JP6801579B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、用紙等の記録媒体上に画像を形成する画像形成装置に関し、特に、感光層と表面保護層が形成される感光体表面への放電生成物の付着状態を予測して画像流れ等の画像不具合を抑制する方法に関する。

プリンター、複写機、ファクシミリ或いはこれらの機能を備えた複合機等の画像形成装置においては、像担持体の一例である感光体ドラムとして、表面にアモルファスシリコン層が形成されたアモルファスシリコン感光体、有機感光層が形成された有機感光体が広く用いられている。そして、画像特性の安定性を長期に亘って向上させて感光体ドラムの長寿命化を図るために、感光層の表面を保護する表面保護層が形成されたものが使用されている。例えばアモルファスシリコン感光体では、より硬度が高く耐摩耗性、耐刷性に優れる非晶質シリコンカーバイドや非晶質カーボンからなる表面保護層が形成される。

上記の表面保護層は、感光層の帯電工程で酸化したり、オゾンやＮＯｘ、ＳＯｘ等の活性物質及びそれらの反応生成物である、いわゆる放電生成物が付着したりすると、高湿環境において酸化した部分や放電生成物が水分を吸着して低抵抗層を形成する。その結果、潜像電荷が面方向に流れて画像がぼやけたり擦れたように流れたりする、いわゆる画像流れが発生し易くなるという問題点があった。

そこで、感光層の酸化部分や感光層に付着した放電生成物を除去して画像流れを防止する方法が種々提案されており、例えば特許文献１には、感光体の駆動トルクを用いて感光体の表面状態を検知し、検知結果に基づいて摺擦部材の押圧力や回転速度等の研磨条件を変更する方法が開示されている。また、特許文献２には、クリーニングブラシの駆動トルクを測定し、測定結果に基づいて感光体上の残留トナー量を制御する方法が開示されている。

特許文献１、２の方法によれば、感光体の摩擦抵抗が大きい場合は摺擦部材の押圧力や回転速度を高めたり、感光体上の残留トナー量を増加させたりすることで感光層の研磨量を多くして放電生成物を十分に除去することができる。また、感光体の摩擦抵抗が小さい場合は摺擦部材の押圧力や回転速度を低くしたり、感光体上の残留トナー量を減少させたりすることで感光層の研磨量を少なくして感光層が必要以上に削られるのを防止することができる。

特開２０１１−１５８７９０号公報 特許第４６２３９２２号公報

しかし、感光体ドラムにはクリーニングブレード、帯電ローラー等の帯電部材、および転写ローラーや転写ベルト等の転写部材が接触しているため、これらの接触部材の経時変化や環境変化等の影響を受けて感光体ドラムの駆動トルクが変化し易い。特に、クリーニングブレードはスティックスリップ現象が発生するため、微小なトルク変動が絶えず発生する上、環境変化や耐久印字時のトルク変動も大きい。そのため、特許文献１の方法を用いる場合に感光体の駆動トルクを正確に検知できないという問題点があった。

また、クリーニングブラシの駆動トルクを測定する特許文献２の方法においても、耐久印字時のブラシの毛倒れや、ブラシ繊維中にトナーが入り込むことによりブラシの硬度が変化するため、経時的に駆動トルクが大きく変化してしまい感光体の表面状態を正確に予測できない。

本発明は、上記問題点に鑑み、感光体の表面状態を正確に予測するとともに、予測結果を用いて画像流れ等の画像不具合を効果的に抑制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。

上記目的を達成するために本発明の第１の構成は、感光体と、帯電部材と、露光装置と、現像装置と、転写部材と、研磨部材と、駆動装置と、電圧印加装置と、トルク検出部と、制御部と、を備えた画像形成装置である。感光体は、感光層と、感光層の表面に形成される感光層よりも硬度の大きい表面保護層と、を有する。帯電部材は、感光体を帯電させる。露光装置は、帯電部材により帯電された感光体の表面に静電潜像を形成する。現像装置は、研磨粒子を含むトナーを担持するトナー担持体を有し、トナー担持体から感光体にトナーを供給して静電潜像をトナー像に現像する。転写部材は、感光体上に形成されたトナー像を記録媒体に転写する。研磨部材は、感光体に接触する外周面に弾性層を有し、感光体に接触した状態で感光体に対し線速差をもって回転することで感光体の表面を研磨する。駆動装置は、研磨部材を回転駆動する。電圧印加装置は、帯電部材、トナー担持体、および転写部材に電圧を印加する。トルク検出部は、研磨部材を回転駆動する際の駆動装置のトルクを検出する。制御部は、トルク検出部により検出された駆動装置のトルクに基づいて感光体の表面への放電生成物の付着状態を予測する。制御部は、トルク検出部により検出された駆動装置のトルクが所定以上であるとき、放電生成物による画質の低下を抑制する画質低下抑制処理を行う。

本発明の第１の構成によれば、トルク検出部により検出される研磨部材の回転トルクに基づいて感光体の表面状態を予測し、トルク検出部により研磨部材の回転トルクが所定以上となった場合に感光体の表面に放電生成物が付着していると判定して画質低下抑制処理を行う。これにより、感光体の表面状態を検出するセンサー等を新たに設けることなく感光体の表面状態に応じた適切な画質低下抑制処理を実行することができ、画像流れの発生を抑制するとともに画像形成装置のランニングコストも低減することができる。

本発明の第１実施形態に係る画像形成装置１００の概略構成を示す側面断面図 図１における画像形成部Ｐ周辺の部分拡大図 画像形成装置１００で使用される感光体ドラム１の断面拡大図 第１実施形態の画像形成装置１００における制御経路の一例を示すブロック図 第１実施形態の画像形成装置１００における画質低下抑制制御の第１の制御例を示すフローチャート 第１実施形態の画像形成装置１００における画質低下抑制制御の第２の制御例を示すフローチャート 第２の制御例における感光体研磨モードの実行制御例を示すフローチャート 第１実施形態の画像形成装置１００における画質低下抑制制御の第３の制御例を示すフローチャート 本発明の第２実施形態に係る画像形成装置１００の画像形成部Ｐ周辺の部分拡大図 第２実施形態の画像形成装置１００における制御経路の一例を示すブロック図 第２実施形態の画像形成装置１００における画質低下抑制制御例を示すフローチャート 本発明の第３実施形態に係る画像形成装置１００の画像形成部Ｐ周辺の部分拡大図 第３実施形態の画像形成装置１００における制御経路の一例を示すブロック図 第３実施形態の画像形成装置１００における画質低下抑制制御例を示すフローチャート 第３実施形態の画像形成装置１００における画像形成部Ｐ周辺の他の構成例を示す部分拡大図

以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。図１は、本発明の第１実施形態に係る画像形成装置１００の全体構成を示す概略図である。画像形成装置（例えばモノクロプリンター）１００本体内には、帯電、露光、現像及び転写の各工程によりモノクロ画像を形成する画像形成部Ｐが配設されている。

画像形成部Ｐには、感光体ドラム１の回転方向（図１の反時計回り方向）に沿って、帯電装置２、露光装置３、現像装置４、転写ローラー５、クリーニング装置６、及び除電装置７が配設されている。画像形成部Ｐでは、感光体ドラム１を図１において反時計回り方向に回転させながら、感光体ドラム１に対する画像形成プロセスが実行される。

印字動作を行う場合、パーソナルコンピューター等の上位装置から送信された画像データを画像信号に変換する。一方、画像形成部Ｐにおいて、帯電装置２により図中の反時計回り方向に回転する感光体ドラム１が均一に帯電され、画像信号に基づいて露光装置３が感光体ドラム１上にレーザー光を照射することで、画像データに基づく静電潜像を感光体ドラム１表面に形成する。その後、現像装置４の現像ローラー４ａ（図２参照）に担持されたトナーを静電潜像に付着させてトナー像を形成する。現像装置４へのトナーの供給はトナーコンテナ８から行われる。

上記のようにトナー像が形成された画像形成部Ｐに向けて、用紙収容部１０から用紙が用紙搬送路１１及びレジストローラー対１３を経由して所定のタイミングで搬送され、感光体ドラム１と転写ローラー５とのニップ部において感光体ドラム１表面のトナー像が用紙に転写される。そして、トナー像が転写された用紙は感光体ドラム１から分離され、定着部９に搬送されて加熱及び加圧されることで用紙にトナー像が定着される。定着部９を通過した用紙は、用紙搬送路１１の分岐部に配置された分岐ガイド１６によって搬送方向が振り分けられ、そのまま（或いは、反転搬送路１７に送られて両面印字された後に）、排出ローラー対１４を介して用紙排出部１５に排出される。

