特開 2024-98308 画像形成装置および画像形成方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024098308

(43)【公開日】2024-07-23

(54)【発明の名称】画像形成装置および画像形成方法

(51)【国際特許分類】

   G03G 21/00 20060101AFI20240716BHJP

   G03G 15/16 20060101ALI20240716BHJP

【ＦＩ】

G03G21/00 510

G03G21/00 370

G03G21/00 318

G03G15/16 103

【審査請求】未請求

【請求項の数】11

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023001737

(22)【出願日】2023-01-10

(71)【出願人】

【識別番号】000001270

【氏名又は名称】コニカミノルタ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000925

【氏名又は名称】弁理士法人信友国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】齋藤 裕行

(72)【発明者】

【氏名】向林 祐

(72)【発明者】

【氏名】柏倉 邦章

(72)【発明者】

【氏名】田中 秀明

(72)【発明者】

【氏名】波多野 北斗

【テーマコード（参考）】

2H134

2H200

2H270

【Ｆターム（参考）】

2H134GA01

2H134GB02

2H134GB05

2H134GB10

2H134HD11

2H134HD18

2H134KB13

2H134KH01

2H200FA02

2H200FA09

2H200GA23

2H200GA45

2H200GA60

2H200GB12

2H200HA02

2H200HB12

2H200HB22

2H200JA02

2H200JA29

2H200PA14

2H200PA22

2H200PB05

2H270KA22

2H270KA28

2H270LA03

2H270LA05

2H270LA64

2H270LA80

2H270LD05

2H270LD09

2H270MA24

2H270MA28

2H270MA31

2H270MB52

2H270MC48

2H270MH09

2H270NE07

2H270RA10

2H270ZC03

2H270ZC04

(57)【要約】

【課題】劣化したキャリアによる感光体の損傷を防止することにより、感光体寿命の長期化を図ることが可能な画像形成装置を提供する。
【解決手段】感光体と、キャリアにトナーを保持させた２成分系の現像剤を前記感光体に供給する現像装置と、前記現像装置内における前記キャリアの劣化状態を検出するための検出手段と、前記感光体に付着したトナーによるトナー画像の画像形成条件を調整するための調整手段と、前記検出手段で検出した前記キャリアの劣化状態に基づいて、前記調整手段による画像形成条件を調整する制御部とを備えた画像形成装置である。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

感光体と、
キャリアにトナーを保持させた２成分系の現像剤を前記感光体に供給する現像装置と、
前記現像装置内における前記キャリアの劣化状態を検出するための検出手段と、
前記感光体に付着したトナーによるトナー画像の画像形成条件を調整するための調整手段と、
前記検出手段で検出した前記キャリアの劣化状態に基づいて、前記調整手段による画像形成条件を調整する制御部とを備えた
画像形成装置。

【請求項2】

前記検出手段は、前記現像装置の駆動トルクまたは駆動電流を検出する手段、および前記キャリアの帯電量または前記トナーの帯電量を検出する手段のうちの少なくとも何れかであり、
前記制御部は、前記検出手段での検出結果に基づいて前記キャリアの劣化状態を推定して前記画像形成条件を調整する
請求項１に記載の画像形成装置。

【請求項3】

前記現像装置は、前記現像剤を収容する収容部と、前記収容部内において前記現像剤を攪拌して搬送する搬送部材と、前記収容部内の前記現像剤を前記感光体に供給する現像ローラーとを有し、
前記制御部は、前記搬送部材および現像ローラーのうち、少なくとも前記現像ローラーの駆動トルクまたは駆動電流から前記キャリアの劣化状態を推定して前記画像形成条件を調整する
請求項２に記載の画像形成装置。

【請求項4】

前記検出手段は、
前記現像装置から前記感光体に現像剤を供給した状態において、前記感光体にトナーを付着させた場合に前記現像装置から前記感光体に移動する電荷に基づいて前記トナーの帯電量を検出し、
前記現像装置から前記感光体に現像剤を供給した状態において、前記感光体にトナーを付着させない場合に前記現像装置から前記感光体に移動する電荷に基づいて前記キャリアの帯電量を検出する
請求項２に記載の画像形成装置。

【請求項5】

前記検出手段は、前記感光体と前記現像装置との間に流れる電流検出する電流計である
請求項４に記載の画像形成装置。

【請求項6】

前記制御部は、前記現像装置に対して前記現像剤を交換した場合に前記検出手段で検出した初期値と、所定の期間を経過した場合に前記検出手段で検出した測定値とに基づいて、前記所定の期間を経過した場合においける前記キャリアの劣化状態を推定する
請求項１に記載の画像形成装置。

【請求項7】

前記制御部は、前記検出手段で検出した前記キャリアの劣化状態と、前記調整手段による画像形成条件の調整のための補正係数とを予め関連付けした参照テーブルを保持し、前記検出手段によって検出した前記キャリアの劣化状態に基づいて、前記参照テーブルから前記補正係数を抽出する
請求項１に記載の画像形成装置。

【請求項8】

前記制御部は、前記画像形成条件として、前記感光体に着したトナーを除去するためのクリーニングブレードの前記感光体に対する当接圧力を調整する
請求項１に記載の画像形成装置。

