JP2013104892A - 画像形成装置およびその制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ブラシローラーによって感光体ドラムの表面に塗布する潤滑剤の塗布量をより均一にすることができる画像形成装置を提供する。
【解決手段】感光体ドラム（像担持体）１と、感光体ドラム１の表面に塗布される潤滑剤を含む潤滑材６と、感光体ドラム１および潤滑材６の表面に当接して回転するブラシローラー７と、ブラシローラー７を振動させる振動部７００と、を有することを特徴とする画像形成装置。
【選択図】図３

Description

本発明は、画像形成装置および制御方法に関する。

画像形成装置において、記録用紙に転写されるトナー像の品質を一定に保つため、感光体ドラムなどの回転体の表面の状態を良好に維持することは重要である。

このために画像形成装置は、像担持体である感光体ドラムの表面の状態を良好に維持するために感光体ドラムの表面をクリーニングするクリーナーを有する。クリーナーは、クリーニングブレードを感光体ドラムに当接させて感光体ドラムの表面の残トナーを擦り取る。このクリーニングブレードと感光体ドラムの表面との摩擦を安定させるため、感光体ドラムの表面には潤滑剤が塗布される。

この潤滑剤の塗布においては、個体の潤滑材から潤滑剤をブラシローラーで擦り取って、そのブラシローラーを感光体ドラムに当接させることで、擦り取った潤滑剤を感光体に塗布している（特許文献１）。

また、この従来技術では、個体の潤滑材を振動させることで、ブラシローラーが潤滑剤をむらなく擦り取ることができるようにして、感光体ドラムへの潤滑材の塗布を極力均一になるようにしている。

特開２００７−４７５１４号公報

しかしながら、上記特許文献１の画像形成装置では、ブラシローラーが像担持体である感光体ドラムの表面に当接している部分では、感光体ドラムに対して一方向にブラシの毛が掃引されるため、ブラシの掃引方向に対して交差する方向に塗布むらができてしまうことがある。

本発明は、上述した問題を解決するためになされたものである。したがって、本発明の目的は、ブラシローラーによって像担持体の表面に塗布する潤滑剤の塗布量をより均一にすることができる画像形成装置を提供することである。

本発明の上記目的は、下記の手段によって達成される。

（１）現像剤により形成される画像を保持する像担持体と、前記像担持体の表面に塗布される潤滑剤を含む潤滑材と、前記像担持体および前記潤滑材の表面に当接して回転し、前記潤滑剤を前記像担持体に塗布するブラシローラーと、前記ブラシローラーを振動させる振動部と、を有することを特徴とする画像形成装置。

（２）前記振動部は、前記ブラシローラーを前記ブラシローラーの回転軸に沿う方向に振動させることを特徴とする（１）に記載の画像形成装置。

（３）前記振動部は、前記ブラシローラーを振動させるときの速度を振動中に変更することを特徴とする（１）または（２）に記載の画像形成装置。

（４）前記ブラシローラーは、ブラシの毛が植毛された帯状植毛部材を軸に斜めに巻き付けた構造を有しており、前記振動部によって前記ブラシローラーを振動させる際の移動距離ｘが、前記帯状植毛部材の巻き付け角度θ、前記帯状植毛部材同士の間隔である巻き目幅ｈ、前記回転体表面に当接するニップ幅ｄとして、下記（１）式を満たすことを特徴とする（１）〜（３）のいずれか一つに記載の画像形成装置。

ｘ＝ｈ−ｄ／ｔａｎθ …（１）
（５）前記ブラシローラーは、ブラシの毛が植毛された帯状植毛部材を軸に斜めに巻き付けた構造を有しており、前記振動部によって前記ブラシローラーを振動させる際の振動周波数Ｆと周期ｔの関係が、前記帯状植毛部材の前記ブラシローラーの線速ｖ、前記回転体表面に当接するニップ幅ｄ、ニップ時間ｔ、周期Ｔとして、下記（２）式を満たすことを特徴とする（１）〜（４）のいずれか一つに記載の画像形成装置。

Ｔ＝（ｄ／ｖ）×ｆ＞０．５ …（２）
（６）前記振動部は、前記ブラシローラーを振動させる際に振動周波数を変化させることを特徴とする（１）〜（５）のいずれか一つに記載の画像形成装置。

（７）前記振動部は、前記像担持体の温度および／または湿度の上昇により前記ブラシローラーを振動させる際の振動周波数を上げることを特徴とする（６）に記載の画像形成装置。

（８）前記振動部は、画像形成時のカバレッジが多くなると前記ブラシローラーを振動させる際の振動周波数を上げることを特徴とする（６）に記載の画像形成装置。

（９）現像剤により形成される画像を保持する像担持体と、前記像担持体の表面に塗布される潤滑剤を含む潤滑材と、前記像担持体および前記潤滑剤の表面に当接して回転し、前記潤滑剤を前記像担持体に塗布するブラシローラーと、を有する画像形成装置の制御方法であって、
前記ブラシローラーにより前記潤滑材から前記潤滑剤を前記像担持体に塗布する際に、前記ブラシローラーを振動させることを特徴とする画像形成装置の制御方法。

（１０）前記ブラシローラーを始動させる際の振動方向は、前記ブラシローラーの回転軸に沿う方向であることを特徴とする（９）に記載の画像形成装置の制御方法。

（１１）前記振動部は、前記ブラシローラーを振動させるときの速度を振動中に変更することを特徴とする（９）または（１０）に記載の画像形成装置の制御方法。

（１２）前記ブラシローラーは、ブラシの毛が植毛された帯状植毛部材を軸に斜めに巻き付けた構造を有しており、前記ブラシローラーを振動させる際の移動距離ｘが、前記帯状植毛部材の巻き付け角度θ、前記帯状植毛部材同士の間隔である巻き目幅ｈ、前記回転体表面に当接するニップ幅ｄとして、下記（１）式を満たすことを特徴とする（９）〜（１１）のいずれか一つに記載の画像形成装置の制御方法。

