JP7447532B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、像担持体を用いた画像形成を行う画像形成装置に関する。

電子写真方式の画像形成装置において、像担持体としての感光体に形成された静電潜像を、現像装置によりトナーとキャリアと含む現像剤を供給してトナー像に現像することが行われる。さらに、感光体に形成されたトナー像を記録媒体に転写して画像形成が行われる。
転写後には感光体上に微量のトナーが残留する為、多くの場合残留トナーを除去する為のクリーニング部材を有している。クリーニング部材は、ブレードやブラシなどが用いられ、感光体上に残留したトナーを機械的もしくは電気的な作用で清掃する。
上記感光体は、使用に応じて軸方向（幅方向）について摩擦力に差異が生じる事がある。上記ブレードクリーニングにおいては、軸方向における当接状態が変化し、これによりトナー等の微小なすり抜け状態が部分的に変化し、部分的に下流プロセスを汚すことで画像濃度ムラの原因となり、形成画像の画質低下の原因となる。

従来の画像形成装置では、感光体のクリーニングブレードの両端部について摩擦力を求め、両端部で違いが生じた場合に、これらの違いが小さくなるように調整を行っていた（例えば、特許文献１参照）。

特開２００７－０８６５９１号公報

しかしながら、特許文献１の画像形成装置は、クリーニングブレードの摩擦力を求めているに過ぎず、感光体の摩擦力を検出するものではなかった。また、両端部の摩擦力の差を低減するための技術であり、両端部以外の摩擦力変動に対応することはできなかった。

本発明は、像担持体の摩擦力をより効果的に測定することをその目的とする。

以上の課題を解決するために、本発明は、
像担持体と、
前記像担持体上の現像剤を除去するクリーニング部材を有する画像形成装置において、
前記像担持体の担持面に働く摩擦力を測定するための摩擦力測定手段と、
前記摩擦力測定手段により測定された摩擦力の状態の良否を判定する判定手段とを備え、
前記摩擦力測定手段は、前記像担持体に当接させる測定子と、
前記測定子が前記像担持体から受ける摩擦力を測定する測定部とを有し、
前記判定手段は、前記像担持体の初期摩擦力、環境温度及び前記像担持体の走行距離をパラメータとする基準摩擦力を摩擦力の閾値とし、前記摩擦力測定手段で測定された摩擦力が前記基準摩擦力を超えるか否かにより前記摩擦力の良否を判定することを特徴とする。

像担持体の摩擦力をより効果的に測定することが可能となる。

本発明の実施形態の画像形成装置１の概略構成を示すブロック図である。 画像形成装置の画像形成部を示す断面模式図である。 感光体ドラムの周囲の一部の構成のみを示した断面模式図である。 感光体ドラム及び滑剤塗布機構の一部の構成の斜視図である。 測定装置の測定子が担持面に当接した状態の動作説明図である。 測定装置の測定子が担持面に離間した状態の動作説明図である。 感光体ドラムの周囲の一部の構成のみを示した断面模式図である。 塗布部材清掃機構の斜視図である。 固定化部材清掃機構の斜視図である。 感光体ドラムの担持面がＸ軸方向について摩擦力が均一な理想的な状態で記録媒体の全体に形成されたハーフトーン画像を示す図である。 記録媒体の搬送方向に直交する方向の一部の範囲に搬送方向に沿った帯状のベタ領域が形成された画像を示す図である。 感光体ドラムの担持面がＸ軸方向について摩擦力が不均一な状態で記録媒体の全体に形成されたハーフトーン画像を示す図である。 感光体ドラムの担持面に生じる摩擦力の均一化を図るための動作制御を示すフローチャートである。 記録媒体に転写された形成画像を示す画像形成時の画像情報を説明するための図である。 摩擦力測定モードによる感光体ドラムの担持面の摩擦力の測定結果を示す線図であって、検出摩擦力と基準摩擦力とを併記している。 摩擦力測定モードによる感光体ドラムの担持面の摩擦力の測定結果を示す線図であって、摩擦力調整前の検出摩擦力と摩擦力調整後の検出摩擦力とを併記している。 滑剤塗布モードの実行前後のハーフトーンの形成画像である。

［発明の実施形態の概略］
以下に本発明の一実施形態につき図面を参照して説明する。以下は本発明の一実施形態であって本発明を限定するものではない。また、本実施形態で示す各種の設定数値は、全て例示であり、その数値に限定するものではない。

［装置概要］
図１は発明の実施形態の画像形成装置１の概略構成を示すブロック図、図２は画像形成装置１の画像形成部２を示す断面模式図、図３は感光体ドラム１０の周囲の一部の構成のみを示した断面模式図である。
画像形成装置１は、図１に示すように、電子写真式の画像形成装置であって、制御装置９０と、画像形成部２と、記憶装置９１と、インターフェース９２と、給紙装置９３と、排紙装置９４等を備えて構成されている。

図２に示すように本発明の実施形態に係る画像形成装置１の画像形成部２は、トナー像を担持する像担持体としての感光体ドラム１０と、帯電装置１１と、露光装置１２と、現像装置１３と、摩擦力測定手段としての測定装置４０と、キャリア回収装置１５と、中間転写ベルト１４と、クリーニング装置２０と、除電装置１６とを備える。
感光体ドラム１０の周囲に、感光体ドラム１０の回転方向に沿って帯電装置１１、露光装置１２、現像装置１３、測定装置４０、キャリア回収装置１５、中間転写ベルト１４、クリーニング装置２０、除電装置１６の順で配置される。

