JP6380187B2 - 画像形成装置、画像形成方法および転写電圧制御プログラム - Google Patents

Description

本発明は、画像形成装置、画像形成方法および転写電圧制御プログラムに関する。

電子写真方式による画像形成装置においては、潜像担持体上または中間転写体上における未転写トナーや転写残トナー等の残留トナーを除去する目的で、潜像担持体または中間転写体にクリーニング装置を設ける技術が知られている。クリーニング装置としては、たとえば、弾性体からなる平板状のクリーニングブレードを潜像担持体や中間転写体の表面に当接させ、これにより潜像担持体上や中間転写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のものが知られている。

近年、電子写真方式による画像形成装置においては、高画質化の観点からトナー粒子の小粒径化の要請があり、このような小粒形のトナー粒子を得る方法として、たとえば乳化重合法や懸濁重合法等の重合法が利用されている。しかし、トナー粒子の小粒径化に伴ってトナー粒子と潜像担持体との付着力が大きくなるために、潜像担持体上の残留トナーの除去が困難になる。特に、重合法により製造されたいわゆる重合トナーを用いてトナーを生成した場合、トナー粒子の形状が球形に近いものとなる。この場合、トナー粒子が潜像担持体上で転がってクリーニングブレードを通りぬけるクリーニング不良が発生しやすくなり、潜像担持体上の残留トナーの除去が一層困難になるという問題がある。

また、ブレードを通り抜けるトナーが発生すると、そのトナーを核としてトナーの凝集物が潜像担持体上に形成され、べタ画像を印刷した部分に粒状の白抜け（粒状ノイズ）が発生する。

このような「粒状ノイズ」という品質問題に対応するために、現状では潜像担持体上に滑剤を供給し、滑剤の被膜を形成することによって、トナー粒子と潜像担持体との付着力を低下させた状態でクリーニングを行っている。潜像担持体上に滑剤を供給する方法として、棒状にした滑剤にブラシを当接しブラシで滑剤を掻き取り、潜像担持体表面に供給する滑剤塗布方式が知られている。

滑剤塗布方式においては、ブラシにより潜像担持体表面に供給された滑剤の一部は、現像器の現像スリーブ等との接触により潜像担持体表面から掻き取られ、現像器内に取り込まれる。取り込まれた滑剤は、現像器内の搬送によってトナーと混合され、現像部で供給されるトナーと共に、潜像担持体に再供給される。トナーの消費量が少ない低面積率（印字率）の画像を印刷すると、現像に使用されるトナーが減少するため、トナーと共に再供給される滑剤も減少する。一方、ブラシからの潜像担持体表面への滑剤の供給と、潜像担持体表面からの現像部での滑剤の掻き取りは、トナーの消費量や面積率の影響が小さい。したがって、低面積率画像の印刷を継続すると、現像器内の滑剤量が増加する。逆に、高面積率画像の印刷を継続すると、現像器内の現像剤量が減少する。すなわち、滑剤塗布方式においては、トナーの消費量によって現像器内の滑剤量が変動する。

たとえば、低面積率の画像を印刷して現像器内の滑剤量が増加すると、現像器内においてトナーに対する滑剤の比率が高くなる。この場合、画像部（現像部における電位差によってトナーが付着し現像される部分）において、トナーと共に潜像担持体上に移動する滑剤量が増加する。滑剤を多く含む画像部のトナーは、転写部で中間転写体に転写されるため、中間転写体上においても滑剤量が多い部分が発生する。

このように中間転写体上に滑剤量が多い部分が発生すると、当該部分の多量の滑剤が紙粉などの異物を巻き込みながら凝集し、凝集物が形成される。凝集物は中間転写体上を搬送され、中間転写体に備えられたクリーニングブレードと中間転写体との間の部分にかみこむ。凝集物がかみこむことによって、クリーニングブレードのエッジが押し上げられ、クリーニングブレードと中間転写体との当接が保てなくなり、凝集物がかみこんだ部分の近傍においてトナー粒子がクリーニングブレードを通り抜け、クリーニング不良が発生する。この問題に関連し、潜像担持体に滑剤を塗布し、中間転写体の摩擦係数の検知結果に応じて、中間転写体へのトナー入力量を制御することにより、中間転写体上の滑剤量を制御する技術も知られている（特許文献１参照）。

特開２０１０−２５６６２９号公報

しかしながら、上記の特許文献１記載の技術は、中間転写体へのトナーの入力量を制御するものである。したがって、特許文献１記載の技術は、原稿画像に対応する通常の画像が形成される画像領域においては実行できず、画像領域以外の部分である非画像領域においてのみ適切に実行できるものである。たとえば、特許文献１記載の方法を画像領域における画像の転写時に実行した場合、トナーの入力量が変わってしまうため、形成される画像の品質に影響が出てしまう。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、画像領域における画像の転写時においても中間転写体上の滑剤量を制御できる画像形成装置、画像形成方法および転写電圧制御プログラムを提供することを目的とする。

上記目的は、下記の手段によって達成される。

（１）潜像が形成される潜像担持体と、前記潜像担持体に滑剤を供給する滑剤供給部と、前記潜像担持体から取り込んだ前記滑剤を帯電したトナーとあわせて潜像担持体に供給することにより前記潜像をトナー像として現像する現像部と、前記現像部により現像された前記トナー像に転写電圧を印加して前記トナー像を転写位置において像担持体に転写する転写部と、前記転写位置における転写電圧の印加を制御する制御部と、を有する画像形成装置であって、前記滑剤は、前記転写位置において前記トナーの帯電極性とは逆の極性に帯電され、前記制御部は、任意のタイミングにおける転写済みの画像の面積率および転写枚数に基づいて、前記転写済みの画像の面積率が所定の基準より低いか否かを判断し、面積率が低いと判断した場合は、前記タイミング以降の前記トナー像を転写する際に印加する転写電圧を高くする制御を行う画像形成装置。

（２）前記制御部は、前記転写済みの画像の面積率および転写枚数に基づいて、前記潜像担持体上において画像が形成される領域である画像領域以外にパッチ画像を形成するためのトナーパターンを形成させると共に、形成された前記トナーパターンを前記像担持体に転写する際に印加する転写電圧を制御する上記（１）に記載の画像形成装置。

（３）前記制御部は、前記転写済みの画像の面積率が所定の基準より低いか否かを判断し、面積率が低いと判断した場合は、前記トナーパターンを転写する際に印加する転写電圧を、前記トナー像を転写する際に印加する転写電圧よりも高くする上記（２）に記載の画像形成装置。

（４）前記制御部は、画像の面積率が変動する場合に、変動前に転写済みの画像の面積率および転写枚数に基づいて、変動後における前記トナー像を転写する際に印加する転写電圧を制御する上記（１）〜（３）のいずれか一項に記載の画像形成装置。

（５）前記制御部は、画像の面積率が第１の面積率から、前記第１の面積率よりも高い第２の面積率に変動する場合に、前記第２の面積率において前記トナー像を転写する際に印加する転写電圧を、前記第１の面積率において前記トナー像を転写する際に印加する転写電圧よりも高くする上記（４）に記載の画像形成装置。

（６）前記制御部は、画像の面積率が第１の面積率から、前記第１の面積率よりも高い第２の面積率に変動する場合に、変動後に前記トナーパターンを転写する際に印加する転写電圧を、変動前に前記トナー像を転写する際に印加する転写電圧よりも高くする上記（２）または（３）に記載の画像形成装置。

（７）潜像が形成される潜像担持体に滑剤を供給するステップと、前記潜像担持体から取り込んだ前記滑剤を帯電したトナーとあわせて前記潜像担持体に供給することにより前記潜像をトナー像として現像する現像ステップと、前記現像ステップにおいて現像された前記トナー像に転写電圧を印加して前記トナー像を転写位置において像担持体に転写する転写ステップと、前記転写位置における転写電圧の印加を制御する制御ステップと、を有する画像形成方法であって、前記滑剤は、前記トナーの帯電極性とは逆の極性に帯電され、前記制御ステップは、任意のタイミングにおける転写済みの画像の面積率および転写枚数に基づいて、前記転写済みの画像の面積率が所定の基準より低いか否かを判断し、面積率が低いと判断した場合は、前記タイミング以降の前記トナー像を転写する際に印加する転写電圧を高くする制御を行う画像形成方法。

