JP2016018053A - 清掃装置及び画像形成装置 - Google Patents

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Wataru Watanabe
渉 渡辺
達也 古田
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達也 古田
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Natsuko Kawai
なつ子 川井
隆史 赤澤
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隆史 赤澤
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Abstract

【課題】クリーニングブレードへの長期間の当接による感光体表面への滑剤染み込みに起因する感光体メモリーを防止する清掃装置及び画像形成装置の提供。【解決手段】トナーを担持する像担持体と、像担持体に残留した残留物を清掃する清掃手段と、像担持体に滑剤を供給する滑剤供給手段と、像担持体の停止時に、像担持体と清掃部材との接触部よりも像担持体の回転方向に対して上流側近傍の像担持体に接する滑剤を像担持体の駆動時よりも少なくなるように制御する制御手段を備える。【選択図】図6

Description

本発明は、複写機、プリンター、ファクシミリ等の清掃装置及び画像形成装置に関するものである。
電子写真方式の画像形成装置では、例えば、トナー像が形成される感光体の表面にクリーニングブレードを当接させて、転写後の感光体表面に付着した残留トナーを除去して次の画像形成を行うことが広く行われている。
しかしながら、近年では、画像の高精細化、装置の高速化および定着温度の低温化などの目的のために、これまでより球形状に近くて粒径の小さなトナーが採用されている。このような球形状で小粒径のトナーでは、クリーニングブレードをすり抜けて感光体からの残留トナーの除去が難しいという問題がある。また、トナーに添加された外添剤が除去されずに感光体の表面に固着することで発生するフィルミングが、転写性能を低下させたり、クリーニングブレードと感光体との摩擦係数が大きくなってブレード捲れ等の問題が発生することがあった。
そこで、上述した問題を解消するために、感光体表面に滑剤を塗布する手段を備える構成の画像形成装置が提案されている(特許文献1参照)。すなわち、固形化したステアリン酸亜鉛(滑剤)に塗布ブラシを接触させてステアリン酸亜鉛を削りとり、塗布ブラシにより感光体表面上に塗布している。これにより感光体表面に滑剤層が感光体の保護膜として形成され、球形状で小粒径のトナーを感光体表面から確実にクリーニングするとともにクリーニングブレードと感光体の摩擦係数を低減することができるのでブレード捲れを防止することが可能となっている。
特開2007−86262号公報
しかしながら、クリーニングブレードでは、転写後の感光体表面に付着した残留トナーだけでなく、例えば、トナーに添加された外添剤や感光体表面に塗布された滑剤なども掻き取られている。様々な物質が掻き取られた残留物は、図6に示すように、感光体に当接されたクリーニングブレードの先端エッジ(以後、ブレードエッジと略す。)と感光体との間に残留物の粒径に応じてそれぞれの物質から層を成して堆積している。滑剤の粒径はトナーよりも小さいため、感光体とブレードエッジの接触部により近い位置には滑剤層が形成され、次にトナー層が形成される。
装置が長期間に亘って使用されない状態から画像形成の動作が行われると、感光体とブレードエッジとが当接している近傍に電位ムラによる画像濃度ムラ(メモリー)が発生し、画像品質を低下させてしまうことがある。これは、装置が長期間放置されると、ブレードエッジの堆積物が、感光体の特定の部位にクリーニングブレードの圧力を受けて当接され続け、堆積物のうち感光体とクリーニングブレードとの間に介在する滑剤が、液体に近い性質を有するために感光体表面に染み込む現象が発生しているからと推測される。感光体表面に滑剤の染み込みが発生した部分は、その他の表面部分と比べて電気特性が異なるので、感光体に電位ムラを発生させてしまい、メモリーとなる。
