成する。

現像部２１は、トナーとキャリアからなる二成分現像剤を用いて、感光体ドラム１１上に形成された静電潜像を現像する。これにより、現像部２１は、感光体ドラム１１上にトナー像を形成する。現像部２１は、現像部ケーシング３６の中に現像ローラー２６と現像剤を撹拌する撹拌スクリュー２７を備えている。現像ローラー２６は、回転可能な現像スリーブと、現像スリーブの内部に配置された現像マグネットローラーとを備えており、現像マグネットローラー内には、磁界を発生させる複数の磁極が配置されている。現像ローラー２６は、感光体ドラム１１に対向する場所に位置していて、感光体ドラム１１の所定の間隔（以下、現像ギャップと記す）をあけて矢印Ｂ方向に回転可能に配置されている。現像ギャップは、例えば０．２〜０．５ｍｍ程度に設定される。現像ローラー２６の回転動作の制御は、制御部Ｓによって行われる。

現像ローラー２６の近傍には、規制ブレード３７が配置されており、現像ローラー２６に付着する現像剤量を規定する。

二成分現像では、キャリアにトナーを一定の割合で静電的に付着させ、このトナーの付着したキャリアを現像マグネットローラーが作る磁界によって現像スリーブ２６上に付着させて搬送する。スリーブ上のキャリアは磁気力によって穂立ちしており、穂の先端が感光体ドラム１１に接触する。この際、トナーが静電気力によって感光体ドラム１１の表面に形成された静電潜像に移動し、付着して現像がなされる。

一次転写部１３には、離間機構と電源４が備えられている。一次転写部１３は、中間転写ベルト１６にトナー像を転写させる場合、中間転写ベルト１６を介して感光体ドラム１１に当接され、転写しない場合は離間される。また、一次転写部１３は、電源４により中間転写ベルト１６を介して感光体ドラム１１上のトナー像にトナーの帯電極性とは逆極性の転写バイアスを印加して感光体ドラム１１から中間転写ベルト１６上へトナー像を転写させる。

クリーニング部２５は、クリーニングブレード２８と感光体ドラム１１の回転方向の下流側に滑剤供給機構２９を備えている。

クリーニングブレード２８は、厚さ１．８ｍｍのウレタンなどの弾性材料からなり、クリーニングブレード２８を支持する支持部材３１ａにブレードの自由長が所定の長さとなるように接着剤等で貼り付けられている。クリーニングブレード２８は、転写後の感光体ドラム１１の表面に残留する残留物を掻き取るために、感光体ドラム１１の回転方向に対してカウンター方向に当接するように設けられている。

滑剤供給機構２９は、滑剤供給ブラシ３２と固形滑剤３３と加圧部材３４を備えており、感光体ドラム１１の回転方向に対してクリーニングブレード２８の下流側に設けられている。
滑剤供給ブラシ３２は、感光体ドラム１１表面と固形滑剤３３とに当接するように設けられている。滑剤供給ブラシ３２が回転することにより固形滑剤３３が掻き取られ、掻き取られた滑剤が滑剤供給ブラシ３２に付着する。そして、滑剤供給ブラシ３２に付着した滑剤が、感光体ドラム１１との当接部で感光体ドラム１１表面に移動して付着し、滑剤膜を形成する。

滑剤供給ブラシ３２は、例えばアクリル系材料などの樹脂製のブラシからなる。ブラシの毛は、固形滑剤３３を掻き取るために、ある程度の硬さを有しているが、一方で感光体ドラム１１表面を傷付けることのない硬さとなっている。滑剤供給ブラシ３２は、モーターに接続されており、矢印Ａに示すように感光体ドラム１１の回転方向に対してカウンター方向に回転する。滑剤供給ブラシ３２の回転方向は、矢印Ａとは逆回転方向でも構わないが、滑剤の掻き取りおよび感光体ドラム１１への滑剤付着の効率が良い矢印Ａ（カウンター方向）が好ましい。

固形滑剤３３は、ステアリン酸亜鉛（ＺｎＳｔ）などの脂肪酸金属塩類からなり、感光体ドラム１１の回転軸方向に延在した直方体形状に形成されたものである。固形潤滑剤３３は、保持部材３３ａによって保持され、クリーニング装置２５のケーシング３５内に配置されたスプリング等の加圧部材３４によって保持部材３３ａを介して滑剤供給ブラシ３２に押し当てられている。

