JP2001331063A - 画像形成装置 - Google Patents
画像形成装置Info
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- JP2001331063A JP2001331063A JP2000149942A JP2000149942A JP2001331063A JP 2001331063 A JP2001331063 A JP 2001331063A JP 2000149942 A JP2000149942 A JP 2000149942A JP 2000149942 A JP2000149942 A JP 2000149942A JP 2001331063 A JP2001331063 A JP 2001331063A
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Abstract
おいて、プロセスユニットを交換した後の潤滑剤塗布量
の多さによる縦白スジの発生を防止する。 【解決手段】 少なくとも潤滑材供給手段が新たに交換
された場合、一定枚数の出力の間、各作像開始時の像担
持体の予備回転動作にて、該像担持体への潤滑材の供給
量を規制する制御を行う。潤滑材の供給量の規制は、例
えば、ブラシローラの回転数を正規の回転数よりも低め
ることによってなされる。
Description
ラープリンタ、カラーファクシミリ等の画像形成装置に
関し、詳しくは、像担持体へ潤滑材を供給する手段を有
する画像形成装置に関する。
は、像担持体としての感光体の摩擦特性に現像特性が左
右されることが経験的に知られている。トナーなどは感
光体の表面に付着し、そこに固定化し易い。このため、
潤滑材(潤滑剤の概念を含む。以下、同じ)を感光体表
面に塗布(供給)して初期の表面特性を保つことが行わ
れている。潤滑剤塗布機能を有する画像形成装置とし
て、例えば特開平7−271262号公報、特開平7−
295451号公報、特開平9−146433号公報に
記載のものが知られている。
は、その塗布量をμ(静摩擦係数)という代用特性値で
置き換えて計測することで、高精度塗布が可能になって
いる。この一連の評価により、カラー画像形成装置では
潤滑剤塗布量は非常に重要な特性値であることが判り、
細かい調整が必要となってきた。ところが、カラー画像
形成装置では潤滑剤の安定塗布がなかなか困難であるこ
とが判り、特に、非作像時の潤滑剤の安定化が難しいこ
とが判った。
像器が接触し続ける方式が一般的となっている。現像器
が感光体と常時接触するため、不良帯電トナーなどが地
汚れトナーとして少量ずつ感光体上に現像される。一般
にトナーが現像されると、感光体上に膜状に塗布された
固形潤滑剤が該トナーによって剥ぎ取られる。これは、
固形潤滑剤がある程度消費されていることを意味する。
このため、モノクロの画像形成装置ではμが安定化す
る。
に対して非接触位置に移動させておく方式が一般的とな
っており、現像器が非接触位置にある状態で潤滑剤の塗
布動作がなされると、潤滑剤が感光体上に堆積していく
ことになる。従って、カラー画像形成装置ではモノクロ
の画像形成装置に比べて潤滑剤の調整に履歴が残り易
い。
式を併用した、中間転写体を用いたカラー画像形成装置
においては、PCU(プロセスユニット)を交換した
後、現像濃度が局所で低下し、感光体の回転方向に多数
の縦白スジが出ることがあった。この原因は、本発明者
の推測によれば、現像器側と感光体側の双方に存在し、
マッチング不良とされる。具体的な理由は、以下の通り
である。 (1)接触式一成分現像方式は、トナーを摩擦により帯
電させるが、使用期間の長い現像器の中では常時摩擦さ
れたトナーが特性を変えてしまい、感光体表面に対する
付着力が変化することがある。 (2)プロセスユニットを交換する場合に潤滑剤塗布手