図２は、図１における画像形成部Ｐ周辺の部分拡大図である。感光体ドラム１は、例えばアルミニウム製のドラム素管１ａの外周面に感光層１ｂが積層されたものであり、帯電装置２によって感光層１ｂを帯電させるようになっている。そして、露光装置３（図１参照）からのレーザー光Ｌを受けた感光層１ｂの表面に、帯電を減衰させた静電潜像を形成する。

図３は、画像形成装置１００で使用される感光体ドラム１の断面拡大図である。本実施形態では、アモルファスシリコンに硼素等を含有してなる電荷注入阻止層２０、アモルファスシリコンからなる光導電層２１を含む感光層１ｂ、アモルファスカーボン（非晶質カーボン）からなる表面保護層２２がドラム素管１ａ上に順次積層されたアモルファスシリコン感光体である。そして、表面保護層２２を形成するアモルファスカーボンにはフッ素が含有されている。このアモルファスカーボンで形成された表面保護層２２を有することにより、感光体ドラム１ドラム１の表面の耐摩耗性や耐刷性を向上させている。そして、アモルファスカーボンにフッ素が含有されていることにより、感光体ドラム１の表面の疎水性を高め、感光体ドラム１の表面に付着する放電生成物等への水分吸着を抑制し、画像流れによる画質低下を防止している。

表面保護層２２を形成するフッ素含有アモルファスカーボン（以下、ＣＦ層という）は、薄層として形成されたアモルファスカーボン上にスパッタリングやＣＶＤ法等の薄膜製造技術によってフッ素が照射されて含浸されることにより行われる。この薄層の形成とフッ素の照射が複数回繰り返し行われて積層され、相当深さのＣＦ層が形成される。従って、ＣＦ層はその表面からの深さによってフッ素の含有率が異なる。具体的には、薄層が形成される毎にフッ素が照射されて含浸されるので、ＣＦ層のフッ素含有率はフッ素が照射された深さ位置毎に急激に高くなり、フッ素が照射された位置から直前にフッ素が照射された深さ位置までは徐々に低くなるような変化を深さ方向に繰り返す。また、アモルファスカーボンはフッ素を含有することにより硬度が低下することが知られている。即ち、フッ素の含有率が増加するほどＣＦ層の硬度は低下する。

上記のように、ＣＦ層はその表面からの深さによってフッ素含有率が異なるので、その硬度もその表面からの深さによって異なる。ＣＦ層は、フッ素含有率が高いものほどその表面の摩擦抵抗μが小さいことが知られている。つまり、ＣＦ層は、フッ素含有率が高ければ、その表面の摩擦抵抗μは小さく硬度は低くなり、フッ素含有率が低ければ、表面の摩擦抵抗μは大きくなり硬度は高くなる。従って、ＣＦ層表面の摩擦抵抗μが小さくなれば硬度は低くなり、摩擦抵抗μが大きくなれば硬度は高くなるといえる。即ち、ＣＦ層表面の摩擦抵抗μを測定すると、その部分におけるフッ素含有率あるいはＣＦ層の硬度が測定される。

なお、感光体ドラム１はこれに限定されず、表面保護層２２がアモルファスシリコンカーバイド（非晶質シリコンカーバイド）にフッ素を含有したもので形成されていてもよく、また表面保護層２２を有すれば、感光層１ｂとして有機感光層（ＯＰＣ）が積層された感光体ドラム１であっても良い。

感光層１ｂとして有機感光層が積層された感光体ドラム１に形成される表面保護層２２の材料としては、例えば電荷輸送性高分子や、熱可塑性樹脂に電荷輸送材料と無機フィラーを分散させたものを硬化させた電荷輸送性硬化膜が挙げられる。また、表面保護層２２として、分子中にポリエステル構造を有するラジカル重合性オリゴマーと、電荷輸送性構造部分を有しないラジカル重合性化合物と、電荷輸送性構造部分を有するラジカル重合性化合物とを硬化することにより形成される高硬度架橋表面層や、アリールアミン誘導体等の反応性電荷輸送材料の重合体（又は架橋体）と、酸化防止剤と、を含む電荷輸送性硬化膜を用いることもできる。

帯電装置２は、帯電ローラー２３と、帯電クリーニングローラー２５とを有する。帯電ローラー２３は、例えば導電性ゴムで形成されており、感光体ドラム１に当接するように配置されている。そして、図２に示すように、感光体ドラム１が反時計回り方向に回転すると、感光体ドラム１の表面に接触する帯電ローラー２３が時計回り方向に従動回転する。このとき、帯電ローラー２３に所定の電圧を印加することにより、感光体ドラム１の感光層１ｂが一様に帯電される。また、帯電ローラー２３の回転に伴い、帯電ローラー２３に接触する帯電クリーニングローラー２５が反時計回り方向に従動回転して帯電ローラー２３の表面に付着した異物を除去する。なお、帯電ローラー２３は感光体ドラム１に近接するように配置してもよい。また、帯電ローラー２３に代えてコロナワイヤーを備えたコロナ放電式の帯電装置２を用いることもできる。

現像装置４は、感光体ドラム１に対向配置される現像ローラー４ａを備えており、酸化チタン等の金属粒子からなるトナー外添剤（研磨粒子）を含むトナーを付着させて感光体ドラム１の表面に形成された静電潜像をトナー像に現像する。なお、現像装置４は従来公知のものを使用することができる。

クリーニング装置６は、回収スパイラル６１と、クリーニングブレード６２と、摺擦ローラー（クリーニングローラー）６３と、スクレーパー６４とを備えている。回収スパイラル６１は、ハウジングの内部下方寄りに配置されており、所定方向に回転することで用紙幅方向（図２の紙面と垂直な方向）の一方に回収トナーを搬送して廃トナー容器（図示せず）へと送り出す。

クリーニングブレード６２はハウジングの下方に取り付けられており、ウレタンゴム等から構成されている。クリーニングブレード６２の先端は、感光体ドラム１の回転方向（図２の反時計回り方向）に対してカウンター方向から感光体ドラム１の表面に当接している。

摺擦ローラー６３は、感光体ドラム１の回転方向に対しクリーニングブレード６２の上流側において感光体ドラム１の表面と接触する。摺擦ローラー６３は、感光体ドラム１の表面から廃トナーを回収すると共に、摺擦ローラー６３の表面に付着した廃トナーによって感光体ドラム１の表面を研磨する。このため、摺擦ローラー６３は、金属製の芯金６３ａの外周面に発泡ゴム（例えば、カーボン含有導電性発泡ＥＰＤＭ）製の弾性層６３ｂが形成された記録紙幅方向に延びる円筒形状に構成される。この弾性層６３ｂによって感光体ドラム１の表面を研磨するとともに、廃トナーの保持性を高く維持することができる。摺擦ローラー６３は駆動モーター３５（図４参照）によって回転駆動される。摺擦ローラー６３の回転方向は図２の時計回り方向であって感光体ドラム１の回転方向とは逆方向（対向部分において同方向、トレール方向）であり、線速比は感光体ドラム１の１．２倍である。

スクレーパー６４は、摺擦ローラー６３の上方に配置されて摺擦ローラー６３（弾性層６３ｂ）の表面と接触する。スクレーパー６４は、耐久性を確保したステンレス等の薄肉板金製のものが用いられており、摺擦ローラー６３の表面のトナー付着量を均一にするために、摺擦ローラー６３の回転方向下流側（カウンター方向）から先端が当接している。

除電装置７は、感光体ドラム１の回転方向に対しクリーニング装置６の下流側に配置されている。除電装置７にはＬＥＤ（発光ダイオード）が用いられ、除電光（イレース光）を感光体ドラム１に照射することにより、感光層１ｂの表面の残留電荷を除去し、次回の画像形成動作時における帯電工程のための準備を整える。

図４は、第１実施形態の画像形成装置１００における制御経路の一例を示すブロック図である。制御部３０は、ＲＯＭ３１、ＲＡＭ３２、またはＨＤＤ３３に格納した画像形成処理全般に係わる各種制御プログラムに基づいて、感光体ドラム１の駆動を制御する他、現像装置４へのトナー補給や帯電ローラー２３、現像ローラー４ａ、転写ローラー５にそれぞれ帯電電圧、現像電圧、転写電圧を印加する電圧制御回路３４の印加電圧、露光装置３から出射されるレーザー光Ｌ（図２参照）のレーザーパワー等の露光条件、除電装置７のイレース光量等のキャリブレーションを実行する。また、制御部３０はモーター駆動ドライバー３６を介して摺擦ローラー６３を回転駆動する駆動モーター（駆動装置）３５に接続されており、モーター駆動ドライバー３６は制御部３０からの制御信号に基づいて駆動モーター３５の回転速度や回転方向を制御する。ＲＯＭ３１には、本発明の画像形成装置１００において実行される画質低下抑制処理に係わる制御プログラムも格納されている。