また、クリーニング部２５には、滑剤供給機構２９の下流側に塗布された滑剤を延展して感光体ドラム１１の表面に均一に薄膜化する部材を備えてもよい。

（感光体ドラム上の滑剤量検出の原理）
本実施の形態における感光体ドラム１１上の滑剤量を検出する原理について説明する。

図３に示す滑剤量検出部３０は、感光体ドラム１１の表面に塗布された滑剤量を検出するために、例えば光学式センサー等を用いる。光学式センサーは、光源部３１と受光部３２からなり、光源部３１から感光体ドラム１１に向けて光を照射し、感光体ドラム１１で反射した反射光を受光部３２によって受光する。受光部３２で受光した反射光は、制御部Ｓによって光電変換されて電圧に換算される。

固形滑剤３３から滑剤供給ブラシ３２によって掻き取られた粉体滑剤は、感光体ドラム１１の表面に被膜される。感光体ドラム１１の表面に被膜された滑剤膜は、感光体ドラム１１の表面を鏡面化させる。また、滑剤膜は無色透明であるため、光源部３１から光を照射させると滑剤膜表面上で反射された反射光と感光体ドラム１１の表面上で反射された反射光が干渉を起こす。つまり、受光部３２には、滑剤表面で反射された反射光と感光体ドラム１１の表面で反射された反射光とが干渉した光が受光される。

波長と反射率の関係からなる光路差によって光の反射光が強め合ったり弱め合ったりするので、受光部３２に入射される反射光により滑剤膜の膜厚が算出でき、滑剤の量を検出することができる。図４に示すように、光源部３１の発光波長ポイントにおいて、反射率が低い場合は滑剤膜の膜厚が薄いので滑剤量が少なく、また、反射率が高い場合は滑剤膜の膜厚が厚いので滑剤量が多いことが認識される。

本実施の形態では、滑剤量検出部３０として光学式センサーを用いたが、滑剤は帯電する性質を有するので、他の検出手段として、例えば、現像部内のトナー有無検出で実施されているような磁気センサーを用いてもよい。

（第１の実施形態）
本発明の実施形態について説明する。本発明の一連の動作を、以後、滑剤検出モードを呼ぶ。

感光体ドラムに対向する滑剤量検出機構の構成及び検出方法について説明する。
図５は、本発明の実施形態に係る第１の滑剤量検出機構を示した簡易図である。

第１の滑剤量検出機構３３は、複数の滑剤量検出部３０を感光体ドラム１１に対向させ、感光体ドラム１１の長手方向に対して横並びに配置させた構成としている。滑剤検出モードが開始すると、滑剤量検出部３０である各滑剤量検出センサーが感光体ドラム１１に向けて発光し、各滑剤量検出センサーでの反射率をそれぞれ検出する。図５に示す第１の滑剤量検出機構３３では、滑剤量検出センサー３０ａ、３０ｂ、３０ｃ、３０ｄ及び３０ｅの計５個の光学式センサーを配置したが、感光体ドラム１１の長手方向全域を検出できれば滑剤量検出部３０の数量は限定しない。

第１の滑剤量検出機構で感光体ドラム１１上に供給された滑剤の滑剤ムラの有無を判断するための滑剤量検出方法について説明する前に、本実施形態に係る滑剤検出モードにおいて、上述の「滑剤ムラの有無の判断」について説明する。

図１８は、滑剤ムラの発生レベルと滑剤検出モードで定義する「滑剤ムラの有無の判断」の判断基準（ボーダーライン）を示した図である。
垂直軸Ｄは、滑剤ムラの発生レベルを示しており、上昇は滑剤ムラが大きいことを示し、下降は滑剤ムラが小さいことを示している。また、垂直軸Ｄの矢印方向に対して直交している水平線は、滑剤ムラの発生レベルを区分した所定の各範囲との境界線を示している。

滑剤ムラの発生レベルは、３つの範囲に定義されている。記録材上の画像に、スジとなって顕在化する程度の大きな滑剤ムラが発生する発生範囲と、画像に影響を及ぼさない程度の小さな滑剤ムラが存在する安全範囲が存在する。発生範囲と安全範囲との間には、現状程度の滑剤ムラであれば画像に影響を及ぼさないものの、滑剤ムラがこれ以上大きくなると画像スジとして顕在化するおそれがある危険範囲が介在している。