【請求項9】

前記制御部は、前記画像形成条件として、前記感光体に対する潤滑剤の塗布条件を調整する
請求項１に記載の画像形成装置。

【請求項10】

前記制御部は、前記画像形成条件として、前記感光体上のトナー像を転写する際の転写圧力および転写電圧の少なくとも何れかである
請求項１に記載の画像形成装置。

【請求項11】

感光体と、キャリアにトナーを保持させた２成分系の現像剤を前記感光体に供給する現像装置と、前記感光体に付着したトナーによるトナー画像の画像形成条件を調整するための調整手段とを備えた画像形成装置による画像形成方法であって、
検出手段が前記現像装置内における前記キャリアの劣化状態を検出し、
制御部が前記検出手段で検出した前記キャリアの劣化状態に基づいて前記調整手段による画像形成条件を調整する
画像形成方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、画像形成装置および画像形成方法に関する。

【背景技術】

【0002】

電子写真方式の画像形成装置においては、クリーニングブレードによって感光体ドラム表面の残留トナーを除去している。また、クリーニングブレードの当接による感光体ドラムの劣化を防止するために、感光体ドラムの表面に潤滑剤を塗布する構成のものがある。このような画像形成装置に関する技術として、下記特許文献１に開示の技術がある。この特許文献１には、「画像形成装置は、…トナー像の転写後の感光体ドラムの表面に潤滑剤を塗布する潤滑剤塗布手段と、現像領域における現像ローラと感光体ドラムとの間の電流値を検知する電流検知装置とを備えている。また、画像形成装置に備えられた制御部は、所定の判定用画像のトナー像を形成する時に電流検知装置によって検知された電流値と基準電流値との差分に基づいて潤滑剤塗布手段が有するカムの回転角度を調整する。」と記載されている。また、電流値が基準電流値よりも大きいか小さいかにより、カムを所定角度だけそれぞれの方向に回転させ、これにより、像担持体の表面上の実際の潤滑剤の量を一定にすることができ、常に安定して高画質の画像を形成することができるとしている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２００７－２９８７６１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

ところで、トナーにキャリアを混合した二成分系の現像剤を用いる場合、コート層の薄膜化により劣化したキャリアが感光体ドラムに付着し、転写部において感光体ドラムの表面に押し付けられることにより、感光体ドラムの表面を荒らす現象が発生する。このように、劣化したキャリアの付着も感光体ドラムの劣化要因となっている。

【0005】

しかしながら、上述した特許文献１の構成は、潤滑剤の量を一定にすることを目的として、潤滑剤塗布手段が有するカムを所定角度だけそれぞれの方向に回転させる構成であり、劣化したキャリアによる感光体の損傷が考慮されていなかった。

【0006】

そこで本発明は、劣化したキャリアによる感光体の損傷を防止することにより、感光体寿命の長期化を図ることが可能な画像形成装置および画像形成方法を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

上記課題を解決するための本発明は、感光体と、キャリアにトナーを保持させた２成分系の現像剤を前記感光体に供給する現像装置と、前記現像装置内における前記キャリアの劣化状態を検出するための検出手段と、前記感光体に付着したトナーによるトナー画像の画像形成条件を調整するための調整手段と、前記検出手段で検出した前記キャリアの劣化状態に基づいて、前記調整手段による画像形成条件を調整する制御部とを備えた画像形成装置である。

【発明の効果】

【0008】

本発明により、そこで本発明は、劣化したキャリアによる感光体の損傷を防止することにより、感光体寿命の長期化を図ることが可能な画像形成装置および画像形成方法を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】実施形態に係る画像形成装置の要部を示す構成図である。

【図2】現像剤におけるキャリアのコート層膜厚と、感光体へのキャリア付着数との関係を示すグラフである。

【図3】画像形成装置による印字耐久試験における印字枚数と現像ローラー駆動トルクおよび感光体へのキャリア付着数との関係を示すグラフである。

【図4】画像形成装置による印字耐久試験における印字枚数とトナー帯電量および感光体へのキャリア付着数との関係を示すグラフである。

【図5】画像形成装置による印字耐久試験における印字枚数とトナー帯電量およびキャリア帯電量との関係を示すグラフである。

【図6】実施形態に係る画像形成装置の制御部の機能構成図である。

【図7】実施形態に係る画像形成装置の制御部が保持する補正係数の参照テーブルである。

【図8】実施形態に係る画像形成方法を示すフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下、本発明の画像形成装置および画像形成方法の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。

【0011】

≪画像形成装置≫
図１は、実施形態に係る画像形成装置１の要部を示す構成図であって、電子写真方式の画像形成装置１の要部を示す図である。図１に示す画像形成装置１は、現像剤２として、トナー２ａをキャリア２ｂに保持させた二成分系のものを用いる装置であり、画像形成部１０、転写部２０、および制御部３０を有する。また特に、画像形成部１０は、キャリア状態値の検出手段１７を備える。キャリア状態値とは、以降において詳細に説明するように、キャリアの劣化状態の程度をあらわす数値である。以下、画像形成装置１を構成する画像形成部１０、転写部２０、および制御部３０を順に説明する。

【0012】

＜画像形成部１０＞
画像形成部１０は、トナー像を形成するためのものである。ここでは１つの画像形成部１０のみを図示したが、画像形成装置１は、例えばイエロ（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色のトナー像を形成するための複数の画像形成部１０を有する。各画像形成部１０は、それぞれが感光体１１を有する。感光体１１は、駆動モーターによって回転するドラム状のものである。各画像形成部１０は、このようなドラム状の感光体１１の周囲に、感光体１１の回転方向に沿って、現像装置１２、クリーニング部１３、潤滑剤塗布部１４、帯電部１５、露光部１６がこの順に配置されている。また、この画像形成部１０は、キャリア状態値の検出手段１７を備える。これらは次のようである。

