JP5233464B2 - 画像形成装置 - Google Patents

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本発明は、複写機,プリンタ,ファクシミリ及びこれらの複合機などの画像形成装置に係り、帯電装置によって帯電された像保持部材の表面に潜像形成装置により画像情報に応じた露光を行って静電潜像を形成した後、この静電潜像部分に現像装置からトナーを供給して像保持部材の表面にトナー像を形成し、このように形成されたトナー像を像保持部材から転写媒体に転写させた後、この像保持部材の表面にクリーニング部材を圧接させて、像保持部材の表面に残留するトナーを除去するようにした画像形成装置において、像保持部材の表面に潤滑剤を適切に供給させて、良好な画像形成が安定して行えるようにした点に特徴を有するものである。
複写機,プリンタ,ファクシミリ及びこれらの複合機などの画像形成装置においては、帯電装置によって帯電された像保持部材の表面に潜像形成装置により画像情報に応じた露光を行って静電潜像を形成した後、この静電潜像部分に現像装置からトナーを供給して像保持部材の表面にトナー像を形成し、このように形成されたトナー像を像保持部材から転写媒体に転写させた後、この像保持部材の表面にクリーニングブレード等のクリーニング部材を圧接させて、この像保持部材の表面に残留しているトナーを除去することが行われている。
ここで、上記のようにトナー像を転写させた後における像保持部材の表面にクリーニング部材を圧接させて、この像保持部材の表面に残留しているトナーを除去する作業を長く続けると、クリーニング部材が摩耗してクリーニング性能が低下したり、また像保持部材の表面が摩耗して、像保持部材の寿命が短くなったりする等の問題があった。特に、近年においては、高画質の画像形成を行うために、小粒径や球形化されたトナーが用いられるようになり、このようなトナーを使用した場合、トナーがクリーニング部材をすり抜けやすくなり、クリーニング不良が発生して、形成される画像に筋状のノイズが発生するという問題があった。
このため、従来においては、現像装置におけるトナーに潤滑剤を外添させ、現像装置からトナーを供給して像保持部材の表面にトナー像を形成する際に、このように外添された潤滑剤を像保持部材の表面に供給させて、このように供給された潤滑剤を上記のクリーニング部材により像保持部材の表面に塗布させて、像保持部材の表面における摩擦抵抗を低減させて、クリーニング部材や像保持部材が摩耗するのを防止すると共に、クリーニング部材におけるクリーニング性能を向上させて、形成される画像に筋状のノイズが発生するのを防止することが行われている。
しかし、このようにトナーに潤滑剤を外添させた場合、一般に、この潤滑剤がトナーとの接触によってトナーと逆極性に帯電され、上記のように現像装置からトナーを供給して像保持部材の表面にトナー像を形成する際に、外添された潤滑剤はトナーが供給されない非画像部に供給されるようになり、特定の画像を連続して形成する場合、像保持部材の非画像部にだけ潤滑剤が供給されて、画像部には潤滑剤が殆ど供給されず、画像部における摩擦抵抗が高くなるという問題があった。
また、従来においては、特許文献1,2等に示されるように、トナー像を転写媒体に転写させた後の像保持部材の表面に潤滑剤供給手段から潤滑剤を供給し、このように供給された潤滑剤を上記のクリーニング部材によって像保持部材の表面に塗布させるようにしたものや、特許文献3,4等に示されるように、現像装置におけるトナーに第1潤滑剤を外添させると共に、トナー像を転写媒体に転写させた後の像保持部材の表面に潤滑剤供給手段から第2潤滑剤を供給し、このように像保持部材の表面に供給された潤滑剤を上記のクリーニング部材によって像保持部材の表面に塗布させるようにしたものが提案されている。
ここで、上記のようにトナー像を転写媒体に転写させた後の像保持部材の表面に潤滑剤供給手段から潤滑剤を供給するにあたり、上記の特許文献1〜4に示されるものにおいては、固形潤滑剤からブラシローラによって潤滑剤を掻き取り、トナー像を転写させた後の像保持部材の表面にこのブラシローラを接触させて、掻き取った潤滑剤を像保持部材の表面に付与した後、この像保持部材の表面にクリーニング部材を圧接させて像保持部材の表面に供給された潤滑剤を像保持部材の表面に塗布させるようにしている。