トルク検出部３７は、摺擦ローラー６３の回転トルクを検知する。摺擦ローラー６３の回転トルクは、駆動モーター３５の出力電流の検知によって代替可能である。即ち、本実施形態においては、トルクを表す指標として駆動モーター３５の出力電流を用いる。なお、駆動モーター３５のトルクを検知する方法は、駆動モーター３５の出力電流の検知に限られず、トルクセンサーにより駆動モーター３５の回転軸のトルクを直接検知してもよい。押圧力調整装置３８は、制御部３０からの制御信号に基づいて感光体ドラム１に対する摺擦ローラー６３の押圧力を調整する。カウンター３９は、印字枚数を累積してカウントする。

温湿度センサー４０は、画像形成装置１００内部の感光体ドラム１周辺の温度及び湿度を検知する。検知結果は制御部３０に送信される。

本実施形態の画像形成装置１００は、必要に応じて非画像形成時に現像装置４から感光体ドラム１上にトナーを吐出し、吐出されたトナーを摺擦ローラー６３に供給して感光体ドラム１表面を研磨する感光体研磨モードを実行可能である。具体的には、現像装置４内の現像ローラー４ａにトナーと同極性（正）の現像電圧を印加することにより、感光体ドラム１表面の研磨に用いられるトナーを現像装置４から感光体ドラム１側に供給する（トナー供給工程）。なお、摺擦ローラー６３にトナーを供給する間は、転写ローラー５にトナーが付着しないように、転写ローラー５にはトナーと同極性（正）の電圧（転写逆電圧）が印加されている。

感光体ドラム１上にトナーを供給した後に、摺擦ローラー６３を感光体ドラム１に対し線速度差を持って回転させることで感光体ドラム１の表面を研磨し、ドラム表面の水分や放電生成物をトナーと共に除去する（研磨工程）。現像ローラー４ａからのトナーの供給が停止した後も感光体ドラム１及び摺擦ローラー６３はしばらく予備回転を続ける。

上述したトナー供給工程及び研磨工程を含む感光体研磨モードを予め設定された時間、或いはトナー供給工程及び研磨工程を各１回ずつ行う場合を１サイクルとして、予め設定された回数だけ実行することにより、感光体ドラム１表面の水分や放電生成物を除去することができ、長期間に亘って画像流れを効果的に防止する。なお、感光体研磨モードの実行時間または繰り返しサイクル数は、使用する感光体ドラム１の感光層１ｂの構成や画像形成装置１００の使用環境等に応じて適宜設定される。

以下、本発明の画像形成装置１００の特徴部分について説明する。上記の構成において、制御部３０は、モーター駆動ドライバー３６を介して摺擦ローラー６３を回転させる駆動モーター３５を制御するとともに、トルク検出部３７によって検知された摺擦ローラー６３の回転トルク（駆動トルク）に基づいて感光体ドラム１の表面状態を予測する。

摺擦ローラー６３は、感光体ドラム１と、摺擦ローラー６３からトナーを剥離するスクレーパー６４と、に接触している。スクレーパー６４は板金製であり、経時変化や環境変化が少ないため、スクレーパー６４による摺擦ローラー６３のトルク変動はほとんど生じない。逆に、スクレーパー６４が接触することで摺擦ローラー６３の回転トルクの安定性が向上する。そのため、感光体ドラム１表面の摩擦抵抗が変化すれば、その変化量に応じて摺擦ローラー６３の回転トルクが変化し易くなり、摩擦抵抗の変動を拾いやすくなる。即ち、摺擦ローラー６３のトルク変動をモニターすれば、感光体ドラム１の表面状態が把握できる。

なお、摺擦ローラー６３がブラシ形状の場合は毛倒れやブラシの間にトナーが入り込むといった課題があり、摺擦ローラー６３が発泡ローラーである場合は、ローラーの磨耗や発泡セル中へのトナーの入り込みなどが発生し、何れも摺擦ローラー６３のトルク変動を精度良く測定することができない。また、摺擦ローラー６３と同様に感光体ドラム１に接触する帯電ローラー２３は感光体ドラム１と線速差を持たせると帯電ムラが生じるので、感光体ドラム１と従動回転させている。そのため、回転トルクを精度良く検知することが困難である。さらに、転写ローラー５は紙粉やトナーによって汚染されるため、表面状態が変化しやすく、安定的に回転トルクを測定することができない。従って、感光体ドラム１に接触する部材の中でも、弾性層６３ｂを有する摺擦ローラー６３の回転トルクを検知することで最もトルク検知精度が高くなる。

本実施形態では、直径１２ｍｍの芯金６３ａの外周面に、弾性層６３ｂとしてアスカーＣ硬度が５７±５°、抵抗値が８．７（ｌｏｇΩ）以下であるＥＰＤＭ製のゴム層を厚さ１．７５ｍｍで積層した、直径１５．５ｍｍの摺擦ローラー６３を用いている。そして、感光体ドラム１（直径３０ｍｍ、線速度６０〜３５０ｍｍ／ｓｅｃ）に対しトレール方向に、線速比１．２倍（線速度７２〜４２０ｍｍ／ｓｅｃ）で回転させている。

そして、トルク検出部３７によって検知された摺擦ローラー６３の回転トルクから予測される感光体ドラム１の表面状態に応じて画質低下抑制制御を行う。以下、画質低下抑制制御の具体例について説明する。

（第１の制御例）
先ず、画質低下抑制制御の第１の制御例について説明する。第１の制御例では、トルク検出部３７によって検知される摺擦ローラー６３の回転トルクが大きいときに研磨量が増加する方向に研磨条件を変更し、回転トルクが小さいときに研磨量が減少する方向に研磨条件を変更する。第１の制御例において変更する研磨条件としては、摺擦ローラー６３の線速度、感光体ドラム１に対する摺擦ローラー６３の押圧力、感光体研磨モードの実行の有無が挙げられる。

図５は、第１実施形態の画像形成装置１００における画質低下抑制制御の第１の制御例を示すフローチャートである。必要に応じて図１〜図４を参照しながら、図５のステップに沿って第１の制御例を説明する。

先ず、通常の画像形成動作が行われる（ステップＳ１）。ここで、画像形成装置１００の画像形成動作中において、摺擦ローラー６３は、感光体ドラム１に押圧力ｐ１で押圧され、図２に示すように感光体ドラム１との対向部分において同方向（トレール方向）に、感光体ドラム１の線速度Ｖより速い線速度ｖ１で回転しており、感光体ドラム１表面の残留トナーをクリーニングするとともに感光体ドラム１表面を研磨する。このときトルク検出部３７により摺擦ローラー６３の回転トルクＴが検知される。ステップＳ１の画像形成動作が実行されるとステップＳ２に進む。

なお、摺擦ローラー６３の回転トルクの検知感度を上げたい場合は、摺擦ローラー６３の回転方向を、感光体ドラム１との対向部分において逆方向（カウンター方向）とすることが好ましい。摺擦ローラー６３の回転方向を逆方向とした場合、摺擦負荷及びその変動の影響を受け難く、回転むらや回転位置ずれによって画像が縞状に現れるジッタ等を生じにくくなる。なお、摺擦ローラー６３の回転方向を逆方向とすると感光体ドラム１表面の削れ量も増加するため、感光体ドラム１の寿命を考慮すると、通常印字時は感光体ドラム１との対向部分において同方向（トレール方向）に回転させておき、摺擦ローラー６３の回転トルクを検知するときのみ逆方向（カウンター方向）に回転させることが好ましい。

また、摺擦ローラー６３の線速度ｖ１は感光体ドラム１の線速度Ｖと同速でなければ線速度Ｖより遅い速度であってもよい。即ち、摺擦ローラー６３と感光体ドラム１に相対的な線速差があることによって、両者の接触部に摩擦状態が生じることが必要である。

次に、制御部３０は、トルク検出部３７により検知された摺擦ローラー６３の回転トルクが予め定められた規定値Ｔ１以上であるか否かを判断する（ステップＳ２）。回転トルクＴが規定値Ｔ１より小さい場合は（ステップＳ２でＮｏ）ステップＳ１へ戻り、画像形成動作が実行された後、ステップＳ２が繰り返される。回転トルクＴが規定値Ｔ１以上にならなければ、継続して画像形成動作が行われる。