（８）潜像が形成される潜像担持体に滑剤を供給するステップと、前記潜像担持体から取り込んだ前記滑剤を帯電したトナーとあわせて前記潜像担持体に供給することにより前記潜像をトナー像として現像する現像ステップと、前記現像ステップにおいて現像された前記トナー像に転写電圧を印加して前記トナー像を転写位置において像担持体に転写する転写ステップと、前記転写位置における転写電圧の印加を制御する制御ステップと、をコンピューターに実行させる転写電圧制御プログラムであって、前記滑剤は、前記トナーの帯電極性とは逆の極性に帯電され、前記制御ステップは、任意のタイミングにおける転写済みの画像の面積率および転写枚数に基づいて、前記転写済みの画像の面積率が所定の基準より低いか否かを判断し、面積率が低いと判断した場合は、前記タイミング以降の前記トナー像を転写する際に印加する転写電圧を高くする制御を行う転写電圧制御プログラム。
（９）前記制御ステップでは、前記転写済みの画像の面積率および転写枚数に基づいて、前記潜像担持体上において画像が形成される領域である画像領域以外にパッチ画像を形成するためのトナーパターンを形成させると共に、形成された前記トナーパターンを前記像担持体に転写する際に印加する転写電圧を制御する上記（８）に記載の転写電圧制御プログラム。
（１０）前記制御ステップでは、前記転写済みの画像の面積率が所定の基準より低いか否かを判断し、面積率が低いと判断した場合は、前記トナーパターンを転写する際に印加する転写電圧を、前記トナー像を転写する際に印加する転写電圧よりも高くする上記（９）に記載の転写電圧制御プログラム。
（１１）前記制御ステップでは、画像の面積率が変動する場合に、変動前に転写済みの画像の面積率および転写枚数に基づいて、変動後における前記トナー像を転写する際に印加する転写電圧を制御する上記（８）〜（１０）のいずれか一つに記載の転写電圧制御プログラム。
（１２）前記制御ステップでは、画像の面積率が第１の面積率から、前記第１の面積率よりも高い第２の面積率に変動する場合に、前記第２の面積率において前記トナー像を転写する際に印加する転写電圧を、前記第１の面積率において前記トナー像を転写する際に印加する転写電圧よりも高くする上記（１１）に記載の転写電圧制御プログラム。
（１３）前記制御ステップでは、画像の面積率が第１の面積率から、前記第１の面積率よりも高い第２の面積率に変動する場合に、変動後に前記トナーパターンを転写する際に印加する転写電圧を、変動前に前記トナー像を転写する際に印加する転写電圧よりも高くする上記（９）または（１０）に記載の転写電圧制御プログラム。
（１４）潜像が形成される潜像担持体と、前記潜像担持体に滑剤を供給する滑剤供給部と、前記潜像担持体から取り込んだ前記滑剤を帯電したトナーとあわせて潜像担持体に供給することにより前記潜像をトナー像として現像する現像部と、前記現像部により現像された前記トナー像に転写電圧を印加して前記トナー像を転写位置において像担持体に転写する転写部と、前記転写位置における転写電圧の印加を制御する制御部と、を有する画像形成装置であって、前記滑剤は、前記転写位置において前記トナーの帯電極性とは逆の極性に帯電され、前記制御部は、任意のタイミングの前の所定期間内において前記現像部から前記潜像担持体に移動した前記トナーの量によって変動する、前記現像部に蓄積された前記滑剤の量に基づいて、前記タイミング以降の前記トナー像を転写する際に印加する転写電圧を制御する画像形成装置。
（１５）潜像が形成される潜像担持体に滑剤を供給するステップと、現像部によって、前記潜像担持体から取り込んだ前記滑剤を帯電したトナーとあわせて前記潜像担持体に供給することにより前記潜像をトナー像として現像する現像ステップと、前記現像ステップにおいて現像された前記トナー像に転写電圧を印加して前記トナー像を転写位置において像担持体に転写する転写ステップと、前記転写位置における転写電圧の印加を制御する制御ステップと、を有する画像形成方法であって、前記滑剤は、前記トナーの帯電極性とは逆の極性に帯電され、前記制御ステップは、任意のタイミングの前の所定期間内において前記現像部から前記潜像担持体に移動した前記トナーの量によって変動する、前記現像部に蓄積された前記滑剤の量に基づいて、前記タイミング以降の前記トナー像を転写する際に印加する転写電圧を制御する画像形成方法。
（１６）潜像が形成される潜像担持体に滑剤を供給するステップと、現像部によって、前記潜像担持体から取り込んだ前記滑剤を帯電したトナーとあわせて前記潜像担持体に供給することにより前記潜像をトナー像として現像する現像ステップと、前記現像ステップにおいて現像された前記トナー像に転写電圧を印加して前記トナー像を転写位置において像担持体に転写する転写ステップと、前記転写位置における転写電圧の印加を制御する制御ステップと、をコンピューターに実行させる転写電圧制御プログラムであって、前記滑剤は、前記トナーの帯電極性とは逆の極性に帯電され、前記制御ステップは、任意のタイミングの前の所定期間内において前記現像部から前記潜像担持体に移動した前記トナーの量によって変動する、前記現像部に蓄積された前記滑剤の量に基づいて、前記タイミング以降の前記トナー像を転写する際に印加する転写電圧を制御する転写電圧制御プログラム。

画像形成装置によれば、任意のタイミングにおける転写済みの画像の面積率および転写枚数に基づいて転写部を制御し、当該タイミング以降にトナー像に印加する転写電圧を制御する。これにより、画像領域における画像の転写時においても中間転写体上の滑剤量を制御できる。

本発明の実施形態に係る画像形成装置の概略構成を示す図である。 転写位置における滑剤量制御を評価するための装置を説明する図である。 転写電圧と感光体上の滑剤量との関係および転写電圧と転写効率との関係を示す図である。 滑剤量制御の評価に使用する画像パターン（縦帯チャート）を説明する図である。 印刷枚数とトナー中の滑剤量との関係を示す図である。 印刷枚数と中間転写体の純水接触角との関係を示す図である。 画像形成装置において形成されるパッチ画像の一例を示す図である。

以下、添付した図面を参照して、本発明の実施形態を説明する。なお、図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。また、図面の寸法比率は、説明の都合上誇張されており、実際の比率とは異なる場合がある。

＜第１実施形態＞
図１は、本発明の実施形態に係る画像形成装置の概略構成を示す図である。

図１に示すように、画像形成装置１００は、潜像担持体である感光体１、帯電装置２、露光装置３、現像装置４、転写装置５、像担持体である中間転写体６、クリーニング装置７、滑剤塗布装置８を備えている。感光体１は、ドラム状であり、図中ａ方向に回転駆動される。帯電装置２は、感光体１の表面を一様に帯電させる。露光装置３は、帯電装置２により帯電された感光体１の表面を露光して静電潜像を形成する。現像装置４は、現像部として、露光装置３により感光体１上に形成された静電潜像を、帯電したトナー（本実施形態においては負の極性に帯電）と滑剤とを含む現像剤を用いてトナー像として可視像化する。転写装置５は、転写部として、感光体１上に形成されたトナー像を、転写位置５ｐにおいて中間転写体６に転写する。クリーニング装置７は、転写位置５ｐを通過した感光体１上のトナーを除去する。滑剤塗布装置８は、滑剤供給部として、感光体１の表面に滑剤を供給する。

また、画像形成装置１００は、中間転写体６に近接する位置に、２次転写装置９および中転クリーニング装置１０を備えている。２次転写装置９は、中間転写体６に転写されたトナー像を、２次転写位置９ｐにおいて記録材に転写する。中間転写体６は、複数のローラーにより走行可能に支持され、図中矢印６ａ方向に走行駆動される。中転クリーニング装置１０は、２次転写位置９ｐを通過した中間転写体６上のトナーを除去する。トナー像が転写された記録材は、定着装置（不図示）に搬送されて加熱および圧接され、これにより記録体上にトナー像が定着される。

画像形成装置１００の上記各部は、制御部１１と接続されており、制御部１１により適宜制御される。制御部１１の一部として構成されるＣＰＵ（不図示）は、転写装置における転写電圧の制御処理や画像形成ユニットにおけるパッチ画像の形成処理等を実行する。これらの処理の詳細については後述する。なお、これらの処理に対応するプログラムは、制御部１１に含まれる記憶部（不図示）等に格納される。画像形成装置１００の上記各部の各機能は、ＣＰＵが対応するプログラムを実行することにより発揮される。

以下、上記の各構成について詳細に説明する。

感光体１は、例えばドラム状の金属基体の外周面に、有機光導電体を含有させた樹脂から構成される感光層が形成された有機感光体によって構成される。感光層を構成する樹脂としては、たとえば、ポリカーボネート樹脂、シリコーン樹脂、ポリスチレン樹脂、アクリル樹脂、メタクリル樹脂、エポキシ樹脂、ポリウレタン樹脂、塩化ビニル樹脂、メラミン樹脂等が挙げられる。

帯電装置２は、たとえば帯電チャージャーにより構成され、感光体１を一定の電位に帯電させる。

露光装置３は、たとえばレーザーであり、感光体１の表面に静電潜像を形成する。

現像装置４は、現像位置を介して感光体１と対向するように配置された現像スリーブ４ａを備えている。現像スリーブ４ａには、たとえば、帯電装置２の帯電極性と同極性の直流現像バイアス、または交流電圧に帯電装置２の帯電極性と同極性の直流電圧が重畳された現像バイアスが印加される。これにより、露光装置３によって形成された静電潜像にトナーを付着させる反転現像が行われる。

