JP2013182126A - 潤滑剤供給装置、クリーニング装置、プロセスカートリッジ、及び画像形成装置 - Google Patents
潤滑剤供給装置、クリーニング装置、プロセスカートリッジ、及び画像形成装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2013182126A JP2013182126A JP2012045815A JP2012045815A JP2013182126A JP 2013182126 A JP2013182126 A JP 2013182126A JP 2012045815 A JP2012045815 A JP 2012045815A JP 2012045815 A JP2012045815 A JP 2012045815A JP 2013182126 A JP2013182126 A JP 2013182126A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- brush
- lubricant
- toner
- rotating member
- roller
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Landscapes
- Photoreceptors In Electrophotography (AREA)
- Cleaning In Electrography (AREA)
- Electrophotography Configuration And Component (AREA)
Abstract
【課題】画像形成プロセスにおいて、簡易な構成で、像担持体上に潤滑剤を安定的に供給することができる、潤滑剤供給装置、クリーニング装置、プロセスカートリッジ、及び、画像形成装置を提供する。
【解決手段】固形潤滑剤45と、回転することにより固形潤滑剤45から掻き取った潤滑剤を像担持体21上に塗布するブラシ状回転部材25bと、ブラシ状回転部材25に電圧を供給する電源50と、ブラシ状回転部材25bの温度を計測する温度センサ59と、温度センサ59により計測された温度に応じて電源50からブラシ状回転部材25bに印加する電圧を制御してブラシ状回転部材25bに付着するトナー量を調整する制御部70とを備えている。
【選択図】図2
【解決手段】固形潤滑剤45と、回転することにより固形潤滑剤45から掻き取った潤滑剤を像担持体21上に塗布するブラシ状回転部材25bと、ブラシ状回転部材25に電圧を供給する電源50と、ブラシ状回転部材25bの温度を計測する温度センサ59と、温度センサ59により計測された温度に応じて電源50からブラシ状回転部材25bに印加する電圧を制御してブラシ状回転部材25bに付着するトナー量を調整する制御部70とを備えている。
【選択図】図2
Description
本発明は、感光体ドラム、感光体ベルト、中間転写ベルト等の像担持体上に潤滑剤を供給する潤滑剤供給装置、該潤滑剤供給装置を備えたクリーニング装置、プロセスカートリッジ、及び画像形成装置に関するものである。
従来から、複写機、プリンタ、ファクシミリ、又は、それらの複合機等の電子写真方式を用いた画像形成装置では、感光体ドラム等の像担持体上に付着する未転写トナー等の付着物をクリーニング装置で確実に清掃するとともに、像担持体やクリーニングブレード等の磨耗を低減するために、像担持体上に潤滑剤を供給する潤滑剤供給装置を用いる技術が知られている(例えば、特許文献1、特許文献2、特許文献3等参照。)。
詳しくは、転写工程後の像担持体上に残留する未転写トナーは、像担持体に当接するクリーニングブレード(クリーニング装置)によってすべて除去されるべきものである。
しかし、クリーニングブレードが像担持体との当接によって経時劣化(磨耗)した場合には、未転写トナーが磨耗したクリーニングブレードと像担持体との隙間をすり抜けてクリーニング不良が生じることがあった。
また、クリーニングブレードに劣化が生じていなくても、小粒径トナーや球形トナーを用いた場合には、そのトナーがクリーニングブレードと像担持体との僅かな隙間に入り込んでやがてその隙間をすり抜けてクリーニング不良が生じることがあった。
さらに、トナーやトナー中に含まれる外添剤や紙粉等の付着物がクリーニングブレードと像担持体との隙間をすり抜けると、それが像担持体上に膜状に固着してフィルミングが生じることもあった。
しかし、クリーニングブレードが像担持体との当接によって経時劣化(磨耗)した場合には、未転写トナーが磨耗したクリーニングブレードと像担持体との隙間をすり抜けてクリーニング不良が生じることがあった。
また、クリーニングブレードに劣化が生じていなくても、小粒径トナーや球形トナーを用いた場合には、そのトナーがクリーニングブレードと像担持体との僅かな隙間に入り込んでやがてその隙間をすり抜けてクリーニング不良が生じることがあった。
さらに、トナーやトナー中に含まれる外添剤や紙粉等の付着物がクリーニングブレードと像担持体との隙間をすり抜けると、それが像担持体上に膜状に固着してフィルミングが生じることもあった。
このような問題に対しては、像担持体上に潤滑剤を塗布する潤滑剤供給装置を用いることで、像担持体上の摩擦係数を低下させてクリーニングブレードや像担持体の劣化を防止するとともに、像担持体上に付着する未転写トナー等の付着物の離脱性を向上させて、経時におけるクリーニング不良やフィルミングの発生を抑止することができる。
具体的には、潤滑剤供給装置は、像担持体に摺接するブラシ状回転部材(ブラシ状ローラ)と、ブラシ状回転部材に当接する固形潤滑剤(潤滑剤成型体)等で構成される。
ここで、潤滑剤供給装置はクリーニング装置に内設されていて、クリーニングブレードがブラシ状回転部材の下流側にて像担持体(感光体)に当接している。
そして、所定方向に回転するブラシ状回転部材によって固形潤滑剤から潤滑剤が徐々に削り取られて、ブラシ状回転部材によって削り取られた潤滑剤が像担持体の表面に塗布(供給)される。
さらに、ブラシ状回転部材の下流側に配設されたクリーニングブレードによって、像担持体上に残留する未転写トナー等の付着物が除去される。このとき、ブラシ状回転部材によっても像担持体上に残留する未転写トナー等の付着物が除去される。
ここで、潤滑剤供給装置はクリーニング装置に内設されていて、クリーニングブレードがブラシ状回転部材の下流側にて像担持体(感光体)に当接している。
そして、所定方向に回転するブラシ状回転部材によって固形潤滑剤から潤滑剤が徐々に削り取られて、ブラシ状回転部材によって削り取られた潤滑剤が像担持体の表面に塗布(供給)される。
さらに、ブラシ状回転部材の下流側に配設されたクリーニングブレードによって、像担持体上に残留する未転写トナー等の付着物が除去される。このとき、ブラシ状回転部材によっても像担持体上に残留する未転写トナー等の付着物が除去される。
一方、特許文献1には、像担持体に早期に安定して潤滑剤を塗布することを目的として、クリーニング装置(クリーニング手段)に入力されるトナー量を調整して、像担持体の線速に応じて潤滑剤の塗布量を制御する技術が開示されている。詳しくは、画像形成装置本体に印刷ジョブが入力されて、その印刷ジョブの内容(画像、紙種等)を判断して像担持体の線速が決定されると、クリーニング装置へのトナー入力量が決定される。クリーニング装置へのトナー入力量を制御する方法としては、像担持体と現像ローラとの電位差を制御したり、転写バイアスをオフしたりする方法が開示されている。
また、特許文献2には、潤滑剤塗布装置へのトナー入力状況に応じて像担持体への潤滑剤の塗布量を制御する技術が開示されている。詳しくは、固形潤滑剤を長手方向に複数分割して、その分割した固形潤滑剤がそれぞれブラシ状回転部材に対して接離できるように構成していて、潤滑剤塗布装置へのトナー入力状況に応じてブラシ状回転部材に接触させる固形潤滑剤の数や位置を調整している。
また、特許文献3には、像担持体の線速に合わせて潤滑剤の塗布量を制御する技術が開示されている。詳しくは、ブラシ状回転部材に印加する電圧を制御し、ブラシ状回転部材で除去する像担持体上の量を調節することにより、固形潤滑剤から掻き取る潤滑剤の量を制御している。
また、特許文献3には、像担持体の線速に合わせて潤滑剤の塗布量を制御する技術が開示されている。詳しくは、ブラシ状回転部材に印加する電圧を制御し、ブラシ状回転部材で除去する像担持体上の量を調節することにより、固形潤滑剤から掻き取る潤滑剤の量を制御している。
上述した従来の潤滑剤供給装置は、画像形成プロセスにおいて装置内の温度に変化があった時に、像担持体に供給する潤滑剤の量が変化するという問題があった。これは、ブラシ状回転部材の毛の硬度が温度変化によって変化することと、ブラシによる潤滑剤の削り量の多寡がブラシが保持するトナー量によって左右されるという事実に由来する。例えば、低温環境で硬化する樹脂からなる毛を備えたブラシ状回転部材の場合、低温環境においては毛が硬化することによって毛がトナーを保持できる量が増大するために潤滑剤の削り取り量が増大する。このため、像担持体に対する潤滑剤の供給量が増加する。一方、高温環境では毛が軟化することによってトナーを保持できる量が低下するために潤滑剤の削り取り量が減少する。このため像担持体に対する潤滑剤供給量が減少してしまう。そして、像担持体への潤滑剤の供給量が不足すると、潤滑剤供給装置としての本来の機能が低下してしまい、クリーニングブレードの劣化や、クリーニング不良やフィルミングが発生してしまうことになる。
これに対して、像担持体への潤滑剤の供給量が過剰になると、過剰に塗布された潤滑剤によって帯電装置が汚染されてしまったり、潤滑剤が像担持体上にフィルミングしてしまったりすることになる。
本発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、画像形成プロセスにおいて、簡易な構成で、像担持体上に潤滑剤を安定的に供給することができる潤滑剤供給装置を提供することにある。
これに対して、像担持体への潤滑剤の供給量が過剰になると、過剰に塗布された潤滑剤によって帯電装置が汚染されてしまったり、潤滑剤が像担持体上にフィルミングしてしまったりすることになる。
本発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、画像形成プロセスにおいて、簡易な構成で、像担持体上に潤滑剤を安定的に供給することができる潤滑剤供給装置を提供することにある。
上記の問題を解決するため、請求項1に記載の本発明は、潤滑剤と、像担持体上に保持されたトナーを回収すると共に、前記潤滑剤から掻き取った潤滑剤を前記像担持体上に塗布するブラシ状回転部材と、前記ブラシ状回転部材に電圧を印加する電源と、前記ブラシ状回転部材、又は該ブラシ状回転部材周辺の温度を計測する温度センサと、前記温度センサにより計測された温度に応じて前記電源から前記ブラシ状回転部材に印加する電圧を制御して前記ブラシ状回転部材に付着するトナー量を調整する制御部と、を備える潤滑剤供給装置を特徴とする
本発明によれば、温度センサにより計測される温度に応じてブラシ状回転部材に印加する電圧を制御するという簡易な構成で像担持体上に潤滑剤を安定的に供給することが可能になる。
<実施の形態>
以下、本発明を実施するための最良の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
なお、各図中、同一又は相当する部分には同一の符号を付しており、その重複説明は適宜に簡略化ないし省略する。
また、本発明における「プロセスカートリッジ」とは、像担持体を帯電する帯電装置(帯電部)と、像担持体上に形成された潜像を現像する現像装置(現像部)と、像担持体上をクリーニングするクリーニング装置(クリーニング部)とのうち、少なくとも1つと、像担持体とが一体化されて、画像形成装置本体に対して着脱自在に設置されるユニットと定義する。
以下、本発明を実施するための最良の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
なお、各図中、同一又は相当する部分には同一の符号を付しており、その重複説明は適宜に簡略化ないし省略する。
また、本発明における「プロセスカートリッジ」とは、像担持体を帯電する帯電装置(帯電部)と、像担持体上に形成された潜像を現像する現像装置(現像部)と、像担持体上をクリーニングするクリーニング装置(クリーニング部)とのうち、少なくとも1つと、像担持体とが一体化されて、画像形成装置本体に対して着脱自在に設置されるユニットと定義する。