ｘ＝ｈ−ｄ／ｔａｎθ …（１）
（１３）前記ブラシローラーは、ブラシの毛が植毛された帯状植毛部材を軸に斜めに巻き付けた構造を有しており、前記ブラシローラーを振動させる際の振動周波数Ｆと周期ｔの関係が、前記帯状植毛部材の前記ブラシローラーの線速ｖ、前記回転体表面に当接するニップ幅ｄ、ニップ時間ｔ、周期Ｔとして、下記（２）式を満たすことを特徴とする（９）〜（１２）のいずれか一つに記載の画像形成装置の制御方法。

Ｔ＝（ｄ／ｖ）×ｆ＞０．５ …（２）
（１４）前記ブラシローラーを振動させる際に振動周波数を変化させることを特徴とする（９）〜（１３）のいずれか一つに記載の画像形成装置の制御方法。

（１５）前記像担持体の温度および／または湿度の上昇により前記ブラシローラーを振動させる際の振動周波数を上げることを特徴とする（１４）に記載の画像形成装置の制御方法。

（１６）画像形成時のカバレッジが多くなると前記ブラシローラーを振動させる際の振動周波数を上げることを特徴とする（１４）に記載の画像形成装置の制御方法。

本発明の画像形成装置によれば、ブラシローラーを振動させることとしたので、像担持体の表面に当接するブラシ先端が、ブラシローラーの回転方向以外の方向へも動くことになる。このため、ブラシローラーによって塗布される潤滑剤の塗布量をより均一にできて塗布むらが解消されるようになり、塗布むらに起因する画像傷の発生を防ぐことができる。

本発明の実施形態の画像形成装置の全体構成を示す概略断面図である。 図１に示すドラムクリーナーを説明するための概略断面図である。 （ａ）〜（ｃ）は図２に示すドラムクリーナーをＢ−Ｂ線に沿って切断した概略断面図であって、ブラシローラーの振動部を説明するための図面である。 （ａ）はブラシローラーの表面構造を説明するための概略図であり、（ｂ）（ａ）の表面構造を有するブラシローラーの巻き目によって発生した画像傷を説明するための図面である。 ブラシの目による塗布むらによって発生した画像傷を示す図面である。 潤滑材からの潤滑剤成分などの堆積物によって発生した画像傷を説明するための図面である。 図４に示したような帯状植毛部材を斜めに巻きつけて形成したブラシローラーを振動させる際の移動距離を説明するための部分拡大図である。

以下、添付した図面を参照しながら、本発明の実施形態を説明する。なお、図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。また、図面の寸法比率は、説明の都合上誇張されており、実際の比率とは異なる場合がある。

以下、図１を参照して、本発明の実施形態を説明する。図１は実施形態の画像形成装置の全体構成を示す概略断面図である。このような画像形成装置は、複写機、プリンター、複合機などに適用することができる。以下では、本実施形態の画像形成装置として複写機を例示して説明する。

図１に示すとおり、本実施形態の画像形成装置１００は、画像読取部１０、画像形成部２０、用紙搬送部３０、制御部４０、および給紙部５０を有する。なお、以下では、本実施形態の画像形成装置１００の主要な構成を中心に説明し、従来の画像形成装置と同様の構成については説明を省略する。

画像読取部１０は、原稿の画像を読取り、記憶する。画像読取部１０は、光源１１、光学系１２、撮像素子１３、および画像処理系１４を有する。

光源１１から照射された光は、読取面１５に載置された原稿Ｐに照射され、その反射光は光学系１２を通じて、読取り位置に移動した撮像素子１３に結像される。撮像素子１３は、原稿Ｐからの反射光強度に応じて電気信号を生成する。生成された電気信号は、画像処理系１４において、アナログ信号からディジタル信号に変換されたのち、補正処理、フィルター処理、画像圧縮処理などが施され、画像データとして画像処理系１４のメモリーに記憶される。

画像形成部２０は、電子写真プロセスで画像を形成し、形成された画像を記録媒体としての記録用紙Ｓに定着する。本実施形態では、画像形成部２０は、イエロー（Ｙ）色の画像を形成する画像形成部２０Ｙ、マゼンタ（Ｍ）色の画像を形成する画像形成部２０Ｍ、シアン（Ｃ）色の画像を形成する画像形成部２０Ｃ、黒（Ｋ）色の画像を形成する画像形成部２０Ｋを備えており、それぞれ共通する符号２０の後に形成する色をあらわす符号Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋを付して表記されている。

画像形成部２０Ｙは、像担持体である回転体としての感光体ドラム１Ｙおよびその周囲に配置された帯電部２Ｙ、光書込部３Ｙ、現像装置４Ｙおよびドラムクリーナー５Ｙを有して構成される。感光体ドラム１Ｙは、ドラムモーターにより所定の速度で回転する。

同様に、画像形成部２０Ｍは、感光体ドラム１Ｍの周囲に配置された帯電部２Ｍ、光書込部３Ｍ、現像装置４Ｍおよびドラムクリーナー５Ｍを有して構成される。また、画像形成部２０Ｃは、感光体ドラム１Ｃの周囲に配置された帯電部２Ｃ、光書込部３Ｃ、現像装置４Ｃおよびドラムクリーナー５Ｃを有して構成される。また、画像形成部２０Ｋは、感光体ドラム１Ｋの周囲に配置された帯電部２Ｋ、光書込部３Ｋ、現像装置４Ｋおよびドラムクリーナー５Ｋを有して構成される。

画像形成部２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０Ｋにおけるそれぞれの感光体ドラム１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋ、帯電部２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋ、光書込部３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３Ｋ、現像装置４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｋおよびドラムクリーナー５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋは、それぞれ共通する内容の構成である。以下、特に区別が必要な場合を除き符号Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋを付さずに表記することがある。なお、本実施形態のドラムクリーナー５の詳細については後述する。

画像形成部２０は、画像処理系１４のメモリーに記憶されている画像データに基づいて、光書込部３にて画像情報信号を感光体ドラム１に書き込み、感光体ドラム１に画像情報信号に基づく潜像を形成する。そして潜像は現像装置４により現像され、感光体ドラム１上に可視画像であるトナー像が形成される。