段が新しいときは、塗布量が一時的に多くなる。一般
に、潤滑剤塗布手段は、ブラシローラで固形潤滑剤を少
しずつ削り取る構成を有し、これをブレードなどで押し
広げて用いるものであるが、新品状態ではブラシ毛など
のへたりがないため、固形潤滑剤を削り取る力が大き
い。このため潤滑剤塗布量が増えてしまうことがある。
従って、使用期間の長い現像器と、新品状態の潤滑剤塗
布手段との組み合わせが起こった場合には、非作像時に
潤滑剤の局所的な塗布過多現象が発生し、これによって
現像器側の異常が増幅されて現像不良が生じ、これが縦
白スジとなる。
像の発生を抑制できる画像形成装置の提供を、その主な
目的とする。
に、請求項1記載の発明では、像担持体と、複数の接触
式一成分現像器と、上記像担持体の表面に潤滑材を供給
する潤滑材供給手段を有する画像形成装置において、少
なくとも上記潤滑材供給手段が新たに交換された場合、
一定枚数の出力の間、各作像開始時の上記像担持体の予
備回転動作にて、該像担持体への潤滑材の供給量を規制
する制御を行う、という構成を採っている。
画像形成装置において、上記潤滑材供給手段がブラシロ
ーラによって潤滑材を上記像担持体に供給する構成を有
し、潤滑材の供給量を規制することが、該ブラシローラ
の回転数を正規の回転数よりも低めることによってなさ
れる、という構成を採っている。
画像形成装置において、上記潤滑材供給手段がブラシロ
ーラによって潤滑材を上記像担持体に供給する構成を有
し、潤滑材の供給量を規制することが、該ブラシローラ
の回転数を間欠的に正規の回転数よりも低めることによ
ってなされる、という構成を採っている。
記載の画像形成装置において、特定の転写紙に対する定
着性向上等のための低速モードを有し、上記ブラシロー
ラの回転数を低めることが該低速モードを利用して行わ
れる、という構成を採っている。
画像形成装置において、上記ブラシローラの回転数を間
欠的に正規の回転数よりも低めるモードは、上記像担持
体に光書き込みを始める位置が潤滑材供給位置を通過す
る直前までと、最後の出力が終わった後に実施される、
という構成を採っている。
のうちの一つに記載の画像形成装置において、上記像担
持体への潤滑材の供給量の規制が、該像担持体の表面の
静摩擦係数の値を0.05以上増大させる程度になされ
る、という構成を採っている。
のうちの一つに記載の画像形成装置において、上記現像
器の使用状況に応じて潤滑材の供給量を調整する手段を
有している、という構成を採っている。
づいて説明する。まず、本実施形態における画像形成装
置としてのカラー画像形成装置の概要構成を図1に基づ
いて説明する。図1において、符号1は像担持体として
の可撓性のベルト状をした感光体を示す。感光体1は支
持用のローラ2,3間に張設されていて、ローラ2の回
転駆動により図中矢印Aの向き(時計回りの向き)に回
転し搬送される。符号4は、感光体1の表面を均一に帯
電する帯電手段たる帯電チャージャを示す。なお帯電チ
ャージャに代えて帯電ローラが設けられることもある。
てのレーザーによる光走査装置を示し、符号6はイエロ
ー、マゼンタ、シアン、黒の現像剤(トナー)を感光体
1に供給する現像手段としてのカラー現像装置を示す。
このカラー現像装置6は、回転式のいわゆるリボルバー
タイプであり、イエロートナーで現像する接触式一成分
現像器としての現像器6Y、マゼンタトナーで現像する
接触式一成分現像器としての現像器6M、シアントナー
で現像する接触式一成分現像器としての現像器6C、黒
トナーで現像する接触式一成分現像器としての現像器6
Kを中心軸の回りに備えている。各現像器6Y、6M、
6C、6Kには、それぞれに対応する色のトナーを補充
するトナーボトルからトナーを補充することができるよ
うになっている。また、各現像器6Y、6M、6C、6
Kの現像ローラと感光体1間には、図示しないバイアス
手段によりバイアス電圧(現像バイアス)を印加するこ
