JP6245232B2 - 画像形成装置、画像形成システムおよび滑剤量調整方法 - Google Patents
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Description
脂肪酸金属塩である滑剤が添加されたトナーが供給され、表面に前記滑剤の被膜が形成される回転可能な像担持体と、
前記像担持体に当接し、前記像担持体上に残留するトナーを除去する第1クリーニング部と、
前記像担持体の回転方向において前記第1クリーニング部の下流側に設けられ、前記像担持体に当接し、前記第1クリーニング部に除去されずに前記像担持体上に残留するトナーを除去する第2クリーニング部と、
前記トナーの消費量に関するトナー消費情報に基づいて、前記第1クリーニング部における除去性能を変更する制御を行う制御部と、
を備え、
前記第2クリーニング部が除去するトナーの量が多くなると、前記像担持体上に被覆される滑剤量が減少する。
画像形成装置を含む複数のユニットで構成され、
脂肪酸金属塩である滑剤が添加されたトナーが供給され、表面に前記滑剤の被膜が形成される回転可能な像担持体と、
前記像担持体に当接し、前記像担持体上に残留するトナーを除去する第1クリーニング部と、
前記像担持体の回転方向において前記第1クリーニング部の下流側に設けられ、前記像担持体に当接し、前記第1クリーニング部に除去されずに前記像担持体上に残留するトナーを除去する第2クリーニング部と、
前記トナーの消費量に関するトナー消費情報に基づいて、前記第1クリーニング部における除去性能を変更する制御を行う制御部と、
を備え、
前記第2クリーニング部が除去するトナーの量が多くなると、前記像担持体上に被覆される滑剤量が減少する。
回転する像担持体に脂肪酸金属塩である滑剤を添加したトナーを供給し、前記像担持体の表面に前記滑剤の被膜を形成し、
前記像担持体に第1クリーニング部を当接させることにより、前記像担持体上に残留するトナーを除去し、
前記像担持体の回転方向において前記第1クリーニング部の下流側で、前記像担持体に第2クリーニング部を当接させることにより、前記第1クリーニング部に除去されずに前記像担持体上に残留するトナーを除去し、
前記トナーの消費量に関するトナー消費情報に基づいて、前記第1クリーニング部における除去性能を変更し、
前記第2クリーニング部が除去するトナーの量が多くなると、前記像担持体上に被覆される滑剤量が減少する。
図3に示すように、トナー除去部416は、スコロトロンチャージャー(本発明の「帯電量調整部」に対応)417、クリーニングブラシ418、フリッカーローラー419、およびスクレーパー420等を有する。
以下、評価実験の結果について説明する。実施例1〜3、比較例1,2に係る画像形成装置としては、図1,2の構成を有する画像形成装置を用いた。そして、感光体ドラム、現像装置、中間転写ユニット(転写装置)、クリーニングブレード、クリーニングブラシ、トナー等を下記のように設定した。
(1)感光体ドラム
感光体ドラムとしては、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25[μm]の感光層が形成されたドラム状の有機感光体を用いた。感光体ドラムを400[mm/秒]の周速度で回転させた。
(2)現像装置
現像装置としては、回転速度600[mm/分]で回転駆動される現像スリーブを備え、この現像スリーブに感光体ドラムの表面電位と同極性の現像バイアスが印加され、二成分現像剤によって反転現像が行われるものを用いた。
(3)中間転写ユニット
中間転ベルトとして、導電性を付与したポリイミド樹脂からなる無端状のベルトを用いた。また、当該ベルトを介して感光体ドラムに圧接し、トナーの帯電極性とは逆極性の一次転写バイアスが印加される一次転写ローラーを設けた。
(4)クリーニングブレード