上述の「滑剤ムラの有無を判断する」とは、図１８に示した画像スジの危険範囲と画像スジの安全範囲との境界線Ｌを判断基準とし、「滑剤ムラが有る」と判断した場合は、滑剤ムラが大きくなって画像スジの危険範囲に入ったことを意味する。「滑剤ムラが無い」と判断した場合は、画像スジの安全範囲に入ったことを意味する。
滑剤ムラの有無の判断基準を示す境界線Ｌの閾値は、例えば、システムの変化、装置周辺の環境状況、感光体ドラム１１及び滑剤供給機構２９等の部材の使用履歴等に応じて適正な閾値に変化する。

図６は、感光体ドラム１１の長手方向に配置された複数の滑剤量検出部３０のそれぞれの位置で検出された反射率の結果を示した図である。

滑剤量検出センサー３０ａ、３０ｂ、３０ｃ、３０ｄ及び３０ｅが配置された配置位置での反射率を確認し、検出した反射率の中から、最大反射率及び最小反射率の差分が所定値以上の場合は、滑剤ムラが有ると判断する。一方、最大反射率及び最小反射率の差分が所定値よりも小さい場合は、滑剤ムラが無いと判断する。

滑剤量検出センサー３０ａ、３０ｂ、３０ｃ、３０ｄ及び３０ｅで検出する反射率のサンプリング回数は、例えば、感光体ドラム１１の回転周期において1回でもよく、また、複数回サンプリングしても良い。サンプリング回数が多い方が、滑剤ムラの検出精度が高まるのでより好ましい。サンプリングを複数回行う場合は、感光体ドラム１１の周方向のサンプリング回数の平均値を算出して、長手位置における最大反射率及び最小反射率の差分によって滑剤ムラの有無を判断してもよい。また、まずは、それぞれの滑剤量検出部３０が配置される５箇所の位置において、周方向のサンプリングの中から、それぞれ最大反射率及び最小反射率を確認し、さらに、長手方向の５箇所で確認された周方向での最大反射率及び最小反射率を比較して、長手方向での最大反射率及び最小反射率を選出して滑剤ムラの有無を判断してもよい。

図７は、本発明の実施形態に係る第２の滑剤量検出機構を示した図である。
第２の滑剤量検出機構３４は、感光体ドラム１１に対して１個の滑剤量検出センサー３０ｆを対向させ、滑剤量検出センサー３０ｆが、感光体ドラム１１の長手方向に移動可能とする機構を備えた構成である。

例えば、滑剤量検出センサー３０ｆは、感光体ドラム１１の長手方向と対向して平行移動可能なスライド軸３５に接続されている。そして、滑剤量検出センサー３０ｆは、滑剤検出モードの開始位置として、感光体ドラム１１の長手方向における一方の端部位置付近に留まっており、滑剤検出モードが開始されると、開始位置から長手方向の対象に位置するもう一方の端部位置付近に向かって移動しながら連続的に反射率を検出する。

第２の滑剤量検出機構３４での滑剤量検出方法について説明する。
図８は、第２の滑剤量検出機構３４によって得られた反射率を示した図である。滑剤量検出センサー３０ｆは、感光体ドラム１１の長手方向に移動しながら連続的に反射率を検出することから、得られた反射率は推移曲線となる。得られた反射率の曲線から最大反射率及び最小反射率を確認して、最大反射率及び最小反射率の差分が所定値以上の場合は、滑剤ムラが有ると判断する。一方、最大反射率及び最小反射率の差分が所定値よりも小さい場合は、滑剤ムラが無いと判断する。

第２の滑剤量検出機構３４の滑剤検出モードを開始する際の滑剤量検出センサー３０ｆの移動は、感光体ドラム１１の一方の端部付近に対向した位置から、対称に位置するもう一方の端部付近への移動としたが、滑剤量検出部３０の滑剤量検出の開始位置から、もう一方の端部付近で折り返して、再び開始位置まで戻るような周期移動で連続的に滑剤量を検出する方法としてもよい。

図９は、本発明の実施形態に係る第３の滑剤量検出機構を示した図である。
図９に示す第３の滑剤量検出機構３６は、感光体ドラム１１の長手方向に対向して感光体ドラム１１の中央部及び両端部のうちのどちらか片側端部の計２箇所に滑剤量検出部３０を備えた構成である。

第３の滑剤量検出機構３６での滑剤量検出方法について説明する。
図１０は、感光体ドラム１１の長手方向に配置された２箇所の滑剤量検出部３０のそれぞれの位置で検出された反射率の結果を示した図である。

