JP2005309119A - 画像形成装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 画像形成装置は、回転される像担持体と、像担持体の表面に潤滑剤を塗布する潤滑剤塗布装置とを有し、潤滑剤塗布装置は、潤滑剤がローラ状に成形され、回転される潤滑剤ローラよりなる潤滑剤供給部と、供給された潤滑剤を像担持体の表面に塗布する回転される潤滑剤塗布部材とにより構成される。潤滑剤ローラは潤滑剤塗布部材に従動する構成、または潤滑剤ローラと潤滑剤塗布部材の周速度が相対的に異なる大きさとされる。潤滑剤塗布部材と潤滑剤ローラの少なくとも一方は独立の駆動源により回転され、累計プリント数または変更された画像形成条件に応じて回転速度が変更される。
【選択図】 図2
Description
本発明の他の目的は、画像形成条件の変化あるいは変更があったときにも、像担持体に対して適正量の潤滑剤を塗布することができ、あるいは像担持体に対する潤滑剤の塗布量を好適に制御することができ、しかも、画像不良がなくて良好な可視画像を多数回にわたって形成することができる画像形成装置を提供することにある。
前記潤滑剤塗布装置は、潤滑剤がローラ状に成形され、回転されるよう設けられた潤滑剤ローラよりなる潤滑剤供給部と、この潤滑剤供給部より供給された潤滑剤を前記像担持体の表面に塗布する、回転される潤滑剤塗布部材とにより構成されていることを特徴とする。
図1は、本発明の画像形成装置の一例における構成の概略を示す説明図、図2は、図1の画像形成装置における潤滑剤塗布装置の構成を示す説明図である。
現像装置13は、例えばマグネットを内蔵し現像剤を保持して回転する現像スリーブ131および像担持体10とこの現像スリーブ131との間に直流および/または交流バイアス電圧を印加する電圧印加装置(図示せず)が設けられてなるものである。
分離装置15は、としては、例えばコロトロン帯電器よりなるものが用いられる。
定着装置16は、例えば、内部に加熱源を備えた加熱ローラ161と、この加熱ローラ161に定着ニップ部が形成されるよう圧接された状態で設けられた加圧ローラ162とにより構成されてなる熱ローラ定着方式のものである。
この潤滑剤塗布装置30は、図2に示されているように、回転する像担持体10の外周面に対接しながら回転する、潤滑剤塗布部材を構成するブラシローラ32と、潤滑剤供給部を形成する潤滑剤ローラ34とにより構成されている。
すなわち、回転駆動源によって像担持体10が所定の回転速度で回転駆動され、これに伴い、像担持体10が帯電装置11によって所定の極性(例えば負極性)に帯電され、次いで露光装置12によって露光されて照射箇所(露光領域)の電位が低下されることにより、静電潜像が像担持体10上に形成され、この静電潜像が現像装置13により、現像剤を構成する、当該静電潜像と同極性 (例えば負極性)に帯電されたトナーが像担持体10の当該静電潜像に付着することにより反転現像が行われ、これにより、トナー像が形成される。
すなわち、潤滑剤塗布部材を構成するブラシローラ32が、その回転駆動源により、設定された回転速度で回転される。この例において、ブラシローラ32の回転方向は、像担持体10の回転方向と反対方向であり、従って、ブラシローラ32が像担持体10に対接する領域では両者の移動方向は互いに同方向(順方向)となり、ブラシローラ32の外周部分が像担持体10の表面を摺擦しながら移動することとなる。
このようにして、潤滑剤ローラ34から当該ブラシローラ32に潤滑剤が供給されるので、この潤滑剤が当該ブラシローラ32によって搬送され、像担持体10に摺擦されることによって像担持体10の表面に塗布される。
このような構成では、この潤滑剤ローラ34は、ブラシローラ32に対接しているために当該ブラシローラ32の回転に従動して回転されるが、当該潤滑剤ローラ34には慣性力が作用しているためにブラシローラ32が潤滑剤ローラ34から潤滑剤を掻き取ることができ、この潤滑剤が像担持体10に塗布される。
この構成では、潤滑剤ローラ34の消費または磨耗に伴ってその外径が減少するが、それに伴う回転軸の変位は、潤滑剤ローラ34の外径の減少分の1/2であるから、押圧部材の伸長の程度は僅かであり、それによる押圧力の変位も僅かなものとなる。
キャリアの磁性粒子は、その体積平均粒径が15〜100μmのものであることが好ましく、より好ましくは25〜80μmのものである。キャリアの体積平均粒径は、代表的には湿式分散機を備えたレーザ回折式粒度分布測定装置「ヘロス(HELOS)」(シンパティック(SYMPATEC)社製)により測定することができる。
〔b〕 トナー粒子の体積平均粒径をDv、個数平均粒径をDpとしたときに、1.3>(Dv/Dp)>1.0であること。