しかし、このようにクリーニング部材によって像保持部材の表面に残留しているトナーを除去する前に、像保持部材の表面にブラシローラを接触させて潤滑剤を付与するようにした場合、このブラシローラに像保持部材の表面に残留しているトナーが付着して次第に蓄積し、これによりブラシローラにおける固形潤滑剤から潤滑剤を掻き取る能力が次第に低下して、像保持部材の表面に潤滑剤を適切に付与することができなくなるという問題があった。
特開2003−57996号公報 特開2006−259661号公報 特開2003−149995号公報 特開2003−316201号公報
本発明は、帯電装置によって帯電された像保持部材の表面に潜像形成装置により画像情報に応じた露光を行って静電潜像を形成した後、この静電潜像部分に現像装置からトナーを供給して像保持部材の表面にトナー像を形成し、このように形成されたトナー像を像保持部材から転写媒体に転写させた後、この像保持部材の表面にクリーニング部材を圧接させて、像保持部材の表面に残留するトナーを除去するようにした画像形成装置における上記のような様々な問題を解決することを課題とするものである。
すなわち、本発明は上記のような画像形成装置において、上記の現像装置におけるトナーに第1潤滑剤を外添させると共に、トナー像を転写媒体に転写させた後の像保持部材の表面にブラシローラ等の回転供給部材を用いた第2潤滑剤供給手段から第2潤滑剤を供給するにあたり、ブラシローラ等の回転供給部材に像保持部材の表面に残留しているトナーが付着して蓄積するのを防止し、像保持部材の表面に潤滑剤が安定して適切に供給されて、良好な画像形成が安定して行えるようにすることを課題とするものである。
本発明においては、上記のような課題を解決するため、トナー像を保持して移動する像保持部材と、この像保持部材の表面を帯電させる帯電装置と、帯電された像保持部材の表面に画像情報に応じた露光を行って静電潜像を形成する潜像形成装置と、トナーと第1潤滑剤とを含む現像剤を現像ローラにより静電潜像が形成された像保持部材に導いて像保持部材の表面にトナー像を形成すると共に上記の第1潤滑剤を供給する現像装置と、像保持部材に形成されたトナー像を転写媒体に転写させる転写装置と、固形潤滑剤から回転供給部材によって掻き取った第2潤滑剤をトナー像が転写された後の像保持部材の表面に供給する第2潤滑剤供給手段と、トナー像が転写された後の像保持部材の表面に残留するトナーを除去するクリーニング部材を備えた画像形成装置において、上記の現像ローラから像保持部材の表面に供給される第1潤滑剤の帯電極性と、上記の回転供給部材から像保持部材の表面に供給される第2潤滑剤及び上記のトナーの帯電極性が逆極性になるようにし、上記の回転供給部材にバイアス電源から上記の第2潤滑剤を像保持部材の表面に供給するバイアス電圧を印加させると共に、このバイアス電圧の電位を、潜像形成装置による露光により電位が低下した静電潜像部分の電位と現像バイアス電源から現像ローラに印加させる現像バイアス電圧の電位との間にした
ここで、上記の画像形成装置においては、上記のトナーと像保持部材との帯電極性を同極性にし、上記の現像ローラに現像バイアス電源から現像バイアス電圧を印加させて、トナーを上記の潜像形成装置による露光によって電位が低下した静電潜像の部分に供給させるようにすることができる。
また、上記の画像形成装置においては、上記のようにトナーと一緒に像保持部材の表面に供給される第1潤滑剤がトナーとの接触によって、前記のようにトナーと逆極性に帯電されるようになる。
そして、上記の画像形成装置においては、上記の固形潤滑剤から回転供給部材によって掻き取った第2潤滑剤をトナー像が転写された後の像保持部材の表面に供給するにあたり、この第2潤滑剤が回転供給部材から像保持部材の表面に適切に供給さるようにするため、この回転供給部材にバイアス電源から第2潤滑剤を像保持部材の表面に供給する方向のバイアス電圧を、すなわち第2潤滑剤やトナーの帯電極性と同極性のバイアス電圧を印加させるようにしている