とができるようになっている。このバイアス電圧は可変
である。
担持体としての中間転写ベルトを示す。この中間転写ベ
ルト10は支持ローラ11、12の間に張設されてい
て、回ローラ11の回転駆動により矢印Bの向き(反時
計まわりの向き)に回転、搬送される。感光体1と中間
転写ベルト10は、感光体1を支持するローラ3の部位
で接触している。この接触部の中間転写ベルト10側に
は、導電性を有するバイアスローラ13が中間転写ベル
ト10裏面に所定の条件で接触している。
ついて説明する。図1において、感光体1は帯電チャー
ジャ4により一様に帯電された後、光走査装置5によ
り、画像情報に基づき走査露光されて表面に静電潜像が
形成される。ここで、露光する画像情報は所望のフルカ
ラー画像をイエロー、シアン、マゼンタ、及び黒の色情
報に分解した単色の画像情報であり、この画像情報によ
り半導体レーザー(図示せず)で発生されたレーザービ
ームLbは、図示省略の光学装置により走査、及び光路
調整されて感光体1を走査させられて、静電潜像が担持
される。ここで形成された静電潜像は、カラー現像装置
6により所定のイエロー、シアン、マゼンタ、及び黒ト
ナーで各々単色現像され、感光体1上に各々の色の画像
が順次形成される。
成された各単色画像は、感光体1と同期して図中矢印B
方向に回転する中間転写ベルト10上に、イエロー、シ
アン、マゼンタ、及び黒の単色毎に、バイアスローラ1
3に印加された所定の転写バイアスにより順次重ね転写
される。中間転写ベルト10上に重ね合わされたイエロ
ー、シアン、マゼンタ、及び黒の画像は、給紙カセット
からなる給紙台17から給紙ローラ18、搬送ローラ対
19a、19b、レジストローラ対20a、20bを経
て転写ローラ14転写ローラ14が配置された転写部
で、転写紙17a上に一括転写される。転写終了後、転
写紙17aは定着装置80により定着されて、フルカラ
ー画像が完成し、排紙ローラ対81a、81bを経て排
紙スタック部82に排出される。符号15は、感光体1
に常時当接し、感光体1上のトナーをクリーニングする
クリーニングブレードを含むクリーニング装置を示し、
符号15cは廃棄トナー回収容器を示す。
ニング装置を示す。このクリーニング装置16のクリー
ニングブレード16aは、画像形成動作中には中間転写
ベルト10表面から離間した位置に保持され、形成像が
上述の転写紙17a上に転写された後に中間転写ベルト
10表面に当接される。中間転写ベルト10上よりクリ
ーニングブレード16aによって掻き取られた廃棄トナ
ーは、クリーニング装置16内に設けられたオーガ16
bにより、図面手前方向に搬送され、さらにプロセスユ
ニット31手前側面に設けられた、図示を省略した搬送
部により廃棄トナー回収用器15cに搬送される。所定
量以上の廃棄トナーが廃棄トナー回収用器15c内に収
容された時点でプロセスユニット31に対し廃棄トナー
回収用器15cを交換することより、プロセスユニット
31の長寿命化が図られる。感光体、帯電チャージャ
4、中間転写ベルト10、クリーニング装置15、16
は、プロセスユニット31と一体的に構成され、廃棄ト
ナー回収用器15cは、プロセスユニット31に対して
交換可能に組み込まれている。プロセスユニット31の
レジストローラ20b側のケース外装部分は、用紙搬送
ガイドとしての機能も備えている。
する。装置本体構造としては、不動部筐体たる本体フレ
ーム部9と、転写紙17aの搬送経路を開放可能な前部
筐体たる前フレーム8によって構成されている。本体フ
レーム9の下部に給紙カセット17が配置され、本体フ
レーム9の内部にカラー現像装置6、プロセスユニット
31が交換可能に配置されている。さらにその上方に定
着装置80が配置され、本体フレーム9の上部には排紙
スタック部82が形成されている。前フレーム8は、本
体フレーム9に設けられた回転支持軸9aを中心に開閉