まず、図1にて、画像形成装置全体の構成・動作について説明する。
図1において、本実施形態の画像形成装置は、カラー複写機の画像形成装置本体(以下、装置本体、という)1と、原稿搬送部51とから概略構成されている。
装置本体1は、書込み部2、プロセスカートリッジ20、現像装置23、転写部35、原稿読込部55、給紙搬送部60、及び定着部66等を備える。
図1において、本実施形態の画像形成装置は、カラー複写機の画像形成装置本体(以下、装置本体、という)1と、原稿搬送部51とから概略構成されている。
装置本体1は、書込み部2、プロセスカートリッジ20、現像装置23、転写部35、原稿読込部55、給紙搬送部60、及び定着部66等を備える。
書込み部(露光部)2は、図示しない光源、ポリゴンミラー3、レンズ4、5、ミラー6〜15等を備え、原稿読込部55により読み込まれた画像情報に基づいたレーザ光を各プロセスカートリッジ20Y、20M、20C、20BKに備えられている感光体21に対して出射する。
各色(イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック)に対応したプロセスカートリッジ20Y、20M、20C、20BKは、それぞれ像担持体である感光体ドラム21と、感光体ドラム21上を帯電する帯電部22と、感光体ドラム21上の未転写トナーを回収するクリーニング装置(クリーニング部)25とを備えている。つまり、本実施形態のプロセスカートリッジ20Y、20M、20C、20BKは、感光体ドラム21、帯電部22、クリーニング装置25が一体化されたものである。各プロセスカートリッジ20Y、20M、20C、20BKは、装置本体1に対して所定の交換サイクルにて交換される。
各プロセスカートリッジ20Y、20M、20C、20BKにおける感光体ドラム21上では、それぞれ、各色(イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック)の画像形成が行われる。
現像装置(現像部)23Y、23M、23C、23BKは、感光体ドラム21上に静電潜像を現像する。各現像装置23Y、23M、23C、23BKも、装置本体1に対して所定の交換サイクルにて交換される。
トナー補給部32Y、32M、32C、32BKは、各現像装置23Y、23M、23C、23BKに各色のトナーを補給する。
各プロセスカートリッジ20Y、20M、20C、20BKにおける感光体ドラム21上では、それぞれ、各色(イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック)の画像形成が行われる。
現像装置(現像部)23Y、23M、23C、23BKは、感光体ドラム21上に静電潜像を現像する。各現像装置23Y、23M、23C、23BKも、装置本体1に対して所定の交換サイクルにて交換される。
トナー補給部32Y、32M、32C、32BKは、各現像装置23Y、23M、23C、23BKに各色のトナーを補給する。
転写部35は、転写バイアスローラ24と、中間転写ベルト27と、第2転写バイアスローラ28、中間転写ベルトクリーニング部29、搬送ベルト30等を備える。
転写バイアスローラ24は、感光体ドラム21上に形成されたトナー像を中間転写ベルト27に転写する。中間転写ベルト27は複数色のトナー像が重ねて転写する。第2転写バイアスローラ28は、中間転写ベルト27上に形成されたトナー像を記録媒体Pに転写する。中間転写ベルトクリーニング部29は、中間転写ベルト27上の未転写トナーを回収する。搬送ベルト30は、4色カラーのトナー像が転写された記録媒体Pを搬送する。
転写バイアスローラ24は、感光体ドラム21上に形成されたトナー像を中間転写ベルト27に転写する。中間転写ベルト27は複数色のトナー像が重ねて転写する。第2転写バイアスローラ28は、中間転写ベルト27上に形成されたトナー像を記録媒体Pに転写する。中間転写ベルトクリーニング部29は、中間転写ベルト27上の未転写トナーを回収する。搬送ベルト30は、4色カラーのトナー像が転写された記録媒体Pを搬送する。
給紙搬送部60は、給紙ローラ62、搬送ガイド63、レジストローラ64等を備え、給紙部61に収納された記録媒体Pを中間転写ベルト27上のトナー像とタイミングを合わせて第2転写バイアスローラ28の位置に向けて搬送する。
定着部66は、加熱ローラ67、加圧ローラ68、排紙ローラ69を備え、加熱ローラ67と加圧ローラ68とのニップにて搬送ベルト30により搬送されてくる記録媒体P上の未定着画像を定着する。
定着部66は、加熱ローラ67、加圧ローラ68、排紙ローラ69を備え、加熱ローラ67と加圧ローラ68とのニップにて搬送ベルト30により搬送されてくる記録媒体P上の未定着画像を定着する。
以下、画像形成装置における、通常のカラー画像形成時の動作について説明する。
まず、原稿Dは、原稿搬送部51の搬送ローラによって、原稿台から図中の矢印方向に搬送されて、原稿読込部55のコンタクトガラス53上に載置される。そして、原稿読込部55で、コンタクトガラス53上に載置された原稿Dの画像情報が光学的に読み取られる。
まず、原稿Dは、原稿搬送部51の搬送ローラによって、原稿台から図中の矢印方向に搬送されて、原稿読込部55のコンタクトガラス53上に載置される。そして、原稿読込部55で、コンタクトガラス53上に載置された原稿Dの画像情報が光学的に読み取られる。
詳しくは、原稿読込部55は、コンタクトガラス53上の原稿Dの画像に対して、照明ランプから発した光を照射しながら走査させる。
そして、原稿Dにて反射した光を、ミラー群及びレンズを介して、カラーセンサに結像する。
原稿Dのカラー画像情報は、カラーセンサにてRGB(レッド、グリーン、ブルー)の色分解光ごとに読み取られた後に、電気的な画像信号に変換される。
さらに、RGBの色分解画像信号をもとにして画像処理部(不図示)で色変換処理、色補正処理、空間周波数補正処理等の処理を行い、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックのカラー画像情報を得る。
そして、原稿Dにて反射した光を、ミラー群及びレンズを介して、カラーセンサに結像する。
原稿Dのカラー画像情報は、カラーセンサにてRGB(レッド、グリーン、ブルー)の色分解光ごとに読み取られた後に、電気的な画像信号に変換される。
さらに、RGBの色分解画像信号をもとにして画像処理部(不図示)で色変換処理、色補正処理、空間周波数補正処理等の処理を行い、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックのカラー画像情報を得る。
そして、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色の画像情報は、書込み部2に送信される。
そして、書込み部2からは、各色の画像情報に基づいたレーザ光(露光光)が、それぞれ、対応するプロセスカートリッジ20Y、20M、20C、20BKの感光体ドラム21上に向けて発せられる。
そして、書込み部2からは、各色の画像情報に基づいたレーザ光(露光光)が、それぞれ、対応するプロセスカートリッジ20Y、20M、20C、20BKの感光体ドラム21上に向けて発せられる。
一方、4つの感光体ドラム21は、それぞれ、図1の時計方向に回転している。
そして、まず、感光体ドラム21の表面は、帯電部22との対向位置で、一様に帯電される(帯電工程)。こうして、感光体ドラム21上には、帯電電位が形成される。
その後、帯電された感光体ドラム21表面は、それぞれのレーザ光の照射位置に達する。
書込み部2において、光源から画像信号に対応したレーザ光が各色に対応して射出される。レーザ光は、ポリゴンミラー3に入射して反射した後に、レンズ4、5を透過する。レンズ4、5を透過した後のレーザ光は、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの色成分ごとに別の光路を通過することになる(露光工程)。
そして、まず、感光体ドラム21の表面は、帯電部22との対向位置で、一様に帯電される(帯電工程)。こうして、感光体ドラム21上には、帯電電位が形成される。
その後、帯電された感光体ドラム21表面は、それぞれのレーザ光の照射位置に達する。
書込み部2において、光源から画像信号に対応したレーザ光が各色に対応して射出される。レーザ光は、ポリゴンミラー3に入射して反射した後に、レンズ4、5を透過する。レンズ4、5を透過した後のレーザ光は、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの色成分ごとに別の光路を通過することになる(露光工程)。
イエロー成分に対応したレーザ光は、ミラー6〜8で反射された後に、紙面左側から1番目のプロセスカートリッジ20Yの感光体ドラム21表面に照射される。このとき、イエロー成分のレーザ光は、高速回転するポリゴンミラー3により、感光体ドラム21の回転軸方向(主走査方向)に走査される。こうして、帯電部22にて帯電された後の感光体ドラム21上には、イエロー成分に対応した静電潜像が形成される。
同様に、マゼンタ成分に対応したレーザ光は、ミラー9〜11で反射された後に、紙面左から2番目のプロセスカートリッジ20Mの感光体ドラム21表面に照射されて、マゼンタ成分に対応した静電潜像が形成される。
シアン成分のレーザ光は、ミラー12〜14で反射された後に、紙面左から3番目のプロセスカートリッジ20Cの感光体ドラム212表面に照射されて、シアン成分の静電潜像が形成される。
ブラック成分のレーザ光は、ミラー15で反射された後に、紙面左から4番目のプロセスカートリッジ20BKの感光体ドラム21表面に照射されて、ブラック成分の静電潜像が形成される。
シアン成分のレーザ光は、ミラー12〜14で反射された後に、紙面左から3番目のプロセスカートリッジ20Cの感光体ドラム212表面に照射されて、シアン成分の静電潜像が形成される。
ブラック成分のレーザ光は、ミラー15で反射された後に、紙面左から4番目のプロセスカートリッジ20BKの感光体ドラム21表面に照射されて、ブラック成分の静電潜像が形成される。
その後、各色の静電潜像が形成された感光体ドラム21表面は、それぞれ、現像装置23Y、23M、23C、23BKとの対向位置に達する。
そして、各現像装置23Y、23M、23C、23BKから感光体ドラム21上に各色のトナーが供給されて、感光体ドラム21上の潜像が現像される(現像工程である)。
その後、現像工程後の感光体ドラム21表面は、それぞれ、フォトセンサ41(図2を参照)との対向位置を通過した後に、中間転写ベルト27との対向位置に達する。
ここで、それぞれの対向位置には、中間転写ベルト27の内周面に当接するように転写バイアスローラ24が設置されている。
そして、転写バイアスローラ24の位置で、中間転写ベルト27上に、感光体ドラム21上に形成された各色の画像が、順次重ねて転写される(第1転写工程)。
そして、各現像装置23Y、23M、23C、23BKから感光体ドラム21上に各色のトナーが供給されて、感光体ドラム21上の潜像が現像される(現像工程である)。
その後、現像工程後の感光体ドラム21表面は、それぞれ、フォトセンサ41(図2を参照)との対向位置を通過した後に、中間転写ベルト27との対向位置に達する。
ここで、それぞれの対向位置には、中間転写ベルト27の内周面に当接するように転写バイアスローラ24が設置されている。
そして、転写バイアスローラ24の位置で、中間転写ベルト27上に、感光体ドラム21上に形成された各色の画像が、順次重ねて転写される(第1転写工程)。
そして、第1転写工程後の感光体ドラム21表面は、それぞれ、クリーニング装置25との対向位置に達する。
そして、クリーニング装置25で、感光体ドラム21上に残存する未転写トナーが回収される(クリーニング工程)。
その後、感光体ドラム21表面は、不図示の除電部を通過して、感光体ドラム21における一連の作像プロセスが終了する。
そして、クリーニング装置25で、感光体ドラム21上に残存する未転写トナーが回収される(クリーニング工程)。
その後、感光体ドラム21表面は、不図示の除電部を通過して、感光体ドラム21における一連の作像プロセスが終了する。