【0013】

［感光体１１］
感光体１１は、駆動モーターによって回転するドラム状のものであり、ドラム状の側周表面がトナー像を担持する像担持面１１ａとなっている。このような感光体１１は、ドラム状の両側底面に側板１１ｂを有する。各側板１１ｂは、それ自体は回転せず、ドラム状の感光体１１を軸方向の両側において回転自在に支持する。

【0014】

［現像装置１２］
現像装置１２は、感光体１１の回転方向において、以降に説明する転写部２０に感光体１１が押圧される一次転写部１０ａの上流で、かつ露光部１６の下流に配置され、感光体１１の像担持面１１ａにトナー２ａを供給する。このような現像装置１２は、収容部１２ａ、収容部１２ａ内に設けられた現像ローラー１２ｂ、および複数の搬送部材１２ｃを備えている。

【0015】

収容部１２ａは、トナー２ａをキャリア２ｂに保持させた現像剤２を収容する筐体である。このような収容部１２ａは、両側底面が閉じられた断面Ｕ字管状の部分を有し、感光体１１の側周表面に断面Ｕ字管状の側壁開口を対向させた状態で、感光体１１に沿って配置される。

【0016】

また現像ローラー１２ｂは、収容部１２ａの側壁開口において感光体１１と平行に設けられたものであり、感光体１１の側周表面に近接して配置されている。また現像ローラー１２ｂは、ローラー駆動部（図示省略）を有し、感光体１１と逆方向に回転可能に設けられている。この現像ローラー１２ｂは、磁界を発生させる複数の磁極が内設され、キャリア２ｂの磁性によって現像剤２を表面に吸着させ、吸着させた現像剤２を回転によって収容部１２ａの側壁開口に運搬する構成となっている。

【0017】

搬送部材１２ｃは、螺旋形状のスクリュー部材であり、搬送駆動部（図示省略）を有し、収容部１２ａ内において回転可能に設けられている。この搬送部材１２ｃは、収容部１２ａ内の現像剤２、および収容部１２ａ内に供給されたトナー２ａを撹拌することにより、摩擦帯電によってトナー２ａに電荷（例えば負の電荷）を与える。また、摩擦帯電させたトナー２ａを現像剤２のキャリア２ｂに対して吸着させる。

【0018】

以上のような現像装置１２は、現像ローラー１２ｂによって感光体１１に現像剤２を供給し、以降に説明する露光部１６での露光によって感光体１１の像担持面１１ａに形成された静電潜像に、負に帯電したトナー２ａを吸着させてトナー像を形成する。

【0019】

［クリーニング部１３］
クリーニング部１３は、感光体１１の回転方向において、以降に説明する一次転写部１０ａの下流で、かつ潤滑剤塗布部１４の上流に配置され、一次転写部１０ａで転写されずに感光体１１の表面に残された残留トナー２ａａを除去する。このようなクリーニング部１３は、例えばばね荷重方式のものであって、クリーニングブレード１３ａ、支持アーム１３ｂ、ブレード押圧バネ１３ｃ、およびブレード駆動部１３ａａを有する。

【0020】

クリーニングブレード１３ａは、感光体１１の像担持面１１ａに当接する状態で、像担持面１１ａに沿って配置された長尺部材であって、一次転写部１０ａの下流側において像担持面１１ａ上に残留する残留トナー２ａａを、像担持面１１ａ上から掻き取る。このようなクリーニングブレード１３ａは、ウレタンゴムなどの弾性材で構成され、感光体１１の回転方向に対して逆方向を向いている。

【0021】

支持アーム１３ｂは、ここでの図示を省略した支持部材を介してクリーニングブレード１３ａの両端を支持する部材であって、感光体１１の軸方向の両側に設けられている。各支持アーム１３ｂは、一端側を支点１３ｂｂにして回動する長尺部材であって、長尺部材の長手方向の中間部において、クリーニングブレード１３ａを支持する構成である。

【0022】

ブレード押圧バネ１３ｃは、感光体１１の側板１１ｂと、支持アーム１３ｂにおける支点１３ｂｂと逆側の先端部との間にかけ渡した状態で設けられた引張コイルバネであって、感光体１１の両側に設けられている。これらのブレード押圧バネ１３ｃは、支持アーム１３ｂの支点１３ｂｂと逆側の先端部を感光体１１側に引っ張ることで、支持アーム１３ｂに支持されたクリーニングブレード１３ａを感光体１１の像担持面１１ａに押圧する。

【0023】

ブレード駆動部１３ａａは、感光体１１の像担持面１１ａに対するクリーニングブレード１３ａの当接力を、画像形成条件として調整するための調整手段である。このようなブレード駆動部１３ａａは、以降に説明する制御部３０からの指示により、例えばカムの位置を移動させて支持アーム１３ｂを回動させる。これにより、感光体１１の像担持面１１ａに対するクリーニングブレード１３ａの当接力を調整する。