本発明の目的は、上記課題に鑑みなされたものであり、クリーニングブレードの長期間当接による感光体表面への滑剤染み込みに起因する感光体メモリーを防止することができる画像形成装置を提供することを目的とする。
本発明によれば、清掃装置において、トナーを担持する像担持体と、前記像担持体に残留した残留物を清掃する清掃手段と、前記像担持体に滑剤を供給する滑剤供給手段と、前記像担持体の停止時に、前記像担持体と前記清掃手段との接触部よりも前記像担持体の回転方向に対して上流側近傍の前記像担持体に接する滑剤を前記像担持体の駆動時よりも少なくなるように制御する制御手段を備えることを特徴とする。
また、本発明によれば、画像形成装置において、前記トナーを担持する像担持体と、前記像担持体に前記トナーを現像させる現像手段と、前記像担持体に残留した残留物を清掃する清掃手段と、前記像担持体に滑剤を供給する滑剤供給手段と、前記像担持体の停止時に、前記像担持体と前記清掃手段との接触部よりも前記像担持体の回転方向に対して上流側近傍の前記像担持体に接する滑剤を前記像担持体の駆動時よりも少なくなるように制御する制御手段を備えることを特徴とする。
本発明によれば、感光体とクリーニングブレードとの間に堆積した堆積物と感光体との接触部に介在する滑剤を減らすような動作を制御するので、感光体表面に接する滑剤が少なくなって感光体表面への滑剤の染み込み量を最小限に抑制することができる。その結果、感光体表面への滑剤染み込みに起因する感光体メモリーを防止することができる。
本発明を備えた画像形成装置の構成の一例を示す断面図である。 感光体と現像部とクリーニング部の基本構成を示す断面図である。 本発明の第1の実施形態を選択する制御フローを示すフローチャートである。 本発明の第2の実施形態を実施する前後のブレードエッジ上の堆積状態を示す断面図である。 本発明の第3の実施形態を実施する前後のブレードエッジ上の堆積状態を示す断面図である。 滑剤の染み込み起因によるメモリーが発生する際の感光体とクリーニングブレードに介在する堆積物の状態を示す断面図である。
図1は、本発明に係る画像形成装置の概略構成を示す図である。
画像形成装置10は、自動原稿搬送部1、スキャナー部2、画像形成部20、給紙部3等を備えて構成される。
自動原稿給送部1は、原稿トレイに置かれた原稿Dを一枚ずつ所定の搬送経路に搬送する。
スキャナー部2は、搬送される原稿Dに光源を照射し、原稿Dから反射される反射光を受光する。スキャナー部2は、受光した光信号を電気信号(画像データ)に変換し、変換された画像データを画像形成部20に出力する。
画像形成部20は、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック(K)の各色の画像を形成する4組の画像形成部20Y、20M、20C、20Kが配置されている。画像データに基づいて各色に対応した感光体ドラム11に各色のトナー画像を形成し、一次転写部13によって中間転写ベルト16に各色のトナー画像を転写して重ね合わせることでカラー画像を形成する。一次転写されたカラー画像を記録材Pに二次転写して定着するまでの一連の画像形成動作を行う。
感光体ドラム11周辺の構成及び動作について、簡単に説明する。
なお、ここでは、イエロー(Y)色の画像形成部20Yを対象として説明し、他色の構成もイエロー(Y)色と同様なので説明を省略する。
帯電部23Yは、感光体ドラム11Yの表面を均一に帯電する。
露光部22Yは、感光体ドラム11Yの表面にトナーを付着させる領域を露光し、露光した部分の電荷を除電することで静電潜像を形成する。
現像部21Yは、感光体ドラム11Yの静電潜像にトナーを付着させてトナー画像を現像する。
一次転写部13Yは、トナーの極性とは逆極性のバイアス電圧を印加して感光体ドラム11Y上に現像されたトナー画像を中間転写ベルト16に転写する。
クリーニング部25Yは、中間転写ベルト16に転写されずに感光体ドラム11Yに付着している残留トナーをブレード等で除去する。
中間転写ベルト16は無端ベルトであり、複数のローラーにより架設され、走行可能に支持される。画像形成部20Y、20M、20C、および20Kに形成された各色のトナー像は、一次転写部13Y、13M、13C、および13Kにより走行する中間転写ベルト16上に逐次転写され、各色(Y、M、C、K)の層が重畳したカラー画像(トナー像)が中間転写ベルト16上に形成される。