他方、感光体ドラム21上の各色の画像が重ねて転写された中間転写ベルト27表面は、図中の矢印方向に走行して、第2転写バイアスローラ28の位置に達する。
そして、第2転写バイアスローラ28の位置で、記録媒体P上に中間転写ベルト27上のフルカラーの画像が2次転写される(第2転写工程)。
その後、中間転写ベルト27表面は、中間転写ベルトクリーニング部29の位置に達する。
そして、中間転写ベルト27上の未転写トナーが中間転写ベルトクリーニング部29に回収されて、中間転写ベルト27上の一連の転写プロセスが完了する。
そして、第2転写バイアスローラ28の位置で、記録媒体P上に中間転写ベルト27上のフルカラーの画像が2次転写される(第2転写工程)。
その後、中間転写ベルト27表面は、中間転写ベルトクリーニング部29の位置に達する。
そして、中間転写ベルト27上の未転写トナーが中間転写ベルトクリーニング部29に回収されて、中間転写ベルト27上の一連の転写プロセスが完了する。
ここで、第2転写バイアスローラ28位置の記録媒体Pは、給紙部61から搬送ガイド63、レジストローラ64等を経由して搬送されたものである。
詳しくは、記録媒体Pを収納する給紙部61から、給紙ローラ62により給送された記録媒体Pが、搬送ガイド63を通過した後に、レジストローラ64に導かれる。
レジストローラ64に達した記録媒体Pは、中間転写ベルト27上のトナー像とタイミングを合わせて、第2転写バイアスローラ28の位置に向けて搬送される。
詳しくは、記録媒体Pを収納する給紙部61から、給紙ローラ62により給送された記録媒体Pが、搬送ガイド63を通過した後に、レジストローラ64に導かれる。
レジストローラ64に達した記録媒体Pは、中間転写ベルト27上のトナー像とタイミングを合わせて、第2転写バイアスローラ28の位置に向けて搬送される。
その後、フルカラー画像が転写された記録媒体Pは、搬送ベルト30により、定着部66に導かれる。
定着部66では、加熱ローラ67と加圧ローラ68とのニップにて、カラー画像が記録媒体P上に定着される。
そして、定着工程後の記録媒体Pは、排紙ローラ69によって、装置本体1外に出力画像として排出されて、一連の画像形成プロセスが完了する。
定着部66では、加熱ローラ67と加圧ローラ68とのニップにて、カラー画像が記録媒体P上に定着される。
そして、定着工程後の記録媒体Pは、排紙ローラ69によって、装置本体1外に出力画像として排出されて、一連の画像形成プロセスが完了する。
なお、本実施の形態における画像形成装置は、プロセス線速(記録媒体Pの搬送速度)を減速する減速モードが自動及び手動で選択されるように構成されている。
具体的に、厚さの厚い記録媒体P(厚紙)を通紙するときに、ユーザーが画像形成装置本体1の操作パネル(不図示)上の「厚紙モード」のボタンを手動操作することで減速モードが選択されて、厚紙に対する定着性が充分に確保されることになる。
また、連続通紙時に、温度センサ(不図示)で検知している定着部66の加熱ローラ67上の温度(定着温度)が所定値以下になったときに、制御部による制御により減速モードが自動的に選択されて、加熱ローラ67の昇温時間の確保にともない出力画像の定着性が確保されることになる。
なお、減速モードの選択は、上述した具体例に限定されることはない。
減速モードが選択されると、通常モードに比べて、搬送モータの低速駆動によって記録媒体Pの搬送速度が低下されるとともに、作像プロセスを行うための駆動部(不図示)の低速駆動によって感光体ドラム21、現像ローラ23a、ブラシ状ローラ25b(ブラシ状回転部材)等の回転速度(走行速度)が低下される。
具体的に、厚さの厚い記録媒体P(厚紙)を通紙するときに、ユーザーが画像形成装置本体1の操作パネル(不図示)上の「厚紙モード」のボタンを手動操作することで減速モードが選択されて、厚紙に対する定着性が充分に確保されることになる。
また、連続通紙時に、温度センサ(不図示)で検知している定着部66の加熱ローラ67上の温度(定着温度)が所定値以下になったときに、制御部による制御により減速モードが自動的に選択されて、加熱ローラ67の昇温時間の確保にともない出力画像の定着性が確保されることになる。
なお、減速モードの選択は、上述した具体例に限定されることはない。
減速モードが選択されると、通常モードに比べて、搬送モータの低速駆動によって記録媒体Pの搬送速度が低下されるとともに、作像プロセスを行うための駆動部(不図示)の低速駆動によって感光体ドラム21、現像ローラ23a、ブラシ状ローラ25b(ブラシ状回転部材)等の回転速度(走行速度)が低下される。
次に、図2に参照して画像形成装置の作像部について詳述する。
図2は作像部を示す断面図である。
なお、装置本体1に設置される4つの作像部は、作像プロセスに用いられるトナーTの色が異なる以外はほぼ同一構造であるので、プロセスカートリッジ及び現像装置及びトナー補給部における符号のアルファベット(Y、M、C、BK)を省略して図示する。
図2に示すように、プロセスカートリッジ20には、主として、像担持体としての感光体ドラム21と、帯電部22と、クリーニング装置25とが、ケース26に一体的に収納されている。
図2は作像部を示す断面図である。
なお、装置本体1に設置される4つの作像部は、作像プロセスに用いられるトナーTの色が異なる以外はほぼ同一構造であるので、プロセスカートリッジ及び現像装置及びトナー補給部における符号のアルファベット(Y、M、C、BK)を省略して図示する。
図2に示すように、プロセスカートリッジ20には、主として、像担持体としての感光体ドラム21と、帯電部22と、クリーニング装置25とが、ケース26に一体的に収納されている。
ここで、像担持体としての感光体ドラム21は、負帯電性の有機感光体であって、ドラム状導電性支持体上に感光層等を設けたものである。
図示は省略するが、感光体ドラム21は、基層としての導電性支持体上に、絶縁層である下引き層、感光層としての電荷発生層及び電荷輸送層、保護層(表面層)が順次積層されている。 感光体ドラム21の導電性支持体(基層)としては、体積抵抗が1010Ωcm以下の導電性材料を用いることができる。
図示は省略するが、感光体ドラム21は、基層としての導電性支持体上に、絶縁層である下引き層、感光層としての電荷発生層及び電荷輸送層、保護層(表面層)が順次積層されている。 感光体ドラム21の導電性支持体(基層)としては、体積抵抗が1010Ωcm以下の導電性材料を用いることができる。
感光体ドラム21の感光層は、積層構造とすることもできるし、単層構造とすることもできる。
まず、感光層を電荷発生層と電荷輸送層とからなる積層構造とした場合について説明する。電荷発生層は、電荷発生物質を主成分とする層である。
電荷発生層には公知の電荷発生物質を用いることができる。
具体的には、電荷発生物質として、モノアゾ顔料、ジスアゾ顔料、トリスアゾ顔料、ペリレン系顔料、ペリノン系顔料、キナクリドン系顔料、キノン系縮合多環化合物、スクアリック酸系染料、他のフタロシアニン系顔料、ナフタロシアニン系顔料、アズレニウム塩系染料等を用いることができる。
これらの電荷発生物質は単独でも、2種以上混合して用いることもできる。
電荷発生層は、電荷発生物質を必要に応じて結着樹脂とともに適当な溶剤中にボールミル、アトライター、サンドミル、超音波等を用いて分散して、これを導電性支持体上(又は、下引き層上)に塗布して、乾燥することにより形成される。
塗布液の塗工法としては、浸漬塗工法、スプレーコート、ビートコート、ノズルコート、スピナーコート、リングコート等の方法を用いることができる。
電荷発生層の膜厚は、0.01〜5μm程度が適当である。さらに、好ましくは0.1〜2μm程度である。
まず、感光層を電荷発生層と電荷輸送層とからなる積層構造とした場合について説明する。電荷発生層は、電荷発生物質を主成分とする層である。
電荷発生層には公知の電荷発生物質を用いることができる。
具体的には、電荷発生物質として、モノアゾ顔料、ジスアゾ顔料、トリスアゾ顔料、ペリレン系顔料、ペリノン系顔料、キナクリドン系顔料、キノン系縮合多環化合物、スクアリック酸系染料、他のフタロシアニン系顔料、ナフタロシアニン系顔料、アズレニウム塩系染料等を用いることができる。
これらの電荷発生物質は単独でも、2種以上混合して用いることもできる。
電荷発生層は、電荷発生物質を必要に応じて結着樹脂とともに適当な溶剤中にボールミル、アトライター、サンドミル、超音波等を用いて分散して、これを導電性支持体上(又は、下引き層上)に塗布して、乾燥することにより形成される。
塗布液の塗工法としては、浸漬塗工法、スプレーコート、ビートコート、ノズルコート、スピナーコート、リングコート等の方法を用いることができる。
電荷発生層の膜厚は、0.01〜5μm程度が適当である。さらに、好ましくは0.1〜2μm程度である。
電荷輸送層は、電荷輸送物質及び結着樹脂を適当な溶剤に溶解又は分散して、これを電荷発生層上に塗布、乾燥することにより形成できる。
また、必要により単独又は2種以上の可塑剤、レベリング剤、酸化防止剤等を添加することもできる。
電荷輸送物質の量は、結着樹脂100重量部に対して、20〜300重量部、好ましくは、40〜150重量部が適当である。
また、電荷輸送層の膜厚は解像度・応答性の点から25μm以下にすることが好ましい。
下限値に関しては、作像プロセス(特に、帯電電位等)によって異なるが、5μm以上が好ましい。
また、必要により単独又は2種以上の可塑剤、レベリング剤、酸化防止剤等を添加することもできる。
電荷輸送物質の量は、結着樹脂100重量部に対して、20〜300重量部、好ましくは、40〜150重量部が適当である。
また、電荷輸送層の膜厚は解像度・応答性の点から25μm以下にすることが好ましい。
下限値に関しては、作像プロセス(特に、帯電電位等)によって異なるが、5μm以上が好ましい。
次に、感光層を単層構造とした場合について説明する。
単層構造の感光層は、上述の電荷発生物質、電荷輸送物質、結着樹脂等を適当な溶剤に溶解又は分散して、これを導電性支持体上(又は、下引き層上)に塗布、乾燥することによって形成できる。
電荷輸送物質を含有させずに、電荷発生物質と結着樹脂とから構成してもよい。
また、必要により可塑剤やレベリング剤、酸化防止剤等を添加することもできる。
結着樹脂としては上述の電荷輸送層の形成時に用いる結着樹脂の他に、上述の電荷発生層の形成時に用いる結着樹脂を混合して用いてもよい。
さらには、高分子電荷輸送物質も良好に使用できる。
結着樹脂100重量部に対する電荷発生物質の量は5〜40重量部が好ましく、電荷輸送物質の量は0〜190重量部が好ましい。さらに好ましくは50〜150重量部である。
単層構造の感光層は、電荷発生物質、結着樹脂を電荷輸送物質とともにテトラヒドロフラン、ジオキサン、ジクロロエタン、シクロヘキサン等の溶媒を用いて分散機等で分散した塗工液を、浸漬塗工法やスプレーコート、ビードコート、リングコート等で塗工して形成できる。感光層の膜厚は、5〜25μm程度が適当である。
単層構造の感光層は、上述の電荷発生物質、電荷輸送物質、結着樹脂等を適当な溶剤に溶解又は分散して、これを導電性支持体上(又は、下引き層上)に塗布、乾燥することによって形成できる。
電荷輸送物質を含有させずに、電荷発生物質と結着樹脂とから構成してもよい。
また、必要により可塑剤やレベリング剤、酸化防止剤等を添加することもできる。
結着樹脂としては上述の電荷輸送層の形成時に用いる結着樹脂の他に、上述の電荷発生層の形成時に用いる結着樹脂を混合して用いてもよい。
さらには、高分子電荷輸送物質も良好に使用できる。
結着樹脂100重量部に対する電荷発生物質の量は5〜40重量部が好ましく、電荷輸送物質の量は0〜190重量部が好ましい。さらに好ましくは50〜150重量部である。
単層構造の感光層は、電荷発生物質、結着樹脂を電荷輸送物質とともにテトラヒドロフラン、ジオキサン、ジクロロエタン、シクロヘキサン等の溶媒を用いて分散機等で分散した塗工液を、浸漬塗工法やスプレーコート、ビードコート、リングコート等で塗工して形成できる。感光層の膜厚は、5〜25μm程度が適当である。
感光体ドラム21の下引き層は、一般には樹脂を主成分とするが、これらの樹脂の上に感光層を溶剤で塗布することを考えると、一般の有機溶剤に対して耐溶剤性の高い樹脂であることが望ましい。
このような樹脂としては、ポリビニルアルコール、カゼイン、ポリアクリル酸ナトリウム等の水溶性樹脂、共重合ナイロン、メトキシメチル化ナイロン等のアルコール可溶性樹脂、ポリウレタン、メラミン樹脂、フェノール樹脂、アルキッド−メラミン樹脂、エポキシ樹脂等、三次元網目構造を形成する硬化型樹脂等が挙げられる。