２箇所の滑剤量検出センサー３０ｇ及び３０ｈが配置された配置位置で反射率を確認し、滑剤量検出センサー３０ｇ及び３０ｈで検出した反射率の中から、最大反射率及び最小反射率の差分が所定値以上の場合は、滑剤ムラが有ると判断する。一方、最大反射率及び最小反射率の差分が所定値よりも小さい場合は、滑剤ムラが無いと判断する。また、第３の滑剤量検出機構３６は、第１の滑剤量検出機構３３との違いとしては、滑剤量検出センサーの数量の違いのみであるため第１の滑剤量検出機構３３の検出方法を踏襲することができる。

（第１の実施形態のフローチャート）
滑剤検出モードについて、図１１、図１２及び図１８を用いて説明する。
図１１は、第１の実施形態に係る滑剤検出モードに関するフローチャートである。また、図１２は、第１の実施形態のフローチャートに対応した感光体ドラム１１の周辺構成を示した断面図である。

滑剤検出モードの開始タイミングは、例えば、記録材が所定の通紙枚数毎に到達したタイミングで開始される。

滑剤検出モードが開始すると、画像形成装置１０が、画像安定化制御の直前であるか否かの判断がなされる（ステップＳ１）。

画像安定化制御とは、例えば、感光体ドラムや現像剤等の経時的や劣化や、装置周辺の環境（温度や湿度など）の変動等によって、入力画像の階調が出力画像に忠実に再現されないという現象を防止する制御であり、入力画像の階調等を出力画像に安定して再現させるための制御である。

画像安定化制御としては、例えば、中間転写ベルトに形成されたＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋの各色のトナーパターンの濃度を光学式センサーで検出し、この検出結果（階調特性）に基づいて階調補正データを生成し、帯電電位、現像電位、露光量等の画像形成条件にフィードバックさせる階調補正（ガンマ補正）等がある。

具体的には、所定の階調値を有する画像データに基づき階調補正用の各色トナーパターンの濃度を反射型の濃度検出センサーを用いて測定し、測定結果に基づいてガンマ補正曲線を作成し、ガンマ補正曲線を定期的に更新する制御である。

ステップＳ１で、画像安定化制御の直前ではないと判断された場合（ステップＳ１：ＮＯ）、滑剤検出モードを終了する。一方、画像安定化制御の直前と判断された場合（ステップＳ１：ＹＥＳ）、一次転写部１３が離間済みか否かを判断する（ステップＳ２）。ステップＳ２で、一次転写部１３が離間されていない場合（ステップＳ２：ＮＯ）、一次転写部１３を離間させる（ステップＳ３）。一方、一次転写部１３が離間済みである場合（ステップＳ２：ＹＥＳ）、感光体ドラム１１を駆動させ、前述した検出方法によって滑剤量検出部３０が、感光体ドラム１１上の長手方向の滑剤量を検出する（ステップＳ４）。

ステップＳ４での検出結果に基づいて感光体ドラム１１上に滑剤ムラが有るか否かを判断する。具体的には、滑剤量検出部３０が検出した反射率の中から最大反射率及び最小反射率を抽出し、最大反射率から最小反射率を差し引いた差分が第１の所定値以上か否かを判断する（ステップＳ５）。第１の所定値は、図１８に示した境界線Ｌを示す値に相当する。

ステップＳ５で、最大反射率から最小反射率を差し引いた差分が第１の所定値よりも小さい場合（ステップＳ５：ＮＯ）、感光体ドラム１１上に滑剤ムラが無いと判断して滑剤検出モードを終了する。一方、最大反射率から最小反射率を差し引いた差分が第１の所定値以上である場合（ステップＳ５：ＹＥＳ）、滑剤ムラが有ると判断して、図１２に示すように滑剤供給機構２９を感光体ドラム１１から離間させて、感光体ドラム１１への滑剤供給を中断する（ステップＳ６）。

ステップＳ６で、滑剤供給機構２９を感光体ドラム１１から離間させた後、帯電部２３は、感光体ドラム１１の表面を一様に帯電させる。帯電後は、露光は行わずに現像ギャップの位置まで感光体ドラム１１を駆動させる。感光体ドラム１１の表面を帯電させることについては、帯電させなくてもよいが、感光体ドラム１１上をトナーと同極性の電位を有していたほうが現像ローラー２６から意図しない不要なトナーが現像される可能性が低くなるので帯電させた方が望ましい。