画像形成部２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０Ｋのそれぞれ感光体ドラム１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋに、それぞれ、イエロー（Ｙ）色、マゼンタ（Ｍ）色、シアン（Ｃ）色、黒（Ｋ）色の画像が形成される。

中間転写ベルト２１は、複数のローラーにより巻回され、走行可能に支持されている。画像形成部２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０Ｋより形成された各色のトナー画像は、走行する中間転写ベルト２１上に一次転写部７Ｙ、７Ｍ、７Ｃ、７Ｋにより逐次転写されてＹ（イエロー）、Ｍ（マゼンタ）、Ｃ（シアン）、Ｋ（黒）の各色層が重畳したカラー画像が形成される。

用紙搬送部３０は、記録用紙Ｓを搬送する。記録用紙Ｓは、給紙部５０の給紙トレイ５１、５２、または５３に収容されている。用紙搬送部３０は、送り出しローラー３１と、さばきローラー３２と、搬送ローラー３３と、ループローラー（中間ローラー）３４と、レジストローラー３５と、を備える。

記録用紙Ｓは、送り出しローラー３１によって給紙トレイ５１、５２、または５３から搬送経路に送り出され、さばきローラー３２によって１枚に分離される。１枚に分離された記録用紙Ｓは、搬送ローラー３３によって搬送経路に沿ってループローラー３４およびレジストローラー３５を経て２次転写ローラー２２に搬送される。

そして、記録用紙Ｓ上に中間転写ベルト２１上のカラー画像が転写される。カラー画像が転写された記録用紙Ｓは、定着部２３にて熱と圧力とを加えることにより記録用紙Ｓ上のトナー像が定着され、排紙ローラー３６を経て画像形成装置１００の外に排出される。

また、画像形成装置１００は、用紙反転部３７を備えており、定着がなされた記録用紙Ｓを定着搬送ローラーから用紙反転部３７に導いて表裏を反転して排出することができる。それにより、記録用紙Ｓの両面に画像を形成することができる。

制御部４０は、画像読取部１０、画像形成部２０、および用紙搬送部３０を制御する。制御部４０は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）、およびＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）を有する。ＣＰＵは、ＲＯＭに記憶されたソフトウェア・プログラムにしたがって、画像読取部１０、画像形成部２０、および用紙搬送部３０を制御し、演算結果などをＲＡＭに記憶する。

以下、図２および図３を参照してドラムクリーナーをより詳しく説明する。図２は図１に示すドラムクリーナーを説明するための概略断面図である。また、図３（ａ）〜（ｃ）は図２に示すドラムクリーナーをＢ−Ｂ線に沿って切断した概略断面図であって、ブラシローラーの振動部を説明するための図面である。

ドラムクリーナー５は、中間転写ベルト２１にトナー像が転写されたのち、感光体ドラム１の表面に残留したトナー、外添剤などの残留物を掻き取ることにより、感光体ドラム１の表面の状態を良好に維持する。

図２に示すとおり、ドラムクリーナー５は、潤滑材６と、ブラシローラー７と、ケース部８とを有する。ケース部８は、ケーシング部材８Ａ、クリーニングブレード８Ｂ、および潤滑剤均一化ブレード８Ｃを有する。

潤滑材６は、潤滑剤を含む。潤滑剤は、たとえば、ステアリン酸亜鉛（Ｚｎ−Ｓｔ）などの疎水性固体の材料を含み、ケーシング部材８Ａに設置された支持部材上に配置されて感光体ドラム１の回転軸方向に板状に延在する。潤滑材６から潤滑剤がブラシローラー７によって擦り取られる。そして、ブラシローラー７が像担持体である感光体ドラム１に当接して回転することで、感光体ドラム１の表面に潤滑剤が塗布される。これにより感光体ドラム１の表面とクリーニングブレード８Ｂとの摩擦を調整する。また、この潤滑材６は押圧手段であるばね９（弾性部材）によって、ブラシローラー７へ押圧されている。

ブラシローラー７は、たとえば樹脂製のブラシであり、アクリル系材料を含む。ブラシの毛は主に固体である潤滑剤を擦り取るために、ある程度の腰の強さ（硬さ）を有しているが、一方で感光体ドラム１表面を傷付けることのないものとなっている。

ケース部８は、潤滑材６、ブラシローラー７を収納しているケースであるとともに、クリーニングブレード８Ｂおよび潤滑剤均一化ブレード８Ｃを支持している。そして、このケース部８には、ブラシローラー７を振動させるための振動部７００（詳細後述）が取り付けられている。

クリーニングブレード８Ｂは、クリーニング手段として、感光体ドラム１の表面の残留物を掻き取る。具体的には、クリーニングブレード８Ｂは、感光体ドラム１の回転方向に対して反対方向（カウンタ方向）にクリーニングブレード８Ｂの一端部を感光体ドラム１に摺接させて、感光体ドラム１の表面の残留物を掻き取る。

潤滑剤均一化ブレード８Ｃは、感光体ドラム１の表面にブラシローラー７によって塗布された潤滑剤を均一化する。具体的には、潤滑剤均一化ブレード８Ｃは、感光体ドラム１の回転方向についてクリーニングブレード８Ｂの下流側に位置し、一端部が感光体ドラム１に摺接しており、感光体ドラム１の表面に塗布された潤滑剤を均一化および薄層化する。

図３（ａ）〜（ｃ）を参照して、ブラシローラー７の振動部７００の例について説明する。なお、図３（ａ）〜（ｃ）においては、図２に示したドラムクリーナーをＢ−Ｂ線に沿って切断した断面のうち、潤滑材６、ブラシローラー７および振動部７００に関する部分のみを示し、その他の部材については図示省略した。