下引き層には、モアレ防止、残留電位の低減等のために、酸化チタン、シリカ、アルミナ、酸化ジルコニウム、酸化スズ、酸化インジウム等の金属酸化物の微粉末顔料を加えてもよい。
また、これらの下引き層は、上述した感光層と同様に、適当な溶媒及び塗工法を用いて形成することができる。下引き層の膜厚は、0〜5μm程度が適当である。
このような樹脂としては、ポリビニルアルコール、カゼイン、ポリアクリル酸ナトリウム等の水溶性樹脂、共重合ナイロン、メトキシメチル化ナイロン等のアルコール可溶性樹脂、ポリウレタン、メラミン樹脂、フェノール樹脂、アルキッド−メラミン樹脂、エポキシ樹脂等、三次元網目構造を形成する硬化型樹脂等が挙げられる。
下引き層には、モアレ防止、残留電位の低減等のために、酸化チタン、シリカ、アルミナ、酸化ジルコニウム、酸化スズ、酸化インジウム等の金属酸化物の微粉末顔料を加えてもよい。
また、これらの下引き層は、上述した感光層と同様に、適当な溶媒及び塗工法を用いて形成することができる。下引き層の膜厚は、0〜5μm程度が適当である。
感光体ドラム21の保護層は、感光体ドラム21表面における機械的磨耗を軽減するためのものである。
本実施の形態における保護層は、架橋構造を有するバインダー樹脂で形成されている。
架橋構造は、1分子内に複数個の架橋性官能基を有する反応性モノマーを使用して、光や熱エネルギーを用いて架橋反応を生じさせることで形成される3次元の網目構造である。
この網目構造を有するバインダー樹脂は、高い耐摩耗性を発揮することになる。
電気的な安定性、耐刷性、寿命の観点から、上述の反応性モノマーとして、全部又は一部に電荷輸送能を有するモノマーを使用することもできる。
このようなモノマーを使用することにより、網目構造中に電荷輸送部位が形成されて、保護層としての機能も充分に発揮される。
本実施の形態における保護層は、架橋構造を有するバインダー樹脂で形成されている。
架橋構造は、1分子内に複数個の架橋性官能基を有する反応性モノマーを使用して、光や熱エネルギーを用いて架橋反応を生じさせることで形成される3次元の網目構造である。
この網目構造を有するバインダー樹脂は、高い耐摩耗性を発揮することになる。
電気的な安定性、耐刷性、寿命の観点から、上述の反応性モノマーとして、全部又は一部に電荷輸送能を有するモノマーを使用することもできる。
このようなモノマーを使用することにより、網目構造中に電荷輸送部位が形成されて、保護層としての機能も充分に発揮される。
電荷輸送能を有する反応性モノマーとしては、同一分子中に電荷輸送性成分と加水分解性の置換基を有する珪素原子とをそれぞれ少なくとも1つ以上含有する化合物、同一分子中に電荷輸送性成分とヒドロキシル基とを含有する化合物、同一分子中に電荷輸送性成分とカルボキシル基とを含有する化合物、同一分子中に電荷輸送性成分とエポキシ基とを含有する化合物、同一分子中に電荷輸送性成分とイソシアネート基とを含有する化合物等を用いることができる。
これら反応性基を有する電荷輸送性材料は、単独で用いてもよいし、2種以上併用してもよい。
また、電荷輸送能を有するモノマーとして、電気的・化学的安定性が高いこと、キャリアの移動度が速いこと等から、トリアリールアミン構造を有する反応性モノマーを用いることもできる。
さらに、塗工時の粘度調整、架橋型電荷輸送層の応力緩和、低表面エネルギー化や摩擦係数低減等の機能付与のために、1官能及び2官能の重合性モノマー及び重合性オリゴマーを併用することもできる。
これらの重合性モノマー、オリゴマーとしては、公知のものが利用できる。
これら反応性基を有する電荷輸送性材料は、単独で用いてもよいし、2種以上併用してもよい。
また、電荷輸送能を有するモノマーとして、電気的・化学的安定性が高いこと、キャリアの移動度が速いこと等から、トリアリールアミン構造を有する反応性モノマーを用いることもできる。
さらに、塗工時の粘度調整、架橋型電荷輸送層の応力緩和、低表面エネルギー化や摩擦係数低減等の機能付与のために、1官能及び2官能の重合性モノマー及び重合性オリゴマーを併用することもできる。
これらの重合性モノマー、オリゴマーとしては、公知のものが利用できる。
保護層は、熱又は光を用いて正孔輸送性化合物の重合又は架橋をおこなって形成される。
熱により重合反応を行う際には、熱エネルギーのみで重合反応が進行する場合と重合開始剤が必要となる場合とがあるが、より低い温度で効率よく反応を進行させるためには、開始剤を添加することが好ましい。
光により重合させる場合は、光として紫外線を用いることが好ましいが、光エネルギーのみで反応が進行することはごく稀であり、一般には光重合開始剤が併用される。
この場合の重合開始剤とは、主には波長400nm以下の紫外線を吸収してラジカルやイオン等の活性種を生成して、重合を開始させるものである。
なお、上述した熱及び光重合開始剤を併用することも可能である。
熱により重合反応を行う際には、熱エネルギーのみで重合反応が進行する場合と重合開始剤が必要となる場合とがあるが、より低い温度で効率よく反応を進行させるためには、開始剤を添加することが好ましい。
光により重合させる場合は、光として紫外線を用いることが好ましいが、光エネルギーのみで反応が進行することはごく稀であり、一般には光重合開始剤が併用される。
この場合の重合開始剤とは、主には波長400nm以下の紫外線を吸収してラジカルやイオン等の活性種を生成して、重合を開始させるものである。
なお、上述した熱及び光重合開始剤を併用することも可能である。
このように形成した網目構造を有する保護層は、耐摩耗性が高い反面、架橋反応時に体積収縮が大きく、あまり厚膜化するとクラックなどを生じる場合がある。
このような場合には、保護層を積層構造として、下層(感光層側)には低分子分散ポリマーからなる保護層を形成して、上層(表面側)には架橋構造を有する保護層を形成しても良い。
以上述べたように、本実施の形態では、感光体ドラム21の表面に、架橋構造を有するバインダー樹脂で形成された硬い保護層を設けているために、感光体ドラム21としての機能を損なわずに、クリーニングブレード25aや第1ブラシ状ローラ25bによる感光体膜削れを防止することができる。
このような場合には、保護層を積層構造として、下層(感光層側)には低分子分散ポリマーからなる保護層を形成して、上層(表面側)には架橋構造を有する保護層を形成しても良い。
以上述べたように、本実施の形態では、感光体ドラム21の表面に、架橋構造を有するバインダー樹脂で形成された硬い保護層を設けているために、感光体ドラム21としての機能を損なわずに、クリーニングブレード25aや第1ブラシ状ローラ25bによる感光体膜削れを防止することができる。
図2を参照して、帯電部22は、導電性芯金の外周に中抵抗の弾性層を被覆してなる帯電ローラである。
帯電ローラ22には不図示の電源部から所定の電圧が印加されて、これにより対向する感光体ドラム21の表面を一様に帯電する。
帯電ローラ22には不図示の電源部から所定の電圧が印加されて、これにより対向する感光体ドラム21の表面を一様に帯電する。
現像装置(現像部)23は、主として、感光体ドラム21に対向する現像ローラ23aと、現像ローラ23aに対向する第1搬送スクリュ23bと、仕切部材23eを介して第1搬送スクリュ23bに対向する第2搬送スクリュ23cと、現像ローラ23aに対向するドクターブレード23dと、で構成される。
現像ローラ23aは、内部に固設されてローラ周面に磁極を形成するマグネットと、マグネットの周囲を回転するスリーブと、で構成される。
マグネットによって現像ローラ23a(スリーブ)上に複数の磁極が形成されて、現像ローラ23a上に現像剤Gが担持されることになる。
現像ローラ23aは、内部に固設されてローラ周面に磁極を形成するマグネットと、マグネットの周囲を回転するスリーブと、で構成される。
マグネットによって現像ローラ23a(スリーブ)上に複数の磁極が形成されて、現像ローラ23a上に現像剤Gが担持されることになる。
現像装置23内には、キャリアCとトナーTとからなる2成分現像剤Gが収容されている。
トナーTは、画質向上のために、円形度が0.980以上の球形トナーを使用している。
「円形度」は、フロー式粒子像分析装置「FPIA2000」(東亜医用電子社製)により計測した平均円形度である。
具体的には、容器中の予め不純固形物を除去した水100〜150ml中に、分散剤として界面活性剤(好ましくは、アルキルベンゼンスルホン酸塩である。)を0.1〜0.5ml加えて、さらに測定試料(トナー)を0.1〜0.5g程度加える。
その後、このトナーが分散した懸濁液を、超音波分散器で約1〜3分間分散処理して、分散液濃度が3000〜10000個/μlとなるようにしたものを上述の分析装置にセットして、トナーの形状及び分布を測定する。
トナーTは、画質向上のために、円形度が0.980以上の球形トナーを使用している。
「円形度」は、フロー式粒子像分析装置「FPIA2000」(東亜医用電子社製)により計測した平均円形度である。
具体的には、容器中の予め不純固形物を除去した水100〜150ml中に、分散剤として界面活性剤(好ましくは、アルキルベンゼンスルホン酸塩である。)を0.1〜0.5ml加えて、さらに測定試料(トナー)を0.1〜0.5g程度加える。
その後、このトナーが分散した懸濁液を、超音波分散器で約1〜3分間分散処理して、分散液濃度が3000〜10000個/μlとなるようにしたものを上述の分析装置にセットして、トナーの形状及び分布を測定する。
球形トナーとしては、従来から広く用いられている粉砕法によって形状が歪な異形のトナー(粉砕トナー)を加熱処理等して球形化したものや、重合法により製造されたもの等を用いることができる。
このような球形トナーを用いる場合、従来は、クリーニングブレード25aと感光体ドラム21との僅かな隙間に入り込んでやがてその隙間をすり抜けてクリーニング不良が生じることがあった。
しかし、本実施の形態では、後述する潤滑剤供給装置25を構成するブラシ状ローラ25b、固形潤滑剤45、圧縮スプリング46、フリッカー47(板状部材)によって、潤滑剤Qを感光体ドラム21表面に塗布して、感光体ドラ21上におけるトナー剥離性(除去性)を向上させるために、クリーニング不良の発生が抑止される。
このような球形トナーを用いる場合、従来は、クリーニングブレード25aと感光体ドラム21との僅かな隙間に入り込んでやがてその隙間をすり抜けてクリーニング不良が生じることがあった。
しかし、本実施の形態では、後述する潤滑剤供給装置25を構成するブラシ状ローラ25b、固形潤滑剤45、圧縮スプリング46、フリッカー47(板状部材)によって、潤滑剤Qを感光体ドラム21表面に塗布して、感光体ドラ21上におけるトナー剥離性(除去性)を向上させるために、クリーニング不良の発生が抑止される。
クリーニング装置25は、感光体ドラム21上に付着する未転写トナー等の付着物を除去する本来的な機能とともに、感光体ドラム21上に潤滑剤を供給する潤滑剤供給装置としての機能を有している。
クリーニング装置25(潤滑剤供給装置)は、感光体ドラム21(像担持体)に当接するクリーニングブレード25a(ブレード部材)、感光体ドラム21に摺接するブラシ毛25b1が芯金の回りに設けられたブラシ状回転部材としてのブラシ状ローラ25b、ブラシ状ローラ25bに摺接する固形潤滑剤45、固形潤滑剤45をブラシ状ローラ25bに向けて付勢する圧縮スプリング46、ブラシ状ローラ25bのブラシ毛25b1に摺接する除去部材としてのフリッカー47(板状部材)、装置内の温度を計測する温度センサ59、等で構成される。
クリーニング装置25(潤滑剤供給装置)は、感光体ドラム21(像担持体)に当接するクリーニングブレード25a(ブレード部材)、感光体ドラム21に摺接するブラシ毛25b1が芯金の回りに設けられたブラシ状回転部材としてのブラシ状ローラ25b、ブラシ状ローラ25bに摺接する固形潤滑剤45、固形潤滑剤45をブラシ状ローラ25bに向けて付勢する圧縮スプリング46、ブラシ状ローラ25bのブラシ毛25b1に摺接する除去部材としてのフリッカー47(板状部材)、装置内の温度を計測する温度センサ59、等で構成される。
クリーニングブレード25aは、ポリウレタンゴム、シリコーンゴム、ニトリルゴム、クロロプレンゴム等のゴム材料からなり、感光体ドラム21表面に所定角度かつ所定圧力で当接している。