回動可能に支持され、通常は図1に示す如く、本体フレ
ーム9に対して閉じた状態で保持される。転写紙17a
の搬送経路内で転写紙17aのジャムが発生した場合に
は、図示しない前フレーム8のロック機構が解除され、
図2に示すように、前フレーム8が開放される。前フレ
ーム8には、転写紙搬送経路の一部を構成する搬送ロー
ラ対19a,19b、レジストローラ対20a,20
b、転写ローラ14等が保持されており、前フレーム8
を開放することにより、転写紙搬送経路が露出し、容易
にジャム処理が行える。この際、他の作像系ユニットは
不動である。
に説明する。 [感光体1]100μm程度の導電性基材の上に、30
μm程度の有機感光体(OPC)を塗布した。なお、実
際は何層かに機能別に分け塗布するが、本実施形態では
省略する。表面は、Rz20μm程度となり、主な材質
はPCなどの透明樹脂である。搬送速度は通常作像時は
約100mm/sである。 [中間転写ベルト10]厚みが150μのC分散ETF
E又はPVdFのベルトを使用しており、抵抗は107
〜1010Ω/□、周速は100mm/s、搬送速度は通
常作像時は約100mm/sである。 [感光体用ブラシローラ100]図4に示すような形状
を有している。糸材質はカーボン分散アクリルで、6〜
15デニール、密度30k本/inch2 、外径18m
m、軸径8mm、食い込み量1.1mmである。回転数
は基本は約120rpmだが初期は60rpmと半速化
される。この駆動は感光体1とは別に制御可能である。
なお、新品と違い、ある程度使用したブラシの毛は、図
5(b)に示すようにへたっていく。潤滑剤バー表面か
ら削り取る力はブラシの剛性とその座屈力に負うものだ
から、ヘタリブラシではさちるようになる。 [感光体用固形潤滑剤バー101]ステアリン酸亜鉛を
バー状に成形したものを使用した。鉛筆硬度は6B以下
で、感光体用ブラシローラ100により徐々に切削され
る。なお、板金に両面テープで貼り付けて固定してい
る。感光体用固形潤滑剤バー101の材質としては、他
に、同様の長鎖炭素化合物として、オイレン酸、フッ素
化合物も可能である。
用固形潤滑剤バー101を均等に安定して塗布するため
にコイルスプリングを用いており、A3サイズの横幅全
体を総荷重約1500〜2000mNで等分布に加圧し
ている。他に所定の均一荷重が実現できるならば、トル
クスプリングなどでもよく、重りでもよい。なお、機構
上、感光体1への接離はできない。 [中間転写ベルト用ブラシローラ110]糸材質はカー
ボン分散レーヨンで、外径12mm、6〜15デニー
ル、密度50〜100k本/inch2 、軸径6mm、
回転数は約160rpm、食い込み量初期0.6mmで
ある。なお、連れ回り駆動のため、両端に摩擦力を増す
ためのゴム(図示せず)を有している。作像時を除き、
中間転写ベルト10には常時接触する。 [中間転写ベルト用固形潤滑剤バー111]ステアリン
酸亜鉛をバー状に成形したものを使用した。材質などは
感光体用固形潤滑剤バー101と同じである。感光体用
と異なり、自重圧をかけるだけとなっており、中間転写
ベルト用ブラシローラ110に常時接触する。
固形潤滑剤バー101と、弾性体102等により潤滑材
供給手段が構成されている。
実際の制御(シーケンス)を説明する。なお、通常の駆
動源と感光体/中間転写ベルト潤滑剤塗布装置の回転を
併記して説明する。実際の装置では、通常、正規の作像
を開始する前に、中間転写ベルト10などの位置決めの
ために2〜10秒の予備回転動作を行う。これは「前回
転」とも称する。
い場合の制御であって、予備回転動作時も正規の回転数
で回転する制御である。本実施形態では感光体1側を主
に考えているが、図6では中間転写ベルト10側の塗布
も記載した。これは、中間転写ベルト10側も感光体1
のμとの差分μを管理しなくてはならないためである
が、これは本発明の課題とは関係が薄い。図6(b)
