JP2008233238A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】像担持体（感光体または中間転写体）の表面摩擦係数に応じて潤滑剤を適正量塗布することができ、潤滑剤の過剰塗布に起因した濃度低下や細線再現不良、虫喰い等の発生を防止することができ、潤滑剤塗布量不足による転写不良やクリーニング不良の発生をも防止することができる画像形成装置を実現する。
【解決手段】像担持体１０にトナー画像を形成する画像形成部２０と、像担持体に形成したトナー画像を転写する転写手段２２と、転写工程後に像担持体上の残留トナーを除去するクリーニングブレードと潤滑剤を像担持体に塗布する潤滑剤塗布部材１０４を有するクリーニング装置１７を備えた画像形成装置において、像担持体１０を駆動するモータ１２０の電流値を検知する検知手段１２１を備え、制御部１２２は検知手段による検知結果に応じてクリーニング装置１７の潤滑剤塗布部材の回転数を可変制御する。
【選択図】図３

Description

本発明は、複写機、ファクシミリ、プリンター、プロッター、あるいはこれらの複合機等の、電子写真方式を利用した画像形成装置に関し、特に、像担持体への潤滑剤塗布方法と、使用するトナーに特徴を有する画像形成装置に関するものである。

従来より電子写真方式を利用した画像形成装置においては、像担持体（感光体または中間転写体）に形成したトナー画像の一次転写時または二次転写時の転写不良を防止するため、あるいは像担持体上の転写残トナーのクリーニング性を向上させるために、像担持体（感光体または中間転写体）の表面に潤滑剤を塗布してトナーとの付着力を低減させる技術が知られている。

例えば特許文献１（特開２００１−３０５９０７号公報）には、中間転写方式の画像形成装置において、クリーニング後の被塗布部材表面に潤滑剤を塗布した後この潤滑剤を均すことによって、虫喰い、画像ボケ、ボソツキ等の異常画像のない良好な転写画像を得ることができるようにすることを課題として、無端移動する表面にトナー像を担持する像担持体と、無端移動する表面を有し該像担持体との対向位置で該像担持体上のトナー像が一次転写されることによって該トナー像を担持する中間転写体とを有し、該中間転写体上に担持するトナー像を転写材に二次転写する画像形成装置において、上記像担持体と上記中間転写体の少なくとも一方の表面のトナー像を担持する前のトナー像未担持領域に対して、潤滑剤を塗布する潤滑剤塗布手段と、該潤滑剤が塗布される前の被塗布部材表面をクリーニングするクリーニング手段と、該潤滑剤塗布手段によって塗布した潤滑剤を該被塗布表面上で均一に均す潤滑剤均し手段とを設けたことを特徴とする画像形成装置が提案されており、この発明では、被塗布部材表面に潤滑剤の均一な層を形成することができるので、潤滑剤の塗布を行った被塗布部材から次工程領域へのトナー像の転写を良好に行うことができ、中間転写方式の画像形成装置において、虫喰い、画像ボケ、ボソツキ等の異常画像のない良好な転写画像を得ることができるという効果がある。

また、特許文献２（特開２００５−７０２７６号公報）には、像担持体の摩擦係数を低くして、画像形成装置による転写率を向上させ、さらに、クリーニングブレードによるクリーニング性を向上させることができる塗布装置を備える画像形成装置を提供することを課題として、潜像を形成する像担持体と、像担持体表面に均一に帯電を施す帯電装置と、帯電した像担持体表面に画像データに基づいて露光し、潜像を書き込む露光装置と、像担持体表面に形成された潜像にトナーを供給し、可視像化する現像装置と、像担持体表面をクリーニングするクリーニング装置とを備え、像担持体表面の可視像を直接又は中間転写体に転写した後に記録媒体に転写する転写装置と、記録媒体上のトナー像を定着させる定着装置とを備える画像形成装置において、前記クリーニング装置と前記帯電装置の間に、塗布ブレードで、収容する潤滑剤を像担持体上に薄層を形成する塗布装置を備えることを特徴とする画像形成装置が提案されており、この発明では、塗布装置によって、塗布ブレードと感光体の間で潤滑剤を押圧して薄層を形成し、それ以外は塗布ブレードでせき止めて潤滑剤収納部に戻すことで必要な量のみを塗布することができるという効果がある。

特開２００１−３０５９０７号公報 特開２００５−７０２７６号公報

前述したように、像担持体（感光体あるいは中間転写体）の表面に潤滑剤を塗布してトナーとの付着力を低減させる技術が知られており、特に、特許文献１や特許文献２等で提案されているように、潤滑剤塗布手段の前後にクリーニングブレードを配置してある構成では、印刷する画像比率によって潤滑剤の塗布量に差を生じさせない、像担持体に対して潤滑剤の均一な層形成が行える等の利点がある。

ところで、上記の技術では像担持体に対して潤滑剤の均一な層形成が行えるが、潤滑剤は像担持体に対してやみくもに塗布すれば良いのではなく、適正量塗布することが必要である。例えば、像担持体が感光体の場合、潤滑剤の塗布量が多く感光体表面の摩擦係数が小さくなり過ぎると、現像されるトナーが付着しにくくなり、濃度低下、特に細線の再現性が悪化する等の不具合が生じる。また、像担持体が中間転写体の場合、中間転写体表面の摩擦係数が感光体表面の摩擦係数より小さくなると、感光体から中間転写体へのトナーの転写がされにくくなり、特に細線の虫喰い（中抜け状転写抜け）等が発生する。つまり、感光体表面の摩擦係数はある値以上とする必要があり、更に、中間転写体表面の摩擦係数は感光体表面の摩擦係数より少し大きめにするのが理想的な関係である。