クリーニングブレード25aは弾性率が20〜80(%)、厚さは1〜6(mm)程度が好ましい。
クリーニングブレード25aにより、感光体ドラム21上に付着する未転写トナー等の付着物が機械的に掻き取られてクリーニング装置25内に回収されることになる。
ここで、感光体ドラム21上に付着する付着物としては、未転写トナーの他に、記録媒体P(用紙)から生じる紙粉、帯電部22による放電時に感光体ドラム21上に生じる放電生成物、トナーに添加されている添加剤、等がある。
なお、本実施の形態では、クリーニングブレード25aを感光体ドラム21の回転方向に対してカウンタ方向で接触させているが、感光体ドラム21の回転方向に対してトレーリング方向となるように感光体ドラム21に接触させてもよい。
なお、クリーニングブレード25aは、上述のクリーニング機能の他に、ブラシ状ローラ25bによって感光体ドラム21上に供給された潤滑剤を薄層化する薄層化ブレードとしての機能も有している。
クリーニングブレード25aは弾性率が20〜80(%)、厚さは1〜6(mm)程度が好ましい。
クリーニングブレード25aにより、感光体ドラム21上に付着する未転写トナー等の付着物が機械的に掻き取られてクリーニング装置25内に回収されることになる。
ここで、感光体ドラム21上に付着する付着物としては、未転写トナーの他に、記録媒体P(用紙)から生じる紙粉、帯電部22による放電時に感光体ドラム21上に生じる放電生成物、トナーに添加されている添加剤、等がある。
なお、本実施の形態では、クリーニングブレード25aを感光体ドラム21の回転方向に対してカウンタ方向で接触させているが、感光体ドラム21の回転方向に対してトレーリング方向となるように感光体ドラム21に接触させてもよい。
なお、クリーニングブレード25aは、上述のクリーニング機能の他に、ブラシ状ローラ25bによって感光体ドラム21上に供給された潤滑剤を薄層化する薄層化ブレードとしての機能も有している。
ブラシ状回転部材としてのブラシ状ローラ25bは、長さ(毛足)が0.2〜20mm(好ましくは、0.5〜10mm)の範囲のブラシ毛25b1が基布上に植毛されたものを芯金上にスパイラル状に巻き付けたものであって、そのブラシ毛25b1が感光体ドラム21表面に当接した状態で、図2の反時計方向に回転する。
ブラシ状ローラ25b(ブラシ状回転部材)のブラシ毛25b1は、電気抵抗(ブラシ抵抗)が105〜1010(Ω・cm)の低抵抗繊維で形成されている。
具体的に、ブラシ毛25b1は、PET(ポリエチレンテレフタレート)、ナイロン、レーヨン、アクリル、ビニロン、ポリエステル、塩ビ等の樹脂繊維に、カーボン等の導電付与剤を添加して形成することができる。
また、ブラシ毛25b1は、ブラシ密度が1〜50(万本/inch2)が好ましく、本実施の形態では、ブラシ長が5(mm)、ブラシ密度が10(万本/inch2)、ブラシ抵抗が105(Ω・cm)のものを用いている。
ブラシ状ローラ25bは、感光体ドラム21上に付着する未転写トナー等の付着物を補助的に掻き取るクリーニングブラシとして機能する。
詳しくは、感光体ドラム21上に付着する未転写トナー等の付着物は、ブラシ状ローラ25bに掻き取られた後に、フリッカー47によってある程度除去されて、その後にクリーニング装置25内に回収される。
なお、潤滑剤供給装置25を構成するブラシ状ローラ25b、固形潤滑剤45、圧縮スプリング46、フリッカー47の構成・動作については、後で詳しく説明する。
ブラシ状ローラ25b(ブラシ状回転部材)のブラシ毛25b1は、電気抵抗(ブラシ抵抗)が105〜1010(Ω・cm)の低抵抗繊維で形成されている。
具体的に、ブラシ毛25b1は、PET(ポリエチレンテレフタレート)、ナイロン、レーヨン、アクリル、ビニロン、ポリエステル、塩ビ等の樹脂繊維に、カーボン等の導電付与剤を添加して形成することができる。
また、ブラシ毛25b1は、ブラシ密度が1〜50(万本/inch2)が好ましく、本実施の形態では、ブラシ長が5(mm)、ブラシ密度が10(万本/inch2)、ブラシ抵抗が105(Ω・cm)のものを用いている。
ブラシ状ローラ25bは、感光体ドラム21上に付着する未転写トナー等の付着物を補助的に掻き取るクリーニングブラシとして機能する。
詳しくは、感光体ドラム21上に付着する未転写トナー等の付着物は、ブラシ状ローラ25bに掻き取られた後に、フリッカー47によってある程度除去されて、その後にクリーニング装置25内に回収される。
なお、潤滑剤供給装置25を構成するブラシ状ローラ25b、固形潤滑剤45、圧縮スプリング46、フリッカー47の構成・動作については、後で詳しく説明する。
図2を参照して先に述べた作像プロセスをさらに詳しく説明する。
現像ローラ23aは、図2中の矢印方向に回転している。
現像装置23内の現像剤Gは、間に仕切部材23eを介在するように配設された第1搬送スクリュ23b及び第2搬送スクリュ23cの矢印方向の回転によって、トナー補給部32からトナー補給口23fを介して補給されたトナーTとともに撹拌混合されながら長手方向に循環する(図2の紙面垂直方向)。
現像ローラ23aは、図2中の矢印方向に回転している。
現像装置23内の現像剤Gは、間に仕切部材23eを介在するように配設された第1搬送スクリュ23b及び第2搬送スクリュ23cの矢印方向の回転によって、トナー補給部32からトナー補給口23fを介して補給されたトナーTとともに撹拌混合されながら長手方向に循環する(図2の紙面垂直方向)。
そして、摩擦帯電してキャリアCに吸着したトナーTは、キャリアCとともに現像ローラ23a上に担持される。
現像ローラ23a上に担持された現像剤Gは、その後にドクターブレード23dの位置に達する。
そして、現像ローラ23a上の現像剤Gは、ドクターブレード23dの位置で適量に調整された後に、感光体ドラム21との対向位置(現像領域)に達する。
現像ローラ23a上に担持された現像剤Gは、その後にドクターブレード23dの位置に達する。
そして、現像ローラ23a上の現像剤Gは、ドクターブレード23dの位置で適量に調整された後に、感光体ドラム21との対向位置(現像領域)に達する。
その後、現像領域において、現像剤G中のトナーTが、感光体ドラム21表面に形成された静電潜像に付着する。
詳しくは、レーザ光Lが照射された画像部の潜像電位(露光電位)と、現像ローラ23aに印加された現像バイアスとの、電位差(現像ポテンシャル)によって形成される電界によって、トナーTが潜像に付着する。
詳しくは、レーザ光Lが照射された画像部の潜像電位(露光電位)と、現像ローラ23aに印加された現像バイアスとの、電位差(現像ポテンシャル)によって形成される電界によって、トナーTが潜像に付着する。
その後、現像工程にて感光体ドラム21に付着したトナーTは、そのほとんどが中間転写ベルト27上に転写される。
そして、感光体ドラム21上に残存した未転写のトナーTが、クリーニングブレード25a及びブラシ状ローラ25bによってクリーニング装置25内に回収される。
そして、感光体ドラム21上に残存した未転写のトナーTが、クリーニングブレード25a及びブラシ状ローラ25bによってクリーニング装置25内に回収される。
ここで、装置本体1に設けられたトナー補給部32は、交換自在に構成されたトナーボトル33と、トナーボトル33を保持・回転駆動するとともに現像装置23に新品トナーTを補給するトナーホッパ部34と、で構成されている。
また、トナーボトル33内には、新品のトナーT(イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックのいずれかである。)が収容されている。
また、トナーボトル33の内周面には、螺旋状の突起が形成されている。
また、トナーボトル33内には、新品のトナーT(イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックのいずれかである。)が収容されている。
また、トナーボトル33の内周面には、螺旋状の突起が形成されている。
なお、トナーボトル33内の新品トナーTは、現像装置23内のトナーT(既設のトナー)の消費にともない、トナー補給口23fから現像装置23内に適宜に補給されるものである。
現像装置23内のトナーTの消費は、感光体ドラム21に対向する反射型フォトセンサ41と、現像装置23の第2搬送スクリュ23cの下方に設置された磁気センサ40と、によって間接的又は直接的に検知される。
現像装置23内のトナーTの消費は、感光体ドラム21に対向する反射型フォトセンサ41と、現像装置23の第2搬送スクリュ23cの下方に設置された磁気センサ40と、によって間接的又は直接的に検知される。
ここで、本実施の形態では、トナー濃度(TC)が所定の範囲内になるように制御されている。
具体的には、磁気センサ40や反射型フォトセンサ41の検知結果が上述したトナー濃度(現像剤G中のトナーTの割合)の範囲に対応する出力値になるように、トナー補給部32からトナー補給口23fを介して現像装置23にトナーが補給される。
具体的には、磁気センサ40や反射型フォトセンサ41の検知結果が上述したトナー濃度(現像剤G中のトナーTの割合)の範囲に対応する出力値になるように、トナー補給部32からトナー補給口23fを介して現像装置23にトナーが補給される。
以下、本実施の形態において特徴的な、潤滑剤供給装置の構成・動作について詳しく説明する。
図2に示すように、潤滑剤供給装置は、クリーニング装置25に一体的に設置されている。
潤滑剤供給装置は、感光体ドラム21に当接するクリーニングブレード25a、感光体ドラム21と固形潤滑剤45とに摺接するブラシ毛25b1(図3参照)が芯金の回りに植設されたブラシ状回転部材としてのブラシ状ローラ25b、固形潤滑剤45、固形潤滑剤45をブラシ状ローラ25bに向けて押し付ける(付勢する)圧縮スプリング46、ブラシ状ローラ25bに付着した付着物を除去する除去部材としてのフリッカー47(板状部材)、温度センサ59等で構成される。
なお、クリーニングブレード25aは、本来のクリーニング機能の他に、ブラシ状ローラ25bによって感光体ドラム21に供給された潤滑剤を薄膜化する機能も有している。
図2に示すように、潤滑剤供給装置は、クリーニング装置25に一体的に設置されている。
潤滑剤供給装置は、感光体ドラム21に当接するクリーニングブレード25a、感光体ドラム21と固形潤滑剤45とに摺接するブラシ毛25b1(図3参照)が芯金の回りに植設されたブラシ状回転部材としてのブラシ状ローラ25b、固形潤滑剤45、固形潤滑剤45をブラシ状ローラ25bに向けて押し付ける(付勢する)圧縮スプリング46、ブラシ状ローラ25bに付着した付着物を除去する除去部材としてのフリッカー47(板状部材)、温度センサ59等で構成される。
なお、クリーニングブレード25aは、本来のクリーニング機能の他に、ブラシ状ローラ25bによって感光体ドラム21に供給された潤滑剤を薄膜化する機能も有している。
ブラシ状ローラ25bは、クリーニングブレード25aに対して感光体ドラム21の回転方向(走行方向)上流側に配設されている。
ブラシ状ローラ25bは、長さ(毛足)が0.2〜20mm、好ましくは0.5〜10mmの範囲のブラシ毛25b1が基布上に植毛されたものを芯金上にスパイラル状に巻き付けたものである。
ブラシ状ローラ25bは、感光体ドラム21に対してブラシ毛25b1が所定量だけ食い込むように配置されている。
ブラシ毛25b1の長さが20mmを超えると、経時における感光体ドラム21や固形潤滑剤45やフリッカー47との繰り返し摺擦によって、ブラシ毛25b1が所定方向に倒毛して、固形潤滑剤45の掻取性が低下してしまう。
これに対して、ブラシ毛25b1の長さが0.2mm未満であると、固形潤滑剤45に対する物理的な当接力が不足してしまう。
したがって、ブラシ毛25b1の長さは上述の範囲であることが好ましい。
ブラシ状ローラ25bは、長さ(毛足)が0.2〜20mm、好ましくは0.5〜10mmの範囲のブラシ毛25b1が基布上に植毛されたものを芯金上にスパイラル状に巻き付けたものである。
ブラシ状ローラ25bは、感光体ドラム21に対してブラシ毛25b1が所定量だけ食い込むように配置されている。
ブラシ毛25b1の長さが20mmを超えると、経時における感光体ドラム21や固形潤滑剤45やフリッカー47との繰り返し摺擦によって、ブラシ毛25b1が所定方向に倒毛して、固形潤滑剤45の掻取性が低下してしまう。