規定値Ｔ１は、摺擦ローラー６３の感光体ドラム１への食い込み量や感光体ドラム１の硬度の影響を受けるため、感光体ドラム１の材質や工場出荷前（使用開始前）における表面粗さ、クリーニングブレード６２や摺擦ローラー６３の材質等を考慮して予め設定され、ＨＤＤ（記憶部）３３に記憶されている。なお、工場出荷時には摺擦ローラー６３の表面にトナー等をまぶした状態で出荷されるため、摺擦ローラー６３の使用初期におけるトルク変動が大きくなる。そこで、規定値ＴＩとして一定枚数印字後のトルク値を用いることが好ましい。

また、摺擦ローラー６３の回転トルクも感光体ドラム１の駆動トルクと同様、環境条件によって変動するため、温湿度センサー４０（図４参照）によって検知された画像形成装置１００内部の温湿度に応じて測定値に予め定められた補正を行うことが好ましい。ただし、温湿度によって生じる摺擦ローラー６３のトルク変動は、感光体ドラム１のトルク変動に比べると非常に小さい。

回転トルクＴが規定値Ｔ１以上である場合は（ステップＳ２でＹｅｓ）ステップＳ３へ進む。回転トルクＴが所定値Ｔ１以上であるということは、感光体ドラム１の表面の摩擦係数μが大きくなっているということである。即ち、前述のように表面保護層２２の硬度が高くなっている（フッ素の含有率が低くなっている）ので、研磨量を増加する方向に研磨条件を変更する。

ステップＳ３では、摺擦ローラー６３の線速度ｖ１をｖ２（ｖ１＜ｖ２）に変化させて感光体ドラム１の線速度Ｖとの差を大きくし、摺擦ローラー６３の押圧力ｐ１をｐ２（ｐ１＜ｐ２）に変化させて研磨量を増加させる。なお、摺擦ローラー６３の線速度ｖ１をｖ２に変化させて感光体ドラム１の線速度Ｖとの差を大きくするか、或いは摺擦ローラー６３の押圧力ｐ１をｐ２に変化させるかの何れか一方のみを実行してもよい。また、摺擦ローラー６３の線速度ｖ１が感光体ドラム１の線速度Ｖより遅い速度である場合は、線速度ｖ２をｖ１よりも遅い速度として感光体ドラム１の線速度Ｖとの線速差を大きくすればよい。

この研磨条件の変更によれば、単位時間当たりの研磨量が増加するため、研磨時間を変更しなくとも研磨量を増加させることができる。従って、非画像形成時における感光体研磨モードの実行頻度を低減することができ、画像形成装置１００の画像形成効率（生産性）の低下を極力抑制することができる。なお、図５では線速度と押圧力の両方の変化による研磨条件の変更を１つのステップとしているが、別々のステップとしてもよい。研磨条件が変更されるとステップＳ４へ進む。

次に、ステップＳ１と同様に画像形成動作が行われる（ステップＳ４）。このとき、摺擦ローラー６３は、感光体ドラム１に押圧力ｐ２で押圧され、感光体ドラム１との対向部分において同方向（トレール方向）に、感光体ドラム１の線速度Ｖより速い線速度ｖ２で回転しており、感光体ドラム１の表面の残留トナーをクリーニングするとともに感光体ドラム１表面を研磨する。そして、画像形成動作とともにトルク検出部３７により摺擦ローラー６３の回転トルクＴが検知される。ステップＳ４の画像形成動作が実行されるとステップＳ５に進む。

次に、制御部３０は、トルク検出部３７により検知された摺擦ローラー６３の回転トルクが予め定められた規定値Ｔ１以上であるか否かを判断する（ステップＳ５）。回転トルクＴが規定値Ｔ１以上の場合は（ステップＳ５でＹｅｓ）ステップＳ６へ進む。

ステップＳ５において回転トルクＴが規定値Ｔ１以上であるということは、ステップ３において研磨量を増加させる方向に研磨条件を変更してもなお、感光体ドラム１の表面が十分に研磨されず、摩擦係数μが大きい状態であるということである。そのため、さらに研磨量を増加させる方向に研磨条件が変更される。具体的には、画像形成動作中に実行される研磨に加えて、画像形成動作後の非画像形成時において現像装置４から感光体ドラム１上にトナーを吐出し、感光体ドラム１および摺擦ローラー６３を回転駆動させる感光体研磨モードを実行する（ステップＳ６）。感光体研磨モードでは、感光体ドラム１表面を効率良く研磨するために、回転トルクＴの大きさに応じて実行時間を延長したり、摺擦ローラー６３を感光体ドラム１との対向部分において逆方向（カウンター方向）に回転させたりしてもよい。

なお、後述する図７で示すように、感光体研磨モードは所定枚数当たりの平均印字率Ｉが既定値以下の場合に、現像ローラー４ａ上の劣化トナーを吐出する目的で実行される場合もある。第１の制御例では、ステップＳ５において回転トルクＴが規定値Ｔ１以上であるとき、感光体研磨モードを平均印字率に関係なく独立して実行するようにしているが、図７に示すように平均印字率Ｉと回転トルクＴとに基づいて感光体研磨モードの実行の要否、および感光体研磨モードにおけるトナー吐出量を決定してもよい。

このように感光体研磨モードを実行することにより、感光体ドラム１の表面を確実に研磨することができ、画像流れの原因となる感光体ドラム１の表面に付着した放電生成物等を確実に除去することができる。感光体研磨モードが実行されるとステップＳ４へ戻り、画像形成動作及び画像形成動作中の研磨処理が行われ、再びステップＳ５の処理が実行される。

ステップＳ５において回転トルクＴが規定値Ｔ１より小さい場合は（ステップＳ５でＮｏ）、ステップＳ３において研磨量が増加する方向に研磨条件を変更したこと、またはステップＳ６において感光体研磨モードを実行したことにより、感光体ドラム１の表面が十分に研磨され、摩擦抵抗μが低下したということである。即ち、感光体ドラム１の表面の硬度も低下したということとなるため、ステップＳ３で変更した研磨条件を初期化する（ステップＳ７）。

具体的には、摺擦ローラー６３の線速度をｖ１、押圧力をｐ１に戻すように研磨条件の変更がなされる。これにより、表面保護層２２の硬度が低い部分（フッ素の含有率が高く、画像流れが生じにくい部分）を必要以上に研磨して感光体ドラム１の寿命が短くなることを防止できる。

（第２の制御例）
次に、画質低下抑制制御の第２の制御例について説明する。第２の制御例では、トルク検出部３７によって検知される摺擦ローラー６３の回転トルクに応じて摺擦ローラー６３へのトナー供給量を変更する。具体的には、摺擦ローラー６３の回転トルクが大きいときに摺擦ローラー６３へのトナー供給量を増加させ、回転トルクが小さいときに摺擦ローラー６３へのトナー供給量を減少させる。摺擦ローラー６３へのトナー供給量を変更する方法としては、現像ローラー４ａに印加する現像電圧、或いは転写ローラー５に印加する転写電圧を調整する方法が挙げられる。また、感光体研磨モードを実行する場合は現像装置４からのトナー吐出量を調整する方法が挙げられる。

図６は、第１実施形態の画像形成装置１００における画質低下抑制制御の第２の制御例を示すフローチャートである。必要に応じて図１〜図４を参照しながら図６のステップに沿って第２の制御例を説明する。摺擦ローラー６３の回転方向や線速度、感光体ドラム１に対する押圧力、回転トルクの既定値Ｔ１の決定方法等は第１の制御例と同様である。

先ず、通常の画像形成動作が行われる（ステップＳ１）。このときトルク検出部３７により摺擦ローラー６３の回転トルクＴが検知される。ステップＳ１の画像形成動作が実行されるとステップＳ２に進む。

次に、制御部３０は、トルク検出部３７により検知された摺擦ローラー６３の回転トルクが予め定められた規定値Ｔ１以上であるか否かを判断する（ステップＳ２）。回転トルクＴが規定値Ｔ１以上である場合は（ステップＳ２でＹｅｓ）ステップＳ３へ進む。回転トルクＴが所定値Ｔ１以上であるということは、感光体ドラム１の表面の摩擦係数μが大きくなっているということである。即ち、前述のように表面保護層２２の硬度が高くなっている（フッ素の含有率が低くなっている）ので、研磨量を増加する方向に研磨条件が変更される。