図３（ａ）を参照して、ブラシローラー７の振動部７００の第１の例について説明する。この第１の例におけるブラシローラー７の振動部７００は、ブラシローラー７の軸７０１の一端側に設けられていて回転する歯車７１０を有する。また、軸７０１の他端側は、ケーシング部材８Ａに支持された弾性部材７０２（たとえばばね）が取り付けられている。弾性部材７０２は、軸７０１を歯車７１０のある方向に付勢している。歯車７１０を回転させる駆動源は、独立したモーターを設けてもよいが、たとえば現像ローラーや感光体ドラムの駆動用モーターを駆動源として利用して、ギアやベルトとプーリーなどの伝達機構を用いて、所定の回転方向、回転速度となるように回転させるようにしてもよく、特に限定されない。

歯車７１０は、図示するように、その歯車７１０の歯の形状が、なだらかな傾斜面７０５と急激に高さが変わる段差部７０６とを有している。そして、この歯車７１０に対して軸７０１の一端が摺動するように当接している。この歯車７１０に当接している軸７０１の一端側の部分を摺動部７０３とする。摺動部７０３は、歯車の動きに対して滑らかに摺動するようにその先端が１点で当接するように細くなった円錐形状となっている（ただし最先端部は円弧状など、弾性部材７０２の付勢力によって摺動部７０３が歯車７１０に食い込まない形状としている）。

この歯車７１０が回転することで、軸７０１全体がその延長方向である軸方向（図示白抜き矢印Ｘ（以下同様）に移動する。このとき傾斜面７０５では比較的ゆっくりと移動し、段差面７０６では急激に移動することになる。このような速度変化を伴う往復運動によってブラシローラー７全体が振動する。このようなゆっくりとした移動と急激な移動の繰り返しによって、ブラシの毛の一本いっぽんの先端まで振動させることができる。これは、ブラシの毛は、ある程度の腰の強さがあるため、単調な同じ速度の移動だけでは、その先端まで振動が伝わらないおそれがある。これを、本実施形態のように往復移動中の速度、すなわち振動中の速度を変更することで、ブラシの毛の先端まで振動させることができるようになるのである。

なお、振動中の速度変化は、ブラシローラー７を第１の方向に移動させるときとその反対方向である第２の方向に移動させるときとで速度を変えたり第１の方向（または第２の方向）へ移動させている最中に速度を変えたりするなど、その段階で速度を変えてもよい。

ブラシローラー７の回転機構は、ブラシローラー７の軸方向の振動とブラシローラー７の塗布方向の回転とを両立させている。このためにブラシローラー７を回転させる駆動源（不図示）によって回転する回転部材７１２の内側（軸７０１側）に溝７１３を設け、この溝７１３に、軸７０１に設けたピン７１４を噛み合わせた構造を有する。溝７１３は軸７０１と同じ方向に切られている。ピン７１４はこの溝７１３の方向に自在に移動する。一方、軸７０１の回転方向には、溝７１３の壁によって規制されるため、回転部材７１２が回転するとピン７１４が押されて軸７０１を回転させることになる。ブラシローラー７を回転させる駆動源は、独立したモーターを設けてもよいが、たとえが現像ローラーや感光体ドラムの駆動用モーターを駆動源として利用して、ギアやベルトとプーリーなどの伝達機構を用いて、所定の回転方向、回転速度となるように回転させるようにしてもよく、特に限定されない。

一方、軸７０１の他端側は、回転と軸方向の移動が自在なボールベアリング７１５などによって軸支している。

このような構造によって、ブラシローラー７は、歯車７１０により加えられる振動とともに塗布方向にもスムーズに回転するようになっている。

次に、図３（ｂ）は、振動部７００の第２の例を示す図面である。

この第２の例では、ブラシローラー７の軸７０１の一端側に円錐形状部７２１を持たせて、この円錐形状部７２１の斜面に、軸７０１に対して垂直な方向に移動する加振棒７２２を押し当てている。軸７０１の他端側は、図３（ａ）の例と同様に、弾性部材１０２（たとえばばね）を有していて、この弾性部材１０２は、軸７０１を加振棒７２２の方向に付勢している。また、ブラシローラー７を回転させる機構も図３（ａ）に示した第１の例と同様である。

加振棒７２２が軸７０１の方向（図示上方向）に移動することで、軸７０１は円錐形状部７２１の傾斜によって他端側（弾性部材７０２のある側）へ押されることになる。一方、加振棒７２２が軸７０１から離れる方向（図示下方向）に移動することで、軸７０１は弾性部材７０２に押されていることから、加振棒７２２のある方へ戻る。この加振棒７２２の動きによって、ブラシローラー７が軸方向へ振動する。加振棒７２２に動作は、たとえばモーターによる回転運動を上下動に変換して動作させればよい、その際、モーターの動きを不連続的にすることで、第１の例と同じように、ブラシローラー７の振動速度を不連続にすることができる。

次に、図３（ｃ）は、振動部７００の第３の例を示す図面である。

この第３の例では、ブラシローラー７の軸７０１の一端側に振動子７３１を取り付け、直接軸７０１を振動させる。軸７０１の他端側は、図３（ａ）の例と同様に、弾性部材１０２（たとえばばね）を有していて、この弾性部材７０２は、軸７０１を振動子７３１の方向に付勢している。また、ブラシローラー７を回転させる機構も図３（ａ）に示した第１の例と同様である。

振動子７３１は、たとえば圧電素子であり、この圧電素子にパルス信号を印可することで、そのパルス周期に同調した振動が軸７０１に加えられることになる。印可するパルスの周期を不連続なものとすることで、第１の例と同じように、ブラシローラー７の振動速度を不連続にすることができる。

なお、本実施形態では、このようにブラシローラー７を振動させるため、その振動により、感光体ドラム１が振動してしまわないように、感光体ドラム１内には防振材１ａ（図２参照）が入っている。防振材１ａはたとえば、ゴムや樹脂などの弾性材であり、感光体ドラム１の内周面に張り巡らされている。

本実施形態の作用を説明する。

ここではまず、ブラシローラー７によって潤滑剤を塗布することによる不具合の事例を説明する。

ブラシローラー７は、感光体ドラム１に対して感光体ドラム１の回転方向と逆方向に回転している。このため、本実施形態のようなブラシローラー７を振動させるための振動部がない場合、ブラシローラー７のブラシは、感光体ドラム１の表面上では常に一方向に動くことになる。このようなブラシローラー７のブラシが感光体ドラム１の表面に対する一定方向に移動する方向を塗布方向とする。