滑剤ムラが発生したと判断された感光体ドラム１１の表面が、現像ギャップ位置まで移動すると、図１３に示すように回転する現像ローラー２６に付着しているキャリアの穂の物理的な接触によって感光体ドラム１１上に供給された滑剤が掻き取られて現像ローラー２６周辺の現像部２１内に取り込まれ、最大反射率と最小反射率との差分が徐々に小さくなって滑剤ムラが徐々に解消される（ステップＳ７）。

下記に、最大反射率と最小反射率との差分が徐々に小さくなって感光体ドラム１１の長手方向の滑剤ムラが解消されるメカニズムについて説明する。
感光体ドラム１１上に被覆された滑剤膜の膜厚が厚いと、キャリアの穂による当接圧が強いために滑剤の掻き取り量は多くなるが、キャリアの穂により滑剤が掻き取られて滑剤膜が徐々に薄くなるに従って、キャリアの穂と滑剤膜の表面との当接圧が弱くなり、滑剤の掻き取り量は減少するので滑剤膜の膜厚差（ムラ）が小さくなるからである。

ステップＳ７にて、キャリアの穂による滑剤の掻き取りを実行している間は、滑剤量検出部３０で常時、感光体ドラム１１上の滑剤の反射率を確認し、最大反射率及び最小反射率の差分が第１の所定値よりも小さい値である第２の所定値以下となったか否かを判断する（ステップＳ８）。

ステップＳ８で、最大反射率及び最小反射率の差分が、第２の所定値よりも大きい場合（ステップＳ８：ＮＯ）、図１８に示す安全範囲に到達したものの安全範囲と危険範囲との境界線Ｌを示す第１の所定値に近似していると判断し、現像部２１での滑剤の取り込みを継続する。一方、最大反射率及び最小反射率の差分が第２の所定値以下となった場合（ステップＳ８：ＹＥＳ）、滑剤ムラが無いと判断して現像部２１での滑剤の取り込みを終了する（ステップＳ９）。

第２の所定値は、上述したように第１の所定値よりも小さい値となっており、感光体ドラム１１上に発生した滑剤ムラを解消する動作を継続するか否かを判断するための判断基準値であることを示している。つまり、第２の所定値に達したということは、最大反射率及び最小反射率の差分が第１の所定値を下回り、図１８に示した安全範囲に到達したことを意味している。第２の所定値は、第１の所定値と同じ値としても構わないが、その場合、滑剤ムラの解消動作を継続するか否かの判断が、滑剤ムラが顕在化して画像スジとなるおそれがある危険範囲と画像スジが発生しない安全範囲との境界線でなされるため、画像スジが発生するリスクと隣合わせとなることから、第２の所定値は、第１の所定値よりも小さくすることが望ましい。

しかしながら、第２の所定値を、第１の所定値よりも小さくして第１の所定値と第２の所定値の差を大きくしてしまうと、感光体ドラム１１上の滑剤ムラを解消する動作に時間を要してしまい、画像形成動作の開始が遅くなって印刷物の生産性が低下してしまうので、第１の所定値よりも小さく、且つ画像スジ発生のリスク低減と生産性とを両立可能な値に設定することがより望ましい。

次に、現像部２１に取り込んだ感光体ドラム１１上の滑剤を排出する動作について説明する。
ステップＳ９にて、現像部２１での滑剤の取り込みを終了させた後、一次転写部１３は、中間転写ベルト１６を介して感光体ドラム１１に当接する（ステップＳ１０）。そして、帯電部２３によって一様に帯電された感光体ドラム１１の表面は、露光部２２により露光されて現像可能な長手方向の全域にトナーパターンが付着されるような静電潜像を形成する。その後、現像部２１に取り込まれた滑剤が付着するトナーを感光体ドラム１１上に現像させて、滑剤を排出するためのトナーパターン（以下、滑剤排出用トナーパターンと記す）を形成する（ステップＳ１１）。

現像部２１に取り込まれた滑剤は、滑剤供給機構２９によって感光体ドラム１１表面に供給される過程において、例えば、滑剤供給ブラシ３２による滑剤の掻き取り時や感光体ドラム１１表面への移動時、または、現像ローラー２６で形成されるキャリアの穂による掻き取り時の摺擦によって摩擦帯電が発生し、滑剤の性質上、プラス極性を有する。プラス極性を有する滑剤は、現像部２１のマイナス極性を有するトナーとの静電気力の関係やトナーの付着力（凝集力）に依存し、トナーに付着した状態で感光体に現像される。