本発明は上記事情に鑑みなされたものであり、像担持体の表面摩擦係数に応じて潤滑剤を適正量塗布することが可能であり、潤滑剤の過剰塗布に起因した濃度低下や細線再現不良、虫喰い等の発生を防止することができ、さらには、潤滑剤塗布量不足による転写不良やクリーニング不良の発生をも防止することができる、新規な構成の画像形成装置を提供することを目的（課題）とする。

上記目的を達成するため、本発明では以下のような手段を採っている。
本発明の第１の手段は、像担持体にトナー画像を形成する画像形成部と、前記像担持体に形成したトナー画像を転写する転写手段と、転写工程後に前記像担持体上の残留トナーを除去するクリーニングブレードと、前記像担持体及び潤滑剤に当接して回転駆動され前記潤滑剤を前記像担持体に塗布する潤滑剤塗布部材を備えた画像形成装置において、前記像担持体を駆動するモータの電流値を検知する検知手段を備え、前記検知手段による検知結果に応じて前記潤滑剤塗布部材の回転数を可変とすることを特徴とする。

本発明の第２の手段は、像担持体にトナー画像を形成する画像形成部と、前記像担持体に形成したトナー画像を転写する転写手段と、転写工程後に前記像担持体上の残留トナーを除去する繊維状回転体とクリーニングブレードを備えたクリーニング手段と、該クリーニング手段の下流で前記像担持体と潤滑剤に当接して回転駆動され前記潤滑剤を前記像担持体に塗布する潤滑剤塗布部材と、前記像担持体に塗布された前記潤滑剤をならすための第２のクリーニングブレードを備えた画像形成装置において、前記像担持体を駆動するモータの電流値を検知する検知手段を備え、前記検知手段による検知結果に応じて前記潤滑剤塗布部材の回転数を可変とすることを特徴とする。

本発明の第３の手段は、第１または第２の手段の画像形成装置において、前記像担持体が感光体であることを特徴とする。
また、本発明の第４の手段は、第１または第２の手段の画像形成装置において、前記像担持体が中間転写体であることを特徴とする。
さらに本発明の第５の手段は、第１〜第４のいずれか１つの手段の画像形成装置において、前記潤滑剤塗布部材が繊維状回転体であることを特徴とする。

本発明の第６の手段は、第１〜第５のいずれか１つの手段の画像形成装置において、前記潤滑剤は脂肪酸金属塩であって、該脂肪酸金属塩の金属が、亜鉛、鉄、カルシウム、アルミニウム、リチウム、マグネシウム、ストロンチウム、バリウム、セリウム、チタン、ジルコニウム、鉛、マンガンの中から選択される金属であって、前記脂肪酸金属塩の脂肪酸が、ラウリル酸、ステアリン酸、パルミチン酸、ミステリン酸、オレイン酸の中から選択される少なくとも一つ以上の脂肪酸であることを特徴とする。

本発明の第７の手段は、第１〜第６のいずれか１つの手段の画像形成装置において、使用するトナーの平均円形度が０．９０〜０．９９であることを特徴とする。
また、本発明の第８の手段は、第１〜第６のいずれか１つの手段の画像形成装置において、使用するトナーの形状係数ＳＦ−１が１２０〜１８０であり、形状係数ＳＦ−２が１２０〜１９０であることを特徴とする。
さらに、本発明の第９の手段は、第１〜第６のいずれか１つの手段の画像形成装置において、使用するトナーの体積平均粒径をＤｖ（μｍ）、個数平均粒径をＤｎ（μｍ）としたとき、Ｄｖ／Ｄｎが１．０５〜１．３０であることを特徴とする。

第１〜第４のいずれかの手段に係る画像形成装置においては、像担持体（感光体または中間転写体）の表面にはクリーニングブレードが当接しているので、像担持体表面の摩擦係数によって像担持体を駆動するモータの負荷トルクが変化する。モータの電流値は負荷トルクで変化するので、本発明ではこれを利用して像担持体の摩擦係数を検知する手段としている。そして、この検知手段の検知結果に基づいて、潤滑剤塗布部材の回転数を可変とする。具体的には、モータ電流値が大きい場合は潤滑剤塗布部材の回転数を上げ、モータ電流値が少ない場合は潤滑剤塗布部材の回転数を下げる方向に変える。これにより像担持体の表面摩擦係数に応じて潤滑剤を適正量塗布することが可能となり、潤滑剤の過剰塗布に起因した濃度低下や細線再現不良、虫喰い等の発生を防止することができる。また、潤滑剤塗布量不足による転写不良やクリーニング不良の発生をも防止することができる。