現像スリーブ４ａの一部は、感光体１の表面に当接あるいは近接する。このため、滑剤塗布装置８によって感光体１の表面に供給された滑剤の一部は、現像スリーブ４ａにより掻き取られ、現像装置４の内部に取り込まれる。現像装置４の内部に取り込まれた滑剤は、現像装置４の内部での搬送によってトナーと混合される。トナーと混合された滑剤は、現像時にトナーと共に感光体１に再供給される。

ここで、たとえばテキスト文書等の面積率が低い画像は、現像に使用されるトナーの量、すなわちトナーの消費量が少ない。したがって、低面積率の画像を形成する際は、現像装置４からトナーと共に再供給される滑剤も少なくなる。その反対に、たとえば写真を含む文章等の面積率が高い画像は、トナーの消費量が多く、現像装置４からトナーと共に再供給される滑剤も多くなる。その一方、滑剤塗布装置８からの感光体１表面への滑剤の供給と、感光体１表面から現像装置４内部への滑剤の取り込みは、形成する画像の面積率やトナーの消費量の影響が小さい。したがって、低面積率の画像を形成すると、現像装置４内部の滑剤量が増加する。逆に、高面積率の画像を形成すると、現像装置４内部の現像剤量が減少する。

帯電装置２、露光装置３および現像装置４は、画像形成ユニットを構成する。現像装置４によって感光体１上に形成されたトナー像は、感光体１と転写装置５との間に形成される転写位置５ｐに運ばれる。

転写装置５は、転写位置５ｐにおいて、トナーの帯電極性とは逆極性の電圧を印加する。この転写装置５による電圧の印加により、感光体１上のトナー像は、中間転写体６上に転写される。

中間転写体６は、たとえば転写ベルトであり、駆動ローラーを含む複数のローラーに帳架されて走行駆動される。中間転写体６は、感光体１から表面に転写されたトナー像を、２次転写位置９ｐまで移動させる。中間転写体６および関連する構成について、詳細は後述する。

転写位置５ｐにおいて中間転写体６上に転写されずに感光体１上に残ったトナーは、クリーニング装置７が設けられた箇所まで搬送され、クリーニング装置７によって回収される。

クリーニング装置７は、たとえば、弾性体よりなる平板状のクリーニングブレード７ａを有する。クリーニング装置７は、クリーニングブレード７ａを感光体１の表面に当接させて、感光体１上に残留するトナーを除去する。

滑剤塗布装置８は、回転する回転体８ａと、固定された固形潤滑剤８ｂとを有する。

回転体８ａは、回転しつつ固形潤滑剤８ｂに接触して、固形潤滑剤８ｂを削り取る。回転体８ａは、削り取った固形潤滑剤８ｂを、滑剤として感光体１に塗布する。回転体８ａとしては、たとえばブラシローラーが好適に用いられる。

固形潤滑剤８ｂは、たとえば直方体状に形成されており、図示しない加圧部材によって回転体８ａに圧接されている。固形潤滑剤８ｂは、回転体８ａに削り取られて消耗し、経時的にその厚みが減少するが、加圧部材の付勢力によって回転体８ａに常時圧接している。

固形潤滑剤８ｂとしては、乾燥した固形疎水性潤滑剤を用いることができ、ステアリン酸亜鉛の他に、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等のステアリン酸基を有するものを用いることができる。また、同じ脂肪酸基であるオレイン酸亜鉛、オレイン酸マンガン、オレイン酸鉄、オレイン酸コバルト、オレイン酸鉛、オレイン酸マグネシウム、オレイン酸銅、パルチミン酸、亜鉛パルチミン酸コバルト、パルチミン酸銅、パルチミン酸マグネシウム、パルチミン酸アルミニウム、パルチミン酸カルシウム等を用いてもよい。この他、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、及びリコリノレン酸カドミウム等の脂肪酸、脂肪酸の金属塩等も使用可能であり、さらにキャンデリラワックス、カルナウバワックス、ライスワックス、木ろう、オオバ油、みつろう、ラノリン等のワックス類も使用可能である。このような潤滑剤を用いることにより、副作用が少なくかつ感光体１上及び中間転写体６上への延展性が向上される。本実施形態において、滑剤は、トナーの帯電極性とは逆の極性である正の極性に帯電される。

続いて、中間転写体６および関連する構成について詳細に説明する。

中間転写体６は、無端ベルトであり、ポリイミドやポリアミド等の耐熱性材料からなり中抵抗に調整された基体を有する。

転写装置５によって感光体１から中間転写体６上に転写されたトナー像は、中間転写体と２次転写装置との間に形成される２次転写位置９ｐに運ばれる。

２次転写装置９は、２次転写位置９ｐにおいて、トナーの帯電極性とは逆極性の電圧を印加する。これにより、中間転写体６上のトナー像は、記録材Ｓ上に転写される。

中転クリーニング装置１０は、たとえば、弾性体よりなる平板状の中転クリーニングブレード１０ａを有する。中転クリーニング装置１０は、中間転写体６を張架する回転体に対向する位置において、中転クリーニングブレード１０ａのブレードエッジ部（先端部）を中間転写体６の表面に当接させる。これにより、中転クリーニング装置１０は、中間転写体６上に残留するトナーを除去する。

中転クリーニングブレード１０ａの反発弾性率や硬度等の物性は、当業者が適宜適切な値に設定できる。たとえば、反発弾性率は、温度２５℃において１０〜８０％に設定される。より好ましくは３０〜７０％に設定される。また、ＪＩＳ−Ａ硬度は、２０〜９０°に設定される。より好ましくは６０〜８０°に設定される。なお、ＪＩＳ−Ａ硬度が２０°より小さい場合には、中転クリーニングブレード１０ａが柔らかすぎるため、ブレードめくれが生じやすくなる。一方、ＪＩＳ−Ａ硬度が９０°より大きい場合には、中間転写体６のわずかな凹凸や異物に追従させることが困難となる。この場合、トナー粒子が中転クリーニングブレード１０ａをすり抜けて通過するクリーニング不良が発生しやすくなる。

中間転写体６に対する中転クリーニングブレード１０ａの当接荷重は、たとえば、０．１〜３０Ｎ／ｍに設定される。より好ましくは１〜２５Ｎ／ｍに設定される。当接荷重が０．１Ｎ／ｍより小さい場合には、クリーニング力が不足し、画像汚れが生じやすい。一方、当接荷重が３０Ｎ／ｍより大きい場合には、中間転写体６の摩耗が大きくなって、画像かすれ等が発生しやすくなる。当接荷重の測定は、秤に中転クリーニングブレード１０ａの先端縁を押し当てて測定する方法や、中間転写体６に対する中転クリーニングブレード１０ａの先端縁の当接位置にロードセル等のセンサーを配置して電気的に測定する方法等が用いられる。

次に、上記のように構成された画像形成装置１００の作用を説明する。

＜作用＞
画像形成装置１００においては、画像の面積率および転写枚数に基づいて転写電圧を制御することによって、感光体１から中間転写体６に移動する滑剤量を制御する。以下、詳細に説明する。

まず、転写電圧を制御することによって、感光体１から中間転写体６に移動する滑剤量を制御することについて、評価実験の結果を示しつつ説明する。

＜転写電圧による滑剤の移動量制御について＞
まず、転写電圧による滑剤の移動量制御を評価するための装置について説明する。

図２は、転写位置における滑剤量制御を評価するための装置を説明する図である。図２において、（ａ）は、感光体および現像スリーブに対応する構成を示す。（ｂ）は、感光体および中間転写体に対応する構成を示す。

図２（ａ）および（ｂ）に示すように、評価装置は、感光体１に対応する感光体ローラー２１と、現像スリーブ４ａに対応する現像ローラー２４と、中間転写体６に対応するゴムローラー２６とを有する。

感光体ローラー２１は、Φ１００ｍｍ、長さ１００ｍｍのアルミ製の円筒部材表面にポリカーボネート樹脂よりなる厚さ２５μｍの感光層を設けた感光体であり、ＧＮＤに接続されている。感光体ローラー２１は、たとえば、東レフィルム株式会社製メタルミー等のアルミ蒸着ＰＥＴフィルムを用いて形成される。

現像ローラー２４は、Φ３０ｍｍの現像ローラーであり、アルミ製のスリーブ円周面に２５０ｇ／ｍ^２の現像剤を保持している。

感光体ローラー２１および現像ローラー２４は、２５０μｍの距離を置いて対向している。

現像ローラー２４には、周波数６０００Ｈｚ、振幅８００Ｖ、オフセット−４５０Ｖの交流電圧が印加されている。この状態で、現像ローラー２４を図（ａ）中のｃ方向に、６００ｍｍ／ｓｅｃの速度で回転させる。その後、感光体ローラー２１を図２（ａ）中のｂ方向に、４００ｍｍ／ｓｅｃの速度で１回転させる。これにより、感光体ローラー２１上には５ｇ／ｍ^２のトナー層が形成される。