また、上記の画像形成装置において、上記のバイアス電源から回転供給部材に上記の第2潤滑剤を像保持部材の表面に供給するバイアス電圧を印加させるにあたって、印加させるバイアス電圧の電位を、上記のように潜像形成装置による露光により電位が低下した静電潜像部分の電位と現像バイアス電源から現像ローラに印加させる現像バイアス電圧の電位との間にしている
また、上記の画像形成装置において、上記の第1潤滑剤や第2潤滑剤として、その摩擦帯電系列が、トナーと回転供給部材との摩擦帯電系列の間にあるものを用いるようにすると、第1潤滑剤と第2潤滑剤とに同じステアリン酸亜鉛を用いた場合においても、上記のように第1潤滑剤と第2潤滑剤との帯電極性を逆極性にすることができる。例えば、第1潤滑剤と第2潤滑剤とに同じステアリン酸亜鉛を用いた場合において、ポリスチレン等の摩擦帯電系列がステアリン酸亜鉛よりもマイナス側にある負帯電性のトナーを用いると共に、ナイロン等の摩擦帯電系列がステアリン酸亜鉛よりもプラス側にある回転供給部材を用いた場合、第1潤滑剤がトナーとの接触によってプラスに帯電される一方、第2潤滑剤が回転供給部材との接触によってマイナスに帯電されるようになり、同じステアリン酸亜鉛を用いた場合においても、第1潤滑剤と第2潤滑剤とが逆極性に帯電されるようになる。
また、上記の画像形成装置においては、上記のクリーニング部材を上記の第2潤滑剤供給手段よりも像保持部材の移動方向下流側の位置に設け、このクリーニング部材により、転写された後の像保持部材の表面に残留するトナーが除去されると共に像保持部材の表面に供給された第1潤滑剤及び第2潤滑剤を像保持部材の表面に塗布させるようにすることができる。
本発明の画像形成装置においては、上記のように現像ローラから像保持部材の表面に供給される第1潤滑剤と、回転供給部材から像保持部材の表面に供給される第2潤滑剤との帯電極性が逆極性になるようにしたため、現像ローラから第1潤滑剤が供給されない像保持部材の表面に対しては、上記の回転供給部材から第2潤滑剤が供給されるようになり、像保持部材の表面全体に対して潤滑剤が適切に供給され、このように供給された潤滑剤が上記のクリーニング部材により像保持部材の表面全体に適切に塗布されるようになる。
この結果、本発明の画像形成装置においては、上記のように像保持部材の表面全体に適切に塗布された潤滑剤により、像保持部材表面の摩擦抵抗が適切に軽減され、クリーニング部材や像保持部材の摩耗が抑制されると共に、クリーニング部材におけるクリーニング性能が向上して、形成される画像に筋状のノイズが発生するのも防止され、良好な画像形成が安定して行えるようになる。
また、本発明の画像形成装置においては、上記の回転供給部材にバイアス電源から上記の第2潤滑剤を像保持部材の表面に供給する方向のバイアス電圧を、すなわち上記の第1潤滑剤と逆極性に帯電される第2潤滑剤やトナーの帯電極性と同極性のバイアス電圧を印加させるようにしたため、第1潤滑剤が供給されてない像保持部材の表面に対して第2潤滑剤が適切に供給されるようになると共に、転写後の像保持部材の表面に残留しているトナーが上記の回転供給部材に付着するのが防止され、回転供給部材における固形潤滑剤から第2潤滑剤を掻き取る能力が次第に低下するということもなく、回転供給部材により第2潤滑剤が像保持部材の表面に長期にわたって安定して供給され、良好な画像形成がより長期にわたって安定して行えるようになる。
特に、上記のバイアス電源から回転供給部材に印加させるバイアス電圧の電位が、潜像形成装置による露光により電位が低下した静電潜像部分の電位と現像バイアス電源から現像ローラに印加させる現像バイアス電圧の電位との間になるようにしたため、上記の第2潤滑剤が、トナー像が転写された後の第1潤滑剤が供給されていない像保持部材の画像部に選択的に供給されるようになり、固形潤滑剤から掻き取られた第2潤滑剤が無駄に消費されるのが抑制されると共に、この回転供給部材と像保持部材との間でリークが発生したりするのも防止される。
次に、この発明の実施形態に係る画像形成装置を添付図面に基づいて具体的に説明する。なお、本発明に係る画像形成装置は、下記の実施形態に示したものに限定されず、その要旨を変更しない範囲において適宜変更して実施できるものである。