ブラシが一定方向に移動するだけであると、感光体ドラム１表面上には、潤滑剤が塗布される際に、どうしてもブラシローラー７のブラシ目が表れて、塗布方向に対して交差する方向に塗布むらが発生してしまう。

このようなブラシ目による塗布むらは、潤滑剤均一化ブレード８Ｃによってある程度は改善するものの、塗布むらの発生状況によっては、感光体ドラム１に発生した塗布むらがそのまま画像形成された用紙上に転写されて画像傷となって見えてしまうことがある。

一例をあげれば、ブラシローラー７のブラシの設置方法に起因した塗布むらの発生と、それによって現れる画像傷がある。

図４（ａ）はブラシローラーの表面構造を説明するための概略図である。図示するように、ブラシローラー７の中には、帯状の部材にブラシの毛を植毛した帯状植毛部材７５０を、基材であるブラシローラー７の軸７０１に斜めに巻きつけたものがある。このようにして形成されたブラシローラー７は、斜めに巻きつけられた帯状植毛部材７５０の巻き目（隙間）７５１がわずかながら存在する。この巻き目７５１部分では、感光体ドラム１に対してブラシの毛が存在しないことになり、ブラシローラー７を振動させない場合、巻き目７５１部分が感光体ドラム１表面に対して常に同じ位置になってしまう。そうするとその部分には潤滑剤が塗布されないことになって塗布むらが発生する。この塗布むらの発生状況によっては、感光体ドラム１に発生した塗布むらがそのまま画像形成された用紙上に転写されて画像傷となって見えてしまうのである。

図４（ｂ）は、図４（ａ）の表面構造を有するブラシローラーの巻き目によって発生した画像傷を説明するための図面である。図示するように、画像傷は、用紙２００の搬送方向、すなわち感光体ドラム１の回転方向に対して、斜めに薄い複数の規則的なほぼ同間隔の筋傷２０１となって現れる。

また、巻き目のような明確な未塗布部分がない場合でも、ブラシの毛の長さら密度の微妙な違いによってブラシの目ができる。ブラシローラー７を振動させない場合、常に同じ方向にブラシが移動するためこのブラシの目によって塗布むらが発生することがある。図５はブラシの目による塗布むらによって発生した画像傷を説明するための図面である。図示するように、用紙２００の搬送方向、すなわち感光体ドラム１の回転方向と同じ方向に、薄い複数の筋傷２０２となって現れる。このような筋傷２０２は、等間隔ではなくランダムな間隔で発生することが多い。

さらに、潤滑材６から擦り取られた潤滑剤や潤滑材６を構成する他の成分などが局所的にたまることで不要な堆積物が発生して、これが潤滑材６の上に付着したままになり、塗布むらが発生する場合がある。

この潤滑材６はばね９によって、ブラシローラー７へ押圧されている。このため潤滑材６は、僅かながらがたつきのある構造となっている。このがたつきのために、潤滑材６から擦り取られた潤滑剤やそのほかの潤滑材６を構成する他の成分などが、ブラシが潤滑材６から離れる部分に堆積物としてたまってしまうことがある。このような堆積物があると、ブラシローラー７を振動させない場合、ブラシローラー７はこの堆積物に長い間他の部分よりも強く押し当てられることになって、ブラシローラー７のその部分にだけ潤滑剤が濃く付着する。すると、その部分だけが感光体ドラム１にも濃く塗布されてしまうことになる。このような局所的に濃く塗布されたものは、潤滑剤均一化ブレード８Ｃによっても完全に均一化することはできないため、そのまま感光体ドラム１に残ってしまい、それが用紙上に転写されて画像傷となる。

図６は潤滑材からの潤滑剤成分などの堆積物によって発生した画像傷を説明するための図面である。図示するように、潤滑剤成分などの堆積物によって発生した画像傷は、用紙２００の搬送方向、すなわち感光体ドラム１の回転方向に、薄い筋傷２０３となって現れる。これは、堆積物の付着個数によって異なり、堆積物が一つだけであれば、図示する場合のように筋傷２０３も一本であるが、堆積物が複数付着していると複数本出てしまうこともある。

以上のように、塗布方向にしか移動しないブラシローラー７（すなわちブラシローラー７を振動させない場合）では、感光体ドラム１の回転方向に対して交差する方向に潤滑剤の塗布むらができて、それがそのまま用紙上に転写されて画像傷となって現れるのである。

そこで、本実施形態では、ブラシローラー７を塗布方向以外の方向へ振動させることで、ブラシが感光体ドラム１に対して常に一定方向だけの移動とならないようして、塗布むらの発生を防止している。ブラシローラー７を振動させる機構は、すでに説明した振動部７００である。

振動量については、ブラシローラー７のブラシの毛の植え込み方によって異なる。たとえば図４に示したように、ブラシの毛の植毛形態に対応した特徴的な画像傷が出る場合は、その特徴的な傷を無くすように振動量を設定する必要がある。しかもこのようなブラシの植毛形態に特徴がある場合、その特徴に合わせて振動量を求めることができる。

図７は、図４に示したような帯状植毛部材を斜めに巻きつけて形成したブラシローラー７を振動させる際の移動距離を説明するための部分拡大図である。

図示するように、この形態のブラシローラー７は、その軸７０１に帯状植毛部材７５０が斜めに巻き付けられている。この例におけるブラシローラー７の構成は、帯状植毛部材７５０の巻き付け角度θ＝１．３ｒａｄ（７５ｄｅｇ）、帯状植毛部材７５０同士の間隔である巻き目幅ｈ＝０．７５、感光体ドラム１に対する塗布方向のブラシローラー７の相対的な速度である線速ｖ＝３２２ｍｍ／ｓｅｃ、ニップ幅ｄ＝２ｍｍ、ニップ時間＝０．００６２１１ｓｅｃとする。このとき、帯状植毛部材７５０同士の間隔である巻き目幅ｈに起因して未塗布領域ができて、画像傷となってしまうおそれのある未塗布領域の幅をｘとする。