滑剤排出用トナーパターンは、感光体ドラム１１の回転方向にＡ３サイズの画像領域１〜２枚相当の長さのトナーパターンを現像する。滑剤排出用トナーパターンの長さは、例えば、ステップＳ５での判断において、最大反射率から最小反射率を差し引いた差分値と第１の所定値との差の大きさによってパターン長さを決定する調整テーブルを制御部Ｓに備えて、状況に応じて適切なパターン長さとすることでトナー消費量を最適化してもよい。
また、上述の調整テーブルのパラメーターは、現像部２１での感光体ドラム１１上の滑剤の取り込み時の経過時間でもよく、滑剤取り込み時の感光体ドラム１１の回転距離や回転数に対応させてもよい。

ステップＳ１１で、感光体ドラム１１上に現像された滑剤排出用トナーパターンは、一次転写部１３にトナーとは逆極性の転写バイアスが印加されて中間転写ベルト１６に転写される（ステップＳ１２）。滑剤検出モードの際は、二次転写ローラー１３Ａが二次転写対向ローラー１６ａから離間されており、一次転写部１３によって中間転写ベルト１６に転写された滑剤排出用トナーパターンは、中間転写ベルト１６の回転方向の上流に配置された中間転写ベルトクリーニング部１９によって中間転写ベルト１６から除去される（ステップＳ１３）。

ステップＳ１３で、滑剤排出用トナーパターンが除去された後、滑剤供給機構２９は、感光体ドラム１１に当接する（ステップＳ１４）。その後、感光体ドラム１１上に滑剤供給を再開（ステップＳ１５）して滑剤検出モードを終了する。

上述したように、第１の実施形態では、滑剤量検出部３０を配置して、感光体ドラム１１の長手方向に供給された滑剤量に差異が生じて滑剤ムラが発生する可能性があると判断した場合、感光体ドラム１１への滑剤供給を中断し、感光体ドラム１１上の滑剤を感光体ドラム上から取り除く制御を行う。この制御を行うことで、感光体ドラム１１上での滑剤ムラを未然に防止することができ、滑剤ムラ起因による画像品質の低下を防止することができる。また、滑剤検出モードは、画像安定化制御を実行する直前に行うので画像安定化制御の精度を向上させることができ、より安定した出力画像を再現することができる。

第１の実施形態では、滑剤検出モードの動作を画像安定化制御の直前に動作させるようにしたが、例えば、画像データの累積印字率が所定値に到達したタイミングで動作させてもよい。また、印刷動作を行う際、前回の印刷履歴と今回印刷する用紙の幅方向サイズを比較して、前回の印刷で選択された用紙幅が今回印刷する用紙幅よりも小さい場合、今回の印刷を実行する前に滑剤検出モードを動作させてもよい。
上述のように、画像安定化制御の直前以外の動作タイミングについても、第１の実施形態に係るフローチャートのステップＳ１の処理に入れ替えて滑剤検出モードを動作させることができる。

また、第１の実施形態に係る画像形成部の現像部２１では、二成分現像剤を用いた二成分現像方式として説明したが、本発明は、トナーのみを用いる一成分現像剤に対応した現像部でも滑剤の取り込みが行われて感光体上の長手方向に滑剤ムラが発生するため、一成分現像方式にも適応が可能である。

下記に、一成分現像剤を用いた現像部にて滑剤ムラが発生するメカニズムについて説明する。

滑剤供給機構２９によって感光体ドラム１１上に供給された滑剤は、トナーが有する極性とは逆極性に帯電する傾向があり、例えば、滑剤供給ブラシ３２から感光体ドラム１１に供給される際に摺擦帯電を起こしたり、一次転写部１３から中間転写ベルト１６を介して印加される転写バイアスの影響を受けて帯電したりすることがある。トナーの極性とは逆極性に帯電した感光体ドラム上の滑剤が、現像ギャップまで移動すると現像領域の滑剤は、現像ローラー２６から感光体ドラム１１へ飛翔するトナーにより遮られて感光体ドラム１１上に留められる。一方、非現像領域に存在する滑剤は、対向する現像ローラー２６に印加される現像バイアスの影響により静電的に現像ローラー２６側に引き寄せられるため、感光体１１上の滑剤が現像部に取り込まれる。