【0024】

［潤滑剤塗布部１４］
潤滑剤塗布部１４は、感光体１１の回転方向において、クリーニング部１３の下流で、かつ帯電部１５の上流に配置され、感光体１１の像担持面１１ａに潤滑剤を塗布する。このような潤滑剤塗布部１４は、ロールブラシ１４ａ、潤滑剤供給体１４ｂ、付勢バネ１４ｃ、およびブラシ駆動部１４ａａを有する。

【0025】

ロールブラシ１４ａは、感光体１１と並列に配置され、感光体１１の側周面に当接する状態で配置されている。このロールブラシ１４ａは、ブラシ駆動部１４ａａによって感光体１１と同方向に回転し、潤滑剤供給体１４ｂから掻き取った潤滑剤を感光体１１の像担持面１１ａに塗布する。このようなロールブラシ１４ａは、ロール形状の側周を構成するブラシ部分の材質が導電性のアクリル繊維で構成され、繊維としての抵抗値、繊維太さ、および繊維密度が適宜のものであることとする。

【0026】

なお、ロールブラシ１４ａのブラシ駆動部１４ａａは、以降に説明する制御部３０からの指示により、ロールブラシ１４ａを所定の速度で回転させることで、像担持面１１ａに対する潤滑剤の塗布量を調整する。潤滑剤の塗布量は、画像形成条件のうちの一つとして調整される。したがって、ブラシ駆動部１４ａａは、画像形成条件を調整するための調整手段の一つである。

【0027】

潤滑剤供給体１４ｂは、ロールブラシ１４ａと並列に配置され、ロールブラシ１４ａの側周面に当接する状態で配置されている。このような潤滑剤供給体１４ｂは、例えば固形潤滑剤であるか、または液体潤滑剤である。固定潤滑剤からなる潤滑剤供給体１４ｂは、付勢バネ１４ｃによりロールブラシ１４ａ側に付勢され、ロールブラシ１４ａによって削り取られることでロールブラシ１４ａに潤滑剤を供給する。このような固定潤滑剤からなる潤滑剤供給体１４ｂは、具体的には、ステアリン酸亜鉛の粉体を溶融整形したものである。

【0028】

付勢バネ１４ｃは、潤滑剤供給体１４ｂをロールブラシ１４ａ側に付勢する圧縮コイルバネであることとする。

【0029】

［帯電部１５］
帯電部１５は、感光体１１の回転方向において、潤滑剤塗布部１４の下流で、次に説明する露光部１６の上流に配置され、感光体１１の像担持面１１ａを一様に帯電させる。

【0030】

［露光部１６］
露光部１６は、感光体１１の回転方向において、帯電部１５の下流で、現像装置１２の上流に配置され、帯電部１５で帯電した感光体の側周面に、レーザ光の露光走査によって静電潜像を形成する。なお、露光部１６による露光走査は、ここでの図示を省略した画像読取部で読み取られた画像データ、または外部装置から受信した画像データに基づいて行われる。

【0031】

［キャリア状態値の検出手段１７］
キャリア状態値の検出手段１７は、現像剤２におけるキャリアの劣化状態の程度を表すキャリア状態値を検出するための手段である。ここで、キャリアの劣化とは、収容部１２ａ内においての撹拌や搬送によってキャリア２ｂのコート層が摩耗して薄くなり、感光体１１の像担持面１１ａに付着し易くなることを言う。像担持面１１ａに転写されたキャリア２ｂは、感光体の像担持面を荒らす要因となる。

【0032】

図２は、現像剤におけるキャリアのコート層膜厚と、感光体へのキャリア付着数との関係を示すグラフである。キャリアの付着数は、所定条件での印刷中に感光体の回転を停止し、像担持面の所定面積に付着しているキャリアの個数を数えることで得た値である。図２に示すように、コート層膜厚が薄くなると、感光体へのキャリア付着数が増加することがわかる。

【0033】

図１に示す画像形成装置１は、このようなキャリア２ｂの劣化状態を示すキャリア状態値の検出手段１７として、現像ローラー駆動トルク検出器１７ａと、帯電量検出器１７ｂ を備える。

【0034】

－現像ローラー駆動トルク検出器１７ａ（図１）について－
図３は、画像形成装置による印字耐久試験における印字枚数と現像ローラー駆動トルク［Ｓ１］および感光体へのキャリア付着数との関係を示すグラフである。図３に示すように、印字枚数の増加に伴う現像ローラー駆動トルク［Ｓ１］は、キャリア付着数と相関性があり、キャリア付着数に置き換えられることがわかる。また、感光体へのキャリア付着数は、図２に示したように、キャリアにおけるコート層の膜厚、すなわちキャリアの劣化の程度に対応する。このことから、現像ローラー駆動トルク［Ｓ１］は、キャリアの劣化状態の程度を表すキャリア状態値として用いられることがわかる。

【0035】

そこで図１に示す画像形成装置１は、キャリア状態値の検出手段１７として現像ローラー駆動トルク検出器１７ａを備えることとする。なお、現像ローラーを駆動させる際の駆動電流も、現像ローラーを駆動させる際の駆動トルクと同様に、キャリア付着数の増加パターンと相関性がある。このため、現像ローラー駆動トルク検出器１７ａに換えて、現像ローラー駆動電流検出器を用いてもよい。