この未塗布領域の幅ｘ部分を完全に塗布させることができれば塗布むらが解消するので、この未塗布領域の幅ｘ＝移動距離となるので、このｘを求めればよい。そして、この未塗布領域の幅ｘ（＝移動距離）の移動方向（振動方向）は、ブラシローラー７の回転軸に沿う方向（図３および図７中の白抜き矢印Ｘの方向）である。

この未塗布領域の幅ｘ＝移動距離は、巻き付け角度θ、巻き目幅ｈ、およびニップ幅ｄから下記（１）〜（３）式のように求めることができる。

ｔａｎθ＝ｄ／（ｈ−ｘ） …（１）
（１）式から ｘ＝ｈ−ｄ／ｔａｎθ …（２） となる。

したがって、上記ブラシローラー７の構成から、
ｘ＝０．７５−２×１／ｔａｎ（７５°）＝０．２１ …（３） となる。

つまり、ｘ＝０．２１ｍｍだけ軸方向に移動するように振動させればよいことになる。もちろん、これ以外の寸法によって構成される場合においても同様に算出すればよい。

一方、振動周期は、ニップ時間の間に少なくとも１回上記移動距離を移動することで、ブラシの先端が塗布方向以外の方向に振動して、１ニップ時間の間に潤滑剤を感光体ドラム表面に塗布させることができる。そこで、たとえば、１ニップ時間の間に振動させる周期を０．５周期（ｄｃｙｃｌｅ）以上とすればよい。この周期をＴ、振動周波数をｆで表すと、Ｔ＝（ｄ／ｖ）×ｆ＞０．５ の関係が成り立てばよいことになる。

線速ｖ＝３２２ｍｍ／ｓｅｃ、ニップ幅ｄ＝２ｍｍ、ニップ時間ｔ＝０．００６２１１ｓｅｃであるから周波数ｆは、下記（５）〜（７）式のとおりである。

ｔ＝ｄ／ｖ …（５） 、ｆ＝Ｔ／ｔ＝Ｔ／（ｄ／ｖ） …（６）
この式から、１ニップ時間当たりの周期を０．５周期とすると、周波数ｆは
ｆ＝Ｔ／（ｄ／ｖ）＝０．５／（２／３２２）＝８０．５Ｈｚ …（７） となる。

そのほか、斜めの巻き目のようなブラシローラー７の構成からみられる明確な未塗布部分がない場合、たとえば、図５および図６に示したような画像傷が出る場合は、このような傷を解消できる振動量を設定すればよい。つまりブラシの毛の先端（感光体ドラム１の表面に当接する端）が、塗布方向（感光体ドラムの回転方向）と異なる方向にわずかでも移動すれば、塗布むらによる画像傷を解消することができる。

（実施例）
実際にブラシローラー７を振動させるようにした画像形成装置を製作し、画像傷の発生の有無を試験した。

この試験のために製作した画像形成装置は下記のとおり構成した。

（潤滑材）
潤滑剤成分：ステアリン酸亜鉛（Ｚｎ−Ｓｔ）、
長さ：３２８±１ｍｍ（ブラシローラーの軸方向）、
幅：８±０．３ｍｍ（上記長さに直行する方向）、
高さ：８±０．３ｍｍ（潤滑剤の厚さ）、
硬度：鉛筆硬度でｆ〜ＨＢ相当、
潤滑材押圧力：０．６４Ｎ±１０％×２。

（感光体ドラム）
総膜厚：２９．５±１．５μｍ（内部に防振材有り）、
感光体長さ：３６８ｍｍ（感光体ドラム表面の回転方向の長さ）、
外径：直径８０±０．０４ｍｍ、
振れ：３０μｍ以下、
線速：４６０ｍｍ／ｓｅｃ。

（ブラシローラー）
すでに説明した通りの帯状植毛部材を軸に斜めに巻きつけた構造である。

回転方向：感光体ドラムと逆回転、
回転速度：感光体ドラムに対して０．７０
線速：３２２ｍｍ／ｓｅｃ、
ブラシローラーの全体の外径：直径１１．４±０．２ｍｍ、
軸径：直径６ｍｍ、
長さ：３４０±０．５ｍｍ（ブラシローラーの軸方向）
（振動条件）
ニップ時間当たりの周期：０．５（振動周波数＝８０Ｈｚ）、
像間で振動。

この試験装置を用いてブラシローラーの振動の有無、および振動条件を変えて、画像傷の有無を検査した。画像傷の有無は、縦帯画像カバレッジ１０％、全面ハーフ画像を形成して行った。結果を表１に示す。比較例および実施例１は、感光体ドラム１の温度が室温の状態（約２５℃）である。また、実施例２，３は感光体ドラム１の温度が３０℃であり、このうち実施例２は、振動条件は実施例１と同じｆ＝８０Ｈｚである。一方、実施例３は振動条件を２０％上昇させて振動周波数ｆ＝９６Ｈｚとしたものである。なお、感光体ドラム１の温度は感光体ドラム１近傍に設けた温度センサーにより計測した。

表中、斜め傷は図４（ｂ）に示した斜めにできる画像傷である。堆積物傷は図５に示した潤滑剤の堆積物によって起こる縦筋状の画像傷である。そして○印はこれらの画像傷が目視によって認められない状態を示す。一方、×印はこれらの画像傷が目視により認められた場合を示す。また、△印は、×印の場合ほどではないがごく薄い画像傷が目視により認められる場合を示す。