二次転写ローラー13Aは、中間転写ベルト16を介して二次転写対向ローラー16aに当接して配置され、二次転写ローラー13Aと二次転写対向ローラー16aとの間で形成される転写ニップを記録材Pが通過することにより、中間転写ベルト16上のトナー像が、記録材Pに二次転写される。
二次転写ローラー13Aにおける記録材Pの排出側には、定着装置5が配置されており、搬送されてきた記録材P上に形成されたトナー像を挟持搬送して記録材Pにトナー像を定着させる。
給紙部3は、複数のトレイに記録材Pが収容されており、所定の搬送路を経由して画像形成部20に記録材Pを給紙する。
画像形成装置10の上記各部は、制御部Sと接続されており、制御部Sにより適宜制御される。
図2は、画像形成部における感光体ドラム、帯電部、現像部、クリーニング部を説明するための概略断面図である。
帯電部23は、感光体ドラム11の表面全体を一様に均一帯電させる。
現像部21には、流動性や付着性を低減させるための外添剤が添加されたトナーとキャリアからなる現像剤が入った現像部ケーシング36の中に、現像ローラー26と現像剤を撹拌する撹拌スクリュー27を備えている。現像ローラー26は、感光体ドラム11に対向する場所に位置していて、感光体ドラム11の所定の間隔(以下、現像ギャップと記す。)をあけて矢印B方向に回転可能に配置されている。現像ギャップは、例えば0.2〜0.5mm程度に設定される。現像ローラー26の回転動作の制御は、制御部Sによって行われる。
クリーニング部25は、クリーニングブレード28と滑剤塗布機構29と均しブレード30とを備えている。
クリーニングブレード28は、厚さ1.8mmのウレタンなどの弾性材料からなり、クリーニングブレード28を支持する支持部材31aにブレードの自由長が所定の長さとなるように接着剤等で貼り付けられている。クリーニングブレード28は、転写後の感光体ドラム11の表面に残留する残留物を掻き取るために、感光体ドラム11の回転方向に対してカウンター方向に当接するように設けられている。
滑剤塗布機構29は、ブラシローラー32と固形滑剤33と加圧部材34を備えており、感光体ドラム11の回転方向に対してクリーニングブレード28の下流側に設けられている。
ブラシローラー32は、感光体ドラム11表面と固形滑剤33とに当接するように設けられている。ブラシローラー32が回転することにより固形滑剤33が掻き取られ、掻き取られた滑剤がブラシローラー32に付着する。そして、ブラシローラー32に付着した滑剤が、感光体ドラム11との当接部で感光体ドラム11表面に付着する。
ブラシローラー32は、例えばアクリル系材料などの樹脂製のブラシからなる。ブラシの毛は、固形滑剤33を掻き取るために、ある程度の硬さを有しているが、一方で感光体ドラム11表面を傷付けることのない硬さとなっている。ブラシローラー32は、モーターに接続されており、矢印Aに示すように感光体ドラム11の回転方向に対してカウンター方向に回転する。回転動作に関する制御は制御部Sによって行われ、感光体ドラム11に供給する滑剤量の増減は、ブラシローラー32の回転数を可変させることで、所定の供給量となるように回転制御を行う。ブラシローラー32の回転方向は、矢印Aとは逆回転方向でも構わないが、滑剤の掻き取りおよび感光体ドラム11への滑剤付着の効率が良い矢印A(カウンター方向)が好ましい。
固形滑剤33は、ステアリン酸亜鉛(ZnSt)などの脂肪酸金属塩類からなり、感光体ドラム11の回転軸方向に延在した直方体形状に形成されたものである。固形潤滑剤33は、保持部材33aによって保持され、クリーニング装置25のケーシング35内に配置されたスプリング等の加圧部材34によって保持部材33aを介してブラシローラー32に押し当てられている。
均しブレード30は、滑剤塗布機構29の下流側にトレール方向に当接されるように設けられており、滑剤塗布機構29により感光体ドラム11に塗布された滑剤を延展して感光体ドラム11の表面に均一に薄膜化する機能を有している。均しブレード30の材質は、例えばウレタンなどの弾性材料からなり、均しブレード30を支持する支持部材31bにブレードの自由長が所定の長さとなるように接着剤等で貼り付けられている。