【0036】

ここで、キャリアの劣化によって現像ローラー駆動トルク［Ｓ１］（または駆動電流）が上昇する理由は、次のようである。すなわち、現像ローラー１２ｂを駆動する駆動トルクは、現像剤２を一定の量に規制するための規制板（図示省略）に現像剤２を圧縮させる圧縮嵩密度の状態になる。現像ローラー１２ｂへ現像剤供給量を規制する規制極周辺では現像剤２が集中し、現像剤２は圧接嵩密度状態になる。圧接嵩密度は硬め嵩密度やタップ嵩密度ともいう。これにより、現像剤２が規制板を通過する際に、大きなストレスが加わるようになり、キャリア減耗して劣化するのである。劣化キャリアは摩耗により接触面積が増えてだんだんせん断力も増える。

【0037】

さらに、現像ローラー１２ｂの駆動トルク（または駆動電流）と同様に、搬送部材１２ｃの駆動トルク（または駆動電流）も、キャリア付着数の増加パターンと相関性があり、キャリア付着数に置き換えられることができる。このため、キャリア状態値の検出手段１７として、搬送部材駆動トルク検出器（または駆動電流検出器）を用いてもよい。搬送部材１２ｃの駆動トルク（または駆動電流）が、キャリア付着数の増加パターンと相関性を有する理由は、印字率の影響により、搬送部材１２ｃを駆動する電流値が変動するためである。つまり、キャリアの劣化はキャリア表面にトナーの微粉が付着するトナースペントの影響や、キャリア表面が摩耗すると現像剤の嵩が変わってくる。これにより、現像剤を攪拌搬送する部分は緩み嵩密度という状態になる。これは、現像層内の現像剤の嵩が下がり、現像剤が補充され、嵩が増え、トルクが増えるためである。ただし、このような印字率の影響は短期的に変化する。したがって、搬送部材駆動トルク検出器（または駆動電流検出器）は、現像ローラー駆動トルク検出器１７ａの補助として用いることが好ましい。

【0038】

－帯電量検出器１７ｂ （図１）について－
図４は、画像形成装置による印字耐久試験における印字枚数とトナー帯電量［Ｓ２］および感光体へのキャリア付着数との関係を示すグラフである。トナー帯電量［Ｓ２］は、所定量のトナーを現像によって現像ローラー１２ｂから感光体１１の静電潜像に移動させた際に（図１参照）、トナーの電荷が移動して流れる電流によって示される。なお、現像ローラーに印加する印加電圧と、感光体１１の像担持面を帯電させる際の表面電位を一定条件にして、その際に現像されるトナーの量を計測することで、キャリアの劣化を推定する方法も、これと同様である。

【0039】

図４に示すように、トナー帯電量［Ｓ２］は、印字枚数の増加に伴って減少することがわかる。これは、キャリア付着数の増加パターンとは逆である。このことから、トナー帯電量［Ｓ２］は、キャリアの劣化状態の程度を表すキャリア状態値として用いられることがわかる。

【0040】

なお、トナー自身の外添剤が劣化することで、トナーの帯電性が低下する場合もあるが、現像装置１２内のトナー２ａは、印字率にかかわらず一定量が入れ替わるようになっている。したがって、トナーの電荷量は一時的に変動があるものの安定している。このことから、トナーの帯電量が小さくなる要因は、キャリアの劣化に起因すると判断できる。

【0041】

図５は、画像形成装置による印字耐久試験における印字枚数とトナー帯電量［Ｓ２］およびキャリア帯電量［Ｓ３］との関係を示すグラフである。キャリア帯電量［Ｓ３］は、白地現像処理を実施した際に、キャリアが現像ローラー１２ｂから感光体１１に移動することで、キャリアの電荷が移動して流れる電流によって示される。なお、図５のトナー帯電量［Ｓ２］は、ベタ現像によって得られた値である。図５に示すように、キャリア帯電量［Ｓ３］は、印字枚数の増加に伴って増加することがわかる。これは、トナー帯電量［Ｓ２］の減少パターンとは逆である。このことから、キャリア帯電量［Ｓ３］も、キャリアの劣化状態の程度をあらわすキャリア状態値として用いられることがわかる。

【0042】

図１に戻り、以上のようなキャリア状態値として用いられるトナー帯電量［Ｓ２］およびキャリア帯電量［Ｓ３］を検出するための帯電量検出器１７ｂとしては、感光体１１と現像ローラー１２ｂとの間の電流値を検知する電流計が用いられる。帯電量検出器１７ｂにより、キャリア状態値としてのトナー帯電量［Ｓ２］を検出する場合には、所定量のトナー２ａを現像した場合の電流値を帯電量検出器１７ｂによって検出すればよい。一方、帯電量検出器１７ｂにより、キャリア状態値としてのキャリア帯電量［Ｓ３］を検出する場合いは、感光体１１の非画像部の電流値、または白地現像処理を実施した場合の電流値を帯電量検出器１７ｂによって検出すればよい。

【0043】

＜転写部２０＞
転写部２０は、無端ベルトとして構成された中間転写ベルト２１と、中間転写ベルト２１に内接された複数のローラー２２（ここでは２つのみ図示）と、一次転写ローラー２３とを備えている。

【0044】

このうち中間転写ベルト２１は、複数のローラー２２に掛け渡され、画像形成部１０の各感光体１１と逆方向に回転し、複数の感光体１１（ここでは１つのみ図示）の全てに順次接触する状態で配置されている。複数のローラー２２は、感光体１１と平行に配置され、中間転写ベルト２１を感光体１１と逆方向に回転させる。