さらに本発明では、第５の手段に係る画像形成装置のように、潤滑剤塗布部材を繊維状回転体（例えばブラシローラ）とすることにより、潤滑剤の削り取り効果が高くなり、また、その潤滑剤を像担持体に均一塗布するのに有効である。
また、潤滑剤に第６の手段に記載の材料を用いることにより、像担持体の摩擦を低減する効果が大きくなる。
また、本発明では、第７〜第９の手段のように、使用するトナーの平均円形度、形状係数ＳＦ−１、ＳＦ−２、体積平均粒径／個数平均粒径の比：Ｄｖ／Ｄｎ、の少なくとも一つを規定することにより、ブレードクリーニングなどを採用しているシステムでもクリーニング不良の発生を防止でき、高い転写率を有し、高精細な画像を得ることができる画像形成装置を実現することが可能となる。

以下、本発明の構成、動作及び作用を、図示の実施例に基づいて詳細に説明する。

図１は本発明を適用する画像形成装置の一例を示す概略構成図である。同図において符号１００は画像形成装置としてのタンデム型中間転写式の画像形成装置本体、２００は該画像形成装置本体１００を載せる給紙テーブルをそれぞれ示している。また、画像形成装置本体１００の内部には複数の画像形成手段１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋが並設されたタンデム型中間転写式の画像形成部（以下、タンデム型画像形成部と言う）２０が設けられており、上記の符号に付けた添え字Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋは、イエロー、シアン、マゼンタ、ブラック（黒）の各色をそれぞれ示している。なお、その他の符号を付した部材は以下の説明中で直接説明する。

画像形成装置本体１００には、中央付近に、無端ベルト状の中間転写体（以下、中間転写ベルトと言う）１０が設けられている。この中間転写ベルト１０は、複数の支持ローラ１４、１５、１５’、１６等に掛け回して図中時計回りに回転搬送可能とする。
この図示例では、支持ローラ１６の左に、中間転写ベルト用のクリーニング装置１７を設けている。クリーニング装置１７は画像転写後に中間転写ベルト１０上に残留する残留トナーを除去する。

支持ローラ１４と支持ローラ１５間に張り渡した中間転写ベルト１０上には、その搬送方向に沿って、イエロー（Ｙ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、ブラック（Ｋ）の４つの画像形成手段１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋ（以下、１Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋのように略記する）を横に並べて配置してタンデム型画像形成部２０を構成する。このタンデム型画像形成部２０の各画像形成手段１Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋは、イエロー、シアン、マゼンタ、ブラックの各色のトナー画像を担持する像担持体としての感光体ドラム２Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋを有している。

そして、このタンデム型画像形成部２０の上には、図１に示すように２つの露光装置４が設けられている。各露光装置４はそれぞれ２つの画像形成手段（１Ｙと１Ｍ、１Ｃと１Ｋ）に対応しており、例えば２つの光源装置（半導体レーザ、半導体レーザアレイ、あるいはマルチビーム光源等）とカップリング光学系、共通の光偏向器（ポリゴンミラー等）、２系統の走査結像光学系等で構成される光走査方式の露光装置であり、イエロー、シアン、マゼンタ、ブラックの各色の画像情報に応じて各感光体ドラム２Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋに露光を行い、静電潜像を形成する。

また、各画像形成手段１Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋの感光体ドラム２Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋの周囲には、上記の露光に先立って各感光体ドラムを均一に帯電する帯電装置３Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ、上記の露光装置４によって形成された静電潜像を各色のトナーで現像する現像装置５Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ、感光体ドラム上の転写残トナーを除去する感光体用クリーニング装置７Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋが設けられている。さらに、各感光体ドラム２Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋから中間転写ベルト１０にトナー画像を転写する一次転写位置には、中間転写ベルト１０を間に挟んで各感光体ドラム２Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋに対向するように一次転写手段の構成要素としての一次転写ローラ６Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋが設けられている。

中間転写ベルト１０を支持する複数の支持ローラのうち、支持ローラ１４は中間転写ベルト１０を回転駆動する駆動ローラであり、図示しない駆動伝達機構（ギヤ、プーリ、ベルト等）を介してモータと接続されている。また、ブラックの単色画像を中間転写ベルト１０上に形成する場合には、図示しない移動機構により、駆動ローラ１４以外の支持ローラ１５、１５’を移動させて、イエロー、シアン、マゼンタの感光体ドラム２Ｙ、Ｍ、Ｃを中間転写ベルト１０から離間させることが可能である。

中間転写ベルト１０を挟んでタンデム型画像形成部２０と反対の側には、２次転写装置２２を備えている。この２次転写装置２２は、図示の例では、２次転写対向ローラ１６に２次転写ローラ１６’を押し当てて転写電界を印加することで中間転写ベルト１０上の画像を転写媒体としてのシート状の転写紙Ｓに転写する。

また、２次転写装置２２の横には、転写紙Ｓ上の転写画像を定着する定着装置２５を設けている。定着装置２５は、無端ベルトである定着ベルト２６に加圧ローラ２７を押し当てて構成する。定着ベルト２６は２つの支持ローラに掛け回されており、少なくとも一方のローラには図示しない加熱手段（ヒータ、ランプ、あるいは電磁誘導式の加熱装置等）が設けられている。

２次転写装置２２で画像が転写された転写紙Ｓは、２つのローラ２３に支持された搬送ベルト２４により上記定着装置２５へと搬送される。もちろん、搬送ベルト２４の部分は、固定されたガイド部材でも良く、また、搬送ローラや搬送コロ等でも良い。