ステップＳ３では、現像ローラー４ａに印加される現像電圧Ｖｄ１をＶｄ２（Ｖｄ１＜Ｖｄ２）に変化させ、転写ローラー５に印加される転写電圧Ｖｔ１をＶｔ２（Ｖｔ１＞Ｖｔ２）に変化させてトナー供給量を増加させる。なお、現像電圧Ｖｄ１をＶｄ２に変化させる（大きくする）か、或いは転写電圧Ｖｔ１をＶｔ２に変化させる（小さくする）かの何れか一方のみを実行してもよい。但し、本制御例のように現像電圧および転写電圧の両方を変化させる方が印字濃度の変化が少なくなるため好ましい。

この研磨条件の変更によれば、摺擦ローラー６３へのトナー供給量が増加することにより単位時間当たりの研磨量が増加するため、研磨時間を延長せずに研磨量を増加させることができる。従って、非画像形成時に感光体研磨モードを実行することによる画像形成装置１００の画像形成効率（生産性）の低下を極力抑制することができる。なお、ステップＳ２において回転トルクＴが規定値Ｔ１より小さい場合は（ステップＳ２でＮｏ）、現像電圧Ｖｄ１、転写電圧Ｖｔ１を変化させずにステップＳ１へ戻り、画像形成動作が実行された後、ステップＳ２が繰り返される。

次に、ステップＳ１と同様に画像形成動作が行われる（ステップＳ４）。このとき、摺擦ローラー６３は、感光体ドラム１の表面の残留トナーをクリーニングするとともに感光体ドラム１表面を研磨する。そして、画像形成動作とともにトルク検出部３７により摺擦ローラー６３の回転トルクＴが検知される。ステップＳ４の画像形成動作が実行されるとステップＳ５に進む。

次に、制御部３０は、トルク検出部３７により検知された摺擦ローラー６３の回転トルクが予め定められた規定値Ｔ１以上であるか否かを判断する（ステップＳ５）。

ステップＳ５において回転トルクＴが規定値Ｔ１以上であるということは、ステップ３において摺擦ローラー６３へのトナー供給量が増加する方向に現像条件および転写条件を変更してもなお、感光体ドラム１の表面の放電生成物が十分に除去されず、摩擦係数μが大きい状態であることを示している。そのため、さらに研磨量を増加させる方向に研磨条件が変更される。具体的には、画像形成動作中に実行される研磨に加えて、画像形成動作後の非画像形成時において現像装置４から感光体ドラム１上にトナーを吐出し、感光体ドラム１および摺擦ローラー６３を回転駆動させる感光体研磨モードを実行する（ステップＳ６）。

このように感光体研磨モードを実行することにより、感光体ドラム１の表面を確実に研磨することができ、画像流れの原因となる感光体ドラム１の表面に付着した放電生成物等を確実に除去することができる。感光体研磨モードが実行されるとステップＳ４へ戻り、画像形成動作及び画像形成動作中の研磨処理が行われ、再びステップＳ５の処理が実行される。

ステップＳ５において回転トルクＴが規定値Ｔ１より小さい場合は（ステップＳ５でＮｏ）、ステップＳ３において現像条件および転写条件を変更したこと、またはステップＳ７において感光体研磨モードを実行したことにより、放電生成物の発生および感光体ドラム１への付着が抑制され、摩擦抵抗μが低下したということである。即ち、感光体ドラム１の表面保護層２２の硬度も低下したということとなるため、ステップＳ３で変更した現像条件および転写条件を初期化する（ステップＳ７）。具体的には、現像電圧をＶｄ２からＶｄ１に戻し、転写電圧をＶｔ２からＶｔ１に戻す。これにより、感光体ドラム１へのトナーの供給過剰を防止できる。

図７は、図６に示した第２の制御例における感光体研磨モードの実行制御例を示すフローチャートである。図７のステップに沿って感光体研磨モードにおける摺擦ローラー６３へのトナー供給量の増加手順について説明する。

低印字率の画像を連続して印字する場合は現像ローラー４ａに担持されたトナーの劣化が促進されるため、現像ローラー４ａから感光体ドラム１上へトナーを吐出する必要がある。つまり、感光体研磨モードにおける感光体ドラム１上へのトナー吐出量は、感光体ドラム１の表面状態以外のファクター（印字率）も関係している。そこで、制御部３０は、所定の印字枚数毎に平均印字率Ｉを算出し、平均印字率Ｉが予め定められた規定値（閾値）Ｉ０以下であるか否かを判断する（ステップＳ６１）。

平均印字率Ｉが規定値Ｉ０以下である場合（ステップＳ６１でＹｅｓ）は、印字率のファクターに基づくトナー吐出量（トナー吐出長）として、平均印字率Ｉと既定値Ｉ０との差分（Ｉ０−Ｉ）に係数ｋを乗じたトナー吐出量Ａ０［ｍｍ］を決定する（ステップＳ６２）。一方、平均印字率Ｉが規定値Ｉ０を超える場合（ステップＳ６１でＮｏ）は、印字率のファクターに基づくトナーの吐出は不要であるためトナー吐出量Ａ０＝０［ｍｍ］とする（ステップＳ６３）。

次に、制御部３０は、トルク検出部３７により検知された摺擦ローラー６３の回転トルクが予め定められた規定値Ｔ１以上であるか否かを判断する（ステップＳ６４）。ステップＳ６４において回転トルクＴが規定値Ｔ１以上の場合は（ステップＳ６４でＹｅｓ）、図６のステップＳ３において研磨量を増加させる方向に現像条件および転写条件を変更してもなお、感光体ドラム１の表面が十分に研磨されず、摩擦係数μが大きい状態であることを示している。そのため、画像形成動作後の非画像形成時に実行される感光体研磨モードにおいて、さらに研磨量を増加させる方向に研磨条件が変更される。

具体的には、感光体ドラム１の表面状態を考慮した実際のトナー吐出量として、ステップＳ６２またはＳ６３で決定された平均印字率Ｉに基づくトナー吐出量Ａ０［ｍｍ］に所定値Ａｔ［ｍｍ］を加算したトナー吐出量Ａ［ｍｍ］を決定する（ステップＳ６５）。所定値Ａｔ［ｍｍ］は回転トルクＴに応じて可変され、回転トルクＴが大きくなるほど所定値Ａｔ［ｍｍ］を大きくしてトナー吐出量Ａ［ｍｍ］を増加する。なお、ここではトナー吐出量を増加する方法として、トナーの吐出時間を長く（トナー吐出長を長く）する方法を用いているが、現像ローラー４ａに印加される現像電圧を大きくする方法を用いてもよい。

一方、ステップＳ６４において回転トルクＴが規定値Ｔ１より小さい場合は（ステップＳ６４でＮｏ）、図６のステップＳ３において研磨量が増加する方向に現像条件および転写条件を変更したことにより、感光体ドラム１の表面が十分に研磨され、摩擦抵抗μが低下したことを示している。即ち、感光体ドラム１の表面保護層２２の硬度も低下したということになるため、ステップＳ６２またはＳ６３で決定された吐出量Ａ０［ｍｍ］をそのまま実際のトナー吐出量Ａ［ｍｍ］とする（ステップＳ６６）。

そして、ステップＳ６５またはＳ６６で決定されたトナー吐出量Ａ［ｍｍ］が０［ｍｍ］よりも大きいか否かを判断する（ステップＳ６７）。即ち、平均印字率Ｉが既定値Ｉ０以下、若しくは回転トルクＴが規定値Ｔ１以上の少なくとも一方を満たす場合はＡ＞０であるから（ステップＳ６７でＹｅｓ）、現像ローラー４ａから感光体ドラム１上にトナー吐出量Ａ［ｍｍ］でトナーを吐出し、感光体ドラム１および摺擦ローラー６３を回転駆動させる感光体研磨モードを実行する（ステップＳ６８）。

一方、平均印字率Ｉが既定値Ｉ０よりも大きく、且つ回転トルクＴが規定値Ｔ１よりも小さい場合はＡ＝０であるから（ステップＳ６７でＮｏ）、感光体研磨モードを実行せずに処理を終了する。以上のようにして、平均印字率Ｉおよび摺擦ローラー６３の回転トルクＴに基づいて感光体研磨モードにおけるトナー供給量を適切に決定することができる。

上述した第１および第２の制御例によれば、摺擦ローラー６３の回転トルクを測定することで、感光体ドラム１の駆動トルクを測定する場合に比べて耐久要因によるトルク変動が小さくなり、感光体ドラム１表面の摩擦抵抗μの変化をより精度よく検知することができる。その結果、感光体ドラム１の表面保護層２２を適切に研磨することができるようになり、感光体ドラム１の耐用期間の終期まで画像流れを防止して画像品質を維持することができ、且つ感光体ドラム１の長寿命化も達成することができる。