【0045】

一次転写ローラー２３は、各感光体１１との間に中間転写ベルト２１を挟持するニップ部を構成し、このニップ部を一次転写部１０ａとしている。各一次転写ローラー２３は、トナー２ａと反対の極性の電圧が印加され、これにより感光体１１上に付着した各色のトナー２ａを中間転写ベルト２１上に順次に転写させてカラー画像を形成する。

【0046】

このような一次転写ローラー２３は、感光体１１に対する押圧力を変更させる圧力可変駆動部２３ａａを有する。圧力可変駆動部２３ａａは、例えば、一次転写ローラー２３を付勢するバネ等の付勢部材と、付勢部材の付勢力を変更するための駆動部とを備えて構成され、駆動部により付勢部材の付勢力を変更することで、一次転写ローラー２３が中間転写ベルト２１を介して感光体１１を押圧する力を変更する構成である。

【0047】

圧力可変駆動部２３ａａは、例えば一次転写ローラー２３を感光体１１側に付勢するカムと、カムによる付勢力を変更するための駆動部とを備えて構成されたものであってもよい。この場合、圧力可変駆動部２３ａａは、駆動部によりカムによる付勢力を変更することで、一次転写ローラー２３が中間転写ベルト２１を介して感光体１１を押圧する力を変更することができる。

【0048】

このような圧力可変駆動部２３ａａは、以降に説明する制御部３０からの指示により、感光体１１の像担持面１１ａに対する一次転写ローラー２３の押圧力（転写圧力）を、画像形成条件のうちの一つとして調整する調整手段である。

【0049】

また一次転写ローラー２３は、各一次転写ローラー２３は、トナー２ａと反対の極性の電圧を転写転圧とし、この転写電圧が画像形成条件のうちの一つとして調整されるものであってもよい。

【0050】

また転写部２０は、ここでの図示を省略した二次転写ローラー、除電ローラー、およびクリーニング部を有する。二次転写ローラーは、中間転写ベルト２１の外周側において、複数のローラー２２のうちの一つに対向して配置され、ここでの図示を省略した記録媒体搬送部から搬送された記録媒体のニップ部を構成する。このニップ部において、中間転写ベルト２１の外周面上に形成されたトナー画像が、記録媒体に対して転写される。なお、トナー画像が転写された記録媒体は、ここでの図示を省略した定着部に送られ、定着部においてトナー画像を定着させた後に外部に排出される。

【0051】

除電ローラーは、記録媒体にトナー画像を転写した後の中間転写ベルト２１の電荷を除去する。さらに、クリーニング部は、除電ローラーを通過した後で、かつ画像形成部１０に到達する前の中間転写ベルト２１上に残留するトナーを除去する。

【0052】

＜制御部３０＞
制御部３０は、画像データに基づいて、上述した各部の駆動を制御する。また特にこの制御部３０は、感光体１１の像担持面１１ａへの負荷を低減するための画像形成条件の補正制御を実施する。このような制御部３０は、計算機によって構成されている。計算機は、いわゆるコンピューターとして用いられるハードウェアである。計算機は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、およびＲＯＭ（Read Only Memory）やＨＤＤ（hard disk drive）のような不揮発性の記憶部、さらにはネットワークインターフェースを備えていてもよい。

【0053】

このような計算機によって構成された制御部３０は、記録媒体Ｓにトナー画像を形成するための画像形成プログラムを不揮発性の記憶部に保存する。また、特にこの制御部３０は、画像形成の実施に際し、キャリア状態値の検出手段１７からの情報に基づいて、感光体１１の像担持面１１ａへの負荷を低減するための画像形成条件の補正プログラムを不揮発性の記憶部に保存する。

【0054】

図６は、実施形態に係る画像形成装置１が有する制御部３０の構成を説明するブロック図である。この図に示すように、制御部３０は、画像形成制御部３０ａを有し、画像形成装置１における画像形成を制御する。また制御部３０は、キャリア状態値の検出手段１７に接続され、これらの検出手段１７からの情報に基づいて、ブレード駆動部１３ａａ、ブラシ駆動部１４ａａ、および圧力可変駆動部２３ａａのうちの少なくとも１つを制御する。このような制御部３０は、画像形成条件の補正プログラムを実行する各機能部として、参照テーブル記憶部３１、初期値取得部３２、測定値取得部３３、変化率算出部３４、および補正処理部３５を有する。図６に示すこれらの各機能部の構成を、図１およびその他の図を参照して説明する。

【0055】

［参照テーブル記憶部３１（図６）］
参照テーブル記憶部３１は、キャリア状態値の変化量と、画像形成条件の補正値とを対応付けした参照テーブルを保持する。ここで、キャリア状態値とは、先に説明したように、キャリア２ｂの劣化の程度を表す値であって、感光体１１に対するキャリア２ｂの付着のし易さを表す値である。

【0056】

図７は、実施形態に係る画像形成装置の制御部が保持する参照テーブル［Ｔ１］～［Ｔ３］であって、参照テーブル記憶部３１が保持する参照テーブル［Ｔ１］～［Ｔ３］の一例を示す図である。図７に示すように、参照テーブル［Ｔ１］～［Ｔ３］におけるキャリア状態値とは、現像ローラー駆動トルク［Ｓ１］、トナー帯電量［Ｓ２］、およびキャリア帯電量［Ｓ３］の各値の少なくとも何れか１つ（ここでは全て）であって、現像剤におけるキャリアの劣化状態を示す値である。