帯電装置１１は、感光体ドラム１０の表面を一定の電位に一様に帯電させる。帯電装置１１は、スコロトロン方式を例示するが、コロトロン方式、ローラー式等他の方式でもよい。
露光装置１２は、帯電装置１１によって帯電させられた感光体ドラム１０の外周面である担持面１０１を露光し、画像データに応じた静電潜像を形成する。現像装置１３は、感光体ドラム１０の担持面１０１に現像剤を供給して露光装置１２によって形成された静電潜像をトナー像に現像する。現像剤としては、トナーとキャリアからなる２成分現像剤が適用されている。

感光体ドラム１０の表面に付着したキャリアをキャリア回収装置１５により回収した後、感光体ドラム１０の担持面１０１に担持されたトナー像は中間転写ベルト１４に転写される。その後、中間転写ベルト１４から記録媒体にトナー像が転写され、定着処理される。
一方、クリーニング装置２０は、クリーニングブレード２１等によって感光体ドラム１０上のトナー等を堰き止めて、感光体ドラム１０を清掃する。除電装置１６は、感光体ドラム１０の担持面１０１を除電する。

中間転写ベルト１４は、感光体ドラム１０と接触する位置を上下方向に走行するよう設けられている。クリーニング装置２０は、中間転写ベルト１４のすぐ下流側に配置され、転写後の感光体ドラム１０の担持面１０１に残留したトナー等を除去する。
これらの一連の画像形成動作は、制御装置９０による各構成の動作制御によって実現する。制御装置９０は、各種の演算処理を行うＣＰＵと、上述した各構成の動作制御に関するプログラムが格納されたプログラムメモリと、ＣＰＵの処理に関する各種データをワークエリアに格納する作業メモリとを備える処理装置である。

なお、以下の説明では、中間転写ベルト１４が走行する上下方向をＺ軸方向、Ｚ軸方向に直交する感光体ドラム１０の回転軸方向をＸ軸方向、Ｘ軸方向及びＺ軸方向に直交する方向をＹ軸方向とする。本実施形態の画像形成装置１では、Ｘ軸方向とＹ軸方向とが水平となり、Ｚ軸方向が鉛直上下方向となる場合を例示する。

［クリーニング装置］
図１～図３によりクリーニング装置２０の構成を説明する。
クリーニング装置２０は、クリーニング部材としての平板状のクリーニングブレード２１と、感光体ドラム１０の担持面１０１に滑剤を塗布する滑剤塗布手段としての滑剤塗布機構２２と、これらを格納する筐体２３とを備えている。

クリーニングブレード２１は、弾性体（例えばポリウレタンゴム）からなるＸ軸方向に長尺な平板であり、Ｘ軸方向の長さが感光体ドラム１０の担持面のＸ軸方向の幅とほぼ等しく設定されている。
このクリーニングブレード２１は、Ｘ軸方向に沿った端縁部の先端を感光体ドラム１０の回転方向上流側に向けた状態で、自らの弾性力で担持面１０１に当接するように配置されている。これにより、感光体ドラム１０の回転により、一次転写後の感光体ドラム１０の担持面１０１上に残留する残留トナーや紙紛等の残留物を掻き取って除去することができる。
掻き落とされた残留トナー等は、筐体２３内の図示しない廃棄領域に収容される。

なお、クリーニング部材としては、クリーニングブレード２１に限らず、Ｘ軸方向に長尺なブラシで残留トナー等を掻き落とす構成としても良い。

図４は感光体ドラム１０及び滑剤塗布機構２２の一部の構成の斜視図である。図１～図４に示すように、滑剤塗布機構２２は、クリーニングブレード２１に対して感光体ドラム１０の回転方向下流側に配置されている。
この滑剤塗布機構２２は、塗布部材としてのブラシローラー２７と、滑剤棒２４と、滑剤押圧バネ２５と、固定化部材としての固定ブレード２６とを備えている。

ブラシローラー２７は、ローラー型のブラシであり、感光体ドラム１０の担持面１０１下部に摺接するようにＸ軸方向に沿った回転軸により回転可能に支持されている。ブラシローラー２７は、担持面１０１のＸ軸方向における全幅に渡って摺接可能な長さを有する。
滑剤棒２４は、例えば、ステアリン酸亜鉛製の棒状体であり、Ｘ軸方向に沿った状態で滑剤押圧バネ２５に支持されている。この滑剤棒２４は、Ｘ軸方向の長さがブラシローラー２７とほぼ等しく、ブラシローラー２７の下部に圧接するように滑剤押圧バネ２５に押圧支持されている。
なお、滑剤棒２４の材料は一例であり、感光体ドラム１０の担持面１０１の摩擦力を低減し得るあらゆる固体潤滑剤を使用することが出来る。

ブラシローラー２７は、ドラム１０と共通する駆動源又は独立した駆動源により回転駆動が行われる。このブラシローラー２７は、その上部と下部とがそれぞれ感光体ドラム１０と滑剤棒２４とに当接するように設置されているため、回転により滑剤棒２４から削り取った滑剤粉を感光体ドラム１０まで搬送し供給する。

固定ブレード２６は、弾性体（例えばポリウレタンゴム）からなるＸ軸方向に長尺な平板であり、Ｘ軸方向の長さが感光体ドラム１０の担持面１０１のＸ軸方向の幅とほぼ等しく設定されている。この固定ブレード２６は、ブラシローラー２７に対して感光体ドラム１０の回転方向下流側に配置されている。
そして、固定ブレード２６は、Ｘ軸方向に沿った端縁部の先端を感光体ドラム１０の回転方向下流側に向けた状態で、担持面１０１との内角が30度程度の鋭角となる向きで配置され、自らの弾性力で担持面１０１に摺接するように配置されている。これにより、ブラシローラー２７から感光体ドラム１０の担持面１０１に供給された滑剤粉を薄く均して延展塗布状態で固定化することができる。

