JP6597206B2

JP6597206B2 - 画像形成装置および画像形成方法

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Publication number: JP6597206B2
Application number: JP2015220349A
Authority: JP
Inventors: 國智佐々木; 和子福本
Original assignee: Konica Minolta Inc
Current assignee: Konica Minolta Inc
Priority date: 2015-11-10
Filing date: 2015-11-10
Publication date: 2019-10-30
Anticipated expiration: 2035-11-10
Also published as: JP2017090665A

Description

本発明は、像担持体上に潤滑剤を供給する機能を有する画像形成装置、およびその画像形成装置における画像形成方法に関するものである。

従来から、複合機、複写機、プリンターといった電子写真方式の画像形成装置が広く普及している。このような電子写真方式の画像形成装置は、一般的には、回転駆動されながら表面にトナー像が形成される像担持体と、形成されたそのトナー像を転写体または媒体に転写する転写装置と、像担持体上の未転写トナーおよび転写残トナー等の残留トナーを除去するためのクリーニング装置とを含む。クリーニング装置としては、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が知られている。

近年の高画質化の要求、さらには長期にわたる安定的な印刷動作に対する要求の高まりから、クリーニング装置に要求されるレベルはますます高まっている。一方で、ブレードクリーニング方式は、種々の影響を受けて、クリーニング能力が変動し得る。典型的には、クリーニングブレードのエッジ摩耗である。クリーニングブレードは、そのエッジを像担持体に押し付け、高いピーク圧をかけることによってトナーを堰き止め、これによって像担持体上に残った残留トナーを除去している。しかしながら、エッジ摩耗によって、このピーク圧が弱まるため、クリーニングブレードの清掃能力が低下し、ひいてはトナーを拭き残す、すなわちクリーニング不良発生の可能性が高まる。

また、クリーニング部材と像担持体との間に生じる摩擦力を低減することを目的として、像担持体上に潤滑剤（以下、「滑材」とも称する。）を供給する滑材供給機構が設けられることが一般的となっている。滑材としては、一般的には、ステアリン酸金属塩等の金属石鹸が用いられる。滑材供給機構としては、クリーニング部材の上流側または下流側にブラシ等からなる塗布機構を設けたもの、トナーに滑材を添加して現像部にて滑材を供給するもの、あるいは、それらを組み合わせたものが知られている。滑材供給機構を設けることで、像担持体表面に滑材が塗布されて、像担持体表面のトナーに対する摩擦係数が低下する。摩擦係数の低下によって、像担持体表面に形成されたトナー像を転写材等に転写するときの転写不良が抑制され、トナー像の画質を高めることができる。また、像担持体とそれに圧接されている部材（例えば、クリーニングブレード等）との間の摩擦係数も低下するため、像担持体表面の磨耗（削れ）を抑制する効果があり、像担持体の寿命を延ばすこともできる。

このような滑材の添加およびクリーニング性の向上に関して、以下のような先行技術が存在する。

例えば、特開２０１１−２３２５７２号公報（特許文献１）は、担持体の表面上の潤滑剤の付着量の状態の判別を可能とし、潤滑剤の付着量の状態によって生じるクリーニング不良の発生を防止するための構成を開示する。具体的には、特許文献１には、印字率およびトルク検出部から検出されたトルクに基づいて、感光体ドラム上の潤滑剤の付着量の状態を判別し、当該判別結果に応じて、トナー強制排出用パターンのトナー像の形成、または、潤滑剤塗布部による潤滑剤の塗布量の増加が実施される。

特開２００９−０４７７８２号公報（特許文献２）は、潤滑剤の消費量が経時で急増加するのを防ぎ、塗布ブレードからのすり抜けを防ぎ、潤滑剤の寿命だけでなく塗布ブラシ、帯電ローラーの寿命を延ばすために潤滑剤の塗布量を調整する潤滑剤塗布装置を開示する。具体的には、特許文献２は、感光体上の摩擦係数を回転トルクで検知し、固形潤滑剤が塗布ブラシから離間したときに、塗布ブラシが感光体の回転方向に対して連れまわり回転する構成を開示する。

特開２００５−２４９８９６号公報（特許文献３）は、クリーニング装置と感光体との関係を検知してクリーニング条件を制御することで、感光体におけるトナーのすり抜け量の少ない画像形成装置を提供すること、および、クリーニング時におけるクリーニングブレードのめくれの少ない画像形成装置を提供するための構成を開示する。具体的には、特許文献３は、感光体の表面の摩擦係数を検知する検知手段と、検知手段で検知した摩擦係数によって、感光体のクリーニング条件を調整する調整手段とを備える構成を開示する。

特開２０１１−２３２５７２号公報特開２００９−０４７７８２号公報特開２００５−２４９８９６号公報

特許文献１は、潤滑剤の付着量の状態によって生じるクリーニング不良の発生を防止することに着目するものであり、クリーニング性をより長期間にわたって担保するという課題に対する解決手段を解決するものではない。

特許文献２は、潤滑剤の塗布量を調整することで、潤滑剤、塗布ブラシ、帯電ローラーの寿命を延ばすことに着目するものであり、クリーニング性をより長期間にわたって担保するという課題に対する解決手段を解決するものではない。

特許文献３は、感光体におけるトナーのすり抜け量を少なくすること、および、クリーニング時におけるクリーニングブレードのめくれを少なくすること、すなわちクリーニング性の低下を防止することに着目するものであり、クリーニング性をより長期間にわたって担保するという課題に対する解決手段を解決するものではない。

そのため、クリーニング性をより長期間にわたって担保するために新たな解決手段の実現が要望されている。

本発明のある局面に従う画像形成装置は、像担持体と、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現像手段と、トナー像を被転写媒体に転写する転写手段と、転写後に像担持体上に残留するトナーを回収するクリーニング部材と、像担持体上に潤滑剤を供給する潤滑剤供給手段と、像担持体の回転駆動に必要なトルクを測定する測定手段と、像担持体に供給される潤滑剤の量を調整可能な制御手段とを含む。制御手段は、所定の画像について画像形成しつつ、クリーニング部材が像担持体に当接している期間における、測定手段により測定されるトルクが所定の目標範囲内であるか否かを判断する判断手段と、測定されるトルクが目標範囲を超えているときに、像担持体に供給される潤滑剤が少なくなるように潤滑剤の塗布条件を変更する一方で、測定されるトルクが目標範囲を下回っているときに、像担持体に供給される潤滑剤が多くなるように潤滑剤の塗布条件を変更する変更手段とを含む。

好ましくは、変更手段は、現像手段によって与えられる現像電位差を制御することで、潤滑剤の塗布条件を変更する。

好ましくは、変更手段は、転写手段によって与えられる転写電位差を制御することで、潤滑剤の塗布条件を変更する。

好ましくは、測定手段は、像担持体を回転駆動するモーターの電流値に基づいてトルクを測定する。

好ましくは、判断手段は、クリーニング部材以外の部材の少なくとも１つを像担持体から離間した状態で測定されたトルクを用いて判断する。

好ましくは、判断手段は、クリーニング部材および現像手段を構成する部材以外を像担持体から離間した状態で測定されたトルクを用いて判断する。

好ましくは、判断手段は、クリーニング部材以外の部材を像担持体から離間した状態で測定されたトルクを用いて判断する。

好ましくは、画像形成装置は、像担持体を帯電させるための帯電手段をさらに含み、判断手段は、帯電手段による帯電の出力をオフした状態で測定されたトルクを用いて判断する。

好ましくは、所定の画像は、白ベタ画像である。
好ましくは、所定の目標範囲は、像担持体およびクリーニング部材の少なくとも一方の交換後の初期段階において測定されたトルクに基づいて決定される。

好ましくは、像担持体およびクリーニング部材の少なくとも一方の交換後、測定されるトルクの変動率が所定範囲に収束したときのトルクに基づいて、所定の目標範囲は決定される。