次に現像ローラー２４を感光体ローラー２１から離間させ、感光体ローラー２１に対して、表面に導電性のゴム層を設けたゴムローラー２６を当接する。その状態でゴムローラー２６の芯金に任意の電圧を印加し、感光体ローラー２１を図２（ｂ）中のｂ方向に、４００ｍｍ／ｓｅｃの速度で１回転させる。ゴムローラー２６は感光体ローラー２１に当接しているため、感光体ローラー２１に従動して図２（ｂ）中のｄ方向に回転する。感光体ローラー２１が１回転した後、感光体ローラー２１上のトナー像は、ゴムローラー２６上に転移している。

ゴムローラー２６に印加する電圧を変えて実験を行い、その時の感光体ローラー２１上に残存するトナー量と滑剤量を測定した。

また、感光体ローラー２１上に形成されたトナー量と転写後に感光体ローラー２１上に残存するトナー量とから転写効率を求めた。

転写効率は、一例として、以下の式に基づいて算出した。

転写効率＝（１−感光体ローラー２１上の転写残トナー量／現像後の感光体ローラー２１上のトナー量）×１００（％）
滑剤量は、Ｘ線光電子分光分析装置により求められるステアリン酸亜鉛中の亜鉛の比率に基づいて算出した。

上記の結果について、図３を参照しつつ説明する。

図３は、転写電圧と感光体上の滑剤量との関係および転写電圧と転写効率との関係を示す図である。図３には、転写電圧に対する感光体上の滑剤量のデータ（実線）および転写電圧に対する転写効率のデータ（点線）が示されている。

図３に示されるように、転写電圧を高くすると、感光体ローラー２１上に残存する滑剤量が増加する。すなわち、転写電圧を高くすると、ゴムローラー２６に転写する滑剤量が減少する。したがって、転写電圧を高くすると、感光体１から中間転写体６上に移動する滑剤量を減らせることが分かる。

上記の評価結果に示されるように、感光体１から中間転写体６に移動する滑剤量は、転写電圧の値によって制御可能である。

また、図３に示されるように、転写効率は、ある範囲の転写電圧で良いことが分かる。図３に示す例では、転写電圧が約５００〜９００Ｖの範囲で、他の範囲の転写電圧の場合よりも転写効率がよい。転写効率だけを考えると、消費電力が最も少なくなるように、転写電圧を５００Ｖに選択するのが良い。しかし、感光体上の滑材量を増加することも考慮すると、たとえば転写電圧を７００Ｖ程度にすることが、好ましいことが分かる。なお、本例においては上記のように転写電圧を設定したが、これに限定されるものではない。滑剤の種類や機器の構成等の各種条件に応じて適切な転写電圧を適宜設定できる。

次に、画像の面積率および転写枚数と中間転写体上の滑剤量との関係について、評価実験の結果を示しつつ以下に説明する。

＜画像の面積率および転写枚数と中間転写体上の滑剤量との関係について＞
まず、画像の面積率および転写枚数と中間転写体上の滑剤量との関係を評価するための機器構成について説明する。

図１に示す画像形成装置の構成に従って、感光体１、現像装置４、転写装置５、中転クリーニングブレード１０ａ、トナー等を下記のように設定した。

（１）感光体１
感光体１としては、アルミニウムより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よりなる厚さ２５μｍの感光層が形成されたドラム状の有機感光体を用いた。感光体は４００ｍｍ／ｓｅｃで回転する。

（２）現像装置４
現像装置４としては、線速度６００ｍｍ／ｍｉｎで回転駆動される現像スリーブ４ａを備え、この現像スリーブ４ａに感光体１の表面電位と同極性のバイアス電圧を印加し、二成分現像剤によって反転現像を実行する。

二成分現像剤を構成するトナーは、乳化重合法により製造された体積平均粒径が６．５μｍのトナー粒子よりなり、負帯電性を有するものである。

（３）転写装置５
中間転写体６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転写ベルトを用い、中間転写体６を介して感光体１に圧接し、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転写装置５として設けた。

（４）中転クリーニングブレード１０ａ
中転クリーニングブレード１０ａとしては、ウレタンゴムよりなる反発弾性率が５０％（２５℃）、ＪＩＳ−Ａ硬度が７４°、厚さが２．００ｍｍ、自由長が９ｍｍ、幅が１３ｍｍ、全長が３４０ｍｍのものを用いた。そして、中転クリーニングブレード１０ａを、中間転写体６に対する当接荷重を２５Ｎ／ｍ、当接角１６°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は、乳化重合法により製造された体積平均粒径が６．５μｍのトナー粒子よりなり、負帯電性を有する。

以上において、非露光領域における感光体１の表面電位Ｖoを−７５０Ｖ、露光領域における感光体１の表面電位Ｖ_ｉを−１００Ｖとし、現像スリーブ４ａには、周波数６０００Ｈｚ、振幅８００Ｖ、直流成分−５５０Ｖの現像バイアスを印加した。上記のような画像形成装置を用いて、実写テストを実施し、クリーニング不良の発生状況を調べた。

図４は、滑剤量制御の評価に使用する画像パターン（縦帯チャート）を説明する図である。

図４に示されるように、滑剤量制御の評価に使用する画像パターンとして、面積率の変更が容易であり、画像領域における画像部と背景部との区別も容易である縦帯チャートを使用した。画像部は、画像領域において画像形成が行われる部分（ベタ部）であり、背景部は、画像領域において画像形成が行われない部分（シロ部）である。

まず、転写電圧を５００Ｖとし、低面積率の画像として面積率０．３％の縦帯チャートを５０００枚印刷した後に、高面積率の画像として面積率２５％の縦帯チャートを１０００枚印刷した。この場合における、現像装置４内の滑剤量、中間転写体６の離型性推移、凝集物に起因するクリーニング不良の発生有無を評価した。なお、本実施形態において、面積率は、画像領域の面積に対する画像部（ベタ部）の面積の比率である。転写電圧の５００Ｖは、消費電力と転写効率とを考慮した適切な値として設定された値である。

現像装置４内の滑剤量について、面積率０．３％の縦帯チャート５０００枚および面積率２５％の縦帯チャート１０００枚の合計６０００枚印刷した後の現像装置４内の滑剤量を測定した。現像装置４内の滑剤量は、現像装置４内の現像剤を少量回収し、現像剤から磁性キャリアを除去してトナー化し、Ｘ線光電子分光分析装置により求められるステアリン酸亜鉛中の亜鉛の比率に基づいて算出した。

中間転写体６の離型性推移について、印刷中に随時実写（印刷）を停止し、中間転写体６を画像形成装置１００から外して、中間転写体６の表面における純水接触角を測定した。測定は、中間転写体６の移動方向と交差する幅方向において、縦帯チャートの画像部が形成される位置に対応する部分において行った。

まず、現像装置４内の滑剤量および中間転写体６の離型性推移の評価結果について、図５および図６を参照しつつ説明する。

図５は、印刷枚数とトナー中の滑剤量との関係を示す図である。図６は、印刷枚数と中間転写体の純水接触角との関係を示す図である。

図５に示すように、実写初期（印刷枚数ゼロ枚の時点）の現像装置４内には、滑剤は存在しないため、トナー中の滑剤量はゼロである。その後、面積率０．３％の低面積率チャートの印刷を行うと、５０００枚印刷した時点ではトナー中の滑剤量は増加した。続いて、面積率２５％の高面積率チャートを印刷すると、トナー中の滑剤量は減少した。

これは、印刷によって感光体１上に供給された滑剤が、現像装置４の現像スリーブ４ａによって掻き取られ、現像装置４内に回収されることによって、現像装置４内の滑剤量が増加することを示す。また、現像時に現像装置４から感光体１上に供給されるトナー量（面積率）の違いにより、現像装置４から感光体１上に再供給される滑剤量が変動するため、低面積率の印刷の方が高面積率の印刷よりも現像器中の滑剤量を増加させることを示す。

図６に示すように、実写初期（印刷枚数ゼロ枚）の中間転写体６は、純水接触角が小さい低離型である。その後、面積率０．３％の低面積率チャートの印刷を行うと、中間転写体６の画像部に対応する部分は純水接触角が大きい高離型に推移した。すなわち、低面積率の印刷中は、現像装置４内の滑剤量が増加することにより、トナーと共に感光体１に再供給される滑剤量が増加する。これにより、中間転写体６に移動してくる滑剤量が増えるため、中間転写体６は高離型に推移する。

続いて、面積率２５％の高面積率チャートを印刷すると、中間転写体６の画像部に対応する部分は純水接触角が小さい低離型に推移した。これは、中間転写体６の画像部に対応する部分においてクリーニング不良が発生し、中間転写体６上にトナー汚れが生じたためである。