なお、図示の例では、このような２次転写装置２２および定着装置２５の下に、上述したタンデム型画像形成部２０と平行に、転写紙Ｓの両面に画像を記録すべく転写紙Ｓを反転して搬送するシート反転装置２８を備えている。

画像形成装置本体１００に画像データが送られ、作像開始の信号を受けると、タンデム型画像形成部２０では、不図示の駆動モータで支持ローラ１４を回転駆動して他の複数の支持ローラを従動回転し、中間転写ベルト１０を図中の矢印方向に回転搬送する。同時に、個々の画像形成手段１Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋでは、各感光体ドラム２Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋが不図示の駆動モータで反時計回りに回転し、帯電装置３Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋによる帯電、露光装置４による露光（潜像形成）、現像装置５Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋの各色のトナーによる現像のプロセスを経て、各感光体ドラム２Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ上にそれぞれ、イエロー、シアン、マゼンタ、ブラックの単色画像を形成する。そして、中間転写ベルト１０の搬送とともに、それらの単色画像を一次転写ローラ６２Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋで順次中間転写ベルト１０に転写して、中間転写ベルト１０上に合成カラー画像を形成する。

一方、上記の画像形成動作に合せて、給紙テーブル２００内の給紙ローラ４２の１つを選択回転し、ペーパーバンク４３に多段に備える給紙カセット４４の１つからシート状の転写紙Ｓを繰り出し、分離ローラ４５で１枚ずつ分離して給紙路４６に入れ、搬送ローラ４７で搬送して画像形成装置本体１００内の給紙路４８に導き、レジストローラ４９に突き当てて止める。
また、手差し給紙の場合は、給紙ローラ５０を回転して手差しトレイ５１上のシート状の転写紙（図示せず）を繰り出し、分離ローラ５２で１枚ずつ分離して手差し給紙路５３に入れ、同じくレジストローラ４９に突き当てて止める。
そして、中間転写ベルト１０上の合成カラー画像にタイミングを合わせてレジストローラ４９を回転し、中間転写ベルト１０と２次転写装置２２との間に転写紙Ｓを送り込み、２次転写装置２２で転写して転写紙Ｓ上にカラー画像を記録する。

画像転写後の転写紙Ｓは、搬送ベルト２４で搬送して定着装置２５へと送り込み、定着装置２５で熱と圧力とを加えて転写画像を定着した後、不図示の切換爪で切り換えて排出ローラ５６で排出し、排紙トレイ５７上にスタックする。または、不図示の切換爪で切り換えてシート反転装置２８に入れ、そこで反転して再び画像形成装置本体１００内の給紙路４８に導き、レジストローラ４９を介して転写位置へと導き、裏面にも画像を記録した後、排出ローラ５６で排紙トレイ５７上に排出する。

一方、画像転写後の各感光体ドラム２Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋは、感光体用クリーニング装置７Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋで、画像転写後に各感光体ドラム２Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ上に残留する残留トナーを除去される。また、画像転写後の中間転写ベルト１０は、中間転写ベルト用のクリーニング装置１７で、画像転写後に中間転写ベルト１０上に残留する残留トナーを除去される。そして、上記のクリーニング工程後、画像形成装置はタンデム型画像形成部２０による再度の画像形成に備える。

次に、本発明を適用するクリーニング装置の概略構成例を図２に示す。ここでは、中間転写ベルト１０のクリーニング装置１７を例に挙げて説明する。
クリーニング装置１７は像担持体である中間転写ベルト１０を懸架しているローラの一つである２次転写対向ローラ１６のベルト搬送方向下流側に中間転写ベルト１０に対向して配置される。中間転写ベルト１０の回転方向上流側から、クリーニング装置１７からのトナー飛散を防止するための入口シール１０１、中間転写ベルト１０の回転方向とはカウンター方向に回転する第１ブラシローラ（繊維状回転体）１０２、中間転写ベルト１０上の転写残トナーを除去する第１クリーニングブレード１０３と第１クリーニングブレード加圧スプリング１０９、中間転写ベルト１０に潤滑剤１０７を塗布する潤滑剤塗布部材である第２ブラシローラ（繊維状回転体）１０４、中間転写ベルト１０に塗布された潤滑剤を薄層化するための第２クリーニングブレード１０５と第２クリーニングブレード加圧スプリング１１０、が配置されている。また、クリーニング装置１７の最下部には廃トナーをクリーニング装置外に排出するための廃トナー搬送コイル１０６が設けてある。第１のクリーニングブレード１０３及び第２のクリーニングブレード１０５の中間転写ベルト１０を介した対向位置にはクリーニング対向ローラ１１１，１１２が設けてある。

潤滑剤１０７は加圧スプリング１０８により第２ブラシローラ１０４に適正圧で加圧されている。この潤滑剤１０７の材料は脂肪酸金属塩であって、脂肪酸金属塩の金属が、亜鉛、鉄、カルシウム、アルミニウム、リチウム、マグネシウム、ストロンチウム、バリウム、セリウム、チタン、ジルコニウム、鉛、マンガン、の中から選択される金属であって、脂肪酸金属塩の脂肪酸が、ラウリル酸、ステアリン酸、パルミチン酸、ミステリン酸、オレイン酸の中から選択される少なくとも一つ以上の脂肪酸である。特に、像担持体の摩擦を低減する効果の大きいステアリン酸亜鉛、ステアリン酸カルシウムが一層好ましい。