比較例および実施例１の結果から、ブラシローラー７を振動させることで、画像形成の初期段階から、画像傷が生じることなく画像形成を行えるようになることがわかる。なお、比較例においても画像形成枚数が多くなると斜め傷の発生が認められなくなっている。斜め傷は、すでに説明した通り、潤滑剤の塗布されている領域と塗布されていない領域ができて塗布むらが発生することにより生じるものである。画像形成枚数が増えると、ブラシローラー７では塗布できない領域でも、潤滑剤均一化ブレード８Ｃによって少しずつ均一化されて感光体ドラム全体に潤滑剤が行き渡るようになって、未塗布領域が少なくなってきて塗布むらが解消するためと考えられる。このことからブラシローラー７を振動させることは、特に画像形成装置の使い始めに効果があることがわかる。

堆積物による画像傷は、比較例であっても初期の段階では、堆積物が発生していないため画像傷発生もない。しかし、画像形成枚数が増えてくると発生する。これに対して実施例１では、画像形成枚数が増えても堆積物に起因した画像傷の発生は認められなかった。これは、ブラシローラー７を振動させることで、堆積物が潤滑材６から落ちてブラシローラー７に局所的に余分に付着するような状態が起きなくなったためと考えられる。

また、実施例２の結果から、温度が高い場合には、ブラシローラー７の巻き目に起因する斜めの画像傷が発生する場合のあることがわかる。これは、温度が上がると、潤滑材６の潤滑剤成分が溶け出しやすくなってブラシに多く付き、感光体ドラム１への塗布量もその分多くなる。このため振動周期が少ない場合には、振動を加えない場合に塗布されない領域には、振動を加えたとしても潤滑剤が多く付かなかったものと考えられる。これに対して実施例４では、振動周波数を上げることで、振動を加えない場合に塗布されない領域にも多く潤滑剤を行き渡らせることができるようになり、巻き目による画像傷はすべて解消されるようになったものである。

以上の結果から、感光体ドラム１の温度が高い場合には、その近傍に配置されている潤滑材６の温度も高くなるため、振動周波数を上げることが好ましい。また、潤滑剤成分であるステアリン酸亜鉛は温度だけでなく、湿度が高い場合にも溶けやすくなるので、温度だけでなく湿度が高い場合にも振動周波数を上げることが好ましい。

振動周波数を上げる場合の温度や湿度は上述した実施例の場合（３０℃）に限らず、画像形成装置構成や潤滑材６の主成分である潤滑剤成分の違いなどに対応して、適宜設定するとよい。

また、堆積物については、画像としてトナーが多く入る領域で堆積しやすい傾向になる。このため、たとえば画像におけるカバレッジが増えた場合には、振動周波数を上げることで、堆積物を落としやすくすることができる。たとえば、上述した実施例では、カバレッジ１０％で行ったが、カバレッジ２０％の画像形成を行った後には、振動周波数を２０％程度上げるなどである。なお、このような場合も、実際にどの程度振動周波数を上げるかは、画像形成装置構成や潤滑材６の潤滑剤成分の違いなどに対応して、適宜設定するとよい。

なお、このような振動周波数を変更する制御は、感光体ドラム１の近傍に温度センサーおよび／または湿度センサーを設け、それらセンサーからの信号から制御部４０が、温度および／または湿度を取得して、制御部４０がブラシローラー７を振動させる振動周波数を変更するように振動部７００を制御すればよい。そのほかブラシローラー７の振動周波数を変更するために専用の装置を設けておいてもよい。

以上説明した本実施形態および実施例によれば以下の効果を奏する。

ブラシローラー７を振動させることとしたので、感光体ドラム１の表面に当接するブラシ先端が、塗布方向以外の方向へも動くことになる。このため、ブラシローラー７によって塗布される潤滑剤の塗布量をより均一にできて塗布むらが解消されようになり、塗布むらに起因する画像傷の発生を防ぐことができる。また、ブラシローラー７の振動によって、潤滑材６に生じる堆積物が落ちやすくなって、堆積物に起因する画像傷も防止できる。

また、ブラシローラー７を振動させる際には、ブラシローラー７の回転軸に沿う方向に振動させることとした。この振動方向は、ブラシローラー７が常に同じ方向に回転しているだけの場合に発生する未塗布部分の方向に対して直行する方向の振動となるため、このような未塗布部分を解消するための移動距離として最も少ない距離で済むようにできる。

ブラシローラー７を振動させる際のブラシローラー７の振動速度を振動中に変更することとしたので、ブラシの先端まで確実に振動を伝えて、塗布方向以外の方向へも潤滑剤を塗布することができる。

ブラシローラー７を振動させる際のブラシローラー７の振動による移動距離は、画像傷となるような塗布むらを解消できる距離であればよいが、ブラシローラー７の軸７０１に対するブラシの設置方法から未塗布領域の大きさがわかる場合には（図７参照）、その大きさに合わせて、移動距離を設定することとしたので、確実に未塗布領域を解消するように振動させることができる。

ブラシローラー７を振動させる際のブラシローラー７の振動周期を０．５以上になるようにしたので、確実に未塗布領域を解消するように振動させることができる。

感光体ドラム１の温度および／または湿度が上昇することによりブラシローラー７の振動周波数を上昇させることにしたので、振動させない場合に発生する塗布領域と未塗布領域との塗布量の差が大きくなっても、未塗布領域の発生を防いで画像傷を防止することができる。

画像形成時のカバレッジが多くなることによりブラシローラー７の振動周波数を上昇させることにした。これは画像形成時のカバレッジが多くなってトナーが多く供給されると潤滑剤成分の堆積物も多くなるのであるが、振動周波数を上げることでこのような堆積物をより落としやすくできる。

以上、本発明を適用した実施形態および実施例を説明したが、本発明はこのような実施形態や実施例に限定されるものではない。たとえば、実施形態では、ブラシローラー７の軸方向に振動させることとしたが、振動方向はこれに限らず、ブラシの回転方向以外の方向に振動させることでも、実施形態と同様の効果を得ることができる。なぜなら、すでに説明したように塗布むらの発生は、ブラシが感光体ドラム１表面上を常に一定方向に移動するために発生するものであるから、塗布方向と異なる方向へブラシを振動（移動）させれば、ブラシの先端が常に一定方向の動きにならなくなり、塗布むらを解消することができるのである。具体的には、たとえばブラシローラー７の軸方向と交差する方向であればどのような方向であってもよい。