〔c〕 角がないトナー粒子の割合が50個数%以上であること。
〔d〕 トナー粒子の個数平均粒径が3〜9μmであること。
〔e〕 個々のトナー粒子の粒径をD(μm)とするとき、自然対数lnDを横軸にとり、この横軸を0.23間隔で複数の階級に分けた個数基準の粒度分布を示すヒストグラムにおける最頻階級に含まれるトナー粒子の相対度数(m1)と、前記最頻階級の次に高い階級に含まれるトナー粒子の相対度数(m2)との和(m1+m2)が70%以上であること。
トナーは、トナー粒子の形状係数の平均値が0.93〜1.00、特に0.950〜0.995であることが好ましい。
トナー粒子の形状係数の値は、下記により定義される、トナー粒子の丸さの度合いを示す要素である。すなわち、フロー式粒子像分析装置「FPIA−2000」(東亜医用電子社製)を用い、トナー懸濁液中のトナー粒子をCCDカメラにより撮影し、得られたトナー粒子撮影像の周囲長mと、トナー粒子撮影像と同じ面積相当の円の周囲長nとを求め、nの値をmの値で割った商(n/m)として定義される。この形状係数の値は、トナー粒子が真球であれば1となり、トナー粒子の凹凸の度合いが大きくなるほど小さい値となる。
式(1) CV値=(形状係数の標準偏差/形状係数の平均値)×100
トナーは、トナー粒子の体積平均粒径をDv、個数平均粒径をDpとしたときに、1.3>(Dv/Dp)>1.0の条件、特に1.2>(Dv/Dp)>1.1の条件を満たすものであることが好ましい。
トナーは、トナー粒子の個数のうち、角がないトナー粒子の個数の割合が50個数%以上、特に70個数%以上であることが好ましい。
角がないトナー粒子とは、電荷の集中するような突部またはストレスにより磨耗しやすいような突部を実質的に有しないトナー粒子をいい、具体的には以下のトナー粒子を角がないトナー粒子という。すなわち、トナー粒子の長径をLとするとき、L/10を半径Rとする円を、トナー粒子の周囲線に対し1点で内縁に接しつつ当該内縁に沿ってころがした場合に、当該円がトナーの外側に実質的にはみださない場合を「角がないトナー粒子」という。実質的にはみ出さない場合とは、はみ出す円が存在する突部が1箇所以下である場合をいう。また、トナー粒子の長径とは、トナー粒子の平面上への投影像を2本の平均線ではさんだとき、その平行線の間隔が最大となる粒子の幅をいう。
角がないトナー粒子の測定は次のようにして行われた。まず、走査型電子顕微鏡によりトナー粒子を拡大した写真を撮影し、さらに拡大して15,000倍の写真像を得る。次いでこの写真像について前記の突部の有無を測定する。この測定を100個のトナー粒子について行い、角のないトナー粒子の個数の割合を算出した。
トナーは、トナー粒子の個数平均粒径が3〜9μm、特に4.5〜7.5μmであることが好ましく、更に5〜7μmであることが一層好ましい。
トナーは、トナー粒子の粒径をDμmとするとき、自然対数lnDを横軸にとり、この横軸を0.23間隔で複数の階級に分けた個数基準の粒度分布を示すヒストグラムにおいて、最頻階級に含まれるトナー粒子の相対度数(m1)と、前記最頻階級の次に頻度の高い階級に含まれるトナー粒子の相対度数(m2)との和(m1+m2)が70%以上であるものであることが好ましい。
外添剤としては、シリカ、チタニア、硫酸バリウム、高分子微粒子および滑材のすべてを含有してなるもの、高分子微粒子以外のすべてを含有してなるもの、または硫酸バリウム以外のすべてを含有してなるものなどが用いられる。
具体的に好ましい外添剤の例は、粒径が10〜30nm、添加量が0.1〜0.3質量%の第1のシリカ成分および粒径が20〜100nm、添加量が0.5〜1.5質量%の第2のシリカ成分が混合されてなるシリカと、粒径が10〜30nm、添加量が0.1〜0.5質量%の第1のチタニア成分および粒径が20〜100nm、添加量が0.1〜0.5質量%の第2のチタニア成分が混合されてなるチタニアと、粒径が40〜200nm、添加量が0.1〜1質量%の硫酸バリウムと、添加量が0.1〜0.5質量%の高分子微粒子と、例えばステアリン酸金属塩からなり添加量が0〜0.4質量%の滑材とからなるものである。
図1に示された構成に従い、下記の画像形成装置を作製した。
〔画像形成装置〕
像担持体は、外径が60mmであるアルミ製のドラム状金属基体の外周面に、フタロシアニン顔料をポリカーボネートに分散させたものからなる厚さ25μmの感光層が形成されてなる、負帯電特性を有する有機感光体である。
この像担持体の回転速度は周速度が180mm/secに設定された。また、この像担持体の非露光領域における表面電位は−760Vに、露光領域における表面電位は−100V以下に制御されている。