好ましくは、測定手段は、像担持体のトルクを１周以上にわたって測定した平均値を測定値として出力する。

好ましくは、測定手段は、像担持体の表面にある付着物を除去するためのリフレッシュモードを実施した後に、トルク測定を実施する。

好ましくは、測定手段は、リフレッシュモードの実施後、所定枚数の基準画像を出力した後にトルク測定を実施する。

好ましくは、潤滑剤は、トナーに添加されている。
好ましくは、潤滑剤供給手段は、現像手段とは独立した、潤滑剤を塗布する機構を含む。

本発明の別の局面に従えば、画像形成装置における画像形成方法が提供される。画像形成装置は、像担持体と、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現像手段と、トナー像を被転写媒体に転写する転写手段と、転写後に像担持体上に残留するトナーを回収するクリーニング部材と、像担持体上に潤滑剤を供給する潤滑剤供給手段と、像担持体の回転駆動に必要なトルクを測定する測定手段とを含む。画像形成方法は、所定の画像について画像形成しつつ、クリーニング部材が像担持体に当接している期間における、測定手段により測定されるトルクが所定の目標範囲内であるか否かを判断するステップと、測定されるトルクが目標範囲を超えているときに、像担持体に供給される潤滑剤が少なくなるように潤滑剤の塗布条件を変更する一方で、測定されるトルクが目標範囲を下回っているときに、像担持体に供給される潤滑剤が多くなるように潤滑剤の塗布条件を変更するステップとを含む。

本発明によれば、クリーニング性をより長期間にわたって担保することができる。

本実施の形態に従う画像形成装置の断面構成を示す概略構成図である。本実施の形態に従うイメージングユニットの一構成例を示す模式図である。本実施の形態に従うイメージングユニットの別の構成例を示す模式図である。本実施の形態に従うイメージングユニットのさらに別の構成例を示す模式図である。本願発明者らの新たな知見の主効果を検証するための原理実験に用いた評価装置を示す模式図である。図５に示す評価装置を用いたクリーニング性およびブレードトルクの評価結果の一例を示す図である。図６に示す評価結果に対応する滑材塗布量およびブレードトルクの評価結果の一例を示す図である。本実施の形態に従う画像形成装置での処理の概要を説明するための模式図である。本実施の形態に従う画像形成装置での処理の概要を説明するための模式図である。本実施の形態に従う画像形成装置での処理の概要を説明するための模式図である。本実施の形態に従う画像形成装置において実行される滑材塗布条件を最適化する処理手順を示すフローチャートである。

本発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中の同一または相当部分については、同一符号を付してその説明は繰り返さない。

＜Ａ．画像形成装置の装置構成＞
まず、本実施の形態に従う画像形成装置１００の装置構成について説明する。以下に説明する画像形成装置１００は、典型例として、複合機（ＭＦＰ：Multi-Functional Peripheral）として実装されるカラー画像形成装置である。但し、本実施の形態に従う劣化滑材を除去する機構および方法は、モノクロ画像形成装置にも適用可能である。また、カラー画像を形成する機構として、タンデム方式を例示するが、サイクル方式（典型的には、４サイクル方式）にも適用可能である。

図１は、本実施の形態に従う画像形成装置１００の断面構成を示す概略構成図である。図１を参照して、画像形成装置１００は、プリントエンジン１１０と、原稿読取部１２０と、排出トレイ１３０とを含む。

プリントエンジン１１０は、電子写真方式の画像形成プロセスを実行する。図１に示す構成においては、フルカラーの印刷出力が可能である。印刷出力された媒体は、排出トレイ１３０へ排出される。プリントエンジン１１０の詳細な構成については、後述する。

原稿読取部１２０は、原稿を読み取って、その読み取り結果をプリントエンジン１１０に対する入力画像として出力する。より具体的には、原稿読取部１２０は、イメージスキャナー１２２と、原稿給紙台１２４と、原稿自動送り装置１２６と、原稿排紙台１２８とを含む。

イメージスキャナー１２２は、プラテンガラス上に配置された原稿をスキャンする。イメージスキャナー１２２は、主要な構成要素として、原稿に対して光を照射する光源と、光源から照射された光が原稿で反射して生じる画像を取得するイメージセンサーと、イメージセンサーから画像信号を出力するためのＡＤ（Analog to Digital：アナログデジタル）変換器と、イメージセンサーの前段に配置された結像光学系とを含む。

原稿自動送り装置１２６は、原稿給紙台１２４に配置された原稿を連続的にスキャンする。原稿給紙台１２４上に配置された原稿は、図示しない送出ローラーにより１枚ずつ送り出され、イメージスキャナー１２２または原稿自動送り装置１２６内に配置されたイメージセンサーによって順次スキャンされる。スキャン後の原稿は、原稿排紙台１２８へ排出される。

プリントエンジン１１０は、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）、ブラック（Ｋ）のそれぞれのトナー像を生成するイメージングユニット１０Ｃ，１０Ｍ，１０Ｙ，１０Ｋ（以下、「イメージングユニット１０」と総称することもある。）を含む。

本実施の形態に従う画像形成装置１００は、一例として、それぞれのイメージングユニット１０が生成したトナー像を、中間転写体を介して被転写部材である媒体Ｓに転写する構成を採用する。画像形成装置１００は、中間転写体として、中間転写体駆動ローラー１４および１６により張架された中間転写ベルト１２を含む。中間転写ベルト１２は、中間転写体駆動ローラー１４および１６の回転駆動により、所定方向に回動される。中間転写体としては、図１に示す中間転写ベルトに代えて、中間転写ローラーを採用してもよい。なお、図１には、トナー像を中間転写体に一旦転写した後、媒体Ｓに転写する構成について例示するが、感光体上のトナー像を媒体Ｓに直接転写するようにしてもよい。

イメージングユニット１０Ｃ，１０Ｍ，１０Ｙ，１０Ｋは、プリントエンジン１１０内に張架されて回転駆動される中間転写ベルト１２に沿って、その順序に配置される。イメージングユニット１０の各々は、感光体１と、帯電部２と、露光部３と、現像部４（対応するイメージングユニット１０が生成するトナー像の色に対応させて、４Ｃ，４Ｍ，４Ｙ，４Ｋとそれぞれ記載する）と、クリーニングブレード５と、中間転写体接触ローラー６とを含む。

感光体１は、トナー像を担持する像担持体であり、その表面に感光層が形成された感光体ローラーが用いられる。感光体１は、その表面にトナー像が形成されるように配置されるとともに、中間転写ベルト１２の回転方向に対応する方向に回転する。なお、像担持体としては、感光体ローラーに代えて、感光体ベルトを採用してもよい。

感光体１には、露光部３により静電潜像が形成されるとともに、現像部４によって静電潜像が現像されてトナー像が生成される。すなわち、帯電部２、露光部３、および現像部４は、感光体１に静電潜像およびトナー像を形成する。

帯電部２は、感光体１の表面を一様に帯電する。露光部３は、レーザー書き込み等により、指定された画像パターンに従って感光体１の表面を露光することで、その表面上に静電潜像を形成する。典型的には、露光部３は、レーザー光を発生するレーザダイオードと、主走査方向に沿ってレーザー光を感光体１の表面を露光させるポリゴンミラーとを含む。

現像部４は、像担持体である感光体１上に形成された静電潜像をトナー像として現像する。典型例として、現像部４は、トナーおよびキャリアからなる二成分系の現像剤を用いて静電潜像を現像する。なお、現像手段としては、一成分系の現像剤（トナー）を用いてもよい。

感光体１の表面に形成されたトナー像は、中間転写体接触ローラー６によって中間転写ベルト１２に転写される。中間転写体接触ローラー６は、感光体１上に現像されたトナー像を被転写媒体である中間転写ベルト１２に転写する。感光体１と中間転写ベルト１２とは、中間転写体接触ローラー６を設けた部分で接触している。この接触している部分には、所定の転写電位差（転写バイアス）が印加されるように構成されており、この転写電位差によって、感光体１上のトナー像が中間転写ベルト１２へ転写される。すなわち、中間転写ベルト１２およびバイアス電圧の印加手段が転写手段（転写装置）に相当する。

中間転写ベルト１２上には、それぞれの感光体１からトナー像が順次転写されて、４色のトナー像が重ね合わされることになる。重ね合わされたトナー像は、転写ローラー２０および２１によって、中間転写ベルト１２から媒体Ｓへ転写される。媒体Ｓの転写に関する構成として、プリントエンジン１１０は、媒体Ｓを保持する給紙部３０と、送出ローラー３２と、搬送ローラー３４および３６と、定着部２２とを含む。送出ローラー３２は、給紙部３０から媒体Ｓを順次送り出すとともに、搬送ローラー３４および３６によって搬送される。媒体Ｓの送り出しおよび搬送のタイミングと、中間転写ベルト１２上でトナー像が重ね合わされた位置とを同期させることで、媒体Ｓの適切な位置に、トナー像を転写できる。トナー像が転写された媒体Ｓは、搬送経路３８に沿って定着部２２まで搬送され、定着部２２でトナー像の定着処理が実行される。そして、トナー像が定着された後の媒体Ｓは、排出トレイ１３０へ排出される。