［測定装置］
感光体ドラム１０の担持面１０１は、使用に応じてＸ軸方向（回転軸方向）について表面の摩擦力に差異が生じる場合がある。
このため、画像形成装置１は、感光体ドラム１０の周囲であって現像装置１３とキャリア回収装置１５との間に、感光体ドラム１０の担持面１０１の摩擦力を測定するための測定装置４０を備えている。なお、測定装置４０は、感光体ドラム１０の周囲であれば、現像装置１３とキャリア回収装置１５の間以外に配置しても良い。

図５及び図６は測定装置４０の動作説明図である。図３、図５及び図６に示すように、測定装置４０は、感光体ドラム１０の担持面１０１に当接させる測定子４１と、測定子４１が回転搬送される担持面１０１から受ける摩擦力を測定する測定部４２と、測定子４１を支持する支持機構４３とを備えている。

測定子４１は、弾性体であるゴムブレードからなり、感光体ドラム１０の担持面１０１の上部に当接し、支持機構４３によって、担持面１０１のＸ軸方向に一端部から他端部にかけて移動可能且つ当接状態と離間状態とを切り替えることが可能である。
測定子４１は、測定部４２の下側に取り付けられており、当該測定部４２を介して支持機構４３に垂下支持されている。
測定子４１は、回転を行う感光体ドラム１０の担持面１０１に対して相対的に摺動し、その際に摺動による摩擦力を受ける。測定部４２は、この摩擦力を検出し、画像形成装置１の制御装置９０に検出摩擦力を入力する。

測定部４２は、三次元の力覚センサであり、三次元の各方向について入力される外力を検出する。測定部４２の下部に設けられた測定子４１が回転を行う感光体ドラム１０の担持面１０１から受ける摩擦力に起因して、測定部４２は特定方向の外力を受けるので、その際に三次元の各方向について検出した外力から特定方向の外力を求めることで、測定子４１が受ける摩擦力を求めることができる。
制御装置９０は、測定部４２の三次元の各方向について検出した外力から測定子４１が受ける摩擦力を算出する処理を行っている。

支持機構４３は、画像形成装置１内においてＸ軸方向に沿って取り付けられたガイドシャフト４３１と、当該ガイドシャフト４３１に沿ってスライド移動を行う可動子４３２と、可動子４３２の下部においてＹ軸回りに回動可能に支持された棒状体４３３と、棒状体４３３の一端に設けられたカウンターウェイト４３４とを備えている。

ガイドシャフト４３１と可動子４３２との間には、リニアモーター４３７（図１参照）が設けられ、可動子４３２を介して測定子４１を感光体ドラム１０の担持面１０１に対するＸ軸方向の全範囲に任意に移動位置決めすることができる。
なお、この構成に限らず、可動子４３２を担持面１０１に対するＸ軸方向の全範囲に任意に移動位置決めすることが可能であれば、他のあらゆる直動機構を利用することができる。

棒状体４３３は、その長手方向の中間部で可動子４３２によりＹ軸回りに回動可能に支持されている。棒状体４３３は、概ねＸ軸方向に沿った状態を基準姿勢とし、カウンターウェイト４３４とは逆側の端部において測定部４２を介して測定子４１を支持している。

カウンターウェイト４３４は、棒状体４３３に沿って滑動可能に支持されている。そして、図５に示すように、カウンターウェイト４３４がその可動範囲内で最も測定子４１に近接する位置或いはその近傍に移動すると、重量バランスが測定子４１側に傾き、測定子４１が自重により感光体ドラム１０の担持面１０１に当接する。
また、図６に示すように、カウンターウェイト４３４がその可動範囲内で最も測定子４１から離間した位置或いはその近傍に移動すると、重量バランスがカウンターウェイト４３４側に傾いて下降し、測定子４１が感光体ドラム１０の担持面１０１から離間した状態となる。
つまり、支持機構４３は、カウンターウェイト４３４の移動により、測定子４１を感光体ドラム１０の担持面１０１に対して離間状態と当接状態とを切り替えることができる。

ガイドシャフト４３１の両端部には、それぞれカウンターウェイト４３４の移動による位置切り替えを行うための切り替え手段としての第一及び第二のマグネット４３５，４３６が設けられている。
これにより、可動子４３２がガイドシャフト４３１の一端部近傍まで搬送されると、磁性体からなるカウンターウェイト４３４が第一のマグネット４３５側に吸引され、測定子４１から離間した位置に移動して、測定子４１が担持面１０１から離間する。また、可動子４３２がガイドシャフト４３１の他端部近傍まで搬送されると、磁性体からなるカウンターウェイト４３４が第二のマグネット４３６側に吸引され、測定子４１に接近する位置に移動して、測定子４１が担持面１０１に当接する。

つまり、支持機構４３は、測定子４１を感光体ドラム１０から離間するための離間機構としても機能する。
測定装置４０では、測定子４１が第二のマグネット４３６によって担持面１０１に対する当接状態となる位置をホームポジションとしている。制御装置９０は、測定の際には、可動子４３２をホームポジションまで移動させて測定子４１を当接状態に切り替え、測定終了後は、可動子４３２を第一のマグネット４３５まで移動させて測定子４１を離間状態に切り替えるように測定装置４０を制御する。

［調整手段］
測定装置４０は、測定子４１をＸ軸方向に任意に移動位置決めすることができるので、感光体ドラム１０の担持面１０１のＸ軸方向における任意の位置の摩擦力を測定することが可能である。そして、画像形成装置１は、測定装置４０により、担持面１０１のＸ軸方向における任意の位置においてその摩擦力を調整するための調整手段を備えている。
上記調整手段は、図７に示すように、クリーニング装置２０の滑剤塗布機構２２のブラシローラー２７を清掃する塗布部材清掃部としての塗布部材清掃機構５０と、固定ブレード２６を清掃する固定化部材清掃部としての固定化部材清掃機構６０とを有している。