凝集物に起因するクリーニング不良の発生有無について、面積率０．３％の縦帯チャート５０００枚の印刷中は、中間転写体６の純水接触角測定のために実写を停止したタイミングにおいて評価した。また、面積率２５％の縦帯チャート１０００枚の印刷中は、２５０枚印刷毎に実写を停止してクリーニング不良の有無を判断した。クリーニング不良の発生有無は、印刷済みの画像および中間転写体６上を観察することにより判断した。画像の観察は、紙上の縦帯チャートが途切れた部分において、通紙方向にスジ状に黒スジが発生しているか否かを判断することにより行った。中間転写体６の観察は、中間転写体６を含む中間転写体ユニットを画像形成装置１００から取り出し、中間転写体６の移動方向にスジ状にトナーが付着しているか否かを判断することにより行った。クリーニング不良が発生する場合を「×」、発生しない場合を「○」として評価した。また、クリーニング不良の発生部に対応する中転クリーニングブレード１０ａのエッジ部を観察し、凝集物の有無を確認した。その結果を表１に示す。

表１に示すように、面積率２５％の高面積率チャートを２５０枚印刷した時点（表１の印刷枚数が５２５０枚の時点）で、縦帯チャートの画像部に対応する位置においてクリーニング不良が発生した。中転クリーニングブレード１０ａのエッジ部を観察すると、クリーニング不良の発生部には、紙粉を含む凝集物が存在し、紙粉は粘着質になっており、滑剤で覆われていた。一方、縦帯チャートの背景部に対応する位置においては、面積率２５％の高面積率チャートを１０００枚印刷した時点（表１の印刷枚数が６０００枚の時点）でも、クリーニング不良は発生していない。中転クリーニングブレード１０ａのエッジ部を観察しても、背景部に対応する部分には凝集物は存在しなかった。

これは、低面積率の印刷によって現像装置４内の滑剤量が増加した状態で、高面積率の印刷に切り替えたことにより、滑剤を多量に含むトナーが高い面積率で感光体１上および中間転写体６上に供給されるためである。これにより、中間転写体６の画像部に移動する滑剤量が一時的に非常に多くなる。そして、中間転写体６の画像部に移動した滑剤は、２次転写領域において紙粉を巻き込んで凝集し、凝集した凝集物が中転クリーニングブレード１０ａのエッジにかみこんだことによってクリーニング不良が発生する。一方、背景部にはトナーが供給されないため、感光体１上および中間転写体６上への滑剤の移動量も少なく、クリーニング不良は発生しない。

以上から、低面積率の印刷によって現像装置４内の滑剤量が増加している場合、中間転写体６の画像部に対応する部分においてクリーニング不良が発生することがわかる。

次に、転写電圧を５００Ｖとし、面積率と印刷枚数を変更して印刷を行う。面積率０．１％〜７％の縦帯チャートを所定の枚数印刷した後に、面積率２５％の縦帯チャートを２５０枚印刷してクリーニング不良の発生有無を評価した。その結果を表２に示す。

表２に示すように、面積率０．３％以下の縦帯チャートの場合、３０００枚印刷後に面積率２５％の縦帯チャートの印刷を行うと、クリーニング不良が発生した。面積率を０．５％以上に増やすと、３０００枚印刷後に面積率２５％の縦帯チャートの印刷を行った場合でも、クリーニング不良は発生しなくなった。印刷枚数を５０００枚以上に増やした場合、面積率が３％であってもクリーニング不良は発生した。しかし、面積率５％以上の縦帯チャートの場合、印刷枚数を５０００枚以上に増やしてもクリーニング不良は発生していない。このように、中間転写体６のクリーニング不良の発生有無は、画像の面積率と印刷枚数によって変動する。これは、現像装置４内の滑剤量は、画像の面積率と印刷枚数によって変動するためである。

上記の例では、面積率５％以上であれば、直後に面積率２５％の縦帯チャートの印刷を行った場合でもクリーニング不良は発生しない。これは、滑剤がトナーと共に随時消費されていることにより、現像装置４内の滑剤量は極端に増えることがなく、低面積率の印刷から高面積率の印刷に切り替えた後も、多量の滑剤が中間転写体６上に移動することがなくなるためである。

なお、上記の例では、転写電圧５００Ｖにおいて、低面積率の画像として面積率０．３％〜７％の画像を、高面積率の画像として面積率２５％の画像をそれぞれ所定の枚数印刷する例について説明したが、各設定値は一例でありこれに限定されるものではない。転写電圧、画像の面積率および印刷枚数、クリーニング不良の発生有無の関係は、滑剤の種類や機器の構成等の各種条件によって変動するため、当業者によって適宜求められる。以下の例についても同様である。

上記の評価結果に示されるように、クリーニング不良の発生有無、すなわち中間転写体６上の滑剤量は、その時点において転写済みの画像の面積率および印刷枚数によって変動する。

次に、上述した転写電圧と中間転写体６上の滑剤量との関係や、画像の面積率および転写枚数と中間転写体６上の滑剤量との関係についてより詳細に評価するため、比較例１および実施例１の実験を行った。その結果について、以下に説明する。なお、比較例１および実施例１の実験は、上記の評価実験と同様に、図１に示す構成を用いて実施した。

＜比較例１＞
比較例１として、転写電圧（転写バイアス）を通常の値である５００Ｖとし、低面積率の画像として面積率０．３％の縦帯チャートを１００００枚印刷した。この場合において、クリーニング不良の発生有無を評価した。その結果を表３に示す。

表３に示すように、比較例１においては、面積率０．３％の縦帯チャートを１００００枚印刷する前に、７０００枚印刷した時点で、画像部（ベタ部）に対応する部分においてクリーニング不良が発生した。

上述のように、低面積率の印刷から高面積率の印刷に切り替えた場合、滑剤を多く含むトナーが高い面積率で中間転写体６に移動するため、クリーニング不良が発生する。その一方、低面積率の印刷から高面積率の印刷に切り替えずに、低面積率の印刷を継続して行った場合にも、低い面積率ではあるものの滑剤を含むトナーが中間転写体６に移動し続ける。これにより、中間転写体６上の滑剤量が多くなり、滑剤に起因する凝集物が発生する。その結果、中間転写体６のクリーニング不良が発生する。

＜実施例１＞
実施例１として、転写電圧を７００Ｖに高めて、比較例１と同様に低面積率の画像である面積率０．３％の縦帯チャートを１００００枚印刷した。この場合において、クリーニング不良の発生有無を評価した。その結果を表３に示す。

表３に示すように、実施例１においては、面積率０．３％の縦帯チャートを１００００枚印刷しても、中間転写体６の画像部に対応する部分においてクリーニング不良は発生していない。

これは、図３に示すように、転写電圧を高くする（本例においては７００Ｖ）ことにより、画像を転写する際に感光体１上に残る滑剤量が増加し、中間転写体６上に移動する滑剤量が抑制される。その結果、クリーニング不良の発生が抑制される。

以上を整理すると、感光体１から中間転写体６に移動する滑剤量は、転写電圧の値によって制御可能である。また、クリーニング不良の発生有無、すなわち中間転写体６上の滑剤量は、その時点において転写済みの画像の面積率および印刷枚数によって変動する。

したがって、第１実施形態の画像形成装置１００において、制御部１１は、任意のタイミングにおける転写済みの画像の面積率および転写枚数に基づいて、当該タイミング以降の転写電圧を制御する。具体的には、制御部１１は、記憶部に格納された印刷ジョブの内容や履歴等に基づいて、任意のタイミングにおける転写済みの画像の面積率および転写枚数を取得する。制御部１１は、取得した転写済みの画像の面積率および転写枚数から、その時点での中間転写体６上の滑剤量を推測する。制御部１１は、推測した滑剤量に基づいて、滑剤量が適切な値となるように転写電圧を変更する。ここで、上記の任意のタイミングとは、過去のある時点または現時点だけではなく、未来のある時点であってもよい。任意のタイミングとして未来のある時点が設定される場合、画像形成装置１００は、予約された印刷ジョブの内容や処理スケジュール等に基づいて、当該未来の時点における転写済み画像の面積率および転写枚数を算出し、算出結果に基づいて転写電圧を制御する。

また、制御部１１は、転写済みの画像の面積率が所定の基準より低いか否かを判断し、面積率が低いと判断した場合は、転写電圧を高くする。ここで、所定の基準は、滑剤の種類や機器の構成、印刷内容等に応じて変動するため、当業者は適切な値を適宜設定できる。所定の基準としては、たとえば、画像領域に文字のみを形成した場合の面積率の標準値として５％程度の値が設定されてもよく、または、過去の印刷における面積率の平均値等の統計的な値が設定されてもよい。あるいは、個々の画像形成装置において下記のような実測や計算を行うことにより適切な値が適宜設定されてもよい。

以上のように、第１実施形態の画像形成装置１００によれば、任意のタイミングにおける転写済みの画像の面積率および転写枚数に基づいて当該タイミング以降の転写電圧を制御する。これにより、画像領域における画像の転写時においても中間転写体６上の滑剤量を制御できる。

たとえば、第１実施形態の画像形成装置１００は、転写済みの画像の面積率が所定の基準より低いか否かを判断し、面積率が低いと判断した場合は、転写電圧を高くする。これにより、転写済みの画像の面積率が低く、現像装置４内の滑剤量が多くなっている場合でも、転写時にトナーから剥離して感光体１に残る滑剤量を増加させることができる。結果として、中間転写体６に移動する滑剤量を抑制でき、中間転写体６上の滑剤量を抑制できる。