プリントエンジン１１０は、画像形成装置１００の全体制御を司る制御部５０を含む。制御部５０は、主たる構成要素として、ＣＰＵ（Central Processing Unit）等のプロセッサ、ＤＲＡＭ（Dynamic Random Access Memory）等の揮発性メモリー、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）等の不揮発性メモリー、および、各種インターフェイスを含む。典型的には、プリントエンジン１１０では、プロセッサが不揮発性メモリーに格納されている各種プログラムを実行することで、画像形成装置１００における画像形成に係る処理等が実行される。

制御部５０としては、プロセッサがプログラムを実行することで実現されるが、これに代えて、その処理の全部または一部を専用のハードウェアを用いて実現してもよい。また、プロセッサがプログラムを実行する場合には、そのプログラムは、各種の記録媒体を介して不揮発性メモリーにインストールされ、あるいは、通信回線を介して図示しないサーバー装置等からダウンロードされてもよい。

＜Ｂ．画像形成装置における基本的な画像形成プロセス＞
次に、図１に示す画像形成装置１００で実行される基本的な画像形成プロセスについて、その実行順に沿って説明する。

イメージングユニット１０の各々において、感光体１は、帯電部２によりその表面を一様に帯電された後、露光部３により、入力画像の情報に従って発光が制御されるレーザーの走査露光を受ける。これによって、感光体１の表面には静電潜像が形成される。この感光体１を回転させながら露光部３により走査露光し、静電潜像を形成する工程（光書込工程）に用いる画像情報は、指定された入力画像（フルカラー画像）をシアン、マゼンタ、イエロー、黒のそれぞれの色情報に分解して得られた単色の画像情報であり、制御部５０は、それぞれの画像情報に従って、レーザーの発光および走査を制御する。

単色の画像情報に従って形成された感光体１上の静電潜像は、それぞれの感光体１上で現像部４Ｃ，４Ｍ，４Ｙ，４Ｋによって、対応するシアン、マゼンタ、イエロー、黒のトナーからなる単色の現像剤により現像され、それぞれの画像情報に応じたトナー像が形成される。すなわち、それぞれの感光体１上に対応する色の単色トナー像が形成される。それぞれの単色トナー像は、所定の転写電位差の作用により、対応する感光体１と同期して、中間転写ベルト１２上に順次転写されて重ね合わされる。中間転写ベルト１２上に重ね合わされたそれぞれの単色トナー像は、転写ローラー２０および２１により、給紙部３０から搬送された媒体Ｓ上に一括転写される。このとき、中間転写ベルト１２と媒体Ｓとの間には、所定の転写電位差が印加される。転写終了後、媒体Ｓ上のトナー像が定着部２２により定着されることで、フルカラー画像が完成し、フルカラー画像が形成された媒体Ｓが排出トレイ１３０へ排出される。

感光体１における画像形成プロセスの最終工程として、感光体１上の転写残トナー（感光体１の表面に形成されたトナー像を中間転写ベルト１２に転写した後に残ったトナー）がクリーニングされる。感光体１の表面に対するクリーニングを実施するために、感光体１に常時圧接するクリーニングブレード５が設けられている。クリーニングブレード５は、トナー像の転写後に像担持体である感光体１上に残留するトナーを回収するクリーニング部材であり、感光体１に圧接してその表面から転写残トナーを掻き取る。

同様に、中間転写ベルト１２上の転写残トナーについてもクリーニングされる。中間転写ベルト１２の表面に対するクリーニングを実施するために、中間転写ベルト１２に圧接するクリーニングブレード１８が設けられている。クリーニングブレード１８は、トナー像の転写後に像担持体である中間転写ベルト１２上に残留するトナーを回収するクリーニング部材である。

＜Ｃ．滑材供給機構＞
次に、像担持体である感光体１上に潤滑剤（滑材）を供給する滑材供給機構について説明する。像担持体の周辺部材の構成例を、図２〜図４に示す。図２は、本実施の形態に従うイメージングユニット１０の一構成例を示す模式図である。図３は、本実施の形態に従うイメージングユニット１０の別の構成例を示す模式図である。図４は、本実施の形態に従うイメージングユニット１０のさらに別の構成例を示す模式図である。

図２を示すイメージングユニット１０においては、感光体１の周辺に、帯電部２、露光部３、現像部４、クリーニングブレード５に加えて、滑材供給機構として、滑材供給部８および均し部材９が配置される。

滑材供給部８は、感光体１および固形滑材８４に圧接する塗布ブラシ８１を含む。塗布ブラシ８１は、感光体１に対して相対回転することで、固形滑材８４を掻き取って感光体１に塗布する。均し部材９は、滑材供給部８によって供給された滑材を均すことで、感光体１表面での滑材層の形成を促進する。

塗布ブラシ８１は、感光体１の幅方向（図中奥行き方向）に延在する軸部材８２と、軸部材８２の外周面に配置された複数の起毛８３とを含む。一例として、塗布ブラシ８１は、複数の起毛を植設した基布を軸部材８２に巻き付け固定することによって構成される。基布の長さは、少なくとも感光体１の幅方向全域に起毛を接触させ得るように調整されている。軸部材８２は、図示しないモーターと機械的に結合されており、感光体１と独立に駆動可能となっている。また、専用のモーターを設けなくても、他の部材の駆動部と機械的に結合して駆動させることも可能である。

塗布ブラシ８１の回転により、固形滑材８４が塗布ブラシ８１の起毛に掻き取られて付着した後、感光体１表面に塗布される。すなわち、塗布ブラシ８１が回転駆動することにより、滑材供給部８が滑材供給機構として機能することになる。

図２には、滑材供給部８をクリーニングブレード５の下流に配置した構成例を示したが、クリーニングブレード５の上流に配置してもよい。図３に示す構成例においては、クリーニングブレード５の下流に滑材供給部８を配置することで、クリーニングブレード５が、感光体１上の転写残トナーをクリーニングする機能に加えて、滑材供給部８によって供給された滑材を均す機能を発揮する。

あるいは、現像部４が滑材供給機能を発揮するようにしてもよい。図４に示す構成例においては、現像部４が供給するトナーに滑材を添加することで、感光体１に滑材が供給される。すなわち、図４に示す構成例においては、現像部４は、滑材供給部としての機能を有することになる。

図２〜図４に示す構成においては、感光体１の残留電位を打ち消すため、および、トナー荷電量を調整するために、クリーニングブレード５（クリーニング部材）の上流に副帯電部７を配置してもよい。さらに、図２〜図４に示す構成例を適宜組み合わせてもよい。

このように、本実施の形態に従う画像形成装置１００に採用し得る滑材供給機構としては、図２および図３に示すような、現像部４（現像手段）とは独立した、潤滑剤を塗布する機構を含むようにしてもよい。あるいは、図４に示すような、現像部４が供給するトナーに滑材を添加する構成を採用してもよい。さらに、図２および図３に示すような、現像部４（現像手段）とは独立した潤滑剤を塗布する機構と、現像部４が供給するトナーに滑材を添加する構成とを併用するようにしてもよい。

＜Ｄ．滑材＞
本実施の形態に従う画像形成装置１００においては、固形滑材として、脂肪酸金属塩、シリコーンオイル、フッ素系樹脂等を用いることができる。これらの滑材を、単独または２種類以上を混合して用いることができる。特に、脂肪酸金属塩が好ましい。

脂肪酸金属塩の脂肪酸としては、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。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、カルナウバワックスのような天然ワックスであってもよい。これらの中で、特に好ましいのは、ステアリン酸金属塩である。

＜Ｅ．現像剤＞
本実施の形態に従う画像形成装置１００においては、トナーおよびトナーを帯電するためのキャリアを含む現像剤が用いられる。トナーとしては、特に限定されることなく、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、バインダー樹脂中に着色剤、および、必要に応じて荷電制御剤や離型剤等を含有させた上で、外添剤を処理させたものトナーとして使用できる。トナー粒径としては、これに限定されるものではないが、３〜１５μｍ程度が好ましい。

さらにトナーには潤滑性外添剤を含んでいてもよい。潤滑性外添剤としては、特に限定されることなく、脂肪酸金属塩、シリコーンオイル、フッ素系樹脂等を用いることができる。これらの潤滑性外添剤を、単独または２種類以上を混合して用いることができる。特に、脂肪酸金属塩が好ましい。

脂肪酸金属塩の脂肪酸としては、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。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。