図８は塗布部材清掃機構５０の斜視図である。図７及び図８に示すように、塗布部材清掃機構５０は、ブラシローラー２７に併設されており、ブラシローラー２７の外周に摺接して残トナー等の付着物を掻き落とすフリッカー５１と、画像形成装置１内においてＸ軸方向に沿って取り付けられたガイドシャフト５２と、当該ガイドシャフト５２に沿ってスライド移動を行う可動子５３と、ガイドシャフト５２をＸ軸回りに回動させる歯車機構５４とを備えている。

フリッカー５１は、ゴム或いは樹脂等からなり、その先端部でブラシローラー２７の外周に摺接して付着物の払い落とし動作を行う。このフリッカー５１は、ブラシローラー２７の外周に先端部を向けた状態で可動子５３に支持される。
ガイドシャフト５２と可動子５３との間には、リニアモーター５５（図１参照）が設けられ、可動子５３を介してフリッカー５１をブラシローラー２７に対するＸ軸方向の全範囲に任意に移動位置決めすることができる。
また、リニアモーター５５は、ブラシローラー２７のクリーニングの際には、微少幅で可動子５３を高速で往動させてフリッカー５１を振動状態とし、払い落とし動作を行わせることができる。
なお、この構成に限らず、可動子５３をブラシローラー２７に対するＸ軸方向の全範囲に任意に移動位置決めすることが可能であれば、他のあらゆる直動機構を利用することができる。

また、ガイドシャフト５２は、画像形成装置１内においてＸ軸回りに回動可能に支持されている。ガイドシャフト５２の一端部には、歯車機構５４の従動歯車５４１が装備され、当該従動歯車５４１には回転モーター５６（図１参照）による回転駆動を行う歯車機構５４の主動歯車５４２が噛合している。歯車機構５４の駆動源は、制御装置９０により制御され、ガイドシャフトを回動させる。ガイドシャフト５２は、スプライン構造を介して可動子５３を支持しており、ガイドシャフト５２が回動することにより、可動子５３及びフリッカー５１もガイドシャフト５２を中心として回動動作を行う。これにより、フリッカー５１の先端がブラシローラー２７から離間した待避位置とフリッカー５１の先端がブラシローラー２７に摺接可能な作業位置とに切り替えることを可能としている。

図９は固定化部材清掃機構６０の斜視図である。図７及び図９に示すように、固定化部材清掃機構６０は、固定ブレード２６に併設されており、固定ブレード２６の先端部に摺接して残トナー等の付着物を掻き落とすブラシ６１と、画像形成装置１内においてＸ軸方向に沿って取り付けられたガイドシャフト６２と、当該ガイドシャフト６２に沿ってスライド移動を行う可動子６３と、可動子６３に支持されたブラシ６１を固定ブレード２６に対して進退移動させる図示しないアクチュエーターとを備えている。

ブラシ６１は、その先端部で固定ブレード２６の先端部に摺接してクリーニングを行う。このブラシ６１は、固定ブレード２６に先端部を向けた状態で可動子６３に支持されている。
ガイドシャフト６２と可動子６３との間には、リニアモーター６４（図１参照）が設けられ、可動子６３を介してブラシ６１を固定ブレード２６に対するＸ軸方向の全範囲に任意に移動位置決めすることができる。
また、リニアモーター６４は、固定ブレード２６のクリーニングの際には、微少幅で可動子６３を高速で往動させてブラシ６１を振動状態とし、クリーニング動作を行わせることができる。
なお、この構成に限らず、可動子６３を固定ブレード２６に対するＸ軸方向の全範囲に任意に移動位置決めすることが可能であれば、他のあらゆる直動機構を利用することができる。

可動子６３は、直動系のアクチュエーター６５（図１参照）を介してブラシ６１を支持しており、ブラシ６１の先端部が固定ブレード２６から離間した待避位置とブラシ６１が固定ブレード２６に摺接可能な作業位置とに切り替えることを可能としている。このアクチュエーター６５の切り替え動作は制御装置９０の制御により実行される。

［感光体ドラムの担持面に生じる摩擦力の均一化］
感光体ドラム１０の担持面１０１は、部分的なベタ画像の形成時、大量のトナーが付着する画像形成を行った場合や大量の記録媒体に対する画像形成を行った場合、クリーニング時のトナーの微小なすり抜けや、滑剤塗布機構２２のブラシローラー２７に残トナー等の汚れが付着して滑剤の塗布ムラが生じる等、種々の原因により、Ｘ軸方向（回転軸方向）の各位置について表面の摩擦力に変動が生じる場合がある。

例えば、感光体ドラム１０の担持面１０１がＸ軸方向について摩擦力が均一な理想的な状態で記録媒体Ｐの全体にハーフトーン画像を形成した状態を図１０に示す。この場合、記録媒体Ｐ全体に均一濃度でハーフトーン画像を形成することができる。
一方、図１１に示すように、記録媒体Ｐの搬送方向Ｆに直交する方向の一部の範囲に搬送方向Ｆに沿った帯状のベタ領域を形成する画像形成を多数枚繰り返し実行する。その場合、感光体ドラム１０の担持面１０１には、繰り返しベタ画像のトナー像が形成されるので、残トナーの影響が生じて、ベタ画像のトナー像の形成位置やその周辺にクリーニングで除去しきれなかった残トナーが発生し、これが滑剤塗布機構２２のブラシローラー２７に付着する。
これにより、ブラシローラー２７では、滑剤棒２４から滑剤を削り取る能力に低下を生じ、感光体ドラム１０の担持面１０１におけるＸ軸方向の一部の領域では、滑剤の塗布不足が発生する。その結果、担持面１０１におけるＸ軸方向の一部の領域では、摩擦力の増加を生じる。このような状況で、図１０と同様にハーフトーン画像を形成すると、図１２に示すように、感光体ドラム１０の担持面１０１におけるＸ軸方向について濃淡のムラが生じるという問題があった。
なお、画像のムラは、ハーフトーン画像のみに生じる問題ではなく、通常のあらゆる形成画像について生じ得る問題である。