以上により、二成分現像剤を用いた現像部では、感光体ドラム１１上の滑剤は、キャリアの穂によって物理的に掻き取られて現像部に取り込まれて滑剤ムラが発生する。一方、一成分現像剤を用いた現像部では、静電的に現像部側に引き寄せられてしまうため滑剤ムラが発生する。

（第２の実施形態）
図１４は、第２の実施形態に係る感光体ドラム周辺構成の概略断面図である。
第１の実施形態との構成上の違いとしては、第２の実施形態には、感光体ドラム１１に当接する滑剤除去機構３９が備えられている。

滑剤除去機構３９は、ブラシ状の回転部材である滑剤除去ブラシ４０、フリッカー４１、図示されていない離間機構などによって構成されている。
滑剤除去機構３９は、感光体ドラム１１の回転方向に対して滑剤量検出センサー３０の下流で帯電部２３の上流に配置されている。第２の実施形態では、滑剤除去機構３９を、滑剤量検出センサー３０と帯電部２３の間に配置しているが、感光体ドラム１１上から滑剤を除去可能な位置に配置されていれば、特に限定されるものではない。

滑剤除去ブラシ４０は、アクリル系やナイロン系材料などの樹脂繊維のブラシ毛が芯金上に巻かれたブラシローラーであり、感光体ドラム１１に当接している場合は、矢印Ｃの方向に回転している。また、滑剤を感光体ドラム１１から除去して回収する機能を有するのであれば磁気ブラシでも構わない。滑剤除去ブラシ４０の回転方向は、矢印Ｃの回転方向とは逆方向に回転させても構わないが、矢印Ｃの回転方向の方が滑剤の回収効率が高いのでより好ましい。

フリッカー４１は、ステンレス等からなる板状部材であって、滑剤除去ブラシ４０の回転中心部に向けてブラシ毛に食い込むように配置されている。滑剤除去ブラシ４０のブラシ毛は、回転することでフリッカー４１と積極的に接触し、感光体ドラム１１上から掻きとった滑剤を滑剤除去ブラシ４０から分離させる。

（第２の実施形態のフローチャート）
第２の実施形態に係る滑剤検出モードについて、図１４、図１５及び図１８を用いて説明する。
図１５は、第２の実施形態に係る滑剤検出モードに関するフローチャートである。

滑剤検出モードの開始から滑剤供給機構２９を感光体ドラム１１から離間させるまでに対応するステップＳ２１からステップ２６の処理までは、第１の実施形態に係るフローチャートでのステップＳ１からステップＳ６までの処理と同様であるため、説明を割愛する。

ステップ２６で、滑剤供給機構２９を感光体ドラム１１から離間させた後、感光体ドラム１１上の滑剤を除去するために、滑剤除去機構３９を感光体ドラム１１に当接（ステップＳ２７）させて滑剤を除去する（ステップＳ２８）。

当接された滑剤除去機構３９の滑剤除去ブラシ４０によって感光体ドラム１１上から滑剤が取り除かれる。滑剤を除去している間は、滑剤量検出部３０で常時、感光体ドラム１１上の滑剤の反射率を確認し、最大反射率及び最小反射率の差分が第２の所定値以下か否かを判断する（ステップＳ２９）。

ステップＳ２９で、最大反射率及び最小反射率の差分が、第２の所定値よりも大きい場合（ステップＳ２９：ＮＯ）、図１８に示す安全範囲に到達したものの安全範囲と危険範囲との境界線Ｌを示す第１の所定値に近似していると判断し、滑剤除去ブラシ４０での滑剤除去を継続する。一方、最大反射率及び最小反射率の差分が第２の所定値以下となった場合（ステップＳ２９：ＹＥＳ）、滑剤ムラが解消されたと判断して滑剤除去機構３９を感光体ドラム１１から離間して滑剤の除去を終了する（ステップＳ３０）。

ステップＳ３０で、滑剤除去機構３９を感光体ドラム１１から離間させた後、滑剤供給機構２９を感光体ドラム１１に当接する（ステップＳ３１）。その後、感光体ドラム１１上に滑剤供給を再開（ステップＳ３２）して滑剤検出モードを終了する。