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る。例えば、バインダー型キャリア、コート型キャリア等を使用できる。キャリア粒径としては、これに限定されるものではないが、１５〜１００μｍが好ましい。

＜Ｆ．本願発明者らによる新たな知見＞
以下、本実施の形態に従う画像形成装置１００が採用する本願発明者らの新たな知見について詳述する。

図５は、本願発明者らの新たな知見の主効果を検証するための原理実験に用いた評価装置を示す模式図である。図５に示すような評価装置を用いて、クリーニング性とトルクの関係を調査した。本明細書において、「トルク」は、像担持体である感光体１の回転駆動に必要なトルク（動トルク）を意味し、以下に説明するように、任意の方法で測定することができる。

一例として、図５の左側に示す機構においては、感光体１が図示しないモーターと接続されており、モーターの駆動トルクを測定するために、図示しないトルク測定器（共和電業社製ＴＰ−１０ＫＣＥ）が接続されている。

感光体１には、クリーニングブレード５からなるクリーニング装置が取り付けられている。また、トナー像を現像するための現像部４が取り付けられ、感光体１に対し任意の電位差を与えられるようになっている。本評価では、感光体１とクリーニングブレード５との間のトルク（以下、「ブレードトルク」）に着目して評価するため、感光体１に対して、現像部４およびクリーニングブレード５以外の部材（例えば、転写ロータおよび帯電ローラ等）は配置されている。

また、滑材を塗布した場合の挙動も調査するため、図５の右側に示すような滑材供給部８を別途用意した。具体的には、滑材供給部８は、ステアリン酸亜鉛からなる滑材棒、ブラシ、均しブレード（均し部材９）を有しており、感光体１上に滑材を塗布できるようにした。

クリーニングブレード５は、ウレタンゴムからなる、反発弾性率が５０％（２５℃）、ＪＩＳＡ硬度が７０°、厚さが２ｍｍ、自由長が１０ｍｍのものを用いた。また、感光体１に対する当接荷重が１６Ｎ／ｍとなるように設定した。

図５に示す評価装置を用いて、クリーニング性および感光体１の駆動に要するブレードトルクを評価した。

クリーニング性については、一様な黒ベタ画像（付着量４ｇ／ｍ^２）をクリーニングブレード５に対して供給し、クリーニングブレード５の通過後のトナー量を測定することによって定量化した。

トナー量については、クリーニングブレード５の通過後に感光体１上に残存しているトナーをＰＥＴテープによって剥離し、透過濃度を測定（サカタインクス社製Ｘ−Ｒｉｔｅ３１０にて測定）することで評価した。

ブレードトルクについては、現像部４に背景部相当の電圧（＋２００Ｖ）を印加し、白ベタ画像を画像形成したときに生じたモーターの駆動トルクを測定した。

クリーニングブレード５については、摩耗していないものと、ブレードエッジ摩耗幅４０μｍまで摩耗させたものとの２種類を試行した。また、摩耗させたものを用いた場合には、感光体１の表面に滑材を塗布したものについても試行した。感光体１上の滑材量は、図５の右側に示す機構を用い、滑材塗布の回数を変化させることによって変化させた。滑材を塗布した後、滑材塗布装置から感光体１を取り外し改めてクリーニング性およびブレードトルクを測定した。また、上述の実験において、周辺環境は、室温１５°、湿度１５％であった。

図６は、図５に示す評価装置を用いたクリーニング性およびブレードトルクの評価結果の一例を示す図である。図６において、塗りつぶしのプロット（摩耗無ＢＬ）は、クリーニングブレード５を摩耗させていない場合、白抜きのプロット（摩耗ＢＬ）は、クリーニングブレード５に摩耗を付与した場合の結果を示す。

図６のグラフの縦軸（ＣＬ指標（Ｔ．Ｄ．））は、クリーニング性を示す。図６の縦軸の値が小さいほどクリーニングブレード５をすり抜けたトナーが少ないことを示しており、値が小さいほどクリーニング性が良好であることを意味する。図６に示すグラフより、クリーニング性とブレードトルクとの間に、高い相関性が存在していることがわかる。

また、摩耗誤差を付与した場合、クリーニングブレード５を摩耗させることによってクリーニング性が低下するが、図６に示すように、滑材を塗布することによりクリーニング性が改善し、それに伴ってブレードトルクが上昇していることがわかる。すなわち、クリーニング性は、ブレードトルクを測定し、制御することができれば、望みの程度に制御できるということがいえる。

次に、上述の実験における、滑材を塗布した場合の滑材塗布量とブレードトルクとの関係についても調査した。

図７は、図６に示す評価結果に対応する滑材塗布量およびブレードトルクの評価結果の一例を示す図である。図７において、滑材塗布量については、ネル摩擦係数にて代用した。ネル摩擦係数は、ＨＥＩＤＯＮＴｒｉｂｏｇｅａｒ９４ｉを用いて測定した。一般的に、滑材の塗布量が大きくなれば、ネル摩擦係数は低下する関係性が知られている。

図７に示すように、ブレード摩耗を付与することにより、ブレードトルクは減少する（図７の右端にある、塗りつぶしプロット（摩耗無ＢＬ）および白抜きプロット（摩耗ＢＬ）を参照）。

また、摩耗したクリーニングブレード５を用いた系でも、滑材を塗布することによって、トルクが上昇していることがわかる（図７の各プロットのトルク値は図６の各プロットのトルク値と対応している）。また、滑材を付与しない状態から順次その付与量を増加させることによって、ブレードトルクは一様に上昇していることもわかる。

上述の結果、すなわち、滑材量とブレードトルクとの間の密接な対応関係が生じる想定メカニズムについて、以下説明する。滑材を塗布することにより、感光体１表面の凹凸が埋まり平滑性が上昇する、または、かぶりトナーおよび外添剤と感光体１と間の摩擦力が低下する。これにより、クリーニングブレード５と感光体１との間を通過するトナーまたは外添剤が減少する。クリーニングブレード５と感光体１との間を通過するトナーまたは外添剤の粒子は、その転がり効果によって、ブレードトルクを低下させていると考えられる。すなわち、クリーニングブレード５と感光体１との間のトルクは転がり効果によって抑制されていたものが、転がり効果が減少することにより、クリーニングブレード５と感光体１との間の接触面積が増加し、ブレードトルクが増加しているものと考えられる。

このような想定メカニズムによって、滑材の塗布によってブレードトルクが一様に上昇していると考えられる。この想定メカニズムから、クリーニング性とブレードトルクとがよく対応することも妥当な結果であると考えられる。

上述の実験結果をまとめると、以下のような新たな知見が導かれる。
（１）ブレードトルクとクリーニング性とは密接な対応関係が存在する（図６）
（２）滑材量とブレードトルクと間には密接な対応関係が存在する（図７）
（３）滑材量を増やすことにより、ブレードトルクは一様に上昇する（図６および図７）
＜Ｇ．処理の概要＞
上述のような本願発明者らが見出した新たな知見に基づいて、以下のような制御を行なう。本実施の形態に従う画像形成装置１００には、像担持体である感光体１の回転駆動に必要なトルクを測定する測定機能が実装されるとともに、感光体１に供給される潤滑剤の量を調整可能な制御機能が実装される。そして、以下に説明するような処理手順が実行される。

図８〜図１０は、本実施の形態に従う画像形成装置１００での処理の概要を説明するための模式図である。一般的には、ブレードトルクは摩耗とともに低下していき、クリーニング不良閾値を超えるまで減少すると、クリーニング不良が起きる、もしくはクリーニング不良が非常に起きやすくなる。一般的な設定としては、このような現象を見越して、図８に示すように、初期設定としてブレードトルク（クリーニング性）に余裕を持たせたものが採用される。

これに対して、本実施の形態に従う画像形成装置１００では、ブレードトルクの減少を測定し、それに従って滑材の塗布条件を制御する。このことにより、クリーニング性が担保されたブレードトルクを常に維持することができる。すなわち、図９に示すように、従来の方法に比較して、より長期間にわたってクリーニング性を担保できる。すなわち、生じるブレードトルクが低ければ、感光体１上の滑材量を増やすように制御される。

一方、生じるブレードトルクが高ければ、クリーニングブレードの摩耗が促進される。そのため、摩耗にも配慮したブレードトルクに設定されることが好ましい。本実施の形態によれば、図１０に示すように、ブレード摩耗を抑制しつつ、クリーニング性も担保した、最適な条件に常に設定されることも可能となる。言い換えれば、クリーニング性を担保しつつ、ブレードの寿命も延ばすことが可能となる。この場合にも、ブレードトルクが低ければ感光体１上の滑材量を増やすように制御され、逆にブレードトルクが高ければ感光体１上の滑材量を減少させるように制御される。