次に、本発明の画像形成装置の潤滑剤塗布動作について、図２及び図３を参照して説明する。図３は図１と同様の構成の画像形成装置の概略構成図であるが、図３では一実施例として、中間転写ベルト１０を駆動するモータ１２０と、その電流値を検知する検知手段（デジタル式の電流計等）１２１と、検知手段１２１による検知結果に応じて潤滑剤塗布部材である第２ブラシローラ１０４の回転数を可変制御する制御部１２２をブロック図で図示してある。

画像形成装置のタンデム型画像形成部２０にプリント信号が入り、中間転写ベルト１０の駆動ローラ１４を駆動モータ１２０により回転させると同時にモータ１２０の電流値を電流検知手段１２１で検知する。その時検知した電流値が予め設定した規定値Ａ〜Ｂ（Ａ＜Ｂ）の範囲内であれば、制御部１２２は第２ブラシローラ１０４の回転数を初期設定値Ｃで駆動する。また、モータ１２０の電流値が規定値Ａを下回った（像担持体である中間転写ベルト１０の摩擦係数が低い）場合は、制御部１２２は第２ブラシローラ１０４を初期設定値Ｃの５０％で駆動する。これにより、中間転写ベルト１０への潤滑剤供給量が減るので摩擦係数は上昇し、やがてモータ１２０の電流値が規定値Ａ〜Ｂの範囲内入ると制御部１２２は第２ブラシローラ１０４の回転数を初期設定値Ｃに戻す。逆にモータ１２０の電流値が規定値Ｂを越えた（中間転写ベルト１０の摩擦係数が高い）場合には、制御部１２２は第２ブラシローラ１０４の回転数を初期設定値Ｃの１５０％で駆動する。これにより、中間転写ベルト１０への潤滑剤供給量が増えるので摩擦係数は低下し、やがてモータ１２０の電流値が規定値Ａ〜Ｂの範囲内入ると、制御部１２２は第２ブラシローラ１０４の回転数を初期設定値Ｃに戻す。

以上のように、本発明の画像形成装置では、中間転写ベルト１０の摩擦係数に応じて潤滑剤塗布部材である第２ブラシローラ１０４の回転数を変えて潤滑剤１０７の塗布量をコントロールするので、中間転写ベルト１０の摩擦係数を安定して制御することができる。
なお、上記の例では、モータ１２０の電流値が規定値Ａを下回った場合の第２ブラシローラ１０４の回転数を初期設定値Ｃの５０％としたが、極端な例としては第２ブラシローラ１０４を停止しても構わない。また、モータ１２０の電流値の閾値をＡ，Ｂの２種類だけとしたが、これを増やしてより細かく制御する程、摩擦係数をより安定して制御することが可能である。

以上の実施例では、像担持体が中間転写ベルト１０の場合について説明したが、像担持体が感光体ドラム２Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋの場合にも同様に実施することができる。
すなわち、像担持体が感光体ドラム２Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋの場合にも、クリーニング装置７Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋに、感光体ドラム上の残留トナーを除去するクリーニングブレード（及びブラシローラ）と、潤滑剤と、該潤滑剤を感光体ドラムに塗布する潤滑剤塗布部材（ブラシローラ（繊維状回転体））を設け、感光体ドラムを駆動するモータの電流値を検知する検知手段と、その検知手段による検知結果に応じて潤滑剤塗布部材（ブラシローラ）の回転数を可変とする制御部を備えた構成とすれば、モータの電流値の検知結果に応じてブラシローラの回転数を変えて潤滑剤の塗布量をコントロールすることができるので、感光体ドラムの摩擦係数を安定して制御することができる。
また、上記の潤滑剤の塗布量をコントロールする構成は、感光体、中間転写体の両方に適用しても良い。

なお、以上の実施例ではタンデム型中間転写式の画像形成装置を例に挙げたが、タンデム型直接転写式の画像形成装置でも本発明を実施することが可能であり、さらには、タンデム型ではなく、感光体が一つしかない画像形成装置、例えば単色の画像形成装置、あるいは、１つの感光体ドラムと複数の現像装置と中間転写体を用いた１ドラム中間転写式のカラー画像形成装置等においても本発明を実施することが可能である。

次に本発明の画像形成装置に用いられるトナーについて説明する。
本発明の画像形成装置では、現像装置５Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋで使用するトナーの平均円形度が０．９０〜０．９９であることを特徴としている。ここで、円形度とは、トナーの形状を表すパラメータの一つである。

以下、円形度および円形度分布について説明する。
本発明におけるトナーは特定の形状と形状の分布を有すことが重要であり、平均円形度が０．９０未満で、球形からあまりに離れた不定形の形状のトナーでは、満足した転写性やチリのない高画質画像が得られない。なお、形状の計測方法としては粒子を含む懸濁液を平板上の撮像部検知帯に通過させ、ＣＣＤカメラで光学的に粒子画像を検知し、解析する光学的検知帯の手法が適当である。この手法で得られる投影面積の等しい相当円の周囲長を実在粒子の周囲長で除した値である平均円形度が０．９０〜０．９９のトナーが適正な濃度の再現性のある高精細な画像を形成するのに有効である事が本発明者らの実験により判明した。また、より好ましくは、平均円形度が０．９３〜０．９７で、円形度が０．９４未満の粒子が１０％以下であることが望ましい。