これに対して、ブラシ毛25b1の長さが0.2mm未満であると、固形潤滑剤45に対する物理的な当接力が不足してしまう。
したがって、ブラシ毛25b1の長さは上述の範囲であることが好ましい。
ブラシ状ローラ25bは、図2の時計方向に回転する感光体ドラム21とは逆方向に回転する(図2の反時計方向)。
また、ブラシ状ローラ25bは、固形潤滑剤45に摺接するように配置されていて、ブラシ状ローラ25bが回転することによって固形潤滑剤45から潤滑剤Qを掻き取り(図3参照)、その潤滑剤Qを感光体ドラム21上に塗布する。
固形潤滑剤45の後方部には、ブラシ状ローラ25bと固形潤滑剤45との接触ムラをなくすために圧縮スプリング46が配置されていて、固形潤滑剤45をブラシ状ローラ25bに付勢している。
また、ブラシ状ローラ25bは、固形潤滑剤45に摺接するように配置されていて、ブラシ状ローラ25bが回転することによって固形潤滑剤45から潤滑剤Qを掻き取り(図3参照)、その潤滑剤Qを感光体ドラム21上に塗布する。
固形潤滑剤45の後方部には、ブラシ状ローラ25bと固形潤滑剤45との接触ムラをなくすために圧縮スプリング46が配置されていて、固形潤滑剤45をブラシ状ローラ25bに付勢している。
本実施の形態では、固形潤滑剤45をステアリン酸亜鉛で形成している。
詳しくは、固形潤滑剤45は、ステアリン酸亜鉛を主成分とする潤滑油添加剤を溶解したもので、塗りすぎによる副作用がなく、充分な潤滑性があるものが好適である。
ステアリン酸亜鉛は、代表的なラメラ結晶紛体である。
ラメラ結晶は両親媒性分子が自己組織化した層状構造を有していて、せん断力が加わると層間にそって結晶が割れて滑りやすい。したがって、感光体ドラム21表面を低摩擦係化することができる。
すなわち、せん断力を受けて均一に感光体ドラム21表面を覆っていくラメラ結晶によって、少量の潤滑剤によって効果的に感光体ドラム21表面を覆うことができる。
詳しくは、固形潤滑剤45は、ステアリン酸亜鉛を主成分とする潤滑油添加剤を溶解したもので、塗りすぎによる副作用がなく、充分な潤滑性があるものが好適である。
ステアリン酸亜鉛は、代表的なラメラ結晶紛体である。
ラメラ結晶は両親媒性分子が自己組織化した層状構造を有していて、せん断力が加わると層間にそって結晶が割れて滑りやすい。したがって、感光体ドラム21表面を低摩擦係化することができる。
すなわち、せん断力を受けて均一に感光体ドラム21表面を覆っていくラメラ結晶によって、少量の潤滑剤によって効果的に感光体ドラム21表面を覆うことができる。
なお、固形潤滑剤45としては、ステアリン酸亜鉛の他にも、ステアリン酸バリウム、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ュウム、ステアリン酸カル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、オレイン酸バリウム、オレイン酸鉛、以下、ステアリン酸と同様の化合物や、パルチミン酸亜鉛、パルチミン酸バリウム、パルチミン酸鉛、以下、ステアリン酸と同様の化合物を使用して良い。
他にも、脂肪酸基として、カプリル酸、リノレン酸、コリノレン酸等を使用することができる。
さらに、カンデリラワックス、カンルナウバワックス、ライスワックス、木ろう、おおば油、みつろう、ラノリン等のワックスを使用することもできる。これらは有機系の固形潤滑剤となりやすく、トナーとの相性が良い。
また、固形潤滑剤として、窒化ホウ素を利用しても良い。窒化ホウ素は、原子がしっかりと組み合った六角網面が広い間隔で重なり、層間に働く力は弱いファンデルワールス力のみであるため、容易に劈開、潤滑することから成膜性に特に優れた材料である。また、窒化ホウ素は無機物質であるため化学的、熱的にも安定で、帯電ハザードが加わった場合にも、脂肪酸金属塩と異なり潤滑剤が低下しない。
また、ステアリン酸亜鉛と窒化ホウ素を混合し、溶融成型または圧縮成型によって固形潤滑剤としたものも好適に利用される。ステアリン酸亜鉛と窒化ホウ素の混合比は、90/10ないし70/30がより好ましい。90/10よりもステアリン酸亜鉛の量が大きいと、帯電ハザードが加わった場合に潤滑性が低下し、逆に70/30よりもステアリン酸亜鉛の量が小さいと、帯電ハザードから感光体表面を十分に保護することができず、フィルミングや感光体の膜削れが発生する。
また、同じ脂肪酸基であるオレイン酸亜鉛、オレイン酸バリウム、オレイン酸鉛、以下、ステアリン酸と同様の化合物や、パルチミン酸亜鉛、パルチミン酸バリウム、パルチミン酸鉛、以下、ステアリン酸と同様の化合物を使用して良い。
他にも、脂肪酸基として、カプリル酸、リノレン酸、コリノレン酸等を使用することができる。
さらに、カンデリラワックス、カンルナウバワックス、ライスワックス、木ろう、おおば油、みつろう、ラノリン等のワックスを使用することもできる。これらは有機系の固形潤滑剤となりやすく、トナーとの相性が良い。
また、固形潤滑剤として、窒化ホウ素を利用しても良い。窒化ホウ素は、原子がしっかりと組み合った六角網面が広い間隔で重なり、層間に働く力は弱いファンデルワールス力のみであるため、容易に劈開、潤滑することから成膜性に特に優れた材料である。また、窒化ホウ素は無機物質であるため化学的、熱的にも安定で、帯電ハザードが加わった場合にも、脂肪酸金属塩と異なり潤滑剤が低下しない。
また、ステアリン酸亜鉛と窒化ホウ素を混合し、溶融成型または圧縮成型によって固形潤滑剤としたものも好適に利用される。ステアリン酸亜鉛と窒化ホウ素の混合比は、90/10ないし70/30がより好ましい。90/10よりもステアリン酸亜鉛の量が大きいと、帯電ハザードが加わった場合に潤滑性が低下し、逆に70/30よりもステアリン酸亜鉛の量が小さいと、帯電ハザードから感光体表面を十分に保護することができず、フィルミングや感光体の膜削れが発生する。
図2に示すように、除去部材としてのフリッカー47は、ブラシ状ローラ25bのブラシ毛25b1に摺接するステンレス等からなる板状部材であって、ブラシ状ローラ25bの回転中心に向けてブラシ毛25b1に食い込むように配設されている。
フリッカー47は、ブラシ状ローラ25bと感光体ドラム21との対向位置に対してブラシ状ローラ25bの回転方向下流側であって、ブラシ状ローラ25bと固形潤滑剤45との対向位置に対してブラシ状ローラ25bの回転方向上流側に配設されている。
フリッカー47により、ブラシ状ローラ25bによって感光体ドラム21上から回収されたトナーT等の付着物がブラシ状ローラ25bからある程度除去される。
上述したように、ブラシ状ローラ25bは、感光体ドラム21上に潤滑剤Qを供給する機能の他に、感光体ドラム21上に付着したトナーT(未転写トナー)等の付着物を除去する機能を有している。
そして、トナーTが付着したブラシ状ローラ25bのブラシ毛25b1は、フリッカー47の位置で回転方向とは逆の方向に撓んだ後に(倒れた後に)、フリッカー47の位置をすり抜けると同時に勢いよく復元(起立)することになる。
このとき、ブラシ毛25b1が復元するときに付勢力が生じて、ブラシ状ローラ25bに担持されたトナーT(付着物)の一部が飛翔して、ブラシ状ローラ25bからトナーT(付着物)の一部が除去されることになる。
なお、後述するように、固形潤滑剤45の掻き取り性(研磨効果)に必要な程度のトナーTは、ブラシ状ローラ25bから除去されずに残留する。
フリッカー47は、ブラシ状ローラ25bと感光体ドラム21との対向位置に対してブラシ状ローラ25bの回転方向下流側であって、ブラシ状ローラ25bと固形潤滑剤45との対向位置に対してブラシ状ローラ25bの回転方向上流側に配設されている。
フリッカー47により、ブラシ状ローラ25bによって感光体ドラム21上から回収されたトナーT等の付着物がブラシ状ローラ25bからある程度除去される。
上述したように、ブラシ状ローラ25bは、感光体ドラム21上に潤滑剤Qを供給する機能の他に、感光体ドラム21上に付着したトナーT(未転写トナー)等の付着物を除去する機能を有している。
そして、トナーTが付着したブラシ状ローラ25bのブラシ毛25b1は、フリッカー47の位置で回転方向とは逆の方向に撓んだ後に(倒れた後に)、フリッカー47の位置をすり抜けると同時に勢いよく復元(起立)することになる。
このとき、ブラシ毛25b1が復元するときに付勢力が生じて、ブラシ状ローラ25bに担持されたトナーT(付着物)の一部が飛翔して、ブラシ状ローラ25bからトナーT(付着物)の一部が除去されることになる。
なお、後述するように、固形潤滑剤45の掻き取り性(研磨効果)に必要な程度のトナーTは、ブラシ状ローラ25bから除去されずに残留する。
ここで、図2及び図4に示すように、本実施の形態における潤滑剤供給装置は、ブラシ状ローラ25b(ブラシ状回転部材)に電源50から電圧が印加されるように構成されている。そして、電源50からブラシ状ローラ25bに印加される電圧は、温度センサ59で検知された温度に応じて制御部70により制御される。
温度センサ59は、ブラシ状ローラ25bの温度を計測するために設けられている。このため、温度センサ59は、例えばブラシ状ローラ25bの近傍に設置するか、或いはブラシ状ローラ25bの温度を直接計測することができるような位置に設置することが好ましいが、少なくともクリーニング装置25内に設置されていればよい。
電源50からブラシ状ローラ25bに印加される電圧は、その極性がトナーT(新品トナー)の極性と同極(本実施の形態ではマイナス極性)になるように設定されている。
そして、温度センサ59で検知された装置内温度が予め定められた閾値よりも高い時にブラシ状ローラ25bに印加される電圧の絶対値が、閾値よりも低い時にブラシ状ローラ25bに印加される電圧の絶対値よりも大きくなるように制御される。
図4(A)は低温時の潤滑剤供給装置を示す断面図、図4(B)は高温時の潤滑剤供給装置を示す断面図である。
詳しくは、図4(A)に示すように、装置内温度が閾値より低い時には制御部70により電源50のスイッチが設定されて、ブラシ状ローラ25bに電圧Vaが印加される。
これに対して、装置内温度が閾値より高い時には、制御部70により図4(B)に示すように電源50のスイッチが切り替え設定されて、ブラシ状ローラ25bに電圧Vb(|Vb|>|Va|である。)が印加される。
温度センサ59は、ブラシ状ローラ25bの温度を計測するために設けられている。このため、温度センサ59は、例えばブラシ状ローラ25bの近傍に設置するか、或いはブラシ状ローラ25bの温度を直接計測することができるような位置に設置することが好ましいが、少なくともクリーニング装置25内に設置されていればよい。
電源50からブラシ状ローラ25bに印加される電圧は、その極性がトナーT(新品トナー)の極性と同極(本実施の形態ではマイナス極性)になるように設定されている。
そして、温度センサ59で検知された装置内温度が予め定められた閾値よりも高い時にブラシ状ローラ25bに印加される電圧の絶対値が、閾値よりも低い時にブラシ状ローラ25bに印加される電圧の絶対値よりも大きくなるように制御される。
図4(A)は低温時の潤滑剤供給装置を示す断面図、図4(B)は高温時の潤滑剤供給装置を示す断面図である。
詳しくは、図4(A)に示すように、装置内温度が閾値より低い時には制御部70により電源50のスイッチが設定されて、ブラシ状ローラ25bに電圧Vaが印加される。
これに対して、装置内温度が閾値より高い時には、制御部70により図4(B)に示すように電源50のスイッチが切り替え設定されて、ブラシ状ローラ25bに電圧Vb(|Vb|>|Va|である。)が印加される。
このように、本実施の形態では、温度センサ59により計測される温度が所定温度より高いときはブラシ状ローラ25bに印加される電圧の絶対値が、温度センサ59により計測される温度が所定温度より低いときにブラシ状ローラ25bに印加される電圧の絶対値よりも大きくなるように制御して、温度センサ59の温度が所定温度より高い高温時にはブラシ状ローラ25から除去される感光体ドラム21上のトナー(未転写トナー)の量が減少するのを抑制するようにしている。これにより、ブラシ状ローラ25bが固形潤滑剤45から掻き取る潤滑剤Qの量が減少するのを抑制するようにした。したがって、温度が高い時に潤滑剤供給装置によって感光体ドラム21上に供給する潤滑剤の量が減少する不具合が抑止される。