（第３の制御例）
次に、画質低下抑制制御の第３の制御例について説明する。第３の制御例では、トルク検出部３７によって検知される摺擦ローラー６３の回転トルクに応じて帯電ローラー２３へ印加する帯電電圧を変更する。一般にアモルファスシリコン感光体に帯電を行う場合、帯電ローラー２３に印加する帯電電圧として交流電圧を用いる。この交流電圧のＶｐｐ（ピークツーピーク値、最大電圧と最小電圧の差）を摺擦ローラー６３の回転トルクに応じて変動させる。回転トルクが基準値より大きくなり放電生成物が増加したと考えられる場合はＶｐｐを基準値よりも低下させ、画像形成時に発生する放電生成物の発生量を抑える制御を行う。この状態で感光体ドラム１の表面を研磨する（放電生成物を削り取る）制御を行うことで、Ｖｐｐを低下させない場合と比較して画像形成時の研磨や感光体研磨モードによる放電生成物の除去効果を高めることができる。なお、Ｖｐｐを低下させることで感光体ドラム１の帯電ムラが生じやすくなるため、Ｖｐｐは必要以上に低下させないようにする。

図８は、第１実施形態の画像形成装置１００における画質低下抑制制御の第３の制御例を示すフローチャートである。必要に応じて図１〜図４を参照しながら図８のステップに沿って第２の制御例を説明する。摺擦ローラー６３の回転方向や線速度、感光体ドラム１に対する押圧力、回転トルクの既定値Ｔ１の決定方法等は第１および第２の制御例と同様である。

先ず、通常の画像形成動作が行われる（ステップＳ１）。このときトルク検出部３７により摺擦ローラー６３の回転トルクＴが検知される。ステップＳ１の画像形成動作が実行されるとステップＳ２に進む。

次に、制御部３０は、トルク検出部３７により検知された摺擦ローラー６３の回転トルクが予め定められた規定値Ｔ１以上であるか否かを判断する（ステップＳ２）。回転トルクＴが規定値Ｔ１より小さい場合は（ステップＳ２でＮｏ）ステップＳ１へ戻り、画像形成動作が実行された後、ステップＳ２が繰り返される。回転トルクＴが規定値Ｔ１以上にならなければ、継続して画像形成動作が行われる。

回転トルクＴが規定値Ｔ１以上である場合は（ステップＳ２でＹｅｓ）ステップＳ３へ進む。回転トルクＴが所定値Ｔ１以上であるということは、感光体ドラム１の表面の摩擦係数μが大きくなっていることを示している。即ち、前述のように表面保護層２２の硬度が高くなっている（フッ素の含有率が低くなっている）ので、感光体ドラム１上に付着する放電生成物の発生量を抑える方向に帯電条件が変更される。

ステップＳ３では、帯電ローラー２３に印加される帯電電圧のＶｐｐをＶｐｐ１からＶｐｐ２（Ｖｐｐ１＞Ｖｐｐ２）に変化させる。このように帯電電圧のＶｐｐを変更することにより、画像形成時における放電生成物の発生量が低減されるため、摺擦ローラー６３によって感光体ドラム１に付着した放電生成物を短時間で除去することができる。従って、非画像形成時に研磨を行って画像形成装置１００の画像形成効率（生産性）を低下させることがない。帯電電圧が変更されるとステップＳ４へ進む。

次に、ステップＳ１と同様に画像形成動作が行われる（ステップＳ４）。このとき、摺擦ローラー６３は、感光体ドラム１の表面の残留トナーをクリーニングするとともに感光体ドラム１表面を研磨する。そして、画像形成動作とともにトルク検出部３７により摺擦ローラー６３の回転トルクＴが検知される。ステップＳ４の画像形成動作が実行されるとステップＳ５に進む。

次に、制御部３０は、トルク検出部３７により検知された摺擦ローラー６３の回転トルクが予め定められた規定値Ｔ１以上であるか否かを判断する（ステップＳ５）。

ステップＳ５において回転トルクＴが規定値Ｔ１以上であるということは、ステップ３において放電生成物の発生量を低減させる方向に帯電条件を変更してもなお、感光体ドラム１の表面の放電生成物が十分に除去されず、摩擦係数μが大きい状態であることを示している。そのため、さらに研磨量を増加させる方向に研磨条件が変更される。具体的には、画像形成動作中に実行される研磨に加えて、画像形成動作後の非画像形成時において現像装置４から感光体ドラム１上にトナーを吐出し、感光体ドラム１および摺擦ローラー６３を回転駆動させる感光体研磨モードを実行する（ステップＳ６）。

このように感光体研磨モードを実行することにより、感光体ドラム１の表面を確実に研磨することができ、画像流れの原因となる感光体ドラム１の表面に付着した放電生成物等を確実に除去することができる。感光体研磨モードが実行されるとステップＳ４へ戻り、画像形成動作及び画像形成動作中の研磨処理が行われ、再びステップＳ５の処理が実行される。

なお、第３の制御例では、第１の制御例と同様に、ステップＳ５において回転トルクＴが規定値Ｔ１以上であるとき、感光体研磨モードを平均印字率に関係なく独立して実行するようにしているが、図７に示したように平均印字率Ｉと回転トルクＴとに基づいて感光体研磨モードの実行の要否、および感光体研磨モードにおけるトナー吐出量を決定してもよい。

ステップＳ５において回転トルクＴが規定値Ｔ１より小さい場合は（ステップＳ５でＮｏ）、ステップＳ３において帯電条件を変更したこと、またはステップＳ６において感光体研磨モードを実行したことにより、放電生成物の発生および感光体ドラム１への付着が抑制され、摩擦抵抗μが低下したということである。即ち、感光体ドラム１の表面保護層２２の硬度も低下したということとなるため、ステップＳ３で変更した帯電条件を初期化する（ステップＳ７）。具体的には、帯電電圧のＶｐｐをＶｐｐ２からＶｐｐ１に戻す。これにより、帯電電圧の低下により感光体ドラム１の帯電ムラが発生し易くなることを防止できる。

上述した第３の制御例によれば、摺擦ローラー６３の回転トルクを測定することで、感光体ドラム１の駆動トルクを測定する場合に比べて耐久要因によるトルク変動が小さくなり、感光体ドラム１表面の摩擦抵抗μの変化をより精度よく検知することができる。その結果、感光体ドラム１の表面状態に応じて帯電電圧を適切に制御することができるようになり、放電生成物の生成を抑制して感光体ドラム１の耐用期間の終期まで画像流れの発生を防止するとともに、帯電電圧の低下による感光体ドラム１の帯電ムラの発生も極力抑制することができる。

図９は、本発明の第２実施形態に係る画像形成装置１００の画像形成部Ｐ周辺の部分拡大図であり、図１０は、第２実施形態の画像形成装置１００における制御経路の一例を示すブロック図である。第１実施形態の図２および図３と共通する部分には同一の符号を付して説明を省略する。

本実施形態では、感光体ドラム１の外周面に対向するヒーター７０を備え、ヒーター７０に通電することで感光体ドラム１を昇温可能となっている。そして、トルク検出部３７によって検知される摺擦ローラー６３の回転トルクに応じてヒーター７０のオン／オフ制御を行う。回転トルクが大きいときにヒーター７０をオンし、感光体ドラム１を昇温させてドラム表面の除湿を行うことで、ドラム表面に付着した放電生成物の吸湿を抑制して画像流れを抑制する。なお、ヒーター７０は感光体ドラム１の内部に配置してもよい。

例えば、３２℃、８０％の高温高湿環境下においてヒーター７０をオンすることにより感光体ドラム１を加熱開始し、画像流れを防止できる相対湿度６５％以下とするには約８時間の時間が必要となる。そのため、画像形成終了時における摺擦ローラー６３の回転トルクを検出し、検出結果に応じて、ヒーター７０をオンするか否かの判定を行う。回転トルクが所定の閾値以上になると感光体ドラム１の除湿が必要と判断され、その後の待機モード中においてヒーター７０をオンして感光体ドラム１の昇温を継続する。これにより、待機モード中の感光体ドラム１の吸湿を防止することが可能となり、待機モードからの復帰直後における画像流れの発生を防止することができる。