＜Ｈ．処理手順＞
次に、本実施の形態に従う滑材塗布条件を最適化する処理手順について説明する。図１１は、本実施の形態に従う画像形成装置１００において実行される滑材塗布条件を最適化する処理手順を示すフローチャートである。図１１に示す各ステップは、典型的には、制御部５０が予めインストールされた制御プログラムを実行することで実行される。

図１１を参照して、制御部５０は、画像形成の開始が指示されたか否かを判断する（ステップＳ１００）。画像形成の開始が指示されていなければ（ステップＳ１００においてＮＯの場合）、ステップＳ１００以下の処理が繰り返される。

画像形成の開始が指示されていれば（ステップＳ１００においてＹＥＳの場合）、制御部５０は、プリントエンジン１１０での画像形成を開始する（ステップＳ１０２）。すなわち、プリントジョブがオンにされる。続いて、制御部５０は、実施した画像形成によって印刷された枚数（プリント枚数）をカウントする（ステップＳ１０４）。

続いて、制御部５０は、カウントアップ後のプリント枚数が規定値に到達したか否かを判断する（ステップＳ１０６）。カウントアップ後のプリント枚数が規定値に到達していなければ（ステップＳ１０６においてＮＯの場合）、ステップＳ１００以下の処理が繰り返される。

カウントアップ後のプリント枚数が規定値に到達していれば（ステップＳ１０６においてＹＥＳの場合）、制御部５０は、トルク測定モードに移行する（ステップＳ１０８）。トルク測定モードにおいて、制御部５０は、感光体１に生じるトルクを測定する。続いて、制御部５０は、取得されたトルクの測定値が所定の目標範囲内であるか否かを判断する（ステップＳ１１０）。すなわち、制御部５０は、所定の画像（典型的には、白ベタ画像）について画像形成しつつ、クリーニングブレード５が感光体１に当接している期間における、トルク測定機能により測定されるトルクが所定の目標範囲内であるか否かを判断する。

取得されたトルクの測定値が所定の目標範囲内でなければ（ステップＳ１１０においてＮＯの場合）、制御部５０は、取得されたトルクの測定値が所定の目標範囲を下回っているか否かを判断する（ステップＳ１１２）。取得されたトルクの測定値が所定の目標範囲を下回っていれば（ステップＳ１１２においてＹＥＳの場合）、制御部５０は、滑材塗布量を増加させる（ステップＳ１１４）。すなわち、トルクの測定結果が、所定の下限閾値よりも低ければ、感光体１上の滑材量を多くするように滑材塗布条件を変更する制御を実施する。そして、ステップＳ１１０以下の処理が繰り返される。

一方、取得されたトルクの測定値が所定の目標範囲を下回っていなければ（ステップＳ１１２においてＮＯの場合）、制御部５０は、取得されたトルクの測定値が所定の目標範囲を上回っているか否かを判断する（ステップＳ１１６）。取得されたトルクの測定値が所定の目標範囲を上回っていれば（ステップＳ１１６においてＹＥＳの場合）、制御部５０は、滑材塗布量を減少させる（ステップＳ１１８）。すなわち、トルクの測定結果が、所定の上限閾値よりも高ければ、感光体１上の滑材量を少なくするように滑材塗布条件を変更する制御を実施する。そして、ステップＳ１１０以下の処理が繰り返される。

また、取得されたトルクの測定値が所定の目標範囲を上回っていなければ（ステップＳ１１６においてＮＯの場合）、ステップＳ１１０以下の処理が繰り返される。

このように、トルクの測定値が所定のトルク範囲内に入るように、滑材塗布条件が随時変更される。すなわち、制御部５０は、測定されるトルクが目標範囲を超えているときに、感光体１に供給される滑材が少なくなるように滑材の塗布条件を変更する一方で、測定されるトルクが目標範囲を下回っているときに、感光体１に供給される滑材が多くなるように滑材の塗布条件を変更する。

そして、取得されたトルクの測定値が所定の目標範囲内であれば（ステップＳ１１０においてＹＥＳの場合）、制御部５０は、現在の滑材塗布条件を新たな画像形成時の滑材塗布条件として更新する（ステップＳ１２０）とともに、プリント枚数をリセットする（ステップＳ１２２）。そして、ステップＳ１００以下の処理が繰り返される。

すなわち、測定されるトルクが所定の範囲内に入るまで、トルク測定および滑材塗布条件の制御とが繰り返される。そして、この繰り返しの処理の結果によって決定される滑材塗布条件が、画像形成時（印刷時）の条件としてフィードバックされる。この一連の動作が完了すると、画像形成動作（印刷動作）が再開される。なお、画像形成（印刷）を終了する際には、終了指令が適宜発行される。

以上のような処理手順によって、本実施の形態に従う画像形成装置１００における滑材塗布条件が最適化される。

なお、上述のステップＳ１１２〜Ｓ１１８の処理を所定回数実施したとしても、トルクの測定値が所定の目標範囲内に入らない場合には、クリーニングブレード５の寿命と判断してもよい。この場合には、クリーニングブレード５の交換をユーザに通知する、または、クリーニングブレード５またはクリーニングブレード５を含むイメージングユニットが交換されるまで、画像形成処理を禁止するようにしてもよい。このような処理を実装することで、クリーニング不良に起因する不具合を未然に防止できる。

なお、滑材量調整を行なっても、所定の下限閾値を超えるまでトルクの測定値が増加しない場合には、滑材塗布量を最大に設定し、画像形成処理（印刷処理）を続行するようにしてもよい。

上述の感光体１に供給される滑材量の調整（滑材塗布量の増加（ステップＳ１１４）および滑材塗布量の減少（ステップＳ１１８））の具体的な手法については、後述の＜Ｋ．滑材塗布量の制御方法について＞にて詳述する。

図１１には、本実施の形態に従う滑材塗布条件を最適化する処理の典型的な処理手順を示すが、これらの処理手順に対して、後述する各種の要素または公知の要素を適宜組み合わせてもよい。

＜Ｉ．トルク目標値および制御範囲の設定方法＞
次に、上述の制御手順において用いられるトルク目標値および制御範囲の設定方法について説明する。

感光体１を回転させる際に必要な駆動トルクの大きさは、感光体１の組成、機器サイズ、駆動系等に影響を受ける。そのため、トルク目標値および制御範囲の絶対値を一意に決定するのではなく、画像形成装置１００の機種等に応じて、クリーニング性および摩耗程度を考慮して設定することが好ましい。

（ｉ１：設定方法その１）
トルク目標値の設定方法の一例として、クリーニングブレード５の交換直後、または、感光体１を含むドラムユニットを交換直後に、トルクを測定し、当該トルクの測定値を基準として上記の制御に必要な目標値または目標範囲を設定すればよい。すなわち、上述の制御に用いられる所定の目標範囲は、感光体１およびクリーニングブレード５の少なくとも一方の交換後の初期段階において測定されたトルクに基づいて決定することが好ましい。

通常、クリーニングブレードおよび／またはドラムユニットを交換直後のユニット耐久初期においては、クリーニング性が十分に担保されている状態であると考えられるからである。また、本実施の形態に従う制御方法によれば、機体差、クリーニングブレードの個体差、感光体の個体差等があっても、クリーニング性の担保されたトルクに精度よく制御することができる。

（ｉ２：設定方法その２）
トルク目標値の設定方法の別の一例として、クリーニングブレードの交換後、または、ドラムユニットを交換後に、一定期間にわたって（または、一定枚数の）印刷を行なった後に測定されたトルクを初期のトルクとし、当該初期のトルクを基準として上記の制御に必要な目標値または目標範囲を設定すればよい。初期のドラムユニットにおいては、クリーニングブレードのエッジの急峻な摩耗または欠け、クリーニングブレードの姿勢変動、出荷時に塗布したオイルの影響、といったいくつかの変動要因があり、トルク変動が大きい。そのため、交換直後においては、必ずしも好ましい状態（クリーニング性および摩耗を両立した状態）とはなっていない可能性があるためである。

そこで、クリーニングブレードが好ましい状態（すなわち、急峻なトルク変動が収まった定常状態）になっていることを確認するためには、新品のドラムユニットまたは新品のクリーニングブレードユニットを装着し、印刷開始からの感光体トルクを測定し、トルクの変化率（今回の測定値／前回の測定値）が閾値以内に収まった時点のトルクを目標トルクと設定すればよい。すなわち、感光体１およびクリーニングブレード５の少なくとも一方の交換後、測定されるトルクの変動率が所定範囲に収束したときのトルクに基づいて、所定の目標範囲を決定することが好ましい。