図2に示される構成を有する下記の潤滑剤塗布装置を用いた。
ブラシローラは、ブラシ繊維が高密度に植設されてなる長尺の織布が、ローラ基体の周面に螺旋状に巻きつけられてロール状に形成されてなり、外径が14mm、軸方向長さが335mmのものである。ブラシ繊維は、太さが6.25デニール、毛長が5mm、電気抵抗率が104 Ω・cm、ヤング率が9800N/mm2 のアクリル樹脂製繊維「SA−7」(東レ株式会社製)であり、その植設密度は100k本/inch2 である。
このブラシローラは、像担持体に対する食い込み量が1.0mmとなる位置に配置された。
上記の画像形成装置を用い、現像剤として下記の2成分現像剤を用い、潤滑剤塗布装置により像担持体に潤滑剤を塗布しながら連続複写テストを行い、累計プリント数の増加に伴う可視画像の画質の変化を調べた。
(1)ブラシローラの回転条件
ブラシローラは、像担持体との対接領域における移動方向が逆方向となる回転方向で、周速度が250mm/sとなる条件に設定された。
(2)潤滑剤ローラの回転条件
潤滑剤ローラは、上下動自在に支持され、それ自体の自重によってブラシローラに対接される構成とされた。
また、潤滑剤ローラを観察したところ、外径が4mmだけ減少していたが、均一な外径のローラ状の形態が保持されていた。
以上の潤滑剤塗布装置において、潤滑剤ローラに代えて、潤滑剤をブロック状に成形した潤滑剤ストックをコイルスプリングによってブラシローラに押圧した構成としたこと以外は同様にして、連続複写テストを行った。
潤滑剤ローラが独立の回転駆動源により回転される構成を有すること以外は実施例1におけるものと同様の潤滑剤塗布装置を有する画像形成装置を用いて、連続複写テストを行った。この画像形成装置においては、像担持体の周速度は180mm/sに設定されている。
この画像形成条件において、潤滑剤塗布装置のブラシローラを、像担持体との対接領域における移動方向が順方向となる回転方向で、周速度が300mm/sとなる条件に設定すると共に、潤滑剤ローラを、ブラシローラとの対接領域における移動方向が順方向となる回転方向で、周速度が195mm/sとなる条件に設定した。
このような潤滑剤塗布条件(1)において、連続複写テストを行ったところ、累計プリント数が10万に達するまで、良好な可視画像が得られた。
これに対し、潤滑剤塗布装置の回転条件を変更することなく、潤滑剤塗布条件(1)のままとした場合には、画像形成条件の変更と共に、得られる可視画像は画像アレが多く発生したものとなった。その理由は、像担持体に対する潤滑剤塗布量が過剰の状態だからである。
11 帯電装置
12 露光装置
13 現像装置
131 現像スリーブ
P 記録材
14 転写装置
15 分離装置
16 定着装置
161 加熱ローラ
162 加圧ローラ
20 クリーニング装置
201 ゴムブレード
30 潤滑剤塗布装置
32 ブラシローラ
34 潤滑剤ローラ
34A 芯材
34B 固形潤滑剤
36 支持部材
52 ブラシローラ
54 保持部材
56 潤滑剤ストック
58 スプリング
Claims (5)
- トナー像を担持する、回転される像担持体と、この像担持体の表面に潤滑剤を塗布する潤滑剤塗布装置とを有する画像形成装置において、
前記潤滑剤塗布装置は、潤滑剤がローラ状に成形され、回転されるよう設けられた潤滑剤ローラよりなる潤滑剤供給部と、この潤滑剤供給部より供給された潤滑剤を前記像担持体の表面に塗布する、回転される潤滑剤塗布部材とにより構成されていることを特徴とする画像形成装置。 - 前記潤滑剤ローラは、前記潤滑剤塗布部材の回転に従動して回転されることを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。
- 前記潤滑剤ローラの周速度と、前記潤滑剤塗布部材の周速度が相対的に異なる大きさとされていることを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。
- 前記潤滑剤塗布部材および潤滑剤ローラの少なくとも一方が前記像担持体と独立の駆動源により回転され、累計プリント数に応じて、前記潤滑剤塗布部材および潤滑剤ローラの少なくとも一方の回転速度が変更されることを特徴とする請求項1または請求項3に記載の画像形成装置。
- 前記潤滑剤塗布部材および潤滑剤ローラの少なくとも一方が前記像担持体と独立の駆動源により回転され、画像形成条件が変更されたときに、前記潤滑剤塗布部材および潤滑剤ローラの少なくとも一方の回転速度が変更されることを特徴とする請求項1または請求項3に記載の画像形成装置。
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