クリーニングブレードとしては、ウレタンゴムよりなる反発弾性率が50[%](25[℃])、JIS A硬度が70[°]、厚さが2.00[mm]、自由長が10[mm]、幅が324[mm]のものを用いた。そして、クリーニングブレードを感光体ドラムに当接させた。そして、当接時における感光体ドラムに対する当接荷重が20[N/m]となり、当接角が15[°]となるように設定した。
(5)クリーニングブラシ
クリーニングブラシとしては、導電性ナイロン繊維(抵抗108[Ω]、太さ20[μm]、繊維密度3.0×108[本/m2])で、ブラシの毛の長さが3[mm]で、ローラー径がφ14[mm]の導電性ファーブラシを用いた。クリーニングブラシの回転方向は、感光体ドラムに対して同方向(ウィズ)とした。また、クリーニングブラシを回転させる駆動モーターに供給される駆動電流を制御することにより、感光体ドラムに対するクリーニングブラシの相対移動速度(線速度比)θが1.1〜1.75までの範囲で変更できるようにした。
(6)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6.5[μm]のトナー粒子よりなり、負帯電性を有するものである。そのトナー粒子に滑剤としてステアリン酸亜鉛を0.2重量部添加したものをトナーとして使用した。
クリーニングブレードに供給されるトナーの供給量が、感光体ドラム上に被膜される滑剤量にどのように影響するかについて、上記の画像形成装置を用いて実験した。
クリーニングブレードに供給されるトナーの量を0[g/m2]〜0.6[g/m2]で変え、感光体ドラムを30回転させた後、感光体ドラム上に被膜される滑剤量を、フーリエ変換赤外分光光度計(FT−IR)を用いて測定した。
図6は、クリーニングブレードに供給されるトナーの供給量と感光体ドラム上に被膜される滑剤量との関係を示す図である。図6に示すように、感光体ドラム上に被膜される滑剤量は、クリーニングブレードに供給されるトナーの供給量によって異なり、供給量が0.1[g/m2]、0.2[g/m2]、0.6[g/m2]と多くなるにつれて滑剤量が減少した。
実施例1では、クリーニングブレードおよびクリーニングブラシの構成とした。また、相対移動速度θは、低印字率2[%]のとき1.75とし、中印字率20[%]のとき1.4とし、高印字率40[%]のとき1.1とした。
実施例1において、感光体ドラム上の滑剤量は、図7に示すように、低印字率2[%]のとき約0.55であり、高印字率40[%]のとき約0.7であった。これにより、低印字率のときの滑剤量と高印字率のときの滑剤量との差は約0.15であることがわかった。このことから、実施例1における低印字率のときの滑剤量と高印字率のときの差が、比較例1,2(後述する)における低印字率のときの滑剤量と高印字率のときの滑剤量の差に比較して小さく、感光体ドラム上の滑剤量が適正な範囲に維持されていることがわかった。
[比較例1]
比較例1では、その構成からクリーニングブラシを外し、クリーニングブレードのみの構成とした。比較例1において、滑剤量は低印字率2[%]のとき約0.4であり、高印字率40[%]のとき約0.6であった。これにより、低印字率のときの滑剤量と高印字率のときの滑剤量との差が約0.2であることがわかった。
[比較例2]
比較例2においては、クリーニングブレードおよびクリーニングブラシの構成とした。また、相対移動速度θは印字率に関係なく1.4の一定とした。比較例2において、滑剤量は低印字率2[%]のとき約0.5であり、高印字率40[%]のとき約0.9であった。これにより、低印字率のときの滑剤量と高印字率のときの滑剤量との差が約0.4であることがわかった。
表2に、実施例1〜3および比較例1,2のそれぞれについて、トナーのすり抜けの発生状況および粒状ムラの発生状況を示す。
実施例1においては、クリーニングブレードおよびクリーニングブラシの構成とした。また、相対移動速度θは印字率が1[%]のとき、1.77とし、印字率が5[%]のとき、1.7とし、印字率が10[%]のとき、1.6とした。