＜第２実施形態＞
上記の第１実施形態では、表３の実施例１の結果の最右列に示されるように、面積率０．３％の縦帯チャートを１００００枚印刷した後、面積率２５％の縦帯チャートを２５０枚印刷すると、中間転写体６の画像部に対応する部分にクリーニング不良が発生した。

これは、表２を用いて説明したように、低面積率の印刷から高面積率の印刷に切り替えたことにより、滑剤を多く含むトナーが高い面積率で中間転写体６に移動するためである。

このような、滑剤を多く含むトナーの中間転写体６への移動を抑制するために、転写電圧をより高くすることが考えられる。しかし、図３に示されるように、転写電圧を高くしすぎると、転写効率が低下する。これは、転写電圧が高すぎると、帯電したトナーが転写位置５ｐに到達する前に放電してしまい、転写位置５ｐにおいて適切に転写されなくなること等によるものである。転写効率が低下すると画像にも影響が生じる。したがって、画像形成中に設定できる転写電圧の値には上限がある。

これに対して、画像領域以外の非画像領域に形成するパッチ画像の形成時は、転写効率や画質の制約がないため、転写電圧の値についても制約が少ない。パッチ画像を形成することによって現像装置４内の滑剤量を減少させられる。さらに、パッチ画像を転写する際の転写電圧を高く設定することによって中間転写体６に移動する滑剤量を抑制できる。これにより、中間転写体６上に移動する滑剤量をより一層抑制できる。

上述したパッチ画像の転写電圧と中間転写体６上の滑剤量との関係についてより詳細に評価するため、比較例２および実施例２の実験を行った。なお、比較例２および実施例２の実験は、比較例１および実施例１と同様の構成を用いて実施した。

まず、比較例１および実施例１において形成するパッチ画像について説明する。

＜パッチ画像について＞
本実施形態の画像形成装置１００において、制御部１１は、画像形成ユニットを制御して、画像領域以外の非画像領域（たとえば、画像領域と次の画像領域との間）に、トナーパターン（パッチ画像）を形成する機能を有する。

図７は、画像形成装置において形成されるパッチ画像の一例を示す図である。

図７の上部に示すように、パッチ画像は、縦帯チャートが形成される画像領域以外である画像と画像との間に部分に形成される。本例において、パッチ画像は、通紙方向から見て、画像領域内の画像部（ベタ部）と重ならない位置に形成された。これは、形成された画像にクリーニング不良が検出された際、クリーニング不良の原因が画像にあるのかパッチ画像にあるのかの判断を容易とするためである。なお、本実施形態では、パッチ画像の面積率は、画像領域の面積に対するパッチ画像の面積の比率として算出する。また、パッチ画像の形状、位置、大きさ等は、図７に示す例に限定されず、任意の形状、位置、大きさ等で形成できる。たとえば、パッチ画像は、感光体１の軸方向において、画像領域の長さよりも長く延びる帯状に形成されてもよい。

パッチ画像の形成に用いられるトナーは、通常のトナー像の形成に用いられるトナーと同じ構成のものである。

画像形成ユニットは、上述のように、帯電装置２と、露光装置３と、現像装置４とにより構成されており、パッチ画像を形成する際、これらの構成のうち少なくとも一つの作動が制御される。具体的には、（１）帯電装置２による感光体１の帯電を一時的に中断し、非帯電の画像形成領域の全面にトナーを付着させて、いわゆるベタ画像を形成する手段、（２）帯電装置２により一様に帯電された感光体１の表面におけるパッチ画像を形成すべき領域に、露光装置３により光を選択的に照射し、露光領域にトナーを付着させてベタ画像を形成する手段、（３）現像装置４における現像スリーブ４ａに印加される現像バイアスを一時的に高くしてトナーを付着させてベタ画像を形成する手段、などを用いることができる。本実施形態においては、これらの手段のうち、形成すべきパッチ画像の大きさや感光体１の軸方向の位置や画像濃度等の制御性に優れるという観点から、上記（２）の手段により形成することが好ましい。

＜比較例２＞
比較例２として、転写電圧を通常の値である５００Ｖとして、低面積率である面積率０．３％の縦帯チャートを１００００枚印刷し、縦帯チャートと縦帯チャートとの間に横帯状のパッチ画像を印刷した。パッチ画像の大きさは、本例においては面積率３％相当となるようにした。ここで、パッチ画像の面積率は、画像領域の面積に対するパッチ画像の面積の比率である。また、パッチ画像を印刷する際の転写電圧は、画像を印刷する際と同様の５００Ｖとした。この場合において、１０００枚印刷する毎に、クリーニング不良の発生有無を評価した。その結果を表４に示す。

表４に示すように、比較例２においては、面積率０．３％の縦帯チャートを１００００枚印刷しても、中間転写体６の画像部に対応する部分においてクリーニング不良は発生していない。また、面積率０．３％の縦帯チャートを１００００枚印刷した後、面積率２５％の縦帯チャートを２５０枚印刷しても、中間転写体６の画像部に対応する部分においてクリーニング不良は発生していない。

これは、パッチ画像を印刷することによって面積率が増加し（３．３％相当）、滑剤がトナーと共に随時消費されるためである。これにより、現像装置４内の滑剤量の増加が抑制され、面積率０．３％の縦帯チャートを印刷する際にトナーと共に中間転写体６に移動する滑剤量も抑制される。その結果、中間転写体６の画像部に対応する部分においては、クリーニング不良の発生が抑制される。

しかし、面積率０．３％の縦帯チャートを８０００枚印刷した時点で、縦帯チャートの背景部に対応する部分にクリーニング不良が発生した。実写を停止して中間転写体６を観察すると、パッチ画像に対応する部分（パッチ部）においてクリーニング不良が発生していた。また、中転クリーニングブレード１０ａのエッジ部を観察すると、クリーニング不良が発生した位置に対応する位置において滑剤に起因する凝集物が検出された。

これは、パッチ画像の印刷によって面積率が３．３％相当に増加し、現像装置４内の滑剤量の増加が抑制されるものの、パッチ画像の部分は面積率の高い状態となり、高い面積率でトナーと共に滑剤が供給されるためである。すなわち、パッチ画像の部分において、滑剤を含むトナーが中間転写体６に移動するため、中間転写体６上の滑剤量が多くなり、滑剤に起因する凝集物が発生する。その結果、中間転写体６のパッチ画像に対応する部分においてクリーニング不良が発生する。

本例においては、パッチ画像は、通紙方向から見て、画像部（ベタ部）と重ならない位置、すなわち背景部と重なる位置に形成されているため、パッチ部においてクリーニング不良が発生すると、縦帯チャートの背景部にクリーニング不良の影響が生じる。縦帯チャートの画像部（ベタ部）の印刷には影響が生じていないが、背景部に影響が生じているため、縦帯チャート全体の印刷としてクリーニング不良の影響が発生していることになる。また、たとえばパッチ画像を、感光体１の軸方向において画像領域の長さよりも長く延びるように形成した場合、パッチ部においてクリーニング不良が発生すると、画像領域全体に影響が生じる可能性がある。

上記の評価結果に示されるように、パッチ画像の形成を制御することにより、現像装置４内の滑剤量を制御できる。しかし、パッチ画像の部分において中間転写体６に移動する滑剤量は制御できない。

＜実施例２＞
実施例２として、比較例２と同様に、低面積率である面積率０．３％の縦帯チャートを１００００枚印刷し、縦帯チャートと縦帯チャートとの間に横帯状のパッチ画像を印刷した。ここで、画像部を転写する際の転写電圧を通常の値である５００Ｖとし、パッチ画像を転写する際の転写電圧を７００Ｖに高めた。この場合において、クリーニング不良の発生有無を評価した。その結果を表４に示す。

表４に示すように、実施例２においては、面積率０．３％の縦帯チャートを１００００枚印刷しても、中間転写体６の画像部に対応する部分およびパッチ画像に対応する部分においてクリーニング不良は発生していない。

これは、パッチ画像の形成により現像装置４内の滑剤量を減少させつつ、さらに、パッチ画像の転写電圧を７００Ｖに高めることにより、パッチ画像を転写する際に中間転写体６上に移動する滑剤量が抑制されるためである。その結果、中間転写体６の画像部に対応する部分およびパッチ画像に対応する部分においてクリーニング不良の発生が抑制される。

上記の評価結果に示されるように、パッチ画像を形成し、さらにパッチ画像を転写する際の転写電圧を制御することにより、中間転写体６上の滑剤量を制御できる。

したがって、第２実施形態の画像形成装置１００において、制御部１１は、転写済みの画像の面積率および転写枚数に基づいて、画像形成ユニットを制御して感光体１上にパッチ画像を形成する。さらに、制御部１１は、感光体１上に形成されたパッチ画像を中間転写体６に転写する際の転写電圧を制御する。具体的には、制御部１１は、転写済みの画像の面積率および転写枚数から、その時点での中間転写体６上の滑剤量を推測する。制御部１１は、推測した中間転写体６上の滑剤量に基づいて、当該滑剤量が適切な値となるようにパッチ画像を形成し、さらにパッチ画像を転写する際の転写電圧を変更する。