このため、制御装置９０では、画像形成部２の各構成に対して図１３のフローチャートに示す動作制御を行い、画像の濃淡のムラの発生を抑制している。
以下、この動作制御について詳細に説明する。

まず、制御装置９０に対して画像形成ジョブの実行が外部操作或いは上位装置からの指令等により入力されると（ステップＳ１）、制御装置９０は、ジョブに従って画像形成を実行し、完了すると装置を停止させる（ステップＳ３）。

そして、制御装置９０は、装置内に設けられた温度センサ９５によって周囲の環境温度を検出する。なお、この温度センサ９５は、画像形成装置１の周囲の温度とほぼ等しい温度を検出することができるように、画像形成装置１内であって、内部の熱源の影響を受けにくい箇所に取り付けられている。
また、制御装置９０は、感光体ドラム１０の使用開始当初から累積的に記録されている画像形成を行った記録媒体Ｐの記録枚数Ｓを示す媒体枚数情報を取得する（ステップＳ５）。
この記録枚数Ｓは、感光体ドラム１０の使用開始当初からの累積的な走行距離に対応する。

制御装置９０は、取得した環境温度Ｔ及び媒体枚数情報の記録枚数Ｓに基づいて、感光体ドラム１０の担持面１０１における基準摩擦力Ｂを算出する（ステップＳ７）。基準摩擦力Ｂは、現在の感光体ドラム１０の担持面１０１について許容される摩擦力を示す。
基準摩擦力Ｂは、当初の新品状態の感光体ドラム１０の担持面１０１の摩擦力αに対して、環境温度Ｔに基づく係数ｆ（Ｔ）と係数ｇ（Ｓ）を乗じて算出する。ｆ（Ｔ）は、環境温度Ｔの関数であって、Ｔの増加と共に増加し、減少と共に減少する。ｇ（Ｓ）は記録枚数Ｓの関数であって、Ｓの増加と共に増加し、減少と共に減少する。
Ｂ＝α×ｆ（Ｔ）×ｇ（Ｓ）

次いで、制御装置９０は、画像形成時の画像情報の取得を行う（ステップＳ９）。
画像形成時の画像情報について、図１４に基づいて説明する。図１４は、感光体ドラム１０の担持面１０１に形成されたトナー像が中間転写ベルト１４を介して記録媒体Ｐに転写された形成画像を示す図である。
記録媒体Ｐにおいて縦方向（Ｆ方向）は、感光体ドラム１０の回転による担持面１０１上の進行方向に対応し、横方向（Ｗ方向）は、感光体ドラム１０の担持面１０１におけるＸ軸方向に対応する。
制御装置９０は、図１４に示すように、記録媒体Ｐの画像形成範囲をＷ方向について複数、例えば、Ａ１，Ａ２，Ａ３，Ａ４，Ｂ４，Ｂ３，Ｂ２，Ｂ１の八つの領域に分割し、これらＡ１～Ｂ１のそれぞれの領域のカバレッジ（印字率）をその画像データから算出し、これらを画像情報として取得する。

そして、制御装置９０は、取得した画像形成時の画像情報から、感光体ドラム１０の担持面１０１に対する摩擦力測定の要否を決定する（ステップＳ１１）。
具体的には、図１４の八つの領域の中で、カバレッジが所定値（例えば、20％）以上となるものが一つもなければ、測定は実行せず、処理を終了する。
一方、八つの領域の中でカバレッジが所定値以上となる領域が一つでもある場合には摩擦力測定モードを実行する（ステップＳ１３）。
これらの判定により制御装置９０は、決定手段として機能する。

摩擦力測定モードでは、制御装置９０は、測定装置４０のリニアモーター４３７を制御して、可動子４３２をホームポジションに搬送し、測定子４１を感光体ドラム１０の担持面１０１に対して離間状態から当接状態に切り替える。
そして、感光体ドラム１０を回転駆動し、リニアモーター４３７により測定子４１を担持面１０１のＸ軸方向の一端部から他端部まで走査する。
制御装置９０は、測定子４１の走査時において、測定部４２の検出出力から担持面１０１の回転搬送方向に生じる摩擦力を算出し、逐次、記録する。

そして、制御装置９０は、担持面１０１のＸ軸方向の全範囲における検出摩擦力Ａと前述した基準摩擦力Ｂとを比較する（ステップＳ１５）。
この比較により、制御装置９０は、測定された摩擦力の状態の良否を判定する判定手段として機能する。

比較の結果、担持面１０１のＸ軸方向の全範囲について検出摩擦力Ａが基準摩擦力Ｂを超える部分が存在しない場合には、摩擦力の調整は実行せず、処理を終了する。
一方、担持面１０１のＸ軸方向の全範囲中で検出摩擦力Ａが基準摩擦力Ｂを超える部分が存在する場合には、制御装置９０は、摩擦力の調整を実行する。

なお、この実行条件は、Ａ＞Ｂが一箇所でも存在する場合に限らず、適宜変更可能である。
例えば、Ａ＞Ｂとなる範囲がＸ軸方向について一定割合以上存在する場合を実行条件としても良いし、連続してＡ＞Ｂ以上となる範囲が、Ｘ軸方向について一定の幅以上となるものが一つでも存在する場合を実行条件としてもよい。