温度の閾値は、ブラシ状ローラ25bによって掻き取られる潤滑剤の消費率の温度変動を考慮し、任意に設定できる。また、本実施形態では、制御部70により一つの所定温度(温度閾値)を境界にブラシ状ローラ25bに印加する電圧を切り替えているが、複数個の温度閾値を設定し、ブラシ状ローラ25bへの印加電圧を三段階以上切り替えられるようにしても良い。
温度の閾値は、ブラシ状ローラ25bによって掻き取られる潤滑剤の消費率の温度変動を考慮し、任意に設定できる。また、本実施形態では、制御部70により一つの所定温度(温度閾値)を境界にブラシ状ローラ25bに印加する電圧を切り替えているが、複数個の温度閾値を設定し、ブラシ状ローラ25bへの印加電圧を三段階以上切り替えられるようにしても良い。
以下、上述した内容について図3を参照してさらに詳しく説明する。
図3(A)はブラシ状ローラ上に回収されたトナー量が少ないときの状態を示す拡大図、図3(B)はブラシ状ローラ上に回収されたトナー量が多いときの状態を示す拡大図である。
ブラシ状ローラ25bが矢印方向に回転することにより固形潤滑剤45を削り取り、ブラシ状ローラ25bには粉状の潤滑剤Qが担持される。このとき、図3(A)に示すようにブラシ状ローラ25bにトナーTが付着していない場合は、図3(B)に示すようにブラシ状ローラ25bにトナーTが付着している場合に比べて、固形潤滑剤45に対する研磨効果が小さくなってしまい、ブラシ状ローラ25bによって感光体ドラム21に塗布する潤滑剤Qの量が少なくなってしまう。
ブラシ状ローラ25bは、感光体ドラム21に対して一定量喰い込んで接触しているために、感光体ドラム21に潤滑剤Qを塗布するとともに、感光体ドラム21上の未転写トナーTを回収する機能を有している。したがって、ブラシ状ローラ25bのブラシ毛25b1中にはトナーが付着している。
このブラシ状ローラ25bに付着したトナーTは固形潤滑剤45の研磨に大きく寄与する。すなわち、ブラシ状ローラ25bにトナーTが多く付着していると、固形潤滑剤45から多くの潤滑剤Qを掻き取ることになる。
これは、トナーTにシリカ、酸化チタン等の添加剤が添加されていて、それらが固形潤滑剤45の研磨に大きく寄与しているためである。
シリカや酸化チタン等の添加剤の大きさは10〜100(nm)であって、粒径が5〜10(μm)のトナーに比べて非常に小さい。
なお、ブラシ状ローラ25bに付着するトナーTの量が多すぎても、固形潤滑剤45に対する研磨効果が低下してしまう。
これに対して、本実施の形態では、フリッカー(除去部材)47を設置しているために、ブラシ状ローラ25bに一定量以上のトナーTが付着しないで、上述した不具合が発生するのを抑止することができる。
図3(A)はブラシ状ローラ上に回収されたトナー量が少ないときの状態を示す拡大図、図3(B)はブラシ状ローラ上に回収されたトナー量が多いときの状態を示す拡大図である。
ブラシ状ローラ25bが矢印方向に回転することにより固形潤滑剤45を削り取り、ブラシ状ローラ25bには粉状の潤滑剤Qが担持される。このとき、図3(A)に示すようにブラシ状ローラ25bにトナーTが付着していない場合は、図3(B)に示すようにブラシ状ローラ25bにトナーTが付着している場合に比べて、固形潤滑剤45に対する研磨効果が小さくなってしまい、ブラシ状ローラ25bによって感光体ドラム21に塗布する潤滑剤Qの量が少なくなってしまう。
ブラシ状ローラ25bは、感光体ドラム21に対して一定量喰い込んで接触しているために、感光体ドラム21に潤滑剤Qを塗布するとともに、感光体ドラム21上の未転写トナーTを回収する機能を有している。したがって、ブラシ状ローラ25bのブラシ毛25b1中にはトナーが付着している。
このブラシ状ローラ25bに付着したトナーTは固形潤滑剤45の研磨に大きく寄与する。すなわち、ブラシ状ローラ25bにトナーTが多く付着していると、固形潤滑剤45から多くの潤滑剤Qを掻き取ることになる。
これは、トナーTにシリカ、酸化チタン等の添加剤が添加されていて、それらが固形潤滑剤45の研磨に大きく寄与しているためである。
シリカや酸化チタン等の添加剤の大きさは10〜100(nm)であって、粒径が5〜10(μm)のトナーに比べて非常に小さい。
なお、ブラシ状ローラ25bに付着するトナーTの量が多すぎても、固形潤滑剤45に対する研磨効果が低下してしまう。
これに対して、本実施の形態では、フリッカー(除去部材)47を設置しているために、ブラシ状ローラ25bに一定量以上のトナーTが付着しないで、上述した不具合が発生するのを抑止することができる。
図5は、従来の、感光体ドラム21の走行距離と、潤滑剤Qの消費量との関係を示すグラフであって、ブラシ状ローラ25bの芯金がアースされたときのものである。
図6は、従来の低温時の潤滑剤消費率と、高温時の潤滑剤消費率と、を示すグラフである。
図5及び図6から、ブラシ状ローラ25bの硬度が小さくなる高温時には、潤滑剤Qの消費量や消費率(感光体ドラム21への潤滑剤の塗布量にほぼ等しい。)が減少していることがわかる。即ち、高温環境ではブラシ状ローラ25bの毛が軟化することによってトナーを保持できる量が低下するために潤滑剤の削り取り量が減少していることがわかる。
したがって、潤滑剤の消費率が減少する高温時は、感光体ドラム21に潤滑剤Qが充分に塗布されずに、クリーニング不良等の不具合が生じてしまう。
このような不具合を解消するために、高温時の潤滑剤消費率が適正値になるように設定してしまうと、低温時に固形潤滑剤45に対する研磨効果が大きくなりすぎて、感光体ドラム21への潤滑剤塗布量が多くなり、帯電部22の汚れ等の問題が発生してしまうことになる。
図6は、従来の低温時の潤滑剤消費率と、高温時の潤滑剤消費率と、を示すグラフである。
図5及び図6から、ブラシ状ローラ25bの硬度が小さくなる高温時には、潤滑剤Qの消費量や消費率(感光体ドラム21への潤滑剤の塗布量にほぼ等しい。)が減少していることがわかる。即ち、高温環境ではブラシ状ローラ25bの毛が軟化することによってトナーを保持できる量が低下するために潤滑剤の削り取り量が減少していることがわかる。
したがって、潤滑剤の消費率が減少する高温時は、感光体ドラム21に潤滑剤Qが充分に塗布されずに、クリーニング不良等の不具合が生じてしまう。
このような不具合を解消するために、高温時の潤滑剤消費率が適正値になるように設定してしまうと、低温時に固形潤滑剤45に対する研磨効果が大きくなりすぎて、感光体ドラム21への潤滑剤塗布量が多くなり、帯電部22の汚れ等の問題が発生してしまうことになる。
これに対して、本実施の形態では、潤滑剤の消費率を一定に保つために、制御部70が温度センサ59により計測された温度に応じて、電源50からブラシ状ローラ25bの芯金に印加する電圧を制御しているために、ブラシ状ローラ25bへのトナー付着量をコントロールして、固形潤滑剤45に対する研磨効率を制御することができる。
本実施の形態において用いているトナーは、マイナス極性に帯電させて現像工程を行うものである。
したがって、感光体ドラム21から中間転写ベルト27にトナーを転写するために、転写バイアスローラ24にはプラスの電圧を印加して感光体ドラム21との間に電界を形成して、マイナス帯電のトナーを中間転写ベルト27に転写している。
このとき、感光体ドラム21上のトナーのすべてが中間転写ベルト27に転写されることはなく、その一部が感光体ドラム21との付着力が強い未転写トナーとして感光体ドラム21上に残留する。
これらの感光体ドラム21上の未転写トナーは転写電流の影響を受けているために、通常の帯電極性であるマイナス極性からプラス極性に帯電極性が変化している。
したがって、電源50からブラシ状ローラ25bにマイナス極性(トナーの極性と同極)の電圧を印加することで、ブラシ状ローラ25bにトナー(未転写トナー)を積極的に付着させることができる。
本実施の形態において用いているトナーは、マイナス極性に帯電させて現像工程を行うものである。
したがって、感光体ドラム21から中間転写ベルト27にトナーを転写するために、転写バイアスローラ24にはプラスの電圧を印加して感光体ドラム21との間に電界を形成して、マイナス帯電のトナーを中間転写ベルト27に転写している。
このとき、感光体ドラム21上のトナーのすべてが中間転写ベルト27に転写されることはなく、その一部が感光体ドラム21との付着力が強い未転写トナーとして感光体ドラム21上に残留する。
これらの感光体ドラム21上の未転写トナーは転写電流の影響を受けているために、通常の帯電極性であるマイナス極性からプラス極性に帯電極性が変化している。
したがって、電源50からブラシ状ローラ25bにマイナス極性(トナーの極性と同極)の電圧を印加することで、ブラシ状ローラ25bにトナー(未転写トナー)を積極的に付着させることができる。
具体的には、所定温度(閾値温度)よりも高い高温時に電源50からブラシ状ローラ25bに印加されるマイナス極性の電圧Vb(図4(B)を参照)は、所定温度(閾値温度)よりも低い低温時に電源50からブラシ状ローラ25bに印加されるマイナス極性の電圧Va(図4(A)を参照できる。)よりも大きくなるように設定する。
これにより、高温時にも低温時と同様に、感光体ドラム21への潤滑剤の供給量を適正化することができる。その結果、クリーニング不良や感光体ドラム21のフィルミング等の不具合を防止することができる。
図7は、本実施の形態における潤滑剤供給装置を用いたときの、低温時の潤滑剤消費率と、高温時の潤滑剤消費率と、を示すグラフである。
図7から、ブラシ状ローラ25bに印加する電圧の制御を行うことで、低温時の潤滑剤消費率と、高温時の潤滑剤消費率と、がほぼ同等になることがわかる。
これにより、高温時にも低温時と同様に、感光体ドラム21への潤滑剤の供給量を適正化することができる。その結果、クリーニング不良や感光体ドラム21のフィルミング等の不具合を防止することができる。
図7は、本実施の形態における潤滑剤供給装置を用いたときの、低温時の潤滑剤消費率と、高温時の潤滑剤消費率と、を示すグラフである。
図7から、ブラシ状ローラ25bに印加する電圧の制御を行うことで、低温時の潤滑剤消費率と、高温時の潤滑剤消費率と、がほぼ同等になることがわかる。
なお、ブラシ状ローラ25bのブラシ毛25b1は、電気抵抗が105〜1010(Ω・cm)の低抵抗繊維で形成することが好ましい。
ブラシ毛25b1の電気抵抗が高いと、ブラシ状ローラ25bの芯金に電圧を印加してもブラシ毛25b1と感光体ドラム21との間に電場が形成されにくくなり、極性を持ったトナーがブラシ状ローラ25bに付着しにくくなる。
さらに、ブラシ毛25b1の電気抵抗が高いと、ブラシ状ローラ25bが感光体ドラム21との摺接によって摩擦帯電してしまい、ブラシ毛25b1が電荷を保持した状態となって、極性を持ったトナーを付着させることは可能であるが電圧印加による制御がしにくくなってしまう。
ブラシ毛25b1の電気抵抗が高いと、ブラシ状ローラ25bの芯金に電圧を印加してもブラシ毛25b1と感光体ドラム21との間に電場が形成されにくくなり、極性を持ったトナーがブラシ状ローラ25bに付着しにくくなる。
さらに、ブラシ毛25b1の電気抵抗が高いと、ブラシ状ローラ25bが感光体ドラム21との摺接によって摩擦帯電してしまい、ブラシ毛25b1が電荷を保持した状態となって、極性を持ったトナーを付着させることは可能であるが電圧印加による制御がしにくくなってしまう。
以上説明したように、本実施の形態によれば、画像形成プロセスにおいて装置内温度が変化した時であっても、温度に応じてブラシ状ローラ25b(ブラシ状回転部材)に印加する電圧を制御しているために、簡易な構成で、感光体ドラム21上に潤滑剤Qを安定的に供給することができる。
なお、本実施の形態では、クリーニング装置25(潤滑剤供給装置)を、感光体ドラム21及び帯電部22と一体化してプロセスカートリッジ20を構成して、作像部のコンパクト化とメンテナンス作業性の向上とを図っている。
このように、コンパクト化されたプロセスカートリッジにおいては、本実施の形態のように部品点数が少なく構成が簡易な潤滑剤供給装置が特に有用になる。
なお、クリーニング装置25(潤滑剤供給装置)を、プロセスカートリッジの構成部材とせずに、単体で装置本体1に交換自在に設置されるように構成することもできる。
このような場合にも、本実施の形態と同様の効果を得ることができる。
また、本実施の形態では、2成分現像剤を用いる2成分現像方式の現像装置23が搭載された画像形成装置に対して本発明を適用したが、1成分現像剤を用いる1成分現像方式の現像装置23が搭載された画像形成装置に対しても当然に本発明を適用することができる。