なお、平均円形度が０．９９を越えた場合、ブレードクリーニングなどを採用しているシステムでは、感光体や中間転写ベルトなどのクリーニング不良が発生し、画像上の汚れを引き起こすことがある。例えば、画像面積率の低い画像を出力する場合には、転写残トナーが少なく、クリーニング不良が問題となることはないが、カラー写真画像などの画像面積率の高い画像を出力する場合や、さらには、給紙不良等で未転写の状態の画像が感光体上に残ってしまったような場合には、クリーニング不良が発生しやすい。上述したクリーニング不良を頻発するようになると、更には、感光体を接触帯電させる帯電ローラ等を汚染してしまい、本来の帯電能力を発揮できなくなってしまうという問題がある。従って、使用するトナーの平均円形度が０．９０〜０．９９であることが、クリーニング不良の発生をも防止するうえで重要である。

なお、円形度の測定方法としては、例えばフロー式粒子像分析装置ＦＰＩＡ−２１００（東亜医用電子株式会社製）により平均円形度として計測できる。具体的な測定方法としては、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フォン酸塩を０．１〜０．５ｍｌ加え、更に測定試料を０．１〜０．５ｇ程度加える。試料を分散した懸濁液は超音波分散器で約１〜３分間分散処理を行ない、分散液濃度を３０００〜１万個／μｌとして前記装置によりトナーの形状及び分布を測定することによって得られる。

次に、本発明の画像形成装置では、現像装置５Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋで使用するトナーの形状係数ＳＦ−１が１２０〜１８０であり、形状係数ＳＦ−２が１２０〜１９０であることを特徴としている。ここで、形状係数ＳＦ−１、ＳＦ−２とは、トナーの形状を表すパラメータの一つであり、粉体工学の分野では馴染みのパラメータである。

以下、形状係数ＳＦ−１、ＳＦ−２について説明する。
ここでいう形状係数ＳＦ−１とは、図４に示すように、球形物質の形状の丸さの割合を示す値であり、球形物質を２次元平面上に投影して出来る楕円状図形の最大長ＭＸＬＮＧの二乗を図形面積ＡＲＥＡで割って、１００π／４を乗じたときの値で表される。
つまり、形状係数ＳＦ−１は、次式、
ＳＦ−１＝｛（ＭＸＬＮＧ）^２／ＡＲＥＡ｝×（１００π／４）
で定義されるものである。
このＳＦ−１の値が１００の場合には、物質の形状が真球状となり、ＳＦ−１の値が大きくなるほど、物質の形状は不定形となる。

また、形状係数ＳＦ−２は、図５に示すように、物質の形状の凹凸の割合を示す数値であり、物質を２次元平面上に投影してできる図形の周長ＰＥＲＩの二乗を図形面積ＡＲＥＡで割って、１００／４πを乗じたときの値で表される。
つまり、形状係数ＳＦ−２は、次式、
ＳＦ−２＝｛（ＰＥＲＩ）^２／ＡＲＥＡ｝×（１００／４π）
で定義されるものである。
このＳＦ−２の値が１００の場合には、物質の表面に凹凸が存在しないことになり、ＳＦ−２の値が大きくなるほど、物質の表面の凹凸は顕著となる。

なお、本発明の上記の数値範囲は、日立製作所製ＦＥ−ＳＥＭ（Ｓ−８００）を用い、トナー像を１００回無作為にサンプリングし、その画像情報は、ニレコ社製画像解析装置（ＬＵＳＥＸ３）に導入して解析を行い、上式より算出したものである。
トナーの形状が球形に限りなく近づく（ＳＦ−１、ＳＦ−２ともに１００に近づく）と、転写効率が高くなることが本発明者らの検討により明らかになった。これは、形状効果によりトナー粒子と該トナー粒子と接触するもの（トナー粒子同士、像担持体（感光体、中間転写体）等）との間では点接触しかしないために、トナー流動性が高まったり、像担持体（感光体、中間転写体）等に対する吸着力（鏡映力）が弱まって、転写電界の影響を受けやすくなるためと考えられる。

一方、トナーの形状が球形に近づくと、メカ的なクリーニング（ブレードクリーニング等）に対して不利に働く。このことは、上述したように、トナー流動性が高まったり、像担持体（感光体、中間転写体）等に対する吸着力（鏡映力）が弱まって、クリーニング部材と像担持体との僅かな間隙を容易にトナーが通過してしまうからである。よってクリーニング性の面からは、トナーの形状としては、ある程度異形化（ＳＦ−１の値が１００より大きくなる方向）していたり、ある程度凸凹（ＳＦ−２の値が１００より大きくなる方向）していた方が好ましい。

次に、本発明の画像形成装置では、現像装置５Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋで使用するトナーの体積平均粒径をＤｖ（μｍ）、個数平均粒径をＤｎ（μｍ）としたとき、体積平均粒径／個数平均粒径の比：Ｄｖ／Ｄｎが１．０５〜１．３０であることを特徴としている。ここで、Ｄｖ／Ｄｎとは、トナーの粒度分布を表すパラメータの一つである。