実施例1では、印字率が1[%]のとき、相対移動速度θを1.77としたことで、2000枚連続印刷時に粒状ムラが発生しなかった。これは、印字率が1[%]のとき、相対移動速度θを一定の1.4としたことで、粒状ムラが発生した比較例2と異なる。印字率が1[%]のとき、相対移動速度θを1.77とすることで、クリーニングブラシが感光体ドラム上の多くのトナーを除去し、クリーニングブレードに到達(供給)されるトナーの供給量が減少する。これにより、感光体ドラム上に被膜される滑剤を削りとる作用が小さくなり、滑剤量が適正な範囲に維持され、粒状ムラの発生を防止することができた。
実施例2においては、クリーニングブレードおよびクリーニングブラシの構成とした。また、相対移動速度θは印字率に関係なく1.4の一定とした。さらに、クリーニングブラシにバイアス電圧(プラス200[V])を印加した。さらに、フリッカーローラーにバイアス電圧(プラス400[V])を印加した。
実施例2では、連続印刷枚数が10枚〜2000枚のとき、印字率が1[%]〜10[%]までの間で品質問題は生じなかった。クリーニングブラシにバイアス電圧(プラス200[V])を印加することで、クリーニングブラシによりトナーが掻き落とされやすくなる。このため、クリーニングブレードに到達するトナー量が減少する。これにより、感光体ドラム上に被膜される滑剤を削りとる作用が小さくなり、滑剤量が適正な範囲に維持され、粒状ムラの発生を防止することができる。
実施例3においては、クリーニングブレードおよびクリーニングブラシの構成とした。また、相対移動速度θは印字率に関係なく1.4の一定とした。さらに、スコロトロン電極を有するスコロトロンチャージャーを設け、スコロトロン電極にDCプラス500[V]を印加した。
実施例3では、連続印刷枚数が10枚〜2000枚のとき、印字率が1[%]〜10[%]までの間で品質問題は生じなかった。スコロトロン電極にDCプラス500[V]を印加することで、感光体ドラム上のトナーにその帯電極性(マイナス極性)と逆極性(プラス)の電荷が付加され、トナーの帯電電荷が下がることでクリーニングブラシが感光体ドラム上のトナーを掻き取りやすくなる。このため、クリーニングブレードに到達するトナー量が減少する。これにより、感光体ドラム上に被膜される滑剤を削りとる作用が小さくなり、滑剤量が適正な範囲に維持され、粒状ムラの発生を防止することができる。
比較例1では、その構成からクリーニングブラシを外し、クリーニングブレードのみの構成とした。連続印刷枚数が10枚のとき、印字率1[%]〜10[%]までの間で品質問題は生じなかったが、連続印刷枚数が500枚のとき、印字率1[%]で粒状ムラが発生した。また、連続印刷枚数が2000枚のとき、印字率1[%]で粒状ムラおよびCL不良が発生し、印字率5[%]、10[%]で粒状ムラが発生した。
比較例2においては、クリーニングブレードおよびクリーニングブラシの構成とした。また、相対移動速度θは印字率に関係なく1.4の一定とした。連続印刷枚数が10枚および500枚のとき、印字率が1[%]〜10[%]までの間で品質問題は生じなかったが、連続印刷枚数が2000枚のとき、印字率が1[%]で粒状ムラが発生した。
10 画像読取部
20 操作表示部
21 表示部
22 操作部
30 画像処理部
40 画像形成部
50 用紙搬送部
60 定着部
71 通信部
72 記憶部
100 制御部
101 CPU
102 ROM
413 感光体ドラム
415A クリーニングブレード
416 トナー除去部
417 スコロトロンチャージャー
418 クリーニングブラシ
418B 電圧印加部
Claims (13)
- 脂肪酸金属塩である滑剤が添加されたトナーが供給され、表面に前記滑剤の被膜が形成される回転可能な像担持体と、
前記像担持体に当接し、前記像担持体上に残留するトナーを除去する第1クリーニング部と、
前記像担持体の回転方向において前記第1クリーニング部の下流側に設けられ、前記像担持体に当接し、前記第1クリーニング部に除去されずに前記像担持体上に残留するトナーを除去する第2クリーニング部と、
前記トナーの消費量に関するトナー消費情報に基づいて、前記第1クリーニング部における除去性能を変更する制御を行う制御部と、
を備え、