この実施形態に係る画像形成装置においては、黄色,マゼンタ色,シアン色,黒色の異なった色彩の負帯電性のトナーと各トナーよりも摩擦帯電系列がプラス側にある第1潤滑剤とを含む現像剤を収容させた4つの現像装置11を設け、各現像装置11に対応させて、像保持部材としてドラム状になった4つの感光体10を設けている。ここで、上記の負帯電性のトナーにポリスチレン系樹脂を使用した場合、上記の第1潤滑剤には、ポリスチレン系樹脂よりも摩擦帯電系列がプラス側にあるステアリン酸亜鉛、ステアリン酸マグネシウム、ステアリン酸リチウム等の脂肪酸金属塩を用いることができる。
そして、この画像形成装置においては、上記の各感光体10を回転させて、各感光体10の表面をそれぞれ帯電装置12によってマイナスの所定電位に帯電させ、このように帯電された各感光体10に対して、それぞれ潜像形成装置13により画像データに従った露光を行い、各感光体10の表面にそれぞれマイナスの電位が低下した静電潜像を形成する。
そして、このように静電潜像が形成された各感光体10に対して、それぞれ対応する各現像装置11に設けられた現像ローラ11aにより各色彩のトナーと上記の第1潤滑剤とを含む現像剤を各感光体10と対向する位置に導くと共に、各現像ローラ11aに対して、図2に示すように、現像バイアス電源11bからマイナスの現像バイアス電圧を印加させて、負に帯電されたトナーをマイナスの電位が低下した静電潜像の部分に供給して反転現像を行い、各感光体10の表面にそれぞれの色彩のトナー像を形成する。この場合、トナーとの接触によってプラスに帯電された第1潤滑剤は、主としてトナー像が形成されていない感光体10の非画像部に供給されるようになる。
次いで、上記の各感光体10に形成されたそれぞれの色彩のトナー像を、ローラ14に架け渡されて駆動される無端ベルト状になった中間転写体15にそれぞれローラ状になった一次転写装置16により順々に一次転写させて、この中間転写体15の上にフルカラーのトナー像を形成する。なお、このように感光体10に形成されたトナー像を、一次転写装置16によって中間転写体15に転写させる場合、感光体10の表面におけるマイナスに帯電されたトナーを中間転写体15に引き付けるように、上記の一次転写装置16にトナーと逆極性のプラスの電圧を作用させるため、トナー像が形成されていない感光体10の非画像部に供給されたプラスに帯電された第1潤滑剤は中間転写体15に転写されずに、感光体10の非画像部に残った状態になる。
そして、このように中間転写体15の上に形成されたフルカラーのトナー像を、この中間転写体15によりローラ状になった二次転写装置17と対向する位置に導くと共に、この画像形成装置の下部に収容されたシート状の記録媒体Sを、送りローラ18により中間転写体15と二次転写装置17との間に導き、上記の二次転写装置17により中間転写体15の上に形成されたフルカラーのトナー像をこの記録媒体Sに二次転写させる。
その後、フルカラーのトナー像が転写された記録媒体Sを定着装置19に導いて、転写されたフルカラーのトナー像を記録媒体Sに定着させた後、このようにフルカラーのトナー像が定着された記録媒体Sを排紙させる一方、記録媒体Sに転写されずに上記の中間転写体15に残ったトナーを、第2クリーニング装置20に設けられた第2クリーニング部材21によって中間転写体15から除去させる。
また、この画像形成装置においては、上記のように中間転写体15にトナー像を転写させた後の各感光体10の表面に、第2潤滑剤供給手段30における回転供給部材31によって固形潤滑剤32から第2潤滑剤を掻き取って供給するにあたり、図2に示すように、回転供給部材31として、感光体10の表面に接触して回転するブラシローラ31を用い、このブラシローラ31に対して、固形潤滑剤32をバネからなる押圧部材33によって押圧させ、このブラシローラ31を回転させて固形潤滑剤32から第2潤滑剤を掻き取るようにしている。なお、この実施形態においては、上記の回転供給部材31にブラシローラ31を用いるようにしたが、このブラシローラ31に代えて発泡ローラやソリッドローラなどを用いることも可能である。