＜Ｊ．トルクの測定方法＞
次に、本実施の形態に従う制御方法を実施するために必要なトルクの測定方法について説明する。

例えば、感光体１の駆動軸にトルク計を装着し、その出力値をモニターすることで、感光体トルクを測定することができる。すなわち、画像形成装置１００に実装されるトルク測定機能は、感光体１を回転駆動するモーターの電流値に基づいてトルク（動トルク）を測定してもよい。

別の方法として、感光体１を駆動するモーターに流れる電流値をモニターすることで、感光体トルクを算出してもよい。モーターに流れる電流値をモニターする構成を採用することで、装置の大型化およびコストアップをすることなく、感光体トルクを測定することができる。

トルクを測定する際には、必要な部材以外は感光体１から離間させておくことが好ましい。すなわち、所定の目標範囲内に入っているか否かの判断に用いられるトルクは、クリーニングブレード５以外の部材の少なくとも１つを感光体１から離間した状態で測定された値であることが好ましい。

より具体的には、クリーニングブレード５および現像部４以外は感光体１から離間しておくことが好ましい。すなわち、クリーニング部材および現像部４を構成する部材以外を感光体１から離間した状態で測定されたトルクを用いて、所定の目標範囲内に入っているか否かを判断することが好ましい。これは、上述したような本願発明者らの新たな知見は、主として感光体１とクリーニングブレード５との間のトルクに基づいており、実際の制御においても、感光体１とクリーニングブレード５との間に生じるトルクのみを測定することが好ましい。ここで、感光体１に、クリーニングブレード５以外の部材（例えば、転写ユニットおよび帯電ローラー等）が接触していると、その部材に由来するトルク成分も一緒に測定されてしまう。

そのため、最も好ましい形態としては、制御に必要なトルクを取得するために、クリーニングブレード５のみを感光体１に接触する状態で測定することが好ましい。すなわち、クリーニングブレード５以外の部材を感光体１から離間した状態で測定されたトルクを用いて、所定の目標範囲内に入っているか否かを判断することが好ましい。

また、トルクを測定する際には、形成する所定の画像として白ベタ画像を用いることが好ましい。感光体１上にトナー像を形成すると、測定されるトルク値に、トナーに起因するトルク成分が加わり、誤差要因となるためである。

また、トルクを測定する際には、感光体１上の滑材以外のトルク変動要因を除去しておくことが好ましい。画像形成時には、帯電部２から放出される放電生成物等が感光体１に付着する。この放電生成物は、水分と結合して低抵抗成分となり、像ボケの原因となるほか、滑材および感光体１表面を変質させることで、異常なトルク上昇の原因にもなり得る。そのため、これらの誤差要因を取り除いた状態でトルクを測定および調整することにより、クリーニング性を目的の状態により正確に制御できる。このようなトルク変動要因を除去する方法として、いわゆるリフレッシュモードを実施することが好ましい。感光体１に対するリフレッシュモードの方法としては、種々の手法が提案されており、必要に応じた手法を採用すればよい。例えば、現像部４からトナーを供給し、クリーニングブレード５にてクリーニングを行なうモードを設けることで、感光体１上の放電生成物を取り除くことができる。また、その際、転写電界等を制御し、クリーニングブレードにトナーをより多く供給するようにすると、除去効果を高めることができる。このように、感光体１の表面にある付着物を除去するためのリフレッシュモードを実施した後に、トルク測定を実施することが好ましい。

さらに、上述のようなリフレッシュモードを実施した後、トルク測定をする場合には、基準画像を規定枚数印刷した後を行なうことが好ましい。すなわち、リフレッシュモードの実施後、所定枚数の基準画像を出力した後にトルク測定を実施することがさらに好ましい。本実施の形態に従う制御方法は、画像形成中に生じるブレードトルクを所定の目標範囲内に制御することである。そのため、ブレードトルクを評価する際は、できるだけ画像形成中と同じ状態とするのが好ましい。このとき、なるべく放電生成物の影響を除くことがより好ましい。

一方、感光体１に対するリフレッシュモードを実施した後、ブレードトルクを調整するのであるが、そのブレードトルクの値は画像形成中のものとは正確に対応しない可能性がある。なぜならば、画像形成中は、滑材塗布機構からの滑材の供給のほか、クリーニングブレード５に供給されたトナーによる滑材の回収、および、現像部４による滑材の回収も生じており、そのバランスに依存して感光体１上の滑材量が決定されるからである。このため、基準画像（例えば、軸方向全域にわたって形成される横帯パターン）を規定枚数印刷し、その後にトルク測定を行なうようにすれば、画像形成中に相当するブレードトルクを測定できる。

また、トルク測定時に伴って生じる画像形成については、実際の紙面上に印刷してもよいが、中間転写あるいは２次転写の電圧を調整し、トナーが紙に到達する前に感光体１または中間転写体のクリーニングブレードでトナー像を回収してもよい。このようにすれば、調整時に用紙を使用せずに済み、コストを削減できる。

また、感光体１に現像部４を接触させた状態でトルク測定する場合には、帯電部２の出力をオフにし、感光体１とのバイアス現像にて行なうとよい。すなわち、帯電部２による帯電の出力をオフした状態で測定されたトルクを用いて、所定の目標範囲内に入っているか否かを判断することが好ましい。このような方法を採用することで、トルクを測定する際にも、放電生成物の発生およびその影響を回避できる。なお、このような操作は、上述の基準画像を印刷する際にも適用するようにしてもよい。

また、トルクを測定する際には、少なくとも感光体１のトルクを１周以上にわたって測定することが好ましい。より具体的には、感光体１のトルクを１周以上にわたって測定した平均値を測定値として出力するようにしてもよい。これは、感光体１上の異常点（例えば、傷等）の影響を緩和するため、および、感光体１の偏心による影響を除くためである。

＜Ｋ．滑材塗布量の制御方法について＞
次に、感光体１に滑材を塗布する量の制御方法について説明する。以下では、トナーに滑材が添加されている場合を例に説明する。

現像剤中において滑材の大部分はトナー粒子に付着して存在する。但し、その一部の滑材は、トナーに付着せず現像剤中に遊離した状態で存在している。そのような状態で現像剤が現像部４に運ばれると、画像部ではトナーが感光体１上に現像され、滑材もトナーに付着して感光体１上に運ばれる。通常、滑材は、トナーとは逆極性に帯電しているため、現像剤中に遊離している滑材およびトナーに付着している滑材の一部は、画像部だけでなく背景部にも付着する。

その後、感光体１が中間転写体に当接し、中間転写体に印加された電圧によりトナーは中間転写体に転写される。転写部での電界は、滑材を感光体１側に押し付ける電界であり、トナーに付着した滑材はトナーから離脱して感光体１側に残存することになる。

トナーと滑材とは、互いに逆極性に帯電しているため、トナーが移動する電界とは逆の電界を印加すれば、感光体１上への滑材供給量は増加する。また、トナーが移動する電界を印加した場合においても、その電界強度が弱い方が感光体１への滑材供給量は大きくなる。

このような動作原理を考慮すると、滑材がトナーに添加されている場合には、以下のような方法で、感光体１上の滑材量を有効に制御できる。
（１）現像電位差を制御する
現像電位差を低下させることで、感光体１に供給される滑材量は増加し、逆に、現像電位差を増加させることで、感光体１に供給される滑材量は減少する。但し、トナー移動とは逆の電界を印加する場合には、現像電位差が増加させることで、感光体１に供給される滑材量は増加し、逆に、現像電位差が低下させることで、感光体１に供給される滑材量は減少する。このように、制御部５０は、現像部４によって与えられる現像電位差（現像バイアス）を制御することで、滑材の塗布条件を変更する。
（２）転写電位差を制御する
転写電位差を増加させることで、感光体１に供給される滑材量は増加し、逆に、転写電位差を低下させることで、感光体１に供給される滑材量は減少する。このように、制御部５０は、転写装置（転写手段）によって与えられる転写電位差（転写バイアス）を制御することで、滑材の塗布条件を変更する。

現像電位差および転写電位差の両方を制御するようにしてもよい。さらに、トナーに添加する滑材量を増加させることで、感光体１に供給される滑材量を増加させることもできる。