は、本実施形態における比較例であり、感光体からブラ
シローラを離す通常の離間動作を取り入れた制御であ
る。プロセスユニット交換後100枚迄この制御を行
う。中間転写ベルト用ブラシローラ110は中間転写ベ
ルト10に連れ回りであるため、中間転写ベルト用ブラ
シローラ110が入るクリーニングユニット全体を一旦
中間転写ベルト10より離して塗布動作を止めている。
この制御では、中間転写ベルト10上の潤滑剤塗布量の
差が大きく、作像時に不具合(縦白スジの発生)が生じ
る。
している。一般に、カラー画像形成装置では、厚紙・O
HP定着性アップのために低速モードとしての半速モー
ドを備えている。これは、カラーの場合、トナーの適度
な定着が無いと発色不良となるためである。半速モード
により感光体用ブラシローラ100の回転数は正規の回
転数よりも低められ、これによって潤滑剤の塗布量(供
給量)が規制される。プロセスユニット交換後100枚
迄この制御を行う。図6(d)は他の実施形態における
制御を示しており、間欠モードと半速モードを組み合わ
せた例である。プロセスユニット交換後100枚迄この
制御を行う。この制御によれば、間欠モードの簡易さと
安定な塗布量低減の双方の利点を取り入れることができ
る。中間転写ベルト側では間欠モードのみとしている
が、感光体側と同様に半速モードを採用してもよい。
れば、潤滑剤塗布量を適度に減らすことができる。次
に、このような低速モードをどこに入れるかであるが、
効率の良い使い方として、予備動作回転(前回転)と、
後回転に入れるのが最も良い。換言すれば、感光体1に
光書き込みを始める位置が潤滑材供給位置を通過する直
前までと、最後の出力が終わった後に実施されるのが良
い。
て述べる。潤滑剤塗布量は、本来数μmの膜厚を測るも
のであるが、ここでは静摩擦状態を代用特性値としてい
る。なお、通常の静摩擦計では潤滑剤におけるμ値は
0.1以下となってしまうので測定しにくい。本実施形
態では、(株)新東科学社製ポータブル静摩擦係数計の
プローブに麻布を付けて、言わば増感して測定した。感
光体μ(OPCμ)と画質との関係を図7に示す。OP
Cμが0.2以下なら現像不良が発生しやすい領域に入
る。このため、0.05程度OPCμが上がるような塗
布量低減を行うのが良い。それ以上であると、次の実際
の作像時にOPCμを適度に合わせにくくなる。なお、
間欠モードでこの0.05程度の塗布量低減に当たるの
は数10秒のブラシ停止である。この場合塗布量は安定
させにくい。実際には上述のように半速モードを使用し
て調整するのが良い。
が全て新品又はそれに近い状態の場合には、縦白スジの
問題は生じない。装置の新規セッティング直後などはど
の現像器も新品であるのが普通であるため、このような
場合には上記のようなシーケンス制御は不要となり、画
一的に実行することは無駄となる。そこで、現像の新旧
カウンタを装置内部にソフトウェアもしくはハードウェ
アで搭載しておき、カウンタデータから現像器の使用状
況を判断し、データに応じて潤滑剤の塗布量を調整する
ようにしてもよい。この場合、全ての現像器が新品の状
態又はそれに近い状態と判断された場合には上記塗布量
規制制御そのものを実行しないようにする。現像器の使
用状況に応じて潤滑材の供給量を調整する手段として
は、例えば画像形成装置のメインコントローラである。
も上記潤滑材供給手段が新たに交換された場合、一定枚
数の出力の間、各作像開始時の上記像担持体の予備回転
動作にて、該像担持体への潤滑材の供給量を規制する制
御を行うこととしたので、潤滑材の過剰塗布による異常
画像の発生を抑制することができる。
ラの回転数を正規の回転数よりも低めることによって潤
滑材の供給量を規制するようにしたので、潤滑材の規制
を簡易且つ確実に行うことができ、潤滑材の過剰塗布に
よる異常画像の発生を抑制することができる。