トナーの体積平均粒径（Ｄｖ）が４〜８μｍであり、個数平均粒径（Ｄｎ）との比（Ｄｖ／Ｄｎ）が１．０５〜１．３０、好ましくは１．１０〜１．２５である乾式トナーによると、トナーの粒度分布が狭くなるため、以下のメリットが発生する。
トナー粒径面での選択現像（画像パターンに応じた（適した）トナー粒径を持つトナー粒子が選択的に現像される）といった現象が発生しにくいため、常時、安定した画像を形成することができる。

トナーリサイクルシステムを塔載している場合、転写されにくい小サイズのトナー粒子が量的に多くリサイクルされることになるが、もともとトナーの粒度分布が狭いため、上述した作用を受けにくく、このことからも常時、安定した画像を形成することができる。

二成分現像剤においては、長期にわたるトナーの収支が行われても、現像剤中のトナー粒径の変動が少なくなり、現像装置における長期の攪拌においても、良好で安定した現像性が得られる。
また、一成分現像剤として用いた場合においても、トナーの収支が行われても、トナーの粒径の変動が少なくなると共に、現像ローラーへのトナーのフィルミングや、トナーを薄層化する為のブレード等の部材へのトナーの融着がなく、現像装置の長期の使用（攪拌）においても、良好で安定した現像性及び画像が得られる。

一般的には、トナーの粒径は小さければ小さい程、高解像で高画質の画像を得る為に有利であると言われているが、逆に転写性やクリーニング性に対しては不利である。また、本発明の範囲よりも体積平均粒径が小さい場合、二成分現像剤では現像装置における長期の攪拌においてキャリアの表面にトナーが融着し、キャリアの帯電能力を低下させたり、一成分現像剤として用いた場合には、現像ローラーへのトナーのフィルミングや、トナーを薄層化する為のブレード等の部材へのトナーの融着を発生させやすくなる。また、これらの現象は微粉の含有率が本発明の範囲より多いトナーにおいても同様である。

逆に、トナーの粒径が本発明の範囲よりも大きい場合には、高解像で高画質の画像を得ることが難しくなると共に、現像剤中のトナーの収支が行われた場合にトナーの粒径の変動が大きくなる場合が多い。
また、体積平均粒径／個数平均粒径の比：Ｄｖ／Ｄｎが１．３０よりも大きい場合も同様であることが明らかとなった。
また、体積平均粒径／個数平均粒径の比：Ｄｖ／Ｄｎが１．０５より小さい場合には、トナーの挙動の安定化、帯電量の均一化の面から好ましい面もあるが、細線部分を小サイズ粒子で現像、一方、ベタ画像を大サイズ粒子を中心に現像するといった、トナー粒径による機能分離ができにくくなるため、かえって好ましくない。

なお、トナー粒径に関わる測定方法としては、例えばコールターカウンター法によるトナー粒子の粒度分布の測定方法があるが、この測定方法に用いる測定装置としては、コールターカウンターＴＡ−ＩＩやコールターマルチサイザーＩＩ（いずれもコールター社製）が挙げられる。以下に測定方法について述べる。

まず、電解水溶液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フォン酸塩）を０．１〜５ｍｌ加える。ここで、電解液とは１級塩化ナトリウムを用いて約１％ＮａＣｌ水溶液を調製したもので、例えばＩＳＯＴＯＮ−ＩＩ（コールター社製）が使用できる。ここで、更に測定試料を２〜２０ｍｇ加える。試料を懸濁した電解液は、超音波分散器で約１〜３分間、分散処理を行ない、前記測定装置により、アパーチャーとして１００μｍアパーチャーを用いて、トナー粒子又はトナーの体積、個数を測定して、体積分布と個数分布を算出する。得られた分布から、トナーの体積平均粒径（Ｄｖ）、個数平均粒径（Ｄｎ）を求めることができる。

チャンネルとしては、２．００〜２．５２μｍ未満；２．５２〜３．１７μｍ未満；３．１７〜４．００μｍ未満；４．００〜５．０４μｍ未満；５．０４〜６．３５μｍ未満；６．３５〜８．００μｍ未満；８．００〜１０．０８μｍ未満；１０．０８〜１２．７０μｍ未満；１２．７０〜１６．００μｍ未満；１６．００〜２０．２０μｍ未満；２０．２０〜２５．４０μｍ未満；２５．４０〜３２．００μｍ未満；３２．００〜４０．３０μｍ未満の１３チャンネルを使用し、粒径２．００μｍ以上乃至４０．３０μｍ未満の粒子を対象とする。

以上、実施例に基づいて説明したように、本発明の画像形成装置では、像担持体（感光体または中間転写体）を駆動するモータの電流値が負荷トルクで変化することを利用して像担持体（感光体または中間転写体）の摩擦係数を検知する手段としており、この検知手段の検知結果に基づいて、潤滑剤塗布部材（ブラシローラ等）の回転数を可変制御する構成としているので、モータ電流値が大きい場合は潤滑剤塗布部材の回転数を上げ、モータ電流値が少ない場合は潤滑剤塗布部材の回転数を下げる方向に変えることができ、これにより、像担持体（感光体または中間転写体）の表面摩擦係数に応じて潤滑剤を適正量塗布することができ、潤滑剤の過剰塗布に起因した濃度低下や細線再現不良、虫喰い等の発生を防止することができ、さらには、潤滑剤塗布量不足による転写不良やクリーニング不良の発生をも防止することができる。また、本発明では、上記の構成に加え、使用するトナーの平均円形度、形状係数ＳＦ−１、ＳＦ−２、体積平均粒径／個数平均粒径の比：Ｄｖ／Ｄｎ、の少なくとも一つを規定することにより、ブレードクリーニングなどを採用しているシステムでもクリーニング不良の発生を防止でき、高い転写率を有し、高精細な画像を安定して得ることができる画像形成装置を実現することができる。