たとえば、制御部１１は、転写済みの画像の面積率が所定の基準より低いか否かを判断し、面積率が低いと判断した場合は、転写装置５を制御して、パッチ画像を転写する際の転写電圧を、画像を転写する際の転写電圧よりも高くする。ここで、所定の基準は、第１実施形態と同様に、滑剤の種類や機器の構成、印刷内容等に応じて変動するため、当業者が適切な値を適宜設定できる。

以上のように、第２実施形態の画像形成装置１００によれば、転写済みの画像の面積率および転写枚数に基づいてパッチ画像を形成し、パッチ画像に印加する転写電圧を制御する。パッチ画像の形成により現像装置４内の滑剤量を制御した上で、転写電圧の制御によりパッチ画像の部分において中間転写体６に移動する滑剤量も制御できる。結果として、中間転写体６上の滑剤量をより効果的に制御できる。

また、第２実施形態の画像形成装置１００は、転写済みの画像の面積率が所定の基準より低いか否かを判断し、面積率が低いと判断した場合は、パッチ画像を転写する際の転写電圧を、画像を転写する際の転写電圧よりも高くする。これにより、現像装置４内の滑剤量を減らすためにパッチ画像の面積率を高めた場合でも、パッチ画像の部分において中間転写体６に移動する滑剤量を抑制できる。その結果、中間転写体６上の滑剤量を抑制できる。

＜第３実施形態＞
第１実施形態の画像形成装置１００では、任意のタイミングにおいて転写済みの画像の面積率および転写枚数に基づいて、転写電圧を制御する。しかし、中間転写体６上の滑剤量は画像の面積率が変動した場合に特に大きく変動する。したがって、画像の面積率が変動したタイミングで転写電圧を制御して中間転写体６への滑剤の移動を制御するようにしてもよい。

画像の面積率が変動したタイミングで転写電圧を制御することについて詳細に評価するため、比較例３および実施例３の実験を行った。なお、比較例３および実施例３の実験は、比較例１、２および実施例１、２と同様の構成を用いて実施した。

＜比較例３＞
比較例３として、転写電圧を通常の値である５００Ｖとして、低面積率である面積率０．３％の縦帯チャートを３０００枚印刷した。この場合において、クリーニング不良の発生有無を評価した。さらにその後、高面積率である面積率２５％の縦帯チャートを２５０枚印刷した。この場合においても、クリーニング不良の発生有無を評価した。その結果を表５に示す。

表５に示すように、低面積率である面積率０．３％の縦帯チャートを３０００枚印刷した後は、中間転写体６の画像部に対応する部分においてクリーニング不良は発生していない。しかし、高面積率である面積率２５％の縦帯チャートを２５０枚印刷した後は、中間転写体６の画像部に対応する部分においてクリーニング不良が発生した。

これは、表２にも示されるように、低面積率の印刷によって現像装置４内の滑剤量が増加した状態で、高面積率の印刷に切り替えたことにより、滑剤を多量に含むトナーが感光体１上および中間転写体６上に供給されるためである。中間転写体６上の画像部において滑剤量が多くなり、中間転写体６上において滑剤に起因する凝集物が発生することにより、中間転写体６の画像部に対応する部分においてクリーニング不良が発生する。

上記の評価結果に示されるように、画像の面積率が変動した場合に、感光体１に供給される滑剤量が大きく変動し、中間転写体６上に移動する滑剤量も大きく変動する。

＜実施例３＞
実施例３として、比較例３と同様に、低面積率である面積率０．３％の縦帯チャートを３０００枚印刷した後、高面積率である面積率２５％の縦帯チャートを２５０枚印刷した。この際、比較例３とは異なり、低面積率の印刷中は転写電圧を通常の値である５００Ｖとし、高面積率の印刷中は転写電圧を７００Ｖに高めた。この場合において、クリーニング不良の発生有無を評価した。その結果を表５に示す。

表５に示すように、低面積率である面積率０．３％の縦帯チャートを３０００枚印刷した後も、高面積率である面積率２５％の縦帯チャートを２５０枚印刷した後も、中間転写体６の画像部に対応する部分においてクリーニング不良は発生していない。

これは、高面積率の印刷を行う際の転写電圧を７００Ｖに高めることにより、画像を転写する際に中間転写体６上に移動する滑剤量が抑制されるためである。低面積率の印刷によって現像装置４内の滑剤量が増加した状態で、高面積率の印刷に切り替えたことにより、滑剤を多量に含むトナーが感光体１上に供給される。しかし、転写電圧を高めることにより、感光体１上に残る滑剤量が多くなり、中間転写体６上に移動する滑剤量が抑制される。その結果、クリーニング不良の発生が抑制される。

上記の評価結果に示されるように、画像の面積率が変動して感光体１に供給される滑剤量が大きく変動した場合でも、転写電圧を制御することにより、中間転写体６に移動する滑剤量を制御できる。その結果、中間転写体６上の滑剤量を制御できる。

したがって、第３実施形態の画像形成装置１００において、制御部１１は、画像の面積率が変動した場合に、変動する前に転写済みの画像の面積率および転写枚数に基づいて、変動した後における転写電圧を制御する。具体的には、制御部１１は、画像の面積率が変動した場合に、変動する前に転写済みの画像の面積率および転写枚数に基づいてその時点での中間転写体６上の滑剤量を推測する。制御部１１は、推測した中間転写体６上の滑剤量に基づいて、当該滑剤量が適切な値となるように画像の転写電圧を変更する。

たとえば、制御部１１は、画像の面積率が低面積率から高面積率に変動した場合に、高面積率の印刷における転写電圧を、低面積率の印刷における転写電圧よりも高くする。これにより、低面積率の印刷から高面積率の印刷に切り替えたことによって一時的に多量の滑剤を含むトナーが高面積率で感光体１に供給された場合でも、中間転写体６に移動する滑剤量を抑制できる。これにより、中間転写体６上の滑剤量を抑制できる。

以上のように、第３実施形態の画像形成装置１００によれば、画像の面積率が変動した場合に、変動する前に転写済みの画像の面積率および転写枚数に基づいて、変動した後における転写電圧を制御する。これにより、画像の面積率が変動して感光体１上に供給される滑剤量が大きく変動した場合でも、中間転写体６上の滑剤量を制御できる。

また、第３実施形態の画像形成装置１００は、画像の面積率が低面積率から高面積率に変動した場合に、高面積率の印刷における転写電圧を、低面積率の印刷における転写電圧よりも高くする。これにより、一時的に多量の滑剤を含むトナーが高面積率で感光体１上に供給される場合でも、転写時にトナーから剥離して感光体１に残る滑剤量を増加させ、中間転写体６上移動する滑剤量を抑制できる。結果として、中間転写体６上の滑剤量を抑制できる。

なお、上記の説明においては、第１〜第３実施形態における各制御処理は、それぞれ独立した処理として説明した。しかし、第１〜第３実施形態の態様が組み合わせられてもよい。たとえば、第２実施形態の処理と第３実施形態の処理を組み合わせて、画像間にパッチ画像を形成し、画像の面積率が低面積率から高面積率に変動した場合に、パッチ画像の転写電圧を、面積率が変動する前の画像の転写電圧よりも高くするように制御してもよい。これにより、面積率の変動により、一時的に多量の滑剤を含むトナーが高面積率で感光体１上に供給される場合でも、パッチ画像の部分において中間転写体６に移動する滑剤量を抑制でき、クリーニング不良の発生を抑制できる。

また、上記の実施形態において、トナーは負の極性に帯電し、滑剤は正の極性に帯電するものとして説明したが、これに限定されない。トナーが正の極性に帯電し、滑剤が負の極性に帯電してもよい。また、滑剤は滑剤塗布装置８から感光体１に供給される時点や現像装置４から感光体１に再供給される時点では帯電していなくてもよく、少なくとも転写位置５ｐにおいて転写電圧を印加される際に、トナーと逆の極性に帯電していればよい。

上述した実施形態に係る画像形成装置における各種処理を行う手段および方法は、専用のハードウェア回路、またはプログラムされたコンピューターのいずれによっても実現することが可能である。上記プログラムは、たとえば、フレキシブルディスクおよびＣＤ−ＲＯＭ等のコンピューター読み取り可能な記録媒体によって提供されてもよいし、インターネット等のネットワークを介してオンラインで提供されてもよい。この場合、コンピューター読み取り可能な記録媒体に記録されたプログラムは、通常、ハードディスク等の記憶部に転送され記憶される。また、上記プログラムは、単独のアプリケーションソフトとして提供されてもよいし、画像形成装置の一機能としてその装置のソフトウエアに組み込まれてもよい。