以上により、第２の実施形態では、滑剤量検出部３０を配置して、感光体ドラム１１の長手方向に供給された滑剤量に差異が生じて滑剤ムラが発生する可能性があると判断した場合、感光体ドラム１１への滑剤供給を中断し、感光体ドラム１１上の滑剤を感光体ドラム１１上から取り除く制御を行う。この制御を行うことにより、感光体ドラム１１上の滑剤ムラを未然に防止することができるので、滑剤ムラ起因による画像品質の低下を防止することができる。

１０ 画像形成装置
１１ 感光体ドラム
１３ 一次転写部
２１ 現像部
２２ 露光部
２３ 帯電部
２５ クリーニング部
２９ 滑剤供給機構
３０ 滑剤量検出部
３２ 滑剤供給ブラシ
３９ 滑剤除去機構
４０ 滑剤除去ブラシ

Claims (10)

1. トナーを担持する像担持体と、
   前記像担持体に滑剤を供給する滑剤供給手段と、
   前記滑剤供給手段により前記滑剤が供給された前記像担持体において、記録材の搬送方向と直交する方向の滑剤量を検出する滑剤量検出手段と、
   前記像担持体に供給された前記滑剤を除去する滑剤除去手段と、
   前記滑剤量検出手段により得られた最大検出値と最小検出値との差が第１の所定値以上となった場合、前記像担持体における前記記録材の搬送方向と直交する方向に滑剤ムラが有ると判断して前記像担持体に供給された前記滑剤の除去を開始し、最大検出値と最小検出値との差が前記第１の所定値よりも小さい値である第２の所定値以下となった場合、前記滑剤ムラが無いと判断して前記滑剤の除去を終了するように前記滑剤除去手段を制御する制御手段と、
   を備えることを特徴とする画像形成装置。
2. 前記制御手段は、前記像担持体にトナーを現像させる現像手段により前記像担持体上の前記滑剤を取り込んだ後、前記現像手段で取り込んだ前記滑剤を排出させるためのトナー像を前記像担持体に現像し、中間転写体に転移させる制御を行うことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記制御手段は、前記像担持体に接離する滑剤除去機構を備え、前記滑剤除去機構により前記像担持体上の前記滑剤を除去する制御を行うことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
4. 前記制御手段は、滑剤ムラが有ると判断した場合、前記滑剤供給手段を前記像担持体から離間して前記滑剤の供給を停止することを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載の画像形成装置。
5. 前記制御手段は、入力画像の階調を出力画像に安定して再現させるための画像安定化制御の直前に動作させることを特徴とする請求項１〜４の何れか１項に記載の画像形成装置。
6. 前記制御手段は、画像データの累積印字率が所定値に到達したタイミングで動作させることを特徴とする請求項１〜４の何れか１項に記載の画像形成装置。
7. 前記制御手段は、前回印刷した前記記録材の幅方向のサイズと今回印刷する前記記録材の幅方向のサイズとを比較する比較手段を備え、前記比較手段により前回印刷した前記記録材の幅方向のサイズが、今回印刷する前記記録材の幅方向のサイズよりも小さい場合に動作させることを特徴とする請求項１〜４の何れか１項に記載の画像形成装置。
8. 前記滑剤量検出手段は、前記像担持体の軸方向に移動可能な移動機構を備えることを特徴とする請求項１〜７の何れか１項に記載の画像形成装置。
9. 前記滑剤除去手段は、ブラシ状の回転部材であることを特徴とする請求項１〜８の何れか１項に記載の画像形成装置。
10. トナーを担持する像担持体に滑剤を供給する滑剤供給ステップと、
    前記滑剤供給ステップにより前記滑剤が供給された前記像担持体において、記録材の搬送方向と直交する方向の滑剤量を検出する滑剤量検出ステップと、
    前記像担持体に供給された前記滑剤を除去する滑剤除去ステップと、
    前記滑剤量検出ステップにより得られた最大検出値と最小検出値との差が第１の所定値以上となった場合、前記像担持体における前記記録材の搬送方向と直交する方向に滑剤ムラが有ると判断して、前記滑剤除去ステップにより前記像担持体に供給された前記滑剤の除去を開始し、前記滑剤量検出ステップにより得られた最大検出値と最小検出値との差が前記第１の所定値よりも小さい値である第２の所定値以下となった場合、前記滑剤ムラが無いと判断して、前記滑剤除去ステップによる前記滑剤の除去を終了する制御を行うことを特徴とする画像形成装置の制御方法。