現像電位差および転写電位差については、これらの動作を通常の画像形成の間に実施されるパッチ形成において適用すると、画像形成条件に直接影響することなく感光体１上の滑材量を制御することが可能となる。

例えば、画像形成の間にパッチを形成する際、現像電位差を通常の画像形成時よりも小さくすれば、感光体１上への滑材の移行量は増加する。また、転写電位差を通常の画像形成時よりも大きくすれば、感光体１上の滑材量は増加する。

＜Ｌ．滑材供給部８からの滑材供給＞
滑材塗布機構から滑材を供給する場合、滑材供給量の調整方法として、供給部材の回転速度を変化させることが有効である。図２に示す滑材供給部８を例にとると、供給部材として塗布ブラシ８１が設けられている。

一例として、塗布ブラシ８１の回転方向が感光体１に対してカウンター回転している場合について説明する。塗布ブラシ８１の回転速度を上げると、単位時間当たりの感光体１および滑材棒に対する接触回数が増加する。これにより、塗布ブラシ８１が滑材棒から滑材を単位時間当たりに掻きとる量、および、感光体１に移行させる単位時間当たりの回数が増加し、結果として感光体１上に移行する滑材の量が増加する。感光体１に対して塗布ブラシ８１がウィズ回転している場合でも、同様の関係が成立する。

また、滑材供給量の調整方法として、滑材棒の塗布ブラシ８１に対する押圧力を変化させてもよい。この場合、塗布ブラシ８１が滑材棒から滑材を単位時間当たりに掻きとる量が増加し、結果として感光体１上への滑材供給量が増加する。また、滑材塗布機構によって滑材を塗布する場合、現像部４が感光体１上の滑材を掻きとることにより、現像部４への滑材の混入が生じ得る。そのため、印刷枚数の積算値を考慮して、滑材の現像部４への混入が生じているようであれば、トナーに滑材が添加されている場合の制御を併用してもよい。

また、滑材塗布機構と滑材へのトナー添加とを併用した場合、上述した二つの制御方法はいずれも適用できる。さらに、上述した制御方法以外にも、感光体１への滑材塗布量の制御に対して有効な方法は、本実施の形態に従う制御方法にも適用可能である。

＜Ｍ．効果確認実験＞
上述した本実施の形態に従う画像形成装置１００によるクリーニング性の効果を確認するいくつかの実験（実施例１〜３および比較例１〜４）を行なった結果を以下に示す。

具体的な実験の手順としては、実施例、比較例ともに図２に示す画像形成装置をベースに、Ａ４の横帯パターン（５％）を連続通紙させて、クリーニングブレードの寿命を評価した。具体的には、１０ｋｐ（１００００枚）ごとにハーフ画像を出力し、クリーニングブレードの拭き残し由来であるスジの発生を評価し、顕著なスジが発生した時点でブレードの寿命とした。

具体的な装置構成としては、図２または図４に示す構成に従って、感光体１、現像部４、転写装置、クリーニングブレード、トナー等を以下のように構成を採用した。ベースとなる画像形成装置としては、ＫＯＮＩＣＡＭＩＮＯＬＴＡ社製ｂｉｚｈｕｂＰＲＥＳＳＣ１０００を改造したものを用いた。

（１）感光体１
感光体１としては、アルミニウムからなるドラム状の金属基体の外周面に、ポリカーボネート樹脂からなる厚さ２５μｍの感光層が形成された直径８０ｍｍの有機感光体を用いた。感光体１は、４００ｍｍ／ｓｅｃで回転させた。

（２）現像部４
現像部４としては、線速度６００ｍｍ／ｍｉｎで回転駆動される現像スリーブを有し、この現像スリーブに感光体１の表面電位と同極性のバイアス電圧が印加され、二成分現像剤によって反転現像が行われるものを用いた。

（３）転写装置
転写装置中間転写体として導電性を付与したポリイミド樹脂からなる無端状のベルトを用い、ベルトを介して感光体１に圧接させ、トナーの帯電極性とは逆極性の電圧を印加する転写ローラーを設けたものを用いた。

（４）クリーニングブレード５
クリーニングブレード５としては、ウレタンゴムからなる反発弾性率が５０％（２５℃）、ＪＩＳＡ硬度が７０°、厚さが２ｍｍ、自由長が１０ｍｍ、幅が３２４ｍｍのものを用いた。クリーニングブレード５について、感光体１に対する当接荷重は条件ごとに変化させ、当接角は１５°となるように設定した。

（５）トナー
二成分現像剤を構成するトナーとして、乳化重合法により製造された体積平均粒径が６．５μｍのトナー粒子のものを用いた。トナーには負帯電性を付与した。トナー粒子に滑材を添加する場合、そのトナー粒子にステアリン酸亜鉛を添加したものを使用した。詳細は、上述の＜Ｅ．現像剤＞において説明したので、ここでは繰り返さない。

（６）滑材棒
図２に示す滑材供給部８を配置した場合として、滑材棒からブラシで滑材を掻きとって感光体１に移行させる機構を採用した。ブラシの形状としては直毛形状のものを使用し、滑材棒としてはステアリン酸亜鉛を圧縮成型したものを用いた。また、均しブレード（均し部材９）として、クリーニングブレード５と同様の物性のものをトレール方向に圧接するように配置した。線圧は２０Ｎ／ｍ、当接角は５０°とした。また、ブラシは、感光体１に対してカウンター方向に回転するようにした。

効果確認実験の結果を下表に示す。

上表において、比較例１〜比較例４は、本実施の形態に従う制御を適用しない場合のクリーニング性を評価する実験であり、図２または図４に示すイメージングユニット１０の機構を採用した。具体的には、以下の通りである。

比較例１においては、図４に示す機構を用い、トナーに滑材を重量比０．２部添加したものを用いた。また、ブレード圧は３０Ｎ／ｍとした。このときの初期トルクは２００ｍＮ／ｍであった。

比較例２においては、図２に示す機構を用い、塗布ブラシの感光体１に対する周速比を０．４とした。また、ブレード圧は３０Ｎ／ｍとした。このときの初期トルクは４００ｍＮ／ｍであった。

比較例３においては、図４に示す機構を用い、トナーに滑材を重量比０．２部添加したものを用いた。また、ブレード圧は２４Ｎ／ｍとした。このときの初期トルクは１６０ｍＮ／ｍであった。

比較例４においては、図２に示す機構を用い、トナーに滑材を重量比０．２部添加したものを用いた。また、ブレード圧は２４Ｎ／ｍとした。このときの初期トルクは３２０ｍＮ／ｍであった。

なお、初期トルクは、５ｋｐ（５０００枚）経過時点での、基準画像（白ベタ画像）を画像形成したときに生じたブレードトルクを測定したものである。初期トルクの測定時には、現像部４およびクリーニングブレード５を除くその他の部材を感光体１から離間するように制御した。

実施例１〜実施例３は、本実施の形態に従う制御によるクリーニング性を評価する実験であり、図２または図４に示すイメージングユニット１０の機構を採用した。具体的には、以下の通りである。

実施例１においては、図４に示す機構を用い、トナーに滑材を重量比０．２部添加したものを用いた。また、ブレード圧は３０Ｎ／ｍとした。このときの初期トルクは２００ｍＮ／ｍであった。この初期トルクを基準として、本実施の形態に従う制御ロジックに従って現像条件および転写条件を制御した。

実施例２においては、図２に示す機構を用い、滑材が添加されていないトナーを用いた。塗布ブラシの感光体１に対する周速比を０．４とした。また、ブレード圧は３０Ｎ／ｍとした。このときの初期トルクは４００ｍＮ／ｍであった。この初期トルクを基準として、本実施の形態に従う制御ロジックに従って現像条件および転写条件を制御した。

実施例３においては、図４に示す機構を用い、トナーに滑材を重量比０．２部添加したものを用いた。また、ブレード圧は２４Ｎ／ｍとした。このときの初期トルクは１６０ｍＮ／ｍであった。この初期トルクを基準として、本実施の形態に従う制御ロジックに従って現像条件および転写条件を制御した。

実施例１〜実施例３において、トルク目標値は、初期トルクに対して±１０％と設定した。閾値の範囲（初期トルクに対して±１０％）に対してトルクが低下し、閾値の範囲に入らなくなった場合、滑材供給条件を最大として印刷を続行するようにした。また、トルク測定および供給条件の制御は、１０ｋｐ（１００００枚）ごとに行なうようにした。このとき、１０ｋｐ（１００００枚）ごと経過時点での、基準画像（白ベタ画像）を画像形成したときに生じたブレードトルクの測定値を用いた。