【0057】

これらの各参照テーブル［Ｔ１］～［Ｔ３］は、各キャリア状態値が、初期値から所定の変化率を超えて変化したか否かで場合分けされ、それぞれの場合分けの組み合わせに対して、各画像形成条件を変更するための補正係数を付与している。ここで、キャリア状態値の初期値とは、現像剤２を交換した際に測定したキャリア状態値であることとする。

【0058】

画像形成条件（１）は、クリーニングブレードの当接力であり、ブレード駆動部１３ａａにおけるカムの位置についての補正係数である。画像形成条件（２）は、潤滑剤の塗布量であり、ブラシ駆動部１４ａａによる塗布ブラシの回転数についての補正係数である。画像形成条件（３）は一次転写ローラーの押圧力であり、圧力可変駆動部２３ａａによる感光体１１に対する一次転写ローラー２３の押圧力である。

【0059】

これらの各画像形成条件（１）～（３）の補正係数は、各キャリア状態値［Ｓ１］～［Ｓ３］の変化率の各組み合わせにおいて、各画像形成条件（１）～（３）の値を変更した予備実験を行うことで求めた値である。この予備実験において、現像ローラー駆動トルク［Ｓ１］が現像剤初期の状態より５％以上増加した時、トナー帯電量［Ｓ２］が現像剤期の状態より１０％低下した時、キャリア帯電量［Ｓ３］が現像剤初期の状態より５０％以上増加した時に、各画像形成条件（１）～（３）の補正係数が最適となるように、キャリア状態値［Ｓ１］～［Ｓ３］の変化率の各組み合わせについて、各画像形成条件（１）～（３）の値を抽出し、抽出した値から各画像形成条件（１）～（３）の補正係数を求めた。たとえば、各キャリア状態値［Ｓ１］～［Ｓ３］組合せにおいて各画像形成条件を変化させた画像形成を予備実験として実施し、最も良好な画像が形成された場合の画像形成条件となるように、補正係数を設定する。

【0060】

なお、図６に示した参照テーブル記憶部３１は、参照テーブル［Ｔ１］～［Ｔ３］のうちの少なくとも１つを保持していればよい。

【0061】

また、図７においては、画像形成条件（１）～（３）毎の参照テーブル［Ｔ１］～［Ｔ３］を示したが、参照テーブル記憶部３１は、画像形成条件（１）～（３）の何れか２つ、または全てを１つにまとめた参照テーブルを保持していてもよい。例えば、画像形成条件（１）～（３）の全てを１つにまとめた参照テーブルを保持する場合、キャリア状態値［Ｓ１］～［Ｓ３］の変化率の各組み合わせにおいて、各画像形成条件（１）～（３）の値を組み合わせて変更した予備実験を行う。これにより、各画像形成条件（１）～（３）の補正係数を求める。

【0062】

［初期値取得部３２（図６）］
初期値取得部３２は、現像剤２を交換した際に測定したキャリア状態値を、キャリア状態値の初期値として取得し、保存する。

【0063】

［測定値取得部３３］
測定値取得部３３は、所定枚数の印刷（画像形成）を実施した際に測定した各キャリア状態値を、キャリア状態値の測定値として取得し、保存する。

【0064】

［変化率算出部３４］
変化率算出部３４は、初期値取得部３２に保存されたキャリア状態値の初期値と、測定値取得部３３に保存された各キャリア状態値の測定値から、各キャリア状態値の変化量を算出する。ここで算出する変化量は、初期値に対する各キャリア状態値の変化率であることとする。変化率算出部３４は、

【0065】

［補正処理部３５］
補正処理部３５は、変化率算出部３４で算出した各キャリア状態値の変化率と、参照テーブル記憶部３１に保存された参照テーブルとに基づいて、各画像形成条件（１）～（３）の補正係数を抽出する。また補正処理部３５は、抽出した補正係数に基づいて、ブレード駆動部１３ａａ、ブラシ駆動部１４ａａ、および圧力可変駆動部２３ａａの少なくとの１つによる画像形成条件を補正する。なお、補正処理部３５による補正処理の詳細は、以降の画像形成方法において詳細に説明する。

【0066】

≪画像形成方法≫
次に、以上のような画像形成装置１において実施される画像形成方法を説明する。図８は、実施形態に係る画像形成方法を示すフローチャートであって、画像形成装置１の制御部３０が有する画像形成条件の補正プログラムによって実施される画像形成条件の補正の手順を示している。以下、図８のフローチャートに沿って、先の図１、図６、および図７を参照しつつ、実施形態の画像形成方法を説明する。

【0067】

＜ステップＳ１０１＞
ステップＳ１０１において、補正処理部３５は、現像装置１２における現像剤２が交換されたか否かの判断を実施する。この判断は、画像形成装置１における現像剤２の交換作業が実施された否かによって判断する。補正処理部３５は、現像剤２が交換された（ＹＥＳ）と判断した場合に、次のステップＳ１０２に進み、それ以外の場合には判断を繰り返す。

【0068】

＜ステップＳ１０２＞
ステップＳ１０２において、初期値取得部３２は、キャリア状態値の検出手段１７である現像ローラー駆動トルク検出器１７ａでの測定値と、帯電量検出器１７ｂでの測定値とをキャリア状態値の初期値として取得し、保存する。