図１５は、摩擦力測定モードによる感光体ドラム１０の担持面１０１の摩擦力の測定結果の一例を示す線図である。この図では担持面１０１のＸ軸方向の各位置における検出摩擦力Ａを示すラインと前述した基準摩擦力Ｂを示すラインとを図示している。
この図示例では、担持面１０１のＸ軸方向の全範囲中で検出摩擦力Ａが基準摩擦力Ｂを超える範囲が一点鎖線の円で示した複数箇所で存在することを示している。
制御装置９０は、担持面１０１のＸ軸方向の全範囲の中で、Ａ＞Ｂとなる位置を摩擦力の調整対象として抽出する。
そして、抽出された担持面１０１のＸ軸方向の摩擦力の調整対象となる各位置に対して、塗布部材清掃機構５０及び固定化部材清掃機構６０による摩擦力の調整作業を実行する。

即ち、制御装置９０は、塗布部材清掃機構５０のリニアモーター５５を制御して、フリッカー５１を担持面１０１のＸ軸方向の摩擦力の調整対象となる位置に搬送し、回転モーター５６によりフリッカー５１を待避位置から作業位置に切り替えて、摺動動作により、滑剤塗布機構２２のブラシローラー２７の調整対象となる各位置に対して付着物の払い落とし動作を実行する。
これにより、ブラシローラー２７における残トナー等の付着により担持面１０１の摩擦力増加が生じている場合には、これを低減することが可能となる。

また、制御装置９０は、固定化部材清掃機構６０のリニアモーター６４を制御して、ブラシ６１を担持面１０１のＸ軸方向の摩擦力の調整対象となる位置に搬送し、アクチュエーター６５によりブラシ６１を待避位置から作業位置に切り替えて、摺動動作により、滑剤塗布機構２２の固定ブレード２６の調整対象となる各位置に対してクリーニングを実行する。
これにより、固定ブレード２６における残トナー等の付着により担持面１０１の摩擦力増加が生じている場合には、これを低減することが可能となる。

その後、制御装置９０は、ステップＳ１３に処理を戻して、摩擦力調整後の感光体ドラム１０の担持面１０１に対して、再び、摩擦力の検出を実行する。
その結果、担持面１０１のＸ軸方向の全範囲中で検出摩擦力Ａが基準摩擦力Ｂを超える範囲が検出された場合には、再び、摩擦力の調整作業を実行する。また、担持面１０１のＸ軸方向の全範囲中で検出摩擦力Ａが基準摩擦力Ｂを超える範囲が一つも検出されない場合には、処理を終了する。

［発明の実施形態の技術的効果］
以上のように、画像形成装置１では、感光体ドラム１０の担持面１０１に働く摩擦力を測定するための測定装置４０を備えているので、感光体ドラム１０の担持面１０１上の摩擦力変動箇所又は増加箇所を検出し、より正確に認識することが可能となる。このため、摩擦力の変動又は増加に対して適正な対処を実行することが可能となる。

また、測定装置４０は、感光体ドラム１０の担持面１０１のＸ軸方向について異なる複数の位置の摩擦力を測定することができるので、部分的な摩擦力の変動又は増加箇所をより適正に検出することが可能となる。
この場合、測定装置４０は、測定子４１をＸ軸方向に沿って移動可能としているので、担持面１０１のＸ軸方向について異なる複数の位置を含む連続的な範囲で摩擦力を測定することができ、漏れのない形で、摩擦力を測定することが可能である。

また、制御装置９０は、測定装置４０により測定された摩擦力の状態の良否を判定する判定手段として機能するので、感光体ドラム１０の担持面１０１における摩擦力の変動や増加箇所を適正に検出することが可能である。

特に、制御装置９０は、感光体ドラム１０の担持面１０１の初期摩擦力α、環境温度Ｔ及び記録媒体Ｐの記録枚数Ｓをパラメータとする基準摩擦力Ｂを摩擦力の閾値とし、測定装置４０で測定された摩擦力Ａが基準摩擦力Ｂを超える場合に摩擦力の変動箇所又は増加箇所と判定している。
このため、摩擦力の比較において、使用環境や使用状況に応じた対比を行うことができ、感光体ドラム１０の担持面１０１における摩擦力の変動や増加箇所をより適正に検出することが可能である。
また、これにより、調整手段による調整対象となる位置をより適正に特定することが可能となる。

さらに、測定装置４０は、感光体ドラム１０の担持面１０１に当接させる測定子４１と、摩擦力を測定する測定部４２とを有するので、測定子４１の当接による摺動摩擦を検出することができ、より簡易な構成でより精度の高い摩擦力の検出を行うことが可能となる。
特に、測定子４１を弾性部材とした場合には、測定する摩擦力を増幅し、さらに精度の高い測定を実現する。
また、測定部４２を力覚センサとすることにより、測定子４１の摺動時の摩擦力を押圧力に変換して検出するので、微細な変化まで容易に検出することが可能である。

また、測定装置４０の支持機構４３は、測定子４１を感光体ドラム１０の担持面１０１から離間するための離間機構として機能するので、接触型の測定子４１を画像形成時には離間させておくことができ、画像形成の影響を回避又は低減することが可能となる。

また、画像形成装置１は、感光体ドラム１０の担持面１０１の摩擦力を調整する調整手段を有するので、測定装置４０の測定結果に基づいて、担持面１０１における摩擦力の変動状態や増加状態を修正して、より均一な状態に調整することが可能となる。
特に、調整手段が、感光体ドラム１０の担持面１０１のＸ軸方向について異なる複数の位置について個別に摩擦力を調整することにより、摩擦力の不均一箇所が複数検出された場合に、これらを効果的に調整することが可能となる。

また、制御装置９０は、測定装置４０の測定結果に基づいて、調整手段が複数の位置のいずれについて摩擦力を調整するかを決定するので、摩擦力の不均一箇所が複数検出された場合に、適正な位置に対して摩擦力の調整が行われ、摩擦力の不均一状態をさらに効果的に均一な状態に調整することが可能となる。