さらに、本実施の形態では、像担持体としての感光体ドラム21に潤滑剤を供給する潤滑剤供給装置に対して本発明を適用したが、像担持体としての感光体ベルトや中間転写ベルトに潤滑剤を供給する潤滑剤供給装置に対しても当然に本発明を適用することができる。
このように、コンパクト化されたプロセスカートリッジにおいては、本実施の形態のように部品点数が少なく構成が簡易な潤滑剤供給装置が特に有用になる。
なお、クリーニング装置25(潤滑剤供給装置)を、プロセスカートリッジの構成部材とせずに、単体で装置本体1に交換自在に設置されるように構成することもできる。
このような場合にも、本実施の形態と同様の効果を得ることができる。
また、本実施の形態では、2成分現像剤を用いる2成分現像方式の現像装置23が搭載された画像形成装置に対して本発明を適用したが、1成分現像剤を用いる1成分現像方式の現像装置23が搭載された画像形成装置に対しても当然に本発明を適用することができる。
さらに、本実施の形態では、像担持体としての感光体ドラム21に潤滑剤を供給する潤滑剤供給装置に対して本発明を適用したが、像担持体としての感光体ベルトや中間転写ベルトに潤滑剤を供給する潤滑剤供給装置に対しても当然に本発明を適用することができる。
なお、本発明が本実施の形態に限定されず、本発明の技術思想の範囲内において、本実施の形態の中で示唆した以外にも、本実施の形態は適宜変更され得ることは明らかである。
また、前記構成部材の数、位置、形状等は本実施の形態に限定されず、本発明を実施する上で好適な数、位置、形状等にすることができる。
また、前記構成部材の数、位置、形状等は本実施の形態に限定されず、本発明を実施する上で好適な数、位置、形状等にすることができる。
1 画像形成装置本体(装置本体)、20、20Y、20M、20C、20BK プロセスカートリッジ、21 感光体ドラム(像担持体)、22 帯電部、23、23Y、23M、23C、23BK 現像装置(現像部)、25 クリーニング装置(潤滑剤供給装置)、25a クリーニングブレード、25b ブラシ状ローラ(ブラシ状回転部材)、25b1 ブラシ毛、35 転写部、45 固形潤滑剤、46 圧縮スプリング、47 フリッカー(除去部材)、50 電源、59 温度センサ、60 給紙搬送部、70 制御部、Q 潤滑剤、G 2成分現像剤(現像剤)、T トナー、C キャリア
Claims (10)
- 潤滑剤と、
像担持体上に保持されたトナーを回収すると共に、前記潤滑剤から掻き取った潤滑剤を前記像担持体上に塗布するブラシ状回転部材と、
前記ブラシ状回転部材に電圧を印加する電源と、
前記ブラシ状回転部材、又は該ブラシ状回転部材周辺の温度を計測する温度センサと、
前記温度センサにより計測された温度に応じて前記電源から前記ブラシ状回転部材に印加する電圧を制御して前記ブラシ状回転部材に付着するトナー量を調整する制御部と、
を備えることを特徴とする潤滑剤供給装置。 - 前記電源から前記ブラシ状回転部材に印加される電圧は、その極性がトナーの極性と同極であって、前記制御部は、前記温度センサにより測定した測定温度が所定温度より高い時に前記ブラシ状回転部材に印加する電圧の絶対値が、前記測定温度が前記所定温度より低い時に前記ブラシ状回転部材に印加する電圧の絶対値よりも大きくなるように制御することを特徴とする請求項1に記載の潤滑剤供給装置。
- 前記ブラシ状回転部材は、芯金上に前記ブラシ毛が植毛され、前記ブラシ毛は、電気抵抗が105〜1010(Ω・cm)の低抵抗繊維からなることを特徴とする請求項1又は2に記載の潤滑剤供給装置。
- 前記ブラシ状回転部材に付着した付着物を除去する除去部材を備え、前記除去部材を前記像担持体に対して前記ブラシ状回転部材の回転方向下流側であり且つ前記潤滑剤に対して前記ブラシ状回転部材の回転方向上流側に配置したことを特徴とする請求項1乃至3の何れか一項に記載の潤滑剤供給装置。
- 前記潤滑剤は、ステアリン酸亜鉛を含むことを特徴とする請求項1乃至4の何れか一項に記載の潤滑剤供給装置。
- 前記潤滑剤は、窒化ホウ素を含むことを特徴とする請求項1乃至5の何れか一項に記載の潤滑剤供給装置。
- 前記像担持体は、架橋構造を有するとともに電荷輸送材を分散してなるバインダー樹脂で形成された保護層を表面に備えたことを特徴とする請求項1乃至6の何れか一項に記載の潤滑剤供給装置。
- 請求項1乃至7の何れか一項に記載の潤滑剤供給装置と、該潤滑剤供給装置よりも前記像担持体の回転方向下流側に配置されて当該像担持体上をクリーニングするクリーニングブレードと、を備えたことを特徴とするクリーニング装置。
- 請求項8に記載のクリーニング装置と、前記像担持体と、を備えたことを特徴とするプロセスカートリッジ。
- 請求項9に記載のプロセスカートリッジを備えたことを特徴とする画像形成装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2012045815A JP2013182126A (ja) | 2012-03-01 | 2012-03-01 | 潤滑剤供給装置、クリーニング装置、プロセスカートリッジ、及び画像形成装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2012045815A JP2013182126A (ja) | 2012-03-01 | 2012-03-01 | 潤滑剤供給装置、クリーニング装置、プロセスカートリッジ、及び画像形成装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2013182126A true JP2013182126A (ja) | 2013-09-12 |
Family
ID=49272803
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2012045815A Pending JP2013182126A (ja) | 2012-03-01 | 2012-03-01 | 潤滑剤供給装置、クリーニング装置、プロセスカートリッジ、及び画像形成装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2013182126A (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2017194616A (ja) * | 2016-04-22 | 2017-10-26 | 株式会社リコー | 画像形成装置 |
US20170336750A1 (en) * | 2016-05-23 | 2017-11-23 | Konica Minolta, Inc. | Image formation apparatus and method for controlling the same |
JP2018031801A (ja) * | 2016-08-22 | 2018-03-01 | コニカミノルタ株式会社 | 潤滑剤塗布装置及び画像形成装置 |
US20180101121A1 (en) * | 2016-10-06 | 2018-04-12 | Fuji Xerox Co., Ltd. | Image forming apparatus and lubricant application device |
-
2012
- 2012-03-01 JP JP2012045815A patent/JP2013182126A/ja active Pending
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2017194616A (ja) * | 2016-04-22 | 2017-10-26 | 株式会社リコー | 画像形成装置 |
US20170336750A1 (en) * | 2016-05-23 | 2017-11-23 | Konica Minolta, Inc. | Image formation apparatus and method for controlling the same |
US9897966B2 (en) * | 2016-05-23 | 2018-02-20 | Konica Minolta, Inc. | Image formation apparatus and method for controlling the same |
JP2018031801A (ja) * | 2016-08-22 | 2018-03-01 | コニカミノルタ株式会社 | 潤滑剤塗布装置及び画像形成装置 |
US20180101121A1 (en) * | 2016-10-06 | 2018-04-12 | Fuji Xerox Co., Ltd. | Image forming apparatus and lubricant application device |
JP2018060071A (ja) * | 2016-10-06 | 2018-04-12 | 富士ゼロックス株式会社 | 画像形成装置及び潤滑剤塗布装置 |
US10539916B2 (en) * | 2016-10-06 | 2020-01-21 | Fuji Xerox Co., Ltd. | Image forming apparatus and lubricant application device |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4756548B2 (ja) | 潤滑剤供給装置、クリーニング装置、プロセスカートリッジ、及び、画像形成装置 | |
JP5454905B2 (ja) | 画像形成装置 | |
JP5532395B2 (ja) | 潤滑剤供給装置、クリーニング装置、プロセスカートリッジ、及び、画像形成装置 | |
JP5610151B2 (ja) | クリーニング装置、プロセスカートリッジ、及び、画像形成装置 | |
JP2008129098A (ja) | 画像形成装置 | |
JP2013182126A (ja) | 潤滑剤供給装置、クリーニング装置、プロセスカートリッジ、及び画像形成装置 | |
JP2008032966A (ja) | 潤滑剤供給装置、クリーニング装置、プロセスカートリッジ、及び、画像形成装置 | |
JP5233576B2 (ja) | 潤滑剤供給装置、クリーニング装置、プロセスカートリッジ、及び、画像形成装置 | |
JP2007240894A (ja) | 潤滑剤供給装置、クリーニング装置、プロセスカートリッジ、及び、画像形成装置 | |
JP6107143B2 (ja) | 画像形成装置 | |
JP2008008925A (ja) | 潤滑剤供給装置、クリーニング装置、プロセスカートリッジ、及び、画像形成装置 | |
JP5100106B2 (ja) | 潤滑剤供給装置、プロセスカートリッジ、及び、画像形成装置 | |
JP4220804B2 (ja) | 画像形成装置 | |
JP2009276482A (ja) | 潤滑剤供給装置、クリーニング装置、プロセスカートリッジ、及び、画像形成装置 | |
JP2007147708A (ja) | クリーニング装置、プロセスカートリッジ及び画像形成装置 | |
JP2007132999A (ja) | クリーニング装置、プロセスカートリッジ及びクリーニング装置を備えた画像形成装置 | |
JP2009139604A (ja) | 潤滑剤供給装置、クリーニング装置、プロセスカートリッジ、及び、画像形成装置 | |
JP2016038424A (ja) | 画像形成装置、及び、プロセスカートリッジ | |
JP5803078B2 (ja) | 画像形成装置 | |
JP3769526B2 (ja) | 画像形成装置及びプロセスカートリッジ | |
JP4220764B2 (ja) | 画像形成装置及びプロセスカートリッジ | |
JP2011237601A (ja) | 潤滑剤供給装置、クリーニング装置、プロセスカートリッジ、転写装置、及び、画像形成装置 | |
JP2012058749A (ja) | 潤滑剤供給装置、クリーニング装置、プロセスカートリッジ、及び、画像形成装置 | |
JP6919832B2 (ja) | 画像形成装置、及び、プロセスカートリッジ | |
JP2011100044A (ja) | クリーニング装置、プロセスカートリッジ、及び、画像形成装置 |