ここで、上記の固形潤滑剤32における第2潤滑剤に、例えば、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸マグネシウム、ステアリン酸リチウム等の脂肪酸金属塩を用いた場合には、上記のブラシローラ31のブラシに、例えば、この第2潤滑剤よりも摩擦帯電系列がプラス側にあるナイロン、レーヨン、アクリル等の合成繊維で構成された導電性ブラシを用いるようにする。このようにすると、このブラシローラ31によって掻き取られた第2潤滑剤が、ブラシローラ31との接触によりマイナスに帯電されるようになる。
そして、この画像形成装置においては、上記のブラシローラ31に対して、バイアス電源34から第2潤滑剤及びトナーの帯電極性と同極性のマイナスのバイアス電圧を印加させるようにする。
このように、ブラシローラ31に対して第2潤滑剤及びトナーの帯電極性と同極性のマイナスのバイアス電圧を印加させると、ブラシローラ31によって掻き取られてマイナスに帯電された第2潤滑剤が、第1潤滑剤が供給されてない感光体10の画像部に適切に供給されるようになると共に、転写後の感光体10の表面に残留しているトナーが上記のブラシローラ31に付着するのが防止されるようになる。この結果、固形潤滑剤32からブラシローラ31によって第2潤滑剤を掻き取る能力が低下するのが防止され、ブラシローラ31から第2潤滑剤が感光体10の表面に長期にわたって安定して供給されるようになる。
特に、上記のバイアス電源34からブラシローラ31に印加させるバイアス電圧の電位を、潜像形成装置13による露光により電位が低下した静電潜像部分の電位と現像バイアス電源11bから現像ローラ11aに印加させる現像バイアス電圧の電位との間にすると、上記の第2潤滑剤が、第1潤滑剤が供給されてない感光体10の画像部に選択的に供給されるようになる。このため、固形潤滑剤32から掻き取られた第2潤滑剤が無駄に消費されるのが抑制されると共に、このブラシローラ31と感光体10の画像部との間の電位差が大きくなってリークが発生するということもない。
例えば、図3に示すように、帯電装置12によって感光体10の表面を−600Vに帯電させ、このように帯電された感光体10に対して、潜像形成装置13により画像データに従った露光を行い、静電潜像が形成された画像部の感光体10の表面が−100Vになった場合において、上記の現像ローラ11aに対して、現像バイアス電源11bから−500Vの現像バイアス電圧を印加させて反転現像を行った場合、プラスに帯電された第1潤滑剤x1は静電潜像が形成されていない感光体10の非画像部に供給されるようになる。
そして、上記の感光体10の表面に形成されたトナー像を中間転写体15に転写させた後、上記のバイアス電源34からブラシローラ31に対して、現像バイアス電圧と画像部における感光体10の表面電位との間にある−300Vのブラシバイアス電圧を印加させると、ブラシローラ31によって掻き取られてマイナスに帯電された第2潤滑剤x2が、第1潤滑剤x1が供給されてない感光体10の画像部に選択的に供給されるようになる。
なお、上記のようにバイアス電源34からブラシローラ31に対して、現像バイアス電圧と画像部における感光体10の表面電位との間にある−300Vのブラシバイアス電圧を印加させると、感光体10の非画像部に供給されたプラスに帯電された第1潤滑剤x1がブラシローラ31に引き付けられるようになるが、この第1潤滑剤x1は感光体10の表面に形成されたトナー像を中間転写体15に転写させる際の圧力によって感光体10の表面に強く付着されているため、この第1潤滑剤x1がブラシローラ31に回収されるのが防止される。
そして、上記のようにして各感光体10の表面にそれぞれ第2潤滑剤供給手段30により第2潤滑剤を供給した後は、各感光体10の表面にそれぞれクリーニング部材40を圧接させて、各感光体10の表面に残留しているトナーを除去させると共に、各感光体10の表面に供給された第1潤滑剤及び第2潤滑剤を各感光体10の表面全面に均一に塗布させる。