また、画像形成装置１は、滑剤棒２４から滑剤を掻きとって感光体ドラム１０の担持面１０１に塗布するブラシローラー２７を有する滑剤塗布機構２２を備えており、これによって、担持面１０１の全体的な摩擦力低減を実現している。
そして、制御装置９０が、測定装置４０の測定結果に基づいて、ブラシローラー２７の特定位置を調整手段が有する塗布部材清掃機構５０により清掃させる動作制御を行うので、測定装置４０の測定結果に基づいて、ブラシローラー２７の汚れ等に起因する担持面１０１における摩擦力の不均一状態をより均一な状態に調整することが可能となる。

また、滑剤塗布機構２２は、感光体ドラム１０の担持面１０１に塗布された滑剤を固定化する固定ブレード２６を備えており、これによって、担持面１０１の全体的な摩擦力均一化を実現している。
そして、制御装置９０が、測定装置４０の測定結果に基づいて、固定ブレード２６の特定位置を調整手段が有するブラシ６１により清掃させる動作制御を行うので、測定装置４０の測定結果に基づいて、固定ブレード２６の汚れ等に起因する担持面１０１における摩擦力の不均一状態をより均一な状態に調整することが可能となる。

また、制御装置９０は、印字画像情報である記録媒体Ｐに対する複数領域のカバレッジに基づいて測定装置４０による測定の実行の有無を決定しているので、感光体ドラム１０の担持面１０１において、摩擦力の不均一又は増加の発生し易い状況に際して、適正に摩擦力の測定を実行させることができ、摩擦力の不均一や増加を看過せずに適正に検出することが可能となる。

［調整手段の他の例］
上記実施形態では、調整手段として、塗布部材清掃機構５０及び固定化部材清掃機構６０を例示したが、これらに限定されない。調整手段は、感光体ドラム１０の担持面１０１の摩擦力についてＸ軸方向の変動や増加を抑制できれば良く、上記構成以外の構成や手段を用いたり、上記構成以外の構成や手段を塗布部材清掃機構５０及び固定化部材清掃機構６０と併用することも可能である。

例えば、制御装置９０は、担持面１０１のＸ軸方向の全範囲の中でＡ＞Ｂとなる摩擦力の調整対象となる範囲以外の範囲（Ａ≦Ｂとなる範囲）のみに対してトナーが供給されるように、感光体ドラム１０、帯電装置１１、露光装置１２、現像装置１３を制御して、規定時間継続して行うか、或いは、記録媒体Ｐに対して規定枚数の画像形成を実行する。
これにより、感光体ドラム１０の担持面１０１における摩擦力の低い領域の摩擦力を高めることができ、少なくともＸ軸方向について摩擦力の不均衡状態を抑制することができるので、形成画像のムラを低減することが可能である。
この場合、上記制御を行う制御装置９０が調整手段として機能する。この構成の場合、塗布部材清掃機構５０又は固定化部材清掃機構６０を備えていない画像形成装置であっても、感光体ドラム１０の担持面１０１のＸ軸方向について摩擦力の不均衡状態を抑制して形成画像のムラを低減することができる。

また、調整手段が、担持面１０１のＸ軸方向の全範囲の中でＡ＞Ｂとなる範囲のみに摩擦力の調整を行う構成を例示したが、測定装置４０により、感光体ドラム１０の担持面１０１のＸ軸方向について摩擦力の不均衡状態が検出された場合に、担持面１０１のＸ軸方向における全範囲に対して摩擦力の調整を行ってもよい。

例えば、摩擦力の調整に際して、規定の時間で滑剤塗布機構２２のブラシローラー２７を通常の画像形成時よりも高速で回転するように制御する滑剤塗布モード制御を実行する。この場合、感光体ドラム１０は通常回転でも良いし、ブラシローラー２７に合わせて高速回転を行っても良い。
これにより、摩擦力が増加している箇所に対しても滑材が十分に供給され、摩擦力を低減することができるので、形成画像のムラを低減することができる。
この場合、上記滑剤塗布モード制御を実行する制御装置９０が調整手段として機能する。

或いは、摩擦力の調整に際して、制御装置９０は、担持面１０１のＸ軸方向の全範囲に対してトナーが供給されるように、感光体ドラム１０、帯電装置１１、露光装置１２、現像装置１３を制御して、規定時間継続して行うか、或いは、記録媒体Ｐに対して規定枚数の画像形成を実行するトナー付与モードの制御を実行する。
これにより、感光体ドラム１０の担持面１０１のＸ軸方向における摩擦力の不均衡状態を抑制することができるので、形成画像のムラを低減することが可能である。
この場合、上記トナー付与モード制御を実行する制御装置９０が調整手段として機能する。
上記滑剤塗布モード制御やトナー付与モード制御を制御装置９０が実行する構成の場合も、塗布部材清掃機構５０又は固定化部材清掃機構６０の構成を省略することが可能である。

［実施例］
図１６は、画像形成装置１において、摩擦力測定モードによる感光体ドラム１０の担持面１０１の摩擦力の測定結果を示す線図である。
この画像形成装置１では、調整手段として制御装置９０が滑剤塗布モードの制御（ブラシローラー２７の回転速度は画像形成時の1.5倍）を60秒間実行する。
そして、図１６では、滑剤塗布モードの実行前の測定結果をラインＡで示し、滑剤塗布モードの実行後の測定結果をラインＡ０で示している。
この図示のように、摩擦力調整後の検出摩擦力は、Ｘ軸方向の各位置における増減が小さくなり、全体的に摩擦力の均一化が図られることが分かる。

また、図１７では、滑剤塗布モードの実行前のハーフトーンの形成画像（上図）と実行後のハーフトーンの形成画像（下図）を図示している。
このように、滑剤塗布モードの実行前は、感光体ドラム１０の担持面１０１のＸ軸方向における摩擦力が不均一となり、形成画像のムラが顕著に表れているが、滑剤塗布モードの実行により、感光体ドラム１０の担持面１０１のＸ軸方向における摩擦力が均一化され、形成画像のムラが十分に抑制された。