(実施例1)
以下、本発明の形態にかかるクリーニング装置について、第1の実施形態を挙げて説明する。
前述した画像形成部20を備えた画像形成装置Konicaminolta bizhub PRESS C8000を用いて、メモリーなどの評価を行った。
実験手順および評価方法について説明する。
まずは、感光体11とクリーニングブレード28のブレードエッジとの間に堆積物を形成するために、実験毎に設定された記録材1枚あたりの印字率(カバレッジ)の画像データでA4横サイズの普通紙に5000枚の印刷を行った。5000枚を印刷する際、残りの印刷枚数が100枚目となった時点から、制御部Sの指示により印刷枚数に応じて滑剤供給量を減少させる制御(以下、滑剤減少制御と記す)を行いながら印刷を実施した。なお、滑剤減少制御については後述にて詳細に説明する。
印刷完了後、感光体ドラム11およびクリーニング部25が一体となっているドラムカートリッジを画像形成装置から取り外して、図4に示したように感光体11とクリーニングブレード28のブレードエッジとの間に堆積した堆積物の断面を顕微鏡で観察して、トナーと滑剤の堆積状態を確認した。観察結果には、従来技術(比較例)で形成された滑剤層の領域(以後、観察領域と記す)を基準とし、本発明の実施技術で形成された堆積物に観察領域を照合して観察領域内の堆積状態を記載した。つまり、従来技術で形成された滑剤層領域が、本発明を実施することで、全て滑剤で占められていた領域にトナーがどの程度混入したかを示している。
観察完了後、堆積物を採取して元素分析による原子量(原子組成百分率)を確認した。元素分析の確認後、ブレードエッジに残留した堆積物を取り除いてリセットし、ブレードエッジに滑剤層を再現させるために、同条件の印刷を行った。印刷完了後、画像形成装置をそのままの状態で5日間放置した後にハーフトーン画像を印刷してメモリーの発生レベルを目視確認した。
次に、本発明の第1の実施形態である滑剤供給の減少制御について説明する。
表1は、残りの通紙枚数と滑剤供給量の関係を示した表である。5000枚連続通紙を開始してから4899枚目(つまり、残りの通紙枚数が101枚)までの滑剤供給量を100%として、残り100枚目以降の滑剤供給量を20枚通紙される毎に段階的に供給量を減少させていく制御とした。
第1の実施形態では、実験毎に、本発明の制御を実施しない従来の滑剤供給方法と、減じ方の異なる第1の減少制御、第2の減少制御、第3の減少制御の3つの滑剤減少制御を合わせた計4パターンを実施して、それぞれ堆積状態の観察、堆積物中の滑剤量、メモリーの発生レベルを評価した。
実験で実施する滑剤減少制御について詳細に説明する。
3つの滑剤減少制御は、滑剤供給量の減じ方は異なるものの、制御を開始するタイミング及び滑剤供給量を減少させるタイミングについては、同じタイミングとしている。
第1の減少制御は、残りの印刷枚数が100枚目となったときに印刷開始時から残り101枚目まで実施していた滑剤供給量に対して90%の供給量で制御を開始する。その後、20枚通紙される毎に10%ずつ減少させて、最終的に、感光体ドラム11が停止する直前には50%まで減少させる。なお、ここでの感光体ドラム11が停止する直前とは、感光体ドラム11の駆動が停止する直前のことを示す。
第2の減少制御は、80%の滑剤供給量から開始し、その後、20%ずつ滑剤供給量を減少させて、残り20枚目からはブラシローラー32の回転駆動を停止させて滑剤供給を停止させる。
第3の減少制御は、制御開始時の滑剤供給量は40%とし、制御開始前と比べて半分以下の供給量とする。その後、20%ずつ減少させて、残りの印刷枚数が60枚となった時点で滑剤供給を停止する。
このように、第1の減少制御は、比較的緩やかな段階を経て滑剤供給を減少させるのに対して、第3の減少制御は、制御開始時から急激に滑剤供給を減少させる。第2の減少制御は、第1の減少制御と第3の減少制御との間のほぼ中間を段階的に推移して減少させる。