また、前述したように、画像流れが発生するか否かは感光体ドラム１表面の放電生成物の付着量と感光体ドラム１の吸湿度合いによって決まる。即ち、感光体ドラム１が高湿環境下に長時間放置されることが発生条件となる。そこで、摺擦ローラー６３の回転トルク（感光体ドラム１表面の放電生成物の付着量）と温湿度センサー４０により検知された湿度とを組み合わせた判定を行ってもより効果的である。例えば、温湿度センサー４０を用いて画像形成装置１００の設置環境が高湿環境下（例えば湿度６０％以上）にあるかどうかを検知し、検知結果と摺擦ローラー６３の回転トルクの検知結果とを組み合わせることで、画像流れの発生し易い条件下のみにおいてヒーター７０をオンするとこが可能になるため、画像形成装置１００のランニングコストを低減して省エネルギー化を図ることができる。

図１１は、第２実施形態の画像形成装置１００における画質低下抑制制御例を示すフローチャートである。必要に応じて図１、図９および図１０を参照しながら図１１のステップに沿って本実施形態の画質低下抑制制御例を説明する。摺擦ローラー６３の回転方向や線速度、感光体ドラム１に対する押圧力、回転トルクの既定値Ｔ１の決定方法等は第１実施形態の制御例と同様である。

先ず、通常の画像形成動作が行われる（ステップＳ１）。このときトルク検出部３７により摺擦ローラー６３の回転トルクＴが検知される。ステップＳ１の画像形成動作が実行されるとステップＳ２に進む。

次に、制御部３０は、トルク検出部３７により検知された摺擦ローラー６３の回転トルクが予め定められた規定値Ｔ１以上であるか否かを判断する（ステップＳ２）。回転トルクＴが規定値Ｔ１以上である場合は（ステップＳ２でＹｅｓ）、温湿度センサー４０により検知された湿度Ｈが予め定められた規定値Ｈ１以上であるか否かを判断する（ステップＳ３）。

湿度Ｈが規定値Ｈ１以上である場合は（ステップＳ３でＹｅｓ）、感光体ドラム１表面の放電生成物の付着量が多く、且つ高湿環境であるということである。そのため、感光体ドラム１上に付着する放電生成物の吸湿を抑えるためにヒーター７０がオンされる（ステップＳ４）。

一方、ステップＳ２で回転トルクＴが規定値Ｔ１より小さい場合（ステップＳ２でＮｏ）、またはステップＳ３で湿度Ｈが規定値Ｈ１より小さい場合（ステップＳ３でＮｏ）は、ヒーター７０をオフ状態のままとする（ステップＳ５）。そしてステップＳ１へ戻り、再び画像形成動作が実行される。

上述の制御例によれば、摺擦ローラー６３の回転トルクを測定することで、感光体ドラム１の駆動トルクを測定する場合に比べて耐久要因によるトルク変動が小さくなり、感光体ドラム１表面の摩擦抵抗μの変化をより精度よく検知することができる。その結果、感光体ドラム１の表面状態に応じてヒーター７０のオン／オフを適切に制御することができるようになり、感光体ドラム１の耐用期間の終期まで画像流れの発生を防止することができる。

また、回転トルクＴが規定値Ｔ１以上であり、且つ湿度Ｈが規定値Ｈ１以上である場合のみヒーター７０がオンされるため、ヒーター７０の使用を画像流れの発生し易い条件が揃ったときのみに限定することができる。従って、ヒーター７０の使用による消費電力の増加を極力抑えつつ画像流れの発生を抑制することができる。

図１２は、本発明の第３実施形態に係る画像形成装置１００の画像形成部Ｐ周辺の部分拡大図であり、図１３は、第３実施形態の画像形成装置１００における制御経路の一例を示すブロック図である。第１実施形態の図２および図３と共通する部分には同一の符号を付して説明を省略する。

本実施形態では、感光体ドラム１の表面にステアリン酸亜鉛を塗布する塗布装置８０を備えている。ステアリン酸亜鉛は、感光体ドラム１の表面摩擦係数を低下させるとともに、感光体ドラム１の表面に付着する放電生成物への水分の吸着を抑制する効果を有する。従って、感光体ドラム１の表面にステアリン酸亜鉛を塗布することで、放電生成物への水分の吸着による画像流れの影響を緩和することができる。

塗布装置８０は、ステアリン酸亜鉛ブロック８１と、ステアリン酸亜鉛ブロック８１に接触する塗布ローラー８２とを有する。塗布ローラー８２によって感光体ドラム１の表面に塗布されたステアリン酸亜鉛は、感光体ドラム１の回転方向に対し下流側に配置されたクリーニングブレード６２によって均一に塗り広げられる。塗布装置８０は接離装置８５によって感光体ドラム１に対し接触または離間可能に構成されている。

図１４は、第３実施形態の画像形成装置１００における画質低下抑制制御例を示すフローチャートである。必要に応じて図１、図１２および図１３を参照しながら図１４のステップに沿って本実施形態の画質低下抑制制御例を説明する。摺擦ローラー６３の回転方向や線速度、感光体ドラム１に対する押圧力、回転トルクの既定値Ｔ１の決定方法等は第１実施形態の制御例と同様である。なお、塗布装置８０はデフォルト状態で感光体ドラム１から離間している。

先ず、通常の画像形成動作が行われる（ステップＳ１）。このときトルク検出部３７により摺擦ローラー６３の回転トルクＴが検知される。ステップＳ１の画像形成動作が実行されるとステップＳ２に進む。

次に、制御部３０は、トルク検出部３７により検知された摺擦ローラー６３の回転トルクが予め定められた規定値Ｔ１以上であるか否かを判断する（ステップＳ２）。回転トルクＴが規定値Ｔ１より小さい場合は（ステップＳ２でＮｏ）、塗布装置８０を離間状態に維持する（ステップＳ３）。そして、回転トルクＴが規定値Ｔ１以上にならなければ、連続して画像形成動作が行われる。

回転トルクＴが規定値Ｔ１以上である場合は（ステップＳ２でＹｅｓ）ステップＳ３へ進む。回転トルクＴが所定値Ｔ１以上であるということは、感光体ドラム１の表面の摩擦係数μが大きくなっているということである。即ち、前述のように表面保護層２２の硬度が高くなっている（フッ素の含有率が低くなっている）ので、塗布装置８０を感光体ドラム１の表面に接触させて（ステップＳ４）感光体ドラム１の表面にステアリン酸亜鉛を塗布する。その後、ステップＳ１へ戻り、以下同様の手順で塗布装置８０の接触／離間制御を繰り返す。

このように、トルク検出部３７によって検知される摺擦ローラー６３の回転トルクに応じて感光体ドラム１に対する塗布装置８０の接触／離間制御を行うことで、感光体ドラム１の表面に付着した放電生成物の吸湿を抑制して画像流れを抑制するとともに、不必要なステアリン酸亜鉛の塗布によるステアリン酸亜鉛ブロック８１の消耗も抑制することができる。

なお、上記実施形態では感光体ドラム１の回転方向に対しクリーニング装置６の上流側に塗布装置８０を配置し、ステアリン酸亜鉛を塗布ローラー８２によって塗布するとともに、クリーニングブレード６２を用いてステアリン酸亜鉛を塗り広げる構成としたが、図１５に示すように、塗布装置８０を感光体ドラム１の回転方向に対しクリーニング装置６の下流側に配置してもよい。図１５の構成では、塗布装置８０はステアリン酸亜鉛ブロック８１、塗布ローラー８２に加えて均し部材８３を備えており、塗布ローラー８２の下流側に配置された均し部材８３を用いてステアリン酸亜鉛を塗り広げる。

また、上記実施形態ではステアリン酸亜鉛を塗布することで放電生成物の吸湿を抑制しているが、ステアリン酸亜鉛に限らず、画像形成処理に悪影響を与えないような固体疎水性潤滑剤を塗布することができる。固体疎水性潤滑剤としては、ステアリン酸亜鉛以外の高級脂肪酸の金属塩、コロイド状シリカ、天然ワックスが挙げられる。高級脂肪酸の金属塩としては、例えばステアリン酸バリウム、ステアリン酸鉛、ステアリン酸鉄、ステアリン酸ニッケル、ステアリン酸コバルト、ステアリン酸銅、ステアリン酸ストロンリチウム、ステアリン酸カルシウム、ステアリン酸カドミウム、ステアリン酸マグネシウム、オレイン酸亜鉛、オレイン酸鉛、オレイン酸鉄、オレイン酸コバルト、オレイン酸銅、オレイン酸マグネシウム、パルミチン酸亜鉛、パルミチン酸コバルト、パルミチン酸銅、パルミチン酸カルシウム、パルミチン酸アルミニウム、パルミチン酸マグネシウム、カプリル酸鉛、カプロン酸鉛、リノレン酸亜鉛、リノレン酸コバルト、リノレン酸カルシウム等が挙げられる。天然ワックスとしては、例えばカルナバワックスが挙げられる。