［その他］
測定装置４０は、装置内から取り外し可能とし、メンテナンス時等の必要時にのみ取り付けて、摩擦力を測定可能とする構成としても良い。

また、測定装置４０の摩擦力の測定実行の決定を印字画像情報に基づいて行う例を示したが、これに限らず、履歴情報に基づいて測定の実行を決定してもよい。履歴情報は、例えば、感光体ドラム１０の使用開始当初から累積的に記録されている画像形成を行った記録媒体Ｐの記録枚数Ｓや累積的な走行距離が挙げられる。
この場合、図１３のフローチャートにおいて、ステップＳ９において、制御装置９０は、画像形成時の画像情報に替えて履歴情報を取得する。
そして、ステップＳ１１では、制御装置９０は、取得した履歴情報から、記録媒体Ｐの記録枚数Ｓや累積的な走行距離が規定値を超えた場合に、摩擦力測定の実行を決定する。
このように、履歴情報に基づいて測定の実行を決定する場合も、感光体ドラム１０の担持面１０１において、摩擦力の不均一又は増加の発生じる可能性が高じた状況に際して、適正に摩擦力の測定を実行させることができ、摩擦力の不均一や増加を看過せずに適正に検出することが可能となる。

１ 画像形成装置
２ 画像形成部
１０ 感光体ドラム
１０１ 担持面
２０ クリーニング装置
２１ クリーニングブレード（クリーニング部材）
２２ 滑剤塗布機構（滑剤塗布手段）
２６ 固定ブレード（固定化部材）
２７ ブラシローラー（塗布部材）
４０ 測定装置（摩擦力測定手段）
４１ 測定子
４２ 測定部
４３ 支持機構（離間機構）
５０ 塗布部材清掃機構（調整手段、塗布部材清掃部）
５１ フリッカー
６０ 固定化部材清掃機構（調整手段、固定化部材清掃部）
６１ ブラシ
９０ 制御装置（制御手段、判定手段、決定手段）
９５ 温度センサ
Ａ 摩擦力
Ｂ 基準摩擦力
Ｆ 搬送方向
Ｐ 記録媒体
Ｓ 記録枚数
Ｔ 環境温度
α 初期摩擦力

Claims (13)

1. 像担持体と、
   前記像担持体上の現像剤を除去するクリーニング部材を有する画像形成装置において、
   前記像担持体の担持面に働く摩擦力を測定するための摩擦力測定手段と、
   前記摩擦力測定手段により測定された摩擦力の状態の良否を判定する判定手段とを備え、
   前記摩擦力測定手段は、前記像担持体に当接させる測定子と、
   前記測定子が前記像担持体から受ける摩擦力を測定する測定部とを有し、
   前記判定手段は、前記像担持体の初期摩擦力、環境温度及び前記像担持体の走行距離をパラメータとする基準摩擦力を摩擦力の閾値とし、前記摩擦力測定手段で測定された摩擦力が前記基準摩擦力を超えるか否かにより前記摩擦力の良否を判定することを特徴とする画像形成装置。
2. 前記摩擦力測定手段は、前記像担持体の担持面の所定方向における複数の位置の摩擦力を測定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. 前記像担持体の担持面の幅方向について生じる摩擦力の変動や増加を抑制することで前記像担持体の担持面の摩擦力を調整する調整手段を有することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の画像形成装置。
4. 前記像担持体の担持面の幅方向について生じる摩擦力の変動や増加を抑制することで前記像担持体の担持面の摩擦力を調整する調整手段を有し、
   前記判定手段の判定に基づいて前記調整手段が前記像担持体の担持面の摩擦力を調整するように制御する制御手段を備えることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の画像形成装置。
5. 供給源から滑剤を掻きとって前記像担持体の担持面に塗布する塗布部材を有する滑剤塗布手段を備えることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の画像形成装置。
6. 供給源から滑剤を掻きとって前記像担持体の担持面に塗布する塗布部材を有する滑剤塗布手段を備え、
   前記調整手段は、前記塗布部材を清掃する塗布部材清掃部を備え、
   前記制御手段は、前記摩擦力測定手段の測定結果に基づいて、前記塗布部材の特定位置を前記塗布部材清掃部により清掃させることを特徴とする請求項４に記載の画像形成装置。
7. 前記滑剤塗布手段は、前記像担持体に塗布された滑剤を固定化する固定化部材を備えることを特徴とする請求項５又は請求項６に記載の画像形成装置。
8. 前記滑剤塗布手段は、前記像担持体に塗布された滑剤を固定化する固定化部材を備え、
   前記調整手段は、前記固定化部材を清掃する固定化部材清掃部を備え、
   前記制御手段は、前記摩擦力測定手段の測定結果に基づいて、前記固定化部材の特定位置を前記固定化部材清掃部により清掃させることを特徴とする請求項６に記載の画像形成装置。
9. 前記測定子は、弾性部材であることを特徴とする請求項１から請求項８のいずれか一項に記載の画像形成装置。
10. 前記測定部は、力覚センサを有することを特徴とする請求項１から請求項９のいずれか一項に記載の画像形成装置。
11. 前記摩擦力測定手段は、前記測定子を前記像担持体から離間するための離間機構を備えることを特徴とする請求項１から請求項１０のいずれか一項に記載の画像形成装置。
12. 前記摩擦力測定手段は、前記測定子が前記像担持体の担持面の所定方向に沿って移動可能であることを特徴とする請求項１から請求項１１のいずれか一項に記載の画像形成装置。
13. 履歴情報又は印字画像情報に基づいて前記摩擦力測定手段による測定の実行の有無を決定する決定手段を備えることを特徴とする請求項１から請求項１２のいずれか一項に記載の画像形成装置。

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