そのほか、本発明は、その技術思想の範囲内において当業者が適宜に追加、変形、および省略することができることはいうまでもない。

１ 感光体ドラム（像担持体（回転体））、
５ ドラムクリーナー、
６ 潤滑材、
７ ブラシローラー、
８ ケース部、
８Ａ ケーシング部材、
８Ｂ クリーニングブレード、
８Ｃ 潤滑剤均一化ブレード（潤滑剤均一化手段）、
９ ばね、
１０ 画像読取部、
２０ 画像形成部、
２１ 中間転写ベルト（回転体）、
２２ ２次転写ローラー（回転体）、
３０ 用紙搬送部、
４０ 制御部、
１００ 画像形成装置、
７００ 振動部、
７０１ 軸、
７０２ 弾性部材、
７０３ 摺動部、
７１０ 歯車、
７１２ 回転部材、
７１３ 溝
７１４ ピン、
７１５ ボールベアリング、
７２１ 円錐形状部、
７２２ 加振棒、
７３１ 振動子、
７５０ 帯状植毛部材。

Claims (16)

1. 現像剤により形成される画像を保持する像担持体と、
   前記像担持体の表面に塗布される潤滑剤を含む潤滑材と、
   前記像担持体および前記潤滑材の表面に当接して回転し、前記潤滑剤を前記像担持体に塗布するブラシローラーと、
   前記ブラシローラーを振動させる振動部と、
   を有することを特徴とする画像形成装置。
2. 前記振動部は、前記ブラシローラーを前記ブラシローラーの回転軸に沿う方向に振動させることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記振動部は、前記ブラシローラーを振動させるときの速度を振動中に変更することを特徴とする請求項１または２に記載の画像形成装置。
4. 前記ブラシローラーは、ブラシの毛が植毛された帯状植毛部材を軸に斜めに巻き付けた構造を有しており、
   前記振動部によって前記ブラシローラーを振動させる際の移動距離ｘが、前記帯状植毛部材の巻き付け角度θ、前記帯状植毛部材同士の間隔である巻き目幅ｈ、前記回転体表面に当接するニップ幅ｄとして、下記（１）式を満たすことを特徴とする請求項１〜３のいずれか一つに記載の画像形成装置。
   ｘ＝ｈ−ｄ／ｔａｎθ …（１）
5. 前記ブラシローラーは、ブラシの毛が植毛された帯状植毛部材を軸に斜めに巻き付けた構造を有しており、
   前記振動部によって前記ブラシローラーを振動させる際の振動周波数Ｆと周期ｔの関係が、前記帯状植毛部材の前記ブラシローラーの線速ｖ、前記回転体表面に当接するニップ幅ｄ、ニップ時間ｔ、周期Ｔとして、下記（２）式を満たすことを特徴とする請求項１〜４のいずれか一つに記載の画像形成装置。
   Ｔ＝（ｄ／ｖ）×ｆ＞０．５ …（２）
6. 前記振動部は、前記ブラシローラーを振動させる際に振動周波数を変化させることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一つに記載の画像形成装置。
7. 前記振動部は、前記像担持体の温度および／または湿度の上昇により前記ブラシローラーを振動させる際の振動周波数を上げることを特徴とする請求項６に記載の画像形成装置。
8. 前記振動部は、画像形成時のカバレッジが多くなると前記ブラシローラーを振動させる際の振動周波数を上げることを特徴とする請求項６に記載の画像形成装置。
9. 現像剤により形成される画像を保持する像担持体と、
   前記像担持体の表面に塗布される潤滑剤を含む潤滑材と、
   前記像担持体および前記潤滑剤の表面に当接して回転し、前記潤滑剤を前記像担持体に塗布するブラシローラーと、を有する画像形成装置の制御方法であって、
   前記ブラシローラーにより前記潤滑材から前記潤滑剤を前記像担持体に塗布する際に、前記ブラシローラーを振動させることを特徴とする画像形成装置の制御方法。
10. 前記ブラシローラーを始動させる際の振動方向は、前記ブラシローラーの回転軸に沿う方向であることを特徴とする請求項９に記載の画像形成装置の制御方法。
11. 前記振動部は、前記ブラシローラーを振動させるときの速度を振動中に変更することを特徴とする請求項９または１０に記載の画像形成装置の制御方法。
12. 前記ブラシローラーは、ブラシの毛が植毛された帯状植毛部材を軸に斜めに巻き付けた構造を有しており、
    前記ブラシローラーを振動させる際の移動距離ｘが、前記帯状植毛部材の巻き付け角度θ、前記帯状植毛部材同士の間隔である巻き目幅ｈ、前記回転体表面に当接するニップ幅ｄとして、下記（１）式を満たすことを特徴とする請求項９〜１１のいずれか一つに記載の画像形成装置の制御方法。
    ｘ＝ｈ−ｄ／ｔａｎθ …（１）
13. 前記ブラシローラーは、ブラシの毛が植毛された帯状植毛部材を軸に斜めに巻き付けた構造を有しており、
    前記ブラシローラーを振動させる際の振動周波数Ｆと周期ｔの関係が、前記帯状植毛部材の前記ブラシローラーの線速ｖ、前記回転体表面に当接するニップ幅ｄ、ニップ時間ｔ、周期Ｔとして、下記（２）式を満たすことを特徴とする請求項９〜１２のいずれか一つに記載の画像形成装置の制御方法。
    Ｔ＝（ｄ／ｖ）×ｆ＞０．５ …（２）
14. 前記ブラシローラーを振動させる際に振動周波数を変化させることを特徴とする請求項９〜１３のいずれか一つに記載の画像形成装置の制御方法。
15. 前記像担持体の温度および／または湿度の上昇により前記ブラシローラーを振動させる際の振動周波数を上げることを特徴とする請求項１４に記載の画像形成装置の制御方法。
16. 画像形成時のカバレッジが多くなると前記ブラシローラーを振動させる際の振動周波数を上げることを特徴とする請求項１４に記載の画像形成装置の制御方法。

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