【0069】

ここで、現像剤２の交換作業が実施された場合、画像形成制御部３０ａは、第１の所定条件での印刷（画像形成）を実施する。初期値取得部３２は、その際に現像ローラー駆動トルク検出器１７ａで検出された値を、現像ローラー駆動トルク［Ｓ１］の初期値として取得して保存する。また初期値取得部３２は、その際に帯電量検出器１７ｂで検出された値を、トナー帯電量［Ｓ２］の初期値として取得して保存する。

【0070】

また、現像剤２の交換作業が実施された場合、画像形成制御部３０ａは、第２の所定条件として白地現像処理での印刷（画像形成）を実施する。初期値取得部３２は、その際に帯電量検出器１７ｂで検出された値を、キャリア帯電量［Ｓ３］の初期値として取得して保存する。

【0071】

＜ステップＳ１０３＞
ステップＳ１０３において、補正処理部３５は、ステップＳ１０１において現像剤２が交換された（ＹＥＳ）と判断した以降に、予め設定した所定枚数が印刷されたか否かの判断を実施する。この判断は、画像形成装置１における画像形成プログラムにおいてカウントされている印刷枚数のカウント値に基づいて実施される。補正処理部３５は、所定枚数が印刷された（ＹＥＳ）と判断した場合に、次のステップＳ１０４に進み、それ以外の場合には判断を繰り返す。

【0072】

＜ステップＳ１０４＞
ステップＳ１０４において、測定値取得部３３は、キャリア状態値の検出手段１７である現像ローラー駆動トルク検出器１７ａでの測定値と、帯電量検出器１７ｂでの測定値とをキャリア状態値の測定値として取得し、保存する。

【0073】

ここで、印刷枚数のカウント値が所定枚数に達した場合に、画像形成制御部３０ａは、第１の所定条件での印刷（画像形成）を実施する。測定値取得部３３は、その際に現像ローラー駆動トルク検出器１７ａで検出された値を、現像ローラー駆動トルク［Ｓ１］の測定値として取得して保存する。また測定値取得部３３は、その際に帯電量検出器１７ｂで検出された値を、トナー帯電量［Ｓ２］の測定値として取得して保存する。

【0074】

また、印刷枚数のカウント値が所定枚数に達した場合に、画像形成制御部３０ａは、第２の所定条件として白地現像処理での印刷（画像形成）を実施する。測定値取得部３３は、その際に帯電量検出器１７ｂで検出された値を、キャリア帯電量［Ｓ３］の測定値として取得して保存する。

【0075】

＜ステップＳ１０５＞
ステップＳ１０５において、変化率算出部３４は、初期値取得部３２に保存された各キャリア状態値の初期値と、測定値取得部３３に保存された各キャリア状態値の測定値から、各キャリア状態値の変化率を算出する。

【0076】

＜ステップＳ１０６＞
ステップＳ１０６において、補正処理部３５は、変化率算出部３４で算出した各キャリア状態値の変化量と、参照テーブル記憶部３１に保持された参照テーブル（図７参照）とに基づいて、画像形成条件の補正係数を抽出する。

【0077】

例えば、参照テーブル記憶部３１に、参照テーブル［Ｔ1］が保持されていて、変化率算出部３４がキャリア状態値の変化率として、現像ローラー駆動トルク［Ｓ１］の変化量＋１０％、トナー帯電量［Ｓ２］の変化量－２％、キャリア帯電量［Ｓ３］の変化量５５％と算出した場合、補正処理部３５は、画像形成条件（１）の補正係数を抽出する。

【0078】

＜ステップＳ１０７＞
ステップＳ１０７において、補正処理部３５は、ステップＳ１０６で抽出した補正係数に基づいて、画像形成条件を補正する。例えば、ステップＳ１０６において抽出した補正係数が画像形成条件（１）の補正係数である場合、補正処理部３５は、補正係数に基づくブレード駆動部１３ａａの制御により、画像形成条件（１）としてクリーニングブレードの当接力を補正する。

【0079】

≪実施形態の効果≫
以上説明した実施形態によれば、二成分件の現像剤２を構成するキャリア２ｂのコート層膜厚の減少をキャリア２ｂの劣化状態として検出し、検出結果に基づいて画像形成条件を調整することにより、感光体１１の像担持面１１ａに対する負荷を軽減することができる。これにより、劣化したキャリア２ｂが、感光体１１の像担持面１１ａかかる負荷によって像担持面１１ａに押し付けられて損傷を加えることを防止でき、感光体寿命の長期化を図ることが可能となる。

【符号の説明】

【0080】

１…画像形成装置
２…現像剤
２ａ…トナー
２ａａ…残留トナー
２ｂ…キャリア
１１…感光体
１２…現像装置
１２ａ…収容部
１２ｂ…現像ローラー
１２ｃ…搬送部材
１３ａ…クリーニングブレード
１３ａａ…ブレード駆動部（画像形成条件の調整手段）
１４ａａ…ブラシ駆動部（画像形成条件の調整手段）
１７…キャリア状態値の検出手段
１７ａ…現像ローラー駆動トルク検出器
１７ｂ…帯電量検出器
２３ａａ…圧力可変駆動部（画像形成条件の調整手段）
３０…制御部
［Ｔ１］、［Ｔ２］，［Ｔ３］…参照テーブル

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】