第1の実施形態の滑剤減少制御では、残りの印刷枚数が100枚目となったときから制御を開始して、20枚通紙される毎に段階的に滑剤供給量を減少させているが、滑剤の減少タイミングは、例えば、1枚通紙される毎に滑剤供給量を減少させるように、より多段階的に細かく減少させる制御としてもよい。また、上記実施形態では、減少タイミングを通紙枚数管理とした制御としたが、時間管理としてもよい。例えば、時間管理とすることで、記録材1枚の中での滑剤減少制御を実施することができる。つまり、通紙枚数管理よりもさらに細かい減少制御を実施することができ、より無段階制御に近づけることが可能となる。
滑剤減少制御の具体的な動作について説明する。
制御部Sは、入力されたジョブデータから印刷する設定枚数を把握することができる。印刷動作が開始されると、印刷枚数をカウントすることで残りの印刷枚数を算出することができる。制御部Sは、予め設定された残りの通紙枚数と滑剤供給量の関係を示した滑剤減少制御テーブルに基づいて、残りの印刷枚数が所定の枚数となったときにブラシローラー32の回転数を下げることで設定された滑剤供給量に減少することができる。ブラシローラー32の回転数を下げることで固形滑剤33から掻き取られる滑剤量も減少し、掻き取った滑剤を感光体11に供給する滑剤量も減少することができる。感光体ドラム11表面全域に塗布された滑剤は、すぐには減少させることができない。そのため、例えば20枚毎のように段階的に時間をかけて滑剤供給量を減少させることで感光体ドラム表面に塗布された滑剤量を減少させる。
なお、メモリーの評価基準は、以下の通りであり、ランク2以上が実用上問題ないレベルである。
ランク4:メモリーは、発生していない。
ランク3:メモリーは、ほとんど気付かないレベルで発生しており、実用上問題ないが、プロダクションプリント(商業印刷物)としては、若干、懸念される可能性があるレベル。
ランク2:メモリーは、軽微に発生しているもののオフィスプリントとしては実用上問題ないレベル。
ランク1:メモリーは、目視ではっきりと発生しており、オフィスプリントでも実用上問題となるレベル。
[実験1]
実験1では、カバレッジ10%の画像データを用いて5000枚を印刷した。印刷が終了する100枚前から感光体11への滑剤供給量を表1に示す減少制御により順次減じ、その影響を確認した。表2に、実験1の評価結果を示す。
表2に示されているように、カバレッジ10%の画像を印刷した場合、従来の滑剤供給方法(制御無し)を実施すると確実に認識可能なメモリーが発生した。一方、本発明の滑剤供給制御を実施すると、メモリーは、実用上問題ないレベルにすることができた。但し、第3の減少制御については、滑剤供給量を急激に減少させるため、感光体ドラム11表面の滑剤不足によるフィルミングが軽微に発生した。また、顕微鏡観察では、第1の減少制御を実施すると、減少制御を実施しない従来の滑剤層領域(観察領域)に対して、滑剤とトナーがそれぞれ占める割合が等しく見えた。そして、滑剤の供給量を、より減少させる第2の減少制御または第3の減少制御を実施すると観察領域内にトナーが占める割合が多くなることも確認できた。さらに、採取した堆積物中に含まれる滑剤量についても、制御を実施しない従来の滑剤供給方法では、4.0at%であるのに対して、滑剤減少制御を実施すると、第1の減少制御では、2.0at%、第2の減少制御では、1.0at%、第3の減少制御では、0.1at%まで減少する。つまり、滑剤供給量の減少具合に応じて滑剤量が少なくなることが確認できた。
表2の結果から、堆積状態の観察や堆積物中の滑剤量に示されているように、滑剤供給の減少制御を行うことで感光体ドラム11に塗布する滑剤量を段階的に減少させるので、感光体ドラム11とクリーニングブレード28のブレードエッジとの間の堆積物における滑剤層を小さくすることができ、メモリーが皆無となる減じ方を見出すことができた。但し、滑剤供給量を急激に減少させしまうとフィルミングが発生してしまうので、適正な減少制御があることがわかった。
[実験2]
実験2は、カバレッジを0.3%に変更したこと以外は、実験1と同じ条件とした。表3に、実施例2の評価結果を示す。
表3からわかるように、カバレッジ0.3%の画像を印刷した場合、第1の減少制御または第2の減少制御においてはメモリーが発生した。一方、急激に滑剤供給量を減少させる第3の減少制御を実施した場合はメモリーが発生しなかった。各減少制御の堆積状態を観察して比較すると、第1の減少制御及び第2の減少制御の堆積状態は、滑剤が占