この結果、この実施形態の画像形成装置においては、感光体10の表面に残留しているトナーがブラシローラ31に付着して次第に蓄積されるということがなく、感光体10の表面全面に潤滑剤が安定して供給され、この潤滑剤が感光体10の表面全面に均一に塗布されて、良好な画像形成が長期にわたって安定して行えるようになる。
本発明の一実施形態に係る画像形成装置を示した概略説明図である。 同実施形態の画像形成装置において、トナー像を中間転写体に転写させた後の感光体の表面に第2潤滑剤供給手段によって第2潤滑剤を供給した後、この感光体の表面にクリーニング部材を圧接させて感光体の表面に残留するトナーを除去すると共に、感光体の表面に供給された第1潤滑剤及び第2潤滑剤を感光体の表面に塗布させる状態を示した部分概略説明図である。 同実施形態の画像形成装置において、ブラシローラに印加させるバイアス電圧の電位を、潜像形成装置による露光により電位が低下した静電潜像部分の電位と現像ローラに印加させる現像バイアス電圧の電位との間にした場合に、第1潤滑剤が感光体の非画像部に、第2潤滑剤が感光体の画像部に供給されることを示した説明図である。
符号の説明
10 感光体(像保持部材)
11 現像装置
11a 現像ローラ
11b 現像バイアス電源
12 帯電装置
13 潜像形成装置
14 ローラ
15 中間転写体
16 一次転写装置
17 二次転写装置
18 送りローラ
19 定着装置
20 第2クリーニング装置
21 第2クリーニング部材
30 第2潤滑剤供給手段
31 ブラシローラ
32 固形潤滑剤
33 押圧部材
34 バイアス電源
40 クリーニング部材
S 記録媒体
x1 第1潤滑剤
x2 第2潤滑剤

Claims (5)

  1. トナー像を保持して移動する像保持部材と、この像保持部材の表面を帯電させる帯電装置と、帯電された像保持部材の表面に画像情報に応じた露光を行って静電潜像を形成する潜像形成装置と、トナーと第1潤滑剤とを含む現像剤を現像ローラにより静電潜像が形成された像保持部材に導いて像保持部材の表面にトナー像を形成すると共に上記の第1潤滑剤を供給する現像装置と、像保持部材に形成されたトナー像を転写媒体に転写させる転写装置と、固形潤滑剤から回転供給部材によって掻き取った第2潤滑剤をトナー像が転写された後の像保持部材の表面に供給する第2潤滑剤供給手段と、トナー像が転写された後の像保持部材の表面に残留するトナーを除去するクリーニング部材を備えた画像形成装置において、上記の現像ローラから像保持部材の表面に供給される第1潤滑剤の帯電極性と、上記の回転供給部材から像保持部材の表面に供給される第2潤滑剤及び上記のトナーの帯電極性が逆極性であり、上記の回転供給部材にバイアス電源から上記の第2潤滑剤を像保持部材の表面に供給するバイアス電圧を印加させると共に、このバイアス電圧の電位を、潜像形成装置による露光により電位が低下した静電潜像部分の電位と現像バイアス電源から現像ローラに印加させる現像バイアス電圧の電位との間にしたことを特徴とする画像形成装置。
  2. 請求項1に記載の画像形成装置において、上記のトナーと像保持部材表面との帯電極性が同極性であり、上記の現像ローラに現像バイアス電源から現像バイアス電圧が印加されて、トナーが上記の潜像形成装置による露光によって電位が低下した静電潜像の部分に供給されることを特徴とする画像形成装置。
  3. 請求項1又は請求項2に記載の画像形成装置において、上記の第1潤滑剤と第2潤滑剤の摩擦帯電系列が、何れもトナーと上記の回転供給部材との摩擦帯電系列の間にあることを特徴とする画像形成装置。
  4. 請求項1〜請求項3の何れか1項に記載の画像形成装置において、上記の第1潤滑剤と第2潤滑剤とがステアリン酸亜鉛で構成されていることを特徴とする画像形成装置。
  5. 請求項1〜請求項4の何れか1項に記載の画像形成装置において、上記のクリーニング部材が、上記の第2潤滑剤供給手段よりも像保持部材の移動方向下流側の位置に設けられ、このクリーニング部材により、転写された後の像保持部材の表面に残留するトナーが除去されると共に、像保持部材の表面に供給された第1潤滑剤及び第2潤滑剤が像保持部材の表面に塗布されることを特徴とする画像形成装置。
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