上述の効果確認実験に結果、比較例１〜比較例３のブレードについては、いずれも目標には届かないレベルであった。これは、本実施の形態に従う制御ロジックを適用していないため、クリーニングブレードのエッジ摩耗によってクリーニング性が低下したためと考えられる。また、比較例３および比較例４においては、エッジ摩耗を低減するため、ブレード圧を低く設定したが、逆にクリーニング性が悪化し寿命は短くなったという結果が示される。

これらの比較例に対して、実施例１〜実施例３においては、比較例と同様の構成であっても、クリーニングブレード５の長寿命化を図ることができた。すなわち、画像形成装置の長期駆動時の信頼性を向上できることを意味する。

特に、ブレード圧を低く設定した実施例３においては、比較例３および比較例４ではかえって短寿命化したのに対し、長寿命化に成功している。これは、トルクを小さく（すなわち、摩耗速度を小さく）保ったため、ブレード摩耗を抑制しつつ、クリーニング性も維持できている結果を意味すると考える。

＜Ｎ．まとめ＞
上述したように、本願発明者らは、その鋭意研究の結果、クリーニング性が、クリーニングブレードを感光体に圧接した際に生じる駆動トルク（感光体−クリーニングブレード間のトルク）と密接な関係があることを見出した。また、本願発明者らは、そのトルクは感光体上の滑材量によって制御可能であることを見出した。さらに、本願発明者らは、滑材量とトルクは密接に対応しており、滑材量を上げればトルクは上がる、滑材量を下げればトルクは下がるという関係性も見出した。

このような新たな知見に基づいて、感光体上への滑材の塗布量を制御することで画像形成中の感光体に生じるトルクを適切な値に維持する。これにより、クリーニング性を保ち、クリーニングに対する長期の信頼性を担保できる。すなわち、トルクを測定する機能を採用し、画像形成中に生じるトルクが所定の目標範囲内に維持されるように、印刷時の滑材の塗布条件を随時更新することで、初期段階でのクリーニング性を保ちつつ、長期のクリーニング信頼性向上を実現する。

このように、画像形成中に生じるトルクが所定の目標範囲内に維持されるように、画像形成中の感光体１への滑材塗布量を制御することで、クリーニングブレードの摩耗度合いによらず、安定してクリーニングを行なうことができ、信頼性を向上できる。

また、ドラムユニットまたはクリーニングブレードを交換した直後に生じる初期トルクに合わせこむように、画像形成中の感光体１への滑材塗布量を制御することで、画像形成装置の機差によらず、安定してトルク制御を行なうことができ、その結果、安定したクリーニングを行なうことができ、信頼性を向上できる。

今回開示された実施の形態はすべ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すべての変更が含まれることが意図される。

１感光体、２帯電部、３露光部、４，４Ｃ，４Ｋ，４Ｍ，４Ｙ現像部、５，１８クリーニングブレード、６中間転写体接触ローラー、７副帯電部、８滑材供給部、９均し部材、１０，１０Ｃ，１０Ｋ，１０Ｍ，１０Ｙイメージングユニット、１２中間転写ベルト、１４中間転写体駆動ローラー、２０転写ローラー、２２定着部、３０給紙部、３２送出ローラー、３４搬送ローラー、３８搬送経路、５０制御部、８１塗布ブラシ、８２軸部材、８３起毛、８４固形滑材、１００画像形成装置、１１０プリントエンジン、１２０原稿読取部、１２２イメージスキャナー、１２４原稿給紙台、１２６原稿自動送り装置、１２８原稿排紙台、１３０排出トレイ。

Claims

画像形成装置であって、
像担持体と、
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現像手段と、
前記トナー像を被転写媒体に転写する転写手段と、
転写後に前記像担持体上に残留するトナーを回収するクリーニング部材と、
前記像担持体上に潤滑剤を供給する潤滑剤供給手段と、
前記像担持体の回転駆動に必要なトルクを測定する測定手段と、
前記像担持体に供給される潤滑剤の量を調整可能な制御手段とを備え、前記制御手段は、
所定の画像について画像形成しつつ、前記クリーニング部材が像担持体に当接している期間における、前記測定手段により測定されるトルクが所定の目標範囲内であるか否かを判断する判断手段と、
前記測定されるトルクが前記目標範囲を超えているときに、前記像担持体に供給される潤滑剤が少なくなるように潤滑剤の塗布条件を変更する一方で、前記測定されるトルクが前記目標範囲を下回っているときに、前記像担持体に供給される潤滑剤が多くなるように潤滑剤の塗布条件を変更する変更手段とを含む、画像形成装置。
前記変更手段は、前記現像手段によって与えられる現像電位差を制御することで、前記潤滑剤の塗布条件を変更する、請求項１に記載の画像形成装置。
前記変更手段は、前記転写手段によって与えられる転写電位差を制御することで、前記潤滑剤の塗布条件を変更する、請求項１または２に記載の画像形成装置。
前記測定手段は、前記像担持体を回転駆動するモーターの電流値に基づいて前記トルクを測定する、請求項１〜３のいずれか１項に記載の画像形成装置。
前記判断手段は、前記クリーニング部材以外の部材の少なくとも１つを前記像担持体から離間した状態で測定されたトルクを用いて判断する、請求項１〜４のいずれか１項に記載の画像形成装置。
前記判断手段は、前記クリーニング部材および前記現像手段を構成する部材以外を前記像担持体から離間した状態で測定されたトルクを用いて判断する、請求項１〜４のいずれか１項に記載の画像形成装置。
前記判断手段は、前記クリーニング部材以外の部材を前記像担持体から離間した状態で測定されたトルクを用いて判断する、請求項１〜４のいずれか１項に記載の画像形成装置。
前記画像形成装置は、前記像担持体を帯電させるための帯電手段をさらに備え、
前記判断手段は、前記帯電手段による帯電の出力をオフした状態で測定されたトルクを用いて判断する、請求項１〜４のいずれか１項に記載の画像形成装置。
前記所定の画像は、白ベタ画像である、請求項１〜８のいずれか１項に記載の画像形成装置。
前記所定の目標範囲は、前記像担持体および前記クリーニング部材の少なくとも一方の交換後の初期段階において測定されたトルクに基づいて決定される、請求項１〜９のいずれか１項に記載の画像形成装置。
前記像担持体および前記クリーニング部材の少なくとも一方の交換後、測定されるトルクの変動率が所定範囲に収束したときのトルクに基づいて、前記所定の目標範囲は決定される、請求項１０に記載の画像形成装置。
前記測定手段は、前記像担持体のトルクを１周以上にわたって測定した平均値を測定値として出力する、請求項１〜１１のいずれか１項に記載の画像形成装置。
前記測定手段は、前記像担持体の表面にある付着物を除去するためのリフレッシュモードを実施した後に、トルク測定を実施する、請求項１〜１２のいずれか１項に記載の画像形成装置。
前記測定手段は、前記リフレッシュモードの実施後、所定枚数の基準画像を出力した後にトルク測定を実施する、請求項１３に記載の画像形成装置。
前記潤滑剤は、トナーに添加されている、請求項１〜１４のいずれか１項に記載の画像形成装置。
前記潤滑剤供給手段は、前記現像手段とは独立した、前記潤滑剤を塗布する機構を含む、請求項１〜１５のいずれか１項に記載の画像形成装置。
前記変更手段は、前記測定されるトルクが前記目標範囲に収まっているときに、前記像担持体に供給される潤滑剤の塗布条件を維持する、請求項１〜１６のいずれか１項に記載の画像形成装置。
画像形成装置における画像形成方法であって、前記画像形成装置は、像担持体と、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現像手段と、前記トナー像を被転写媒体に転写する転写手段と、転写後に前記像担持体上に残留するトナーを回収するクリーニング部材と、前記像担持体上に潤滑剤を供給する潤滑剤供給手段と、前記像担持体の回転駆動に必要なトルクを測定する測定手段とを備え、前記画像形成方法は、
所定の画像について画像形成しつつ、前記クリーニング部材が像担持体に当接している期間における、前記測定手段により測定されるトルクが所定の目標範囲内であるか否かを判断するステップと、
前記測定されるトルクが前記目標範囲を超えているときに、前記像担持体に供給される潤滑剤が少なくなるように潤滑剤の塗布条件を変更する一方で、前記測定されるトルクが前記目標範囲を下回っているときに、前記像担持体に供給される潤滑剤が多くなるように潤滑剤の塗布条件を変更するステップとを備える、画像形成方法。