ラの回転数を間欠的に正規の回転数よりも低めることに
よって潤滑材の供給量を規制するようにしたので、潤滑
材の規制を簡易且つ確実に行うことができ、潤滑材の過
剰塗布による異常画像の発生を抑制することができる。
ラの回転数を低めることが低速モードを利用して行われ
ることとしたので、装置が本来有するモードを利用で
き、制御が簡単となる。
ラの回転数を間欠的に正規の回転数よりも低めるモード
は、像担持体に光書き込みを始める位置が潤滑材供給位
置を通過する直前までと、最後の出力が終わった後に実
施されることとしたので、潤滑材の規制を確実に行うこ
とができる。
の潤滑材の供給量の規制が、像担持体の表面の静摩擦係
数の値を0.05以上増大させる程度になされることと
したので、塗布量低減の目安が明瞭となり、塗布量低減
動作が容易となる。
用状況に応じて潤滑材の供給量を調整する手段を有して
いる構成としたので、無駄な制御実行を回避することが
できる。また、ときには全てが相当な高負荷で回される
ときはどうしてもμを高くせざるを得ないだろうが、こ
れを実現できる。
のカラー画像形成装置の概要正面図である。
状態の概要正面図である。
で、(a)は新品状態を示す図、(b)は経時状態を示
す図である。
布規制をしない場合、(b)は塗布手段の接離によって
オン・オフする場合、(c)は半速モードを入れた場
合、(d)は半速モードとオン・オフ間欠モードを交互
に入れた場合を示す図である。
現像器 101 潤滑材としての感光体用固形潤滑剤バー 100 ブラシローラとしての感光体用ブラシローラ
Claims (7)
- 【請求項1】像担持体と、複数の接触式一成分現像器
と、上記像担持体の表面に潤滑材を供給する潤滑材供給
手段を有する画像形成装置において、 少なくとも上記潤滑材供給手段が新たに交換された場
合、一定枚数の出力の間、各作像開始時の上記像担持体
の予備回転動作にて、該像担持体への潤滑材の供給量を
規制する制御を行うことを特徴とする画像形成装置。 - 【請求項2】請求項1記載の画像形成装置において、 上記潤滑材供給手段がブラシローラによって潤滑材を上
記像担持体に供給する構成を有し、潤滑材の供給量を規
制することが、該ブラシローラの回転数を正規の回転数
よりも低めることによってなされることを特徴とする画
像形成装置。 - 【請求項3】請求項1記載の画像形成装置において、 上記潤滑材供給手段がブラシローラによって潤滑材を上
記像担持体に供給する構成を有し、潤滑材の供給量を規
制することが、該ブラシローラの回転数を間欠的に正規
の回転数よりも低めることによってなされることを特徴
とする画像形成装置。 - 【請求項4】請求項2又は3記載の画像形成装置におい
て、 特定の転写紙に対する定着性向上等のための低速モード
を有し、上記ブラシローラの回転数を低めることが該低
速モードを利用して行われることを特徴とする画像形成
装置。 - 【請求項5】請求項2記載の画像形成装置において、 上記ブラシローラの回転数を間欠的に正規の回転数より
も低めるモードは、上記像担持体に光書き込みを始める
位置が潤滑材供給位置を通過する直前までと、最後の出
力が終わった後に実施されることを特徴とする画像形成
装置。 - 【請求項6】請求項1乃至5のうちの一つに記載の画像
形成装置において、 上記像担持体への潤滑材の供給量の規制が、該像担持体
の表面の静摩擦係数の値を0.05以上増大させる程度
になされることを特徴とする画像形成装置。 - 【請求項7】請求項1乃至6のうちの一つに記載の画像
形成装置において、 上記現像器の使用状況に応じて潤滑材の供給量を調整す
る手段を有していることを特徴とする画像形成装置。
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2000
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