前記第2クリーニング部が除去するトナーの量が多くなると、前記像担持体上に被覆される滑剤量が減少する、
画像形成装置。 - 前記制御部は、前記トナーの消費量が少ない場合における前記第1クリーニング部の除去性能が、前記トナーの消費量が多い場合における前記第1クリーニング部の除去性能より高くなるように制御を行う、
請求項1に記載の画像形成装置。 - 前記トナー消費情報は、画像形成対象の入力画像の印字率であり、
前記制御部は、前記印字率が低い場合における前記第1クリーニング部の除去性能が、前記印字率が高い場合における前記第1クリーニング部の除去性能より高くなるように制御を行う、
請求項1に記載の画像形成装置。 - 前記印字率は、所定の印刷枚数あたりの平均印字率である請求項3に記載の画像形成装置。
- 前記制御部は、前記像担持体に対する前記第1クリーニング部の相対移動速度を変更することによって、前記第1クリーニング部における除去性能を変更する制御を行う、
請求項1〜4のいずれか一項に記載の画像形成装置。 - 前記第1クリーニング部に電圧を印加する電圧印加部を備え、
前記制御部は、前記電圧を変更することによって、前記第1クリーニング部における除去性能を変更する制御を行う、
請求項1〜5のいずれか一項に記載の画像形成装置。 - 前記像担持体の回転方向において前記第1クリーニング部の上流側に設けられ、前記像担持体上に残留するトナーを帯電させる帯電量調整部をさらに備え、
前記制御部は、前記トナーの帯電量を変更させることによって、前記第1クリーニング部における除去性能を変更する制御を行う、
請求項1〜6のいずれか1項に記載の画像形成装置。 - 前記制御部は、前記像担持体上の画像形成領域にトナーを供給させる第1供給タイミングと、前記像担持体上の画像形成領域間にトナーを供給させる第2供給タイミングとの間で、前記第1クリーニング部における除去性能を変更する制御を行う、
請求項1〜7のいずれか1項に記載の画像形成装置。 - 前記第1クリーニング部は、前記像担持体に当接しながら回転可能なブラシである請求項1〜8のいずれか一項に記載の画像形成装置。
- 前記第1クリーニング部は、前記像担持体に当接しながら回転可能なローラーである請求項1〜8のいずれか一項に記載の画像形成装置。
- 前記第1クリーニング部は、前記像担持体に当接しながら走行可能なベルトである請求項1〜8のいずれか一項に記載の画像形成装置。
- 画像形成装置を含む複数のユニットで構成される画像形成システムであって、
脂肪酸金属塩である滑剤が添加されたトナーが供給され、表面に前記滑剤の被膜が形成される回転可能な像担持体と、
前記像担持体に当接し、前記像担持体上に残留するトナーを除去する第1クリーニング部と、
前記像担持体の回転方向において前記第1クリーニング部の下流側に設けられ、前記像担持体に当接し、前記第1クリーニング部に除去されずに前記像担持体上に残留するトナーを除去する第2クリーニング部と、
前記トナーの消費量に関するトナー消費情報に基づいて、前記第1クリーニング部における除去性能を変更する制御を行う制御部と、
を備え、
前記第2クリーニング部が除去するトナーの量が多くなると、前記像担持体上に被覆される滑剤量が減少する、
画像形成システム。 - 回転する像担持体に脂肪酸金属塩である滑剤を添加したトナーを供給し、前記像担持体の表面に前記滑剤の被膜を形成し、
前記像担持体に第1クリーニング部を当接させることにより、前記像担持体上に残留するトナーを除去し、
前記像担持体の回転方向において前記第1クリーニング部の下流側で、前記像担持体に第2クリーニング部を当接させることにより、前記第1クリーニング部に除去されずに前記像担持体上に残留するトナーを除去し、
前記トナーの消費量に関するトナー消費情報に基づいて、前記第1クリーニング部における除去性能を変更し、
前記第2クリーニング部が除去するトナーの量が多くなると、前記像担持体上に被覆される滑剤量が減少する、
滑剤量調整方法。
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