本発明を適用する画像形成装置の一例を示す図であって、タンデム型中間転写式の画像形成装置の概略構成図である。 本発明を適用するクリーニング装置の構成例を示す図であって、中間転写ベルトのクリーニング装置の概略構成図である。 本発明の一実施例を示すタンデム型中間転写式の画像形成装置の概略構成図である。 形状係数ＳＦ−１の説明図である。 形状係数ＳＦ−２の説明図である。

符号の説明

１Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ：画像形成手段
２Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ：感光体ドラム（像担持体）
３Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ：帯電装置
４：露光装置
５Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ：現像装置
６Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ：一次転写ローラ
７Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ：感光体用クリーニング装置
１０：中間転写ベルト（中間転写体（像担持体））
１４：駆動ローラ
１６：２次転写対向ローラ
１６’：２次転写ローラ
１７：中間転写ベルトのクリーニング装置
２０：タンデム型画像形成部
２２：２次転写装置
２４：搬送ベルト
２５：定着装置
２８：シート反転装置
４２：給紙ローラ
４３：ペーパーバンク
４４：給紙カセット
４５：分離ローラ
４９：レジストローラ
５６：排出ローラ
５７：排紙トレイ
１００：画像形成装置本体
１０１：入口シール
１０２：第１ブラシローラ
１０３：第１クリーニングブレード
１０４：第２ブラシローラ
１０５：第２クリーニングブレード
１０６：廃トナー搬送コイル
１０７：潤滑剤
１０８：潤滑剤加圧スプリング
１０９：第１クリーニングブレード加圧スプリング
１１０：第２クリーニングブレード加圧スプリング
１１１，１１２：クリーニング対向ローラ
１２０：駆動モータ
１２１：電流検知手段
１２２：制御部
２００：給紙テーブル

Claims (9)

1. 像担持体にトナー画像を形成する画像形成部と、前記像担持体に形成したトナー画像を転写する転写手段と、転写工程後に前記像担持体上の残留トナーを除去するクリーニングブレードと、前記像担持体及び潤滑剤に当接して回転駆動され前記潤滑剤を前記像担持体に塗布する潤滑剤塗布部材を備えた画像形成装置において、
   前記像担持体を駆動するモータの電流値を検知する検知手段を備え、前記検知手段による検知結果に応じて前記潤滑剤塗布部材の回転数を可変とすることを特徴とする画像形成装置。
2. 像担持体にトナー画像を形成する画像形成部と、前記像担持体に形成したトナー画像を転写する転写手段と、転写工程後に前記像担持体上の残留トナーを除去する繊維状回転体とクリーニングブレードを備えたクリーニング手段と、該クリーニング手段の下流で前記像担持体と潤滑剤に当接して回転駆動され前記潤滑剤を前記像担持体に塗布する潤滑剤塗布部材と、前記像担持体に塗布された前記潤滑剤をならすための第２のクリーニングブレードを備えた画像形成装置において、
   前記像担持体を駆動するモータの電流値を検知する検知手段を備え、前記検知手段による検知結果に応じて前記潤滑剤塗布部材の回転数を可変とすることを特徴とする画像形成装置。
3. 請求項１または２記載の画像形成装置において、
   前記像担持体が感光体であることを特徴とする画像形成装置。
4. 請求項１または２記載の画像形成装置において、
   前記像担持体が中間転写体であることを特徴とする画像形成装置。
5. 請求項１〜４のいずれか１項に記載の画像形成装置において、
   前記潤滑剤塗布部材が繊維状回転体であることを特徴とする画像形成装置。
6. 請求項１〜５のいずれか１項に記載の画像形成装置において、
   前記潤滑剤は脂肪酸金属塩であって、該脂肪酸金属塩の金属が、亜鉛、鉄、カルシウム、アルミニウム、リチウム、マグネシウム、ストロンチウム、バリウム、セリウム、チタン、ジルコニウム、鉛、マンガンの中から選択される金属であって、前記脂肪酸金属塩の脂肪酸が、ラウリル酸、ステアリン酸、パルミチン酸、ミステリン酸、オレイン酸の中から選択される少なくとも一つ以上の脂肪酸であることを特徴とする画像形成装置。
7. 請求項１〜６のいずれか１項に記載の画像形成装置において、
   使用するトナーの平均円形度が０．９０〜０．９９であることを特徴とする画像形成装置。
8. 請求項１〜６のいずれか１項に記載の画像形成装置において、
   使用するトナーの形状係数ＳＦ−１が１２０〜１８０であり、形状係数ＳＦ−２が１２０〜１９０であることを特徴とする画像形成装置。
9. 請求項１〜６のいずれか１項に記載の画像形成装置において、
   使用するトナーの体積平均粒径をＤｖ（μｍ）、個数平均粒径をＤｎ（μｍ）としたとき、Ｄｖ／Ｄｎが１．０５〜１．３０であることを特徴とする画像形成装置。

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