以上説明したように、本実施形態の画像形成装置１００によると、感光体ドラム１（感光層１ｂ）の表面状態を、感光体ドラム１に接触する摺擦ローラー６３の回転トルクＴにより判断する。そして、回転トルクＴが規定値Ｔ１以上である場合に、感光体ドラム１の表面に放電生成物が付着したと判断して画質低下抑制処理を実行する。これにより、感光体ドラム１の耐用期間を通じて画像流れの発生を抑制するとともに、画質低下抑制処理の実行頻度を必要最小限に抑えることができ、画像形成効率を極力低下させることなく画像品質を維持することができる。さらに、画像形成装置１００のランニングコストも抑制することができる。

その他本発明は、上記各実施形態に限定されず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。例えば、上記各実施形態を組み合わせた構成も本発明の範囲に含まれるのはもちろんである。

また、上記各実施形態では、摺擦ローラー６３の回転トルクの規定値Ｔ１は、予め設定されてＨＤＤ３３に記憶されているが、この構成に限られず、例えば使用開始後に算出されてＨＤＤ３３に記憶されてもよい。また、規定値Ｔ１が記憶される記憶部は、ＨＤＤ３３に限定されるものではない。規定値Ｔ１が出荷前に予め設定される場合は、ＲＯＭ３１に記憶されていてもよい。この場合は、ＲＯＭ３１が記憶部となる。

本発明は、感光層と表面保護層が形成される感光体を備えた画像形成装置に利用可能である。本発明の利用により、感光体に接触する研磨部材のトルク変動を用いて、新たな検知手段を設けることなく感光体の表面の摩擦抵抗の増加度合いを精度良く検知可能であり、検知結果を用いて画質低下抑制処理を適切に実行可能な画像形成装置を提供することができる。

１ 感光体ドラム
１ａ ドラム素管
１ｂ 感光層
２ 帯電装置
４ 現像装置
４ａ 現像ローラー
５ 転写ローラー
６ クリーニング装置
２２ 表面保護層
２３ 帯電ローラー（帯電部材）
３０ 制御回路（制御部）
３１ ＲＯＭ（記憶部）
３３ ＨＤＤ（記憶部）
３４ 電圧制御回路（電圧印加装置）
３５ 駆動モーター（駆動装置）
３７ トルク検出部
３８ 温湿度センサー（湿度検知部）
６２ クリーニングブレード
６３ 摺擦ローラー（研磨部材）
８０ 塗布装置
８５ 接離装置
１００ 画像形成装置

Claims (18)

1. 感光層と、該感光層の表面に形成される前記感光層よりも硬度の大きい表面保護層と、を有する感光体と、
   前記感光体を帯電させる帯電部材と、
   前記帯電部材により帯電された前記感光体の表面に静電潜像を形成する露光装置と、
   研磨粒子を含むトナーを担持するトナー担持体を有し、前記トナー担持体から前記感光体にトナーを供給して前記静電潜像をトナー像に現像する現像装置と、
   前記感光体上に形成された前記トナー像を記録媒体に転写する転写部材と、
   前記感光体に接触する外周面に弾性層を有し、画像形成時に前記感光体に接触した状態で前記感光体に対し線速差をもって回転することで前記感光体の表面を研磨する研磨部材と、
   前記研磨部材を回転駆動する駆動装置と、
   前記帯電部材、前記トナー担持体、および前記転写部材に電圧を印加する電圧印加装置と、
   前記研磨部材を回転駆動する際の前記駆動装置のトルクを検出するトルク検出部と、
   前記トルク検出部により検出された前記駆動装置のトルクに基づいて前記感光体の表面への放電生成物の付着状態を予測する制御部と、
   を備え、
   前記制御部は、画像形成時に前記トルク検出部により検出された前記駆動装置のトルクが所定以上であるとき、前記放電生成物による画質の低下を抑制する画質低下抑制処理を行うことを特徴とする画像形成装置。
2. 前記制御部は、前記トルク検出部により検出された前記駆動装置のトルクが所定以上であるとき、前記感光体に対する前記研磨部材の線速差または前記感光体に対する前記研磨部材の押圧力の少なくとも一方を大きくす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、前記トルク検出部により検出された前記駆動装置のトルクが所定以上であるとき、画像形成時に前記トナー担持体に印加される現像電圧を上昇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。
4. 前記制御部は、前記トルク検出部により検出された前記駆動装置のトルクが所定以上であるとき、画像形成時に前記転写部材に印加される転写電圧を低下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。
5. 前記電圧印加装置は、直流電圧と交流電圧とを重畳した帯電電圧を前記帯電部材に印加し、
   前記制御部は、前記トルク検出部により検出された前記駆動装置のトルクが所定以上であるとき、画像形成時に前記帯電部材に印加される前記交流電圧のピークツーピーク値を低下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。
6. 前記感光体を加熱するヒーターを備え、
   前記制御部は、前記トルク検出部により検出された前記駆動装置のトルクが所定以上であるとき、前記ヒーターへの通電をオンにすることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
7. 前記感光体周辺の湿度を検知する湿度検知部を備え、
   前記制御部は、前記トルク検出部により検出された前記駆動装置のトルクが所定以上であり、且つ前記湿度検知部により検知された湿度が所定以上であるとき、前記ヒーターへの通電をオンに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. 前記感光体の表面に固体疎水性潤滑剤を塗布する塗布装置を備え、
   前記制御部は、前記トルク検出部により検出された前記駆動装置のトルクが所定以上であるとき、前記塗布装置による前記固体疎水性潤滑剤の塗布量を増加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。
9. 前記塗布装置を前記感光体に対して接触または離間させる接離装置を有し、
   前記制御部は、前記トルク検出部により検出された前記駆動装置のトルクが所定以上であるとき、前記塗布装置を前記感光体に接触させることを特徴とする請求項８に記載の画像形成装置。
10. 前記塗布装置は、前記固体疎水性潤滑剤のブロックと、前記固体疎水性潤滑剤のブロックおよび前記感光体に接触する塗布ローラーと、を有することを特徴とする請求項８に記載の画像形成装置。
11. 前記固体疎水性潤滑剤が、ステアリン酸亜鉛であることを特徴とする請求項８乃至請求項１０のいずれかに記載の画像形成装置。
12. 非画像形成時に前記現像装置から前記感光体表面にトナーを吐出するとともに、前記研磨部材を用いて前記感光体の表面を研磨する感光体研磨モードを実行可能であり、
    前記制御部は、前記トルク検出部により検出された前記駆動装置のトルクが所定以上であるとき、前記感光体研磨モードを実行することを特徴とする請求項１乃至請求項１１のいずれかに記載の画像形成装置。
13. 前記制御部は、前記感光体研磨モードの実行後に前記トルク検出部により検出された前記駆動装置のトルクが所定以上であるとき、次回の前記感光体研磨モードの実行時間を延長することを特徴とする請求項１２に記載の画像形成装置。
14. 前記制御部は、前記感光体研磨モードの実行後に前記トルク検出部により検出された前記駆動装置のトルクが所定以上であるとき、次回の前記感光体研磨モードの実行時における前記現像装置から前記感光体へのトナー吐出量を増加することを特徴とする請求項１２又は請求項１３に記載の画像形成装置。
15. 前記制御部は、前記感光体研磨モードの実行後に前記トルク検出部により検出された前記駆動装置のトルクが所定以上であるとき、次回の前記感光体研磨モードの実行時に前記研磨部材を前記感光体との対面位置において逆方向に回転させることを特徴とする請求項１２乃至請求項１４のいずれかに記載の画像形成装置。
16. 前記感光体は、前記感光層がアモルファスシリコン感光層であり、前記表面保護層がフッ素を含有する非晶質カーボンまたは非晶質シリコンカーバイドからなることを特徴とする請求項１乃至請求項１５のいずれかに記載の画像形成装置。
17. 前記感光体は、前記感光層が有機感光層であり、前記表面保護層が電荷輸送材料を含有する電荷輸送性硬化膜からなることを特徴とする請求項１乃至請求項１５のいずれかに記載の画像形成装置。
18. 前記トルク検出部は、前記駆動装置の出力電流値を検出することで前記研磨部材の回転トルクを検出することを特徴とする請求項１乃至請求項１７のいずれかに記載の画像形成装置。

Images