１ 感光体、
２ 帯電装置、
３ 露光装置、
４ 現像装置、
４ａ 現像スリーブ、
５ 転写装置、
６ 中間転写体、
７ クリーニング装置、
７ａ クリーニングブレード、
８ 滑剤塗布装置、
９ ２次転写装置。
１０ 中転クリーニング装置、
１０ａ 中転クリーニングブレード、
１１ 制御部、
１００ 画像形成装置。

Claims (16)

1. 潜像が形成される潜像担持体と、
   前記潜像担持体に滑剤を供給する滑剤供給部と、
   前記潜像担持体から取り込んだ前記滑剤を帯電したトナーとあわせて潜像担持体に供給することにより前記潜像をトナー像として現像する現像部と、
   前記現像部により現像された前記トナー像に転写電圧を印加して前記トナー像を転写位置において像担持体に転写する転写部と、
   前記転写位置における転写電圧の印加を制御する制御部と、を有する画像形成装置であって、
   前記滑剤は、前記転写位置において前記トナーの帯電極性とは逆の極性に帯電され、
   前記制御部は、任意のタイミングにおける転写済みの画像の面積率および転写枚数に基づいて、前記転写済みの画像の面積率が所定の基準より低いか否かを判断し、面積率が低いと判断した場合は、前記タイミング以降の前記トナー像を転写する際に印加する転写電圧を高くする制御を行う画像形成装置。
2. 前記制御部は、前記転写済みの画像の面積率および転写枚数に基づいて、前記潜像担持体上において画像が形成される領域である画像領域以外にパッチ画像を形成するためのトナーパターンを形成させると共に、形成された前記トナーパターンを前記像担持体に転写する際に印加する転写電圧を制御する請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記制御部は、前記転写済みの画像の面積率が所定の基準より低いか否かを判断し、面積率が低いと判断した場合は、前記トナーパターンを転写する際に印加する転写電圧を、前記トナー像を転写する際に印加する転写電圧よりも高くする請求項２に記載の画像形成装置。
4. 前記制御部は、画像の面積率が変動する場合に、変動前に転写済みの画像の面積率および転写枚数に基づいて、変動後における前記トナー像を転写する際に印加する転写電圧を制御する請求項１〜３のいずれか一項に記載の画像形成装置。
5. 前記制御部は、画像の面積率が第１の面積率から、前記第１の面積率よりも高い第２の面積率に変動する場合に、前記第２の面積率において前記トナー像を転写する際に印加する転写電圧を、前記第１の面積率において前記トナー像を転写する際に印加する転写電圧よりも高くする請求項４に記載の画像形成装置。
6. 前記制御部は、画像の面積率が第１の面積率から、前記第１の面積率よりも高い第２の面積率に変動する場合に、変動後に前記トナーパターンを転写する際に印加する転写電圧を、変動前に前記トナー像を転写する際に印加する転写電圧よりも高くする請求項２または請求項３に記載の画像形成装置。
7. 潜像が形成される潜像担持体に滑剤を供給するステップと、
   前記潜像担持体から取り込んだ前記滑剤を帯電したトナーとあわせて前記潜像担持体に供給することにより前記潜像をトナー像として現像する現像ステップと、
   前記現像ステップにおいて現像された前記トナー像に転写電圧を印加して前記トナー像を転写位置において像担持体に転写する転写ステップと、
   前記転写位置における転写電圧の印加を制御する制御ステップと、を有する画像形成方法であって、
   前記滑剤は、前記トナーの帯電極性とは逆の極性に帯電され、
   前記制御ステップは、任意のタイミングにおける転写済みの画像の面積率および転写枚数に基づいて、前記転写済みの画像の面積率が所定の基準より低いか否かを判断し、面積率が低いと判断した場合は、前記タイミング以降の前記トナー像を転写する際に印加する転写電圧を高くする制御を行う画像形成方法。
8. 潜像が形成される潜像担持体に滑剤を供給するステップと、
   前記潜像担持体から取り込んだ前記滑剤を帯電したトナーとあわせて前記潜像担持体に供給することにより前記潜像をトナー像として現像する現像ステップと、
   前記現像ステップにおいて現像された前記トナー像に転写電圧を印加して前記トナー像を転写位置において像担持体に転写する転写ステップと、
   前記転写位置における転写電圧の印加を制御する制御ステップと、をコンピューターに実行させる転写電圧制御プログラムであって、
   前記滑剤は、前記トナーの帯電極性とは逆の極性に帯電され、
   前記制御ステップは、任意のタイミングにおける転写済みの画像の面積率および転写枚数に基づいて、前記転写済みの画像の面積率が所定の基準より低いか否かを判断し、面積率が低いと判断した場合は、前記タイミング以降の前記トナー像を転写する際に印加する転写電圧を高くする制御を行う転写電圧制御プログラム。
9. 前記制御ステップでは、前記転写済みの画像の面積率および転写枚数に基づいて、前記潜像担持体上において画像が形成される領域である画像領域以外にパッチ画像を形成するためのトナーパターンを形成させると共に、形成された前記トナーパターンを前記像担持体に転写する際に印加する転写電圧を制御する請求項８に記載の転写電圧制御プログラム。
10. 前記制御ステップでは、前記転写済みの画像の面積率が所定の基準より低いか否かを判断し、面積率が低いと判断した場合は、前記トナーパターンを転写する際に印加する転写電圧を、前記トナー像を転写する際に印加する転写電圧よりも高くする請求項９に記載の転写電圧制御プログラム。
11. 前記制御ステップでは、画像の面積率が変動する場合に、変動前に転写済みの画像の面積率および転写枚数に基づいて、変動後における前記トナー像を転写する際に印加する転写電圧を制御する請求項８〜１０のいずれか一項に記載の転写電圧制御プログラム。
12. 前記制御ステップでは、画像の面積率が第１の面積率から、前記第１の面積率よりも高い第２の面積率に変動する場合に、前記第２の面積率において前記トナー像を転写する際に印加する転写電圧を、前記第１の面積率において前記トナー像を転写する際に印加する転写電圧よりも高くする請求項１１に記載の転写電圧制御プログラム。
13. 前記制御ステップでは、画像の面積率が第１の面積率から、前記第１の面積率よりも高い第２の面積率に変動する場合に、変動後に前記トナーパターンを転写する際に印加する転写電圧を、変動前に前記トナー像を転写する際に印加する転写電圧よりも高くする請求項９または請求項１０に記載の転写電圧制御プログラム。
14. 潜像が形成される潜像担持体と、
    前記潜像担持体に滑剤を供給する滑剤供給部と、
    前記潜像担持体から取り込んだ前記滑剤を帯電したトナーとあわせて潜像担持体に供給することにより前記潜像をトナー像として現像する現像部と、
    前記現像部により現像された前記トナー像に転写電圧を印加して前記トナー像を転写位置において像担持体に転写する転写部と、
    前記転写位置における転写電圧の印加を制御する制御部と、を有する画像形成装置であって、
    前記滑剤は、前記転写位置において前記トナーの帯電極性とは逆の極性に帯電され、
    前記制御部は、任意のタイミングの前の所定期間内において前記現像部から前記潜像担持体に移動した前記トナーの量によって変動する、前記現像部に蓄積された前記滑剤の量に基づいて、前記タイミング以降の前記トナー像を転写する際に印加する転写電圧を制御する画像形成装置。
15. 潜像が形成される潜像担持体に滑剤を供給するステップと、
    現像部によって、前記潜像担持体から取り込んだ前記滑剤を帯電したトナーとあわせて前記潜像担持体に供給することにより前記潜像をトナー像として現像する現像ステップと、
    前記現像ステップにおいて現像された前記トナー像に転写電圧を印加して前記トナー像を転写位置において像担持体に転写する転写ステップと、
    前記転写位置における転写電圧の印加を制御する制御ステップと、を有する画像形成方法であって、
    前記滑剤は、前記トナーの帯電極性とは逆の極性に帯電され、
    前記制御ステップは、任意のタイミングの前の所定期間内において前記現像部から前記潜像担持体に移動した前記トナーの量によって変動する、前記現像部に蓄積された前記滑剤の量に基づいて、前記タイミング以降の前記トナー像を転写する際に印加する転写電圧を制御する画像形成方法。
16. 潜像が形成される潜像担持体に滑剤を供給するステップと、
    現像部によって、前記潜像担持体から取り込んだ前記滑剤を帯電したトナーとあわせて前記潜像担持体に供給することにより前記潜像をトナー像として現像する現像ステップと、
    前記現像ステップにおいて現像された前記トナー像に転写電圧を印加して前記トナー像を転写位置において像担持体に転写する転写ステップと、
    前記転写位置における転写電圧の印加を制御する制御ステップと、をコンピューターに実行させる転写電圧制御プログラムであって、
    前記滑剤は、前記トナーの帯電極性とは逆の極性に帯電され、
    前記制御ステップは、任意のタイミングの前の所定期間内において前記現像部から前記潜像担持体に移動した前記トナーの量によって変動する、前記現像部に蓄積された前記滑剤の量に基づいて、前記タイミング以降の前記トナー像を転写する際に印加する転写電圧を制御する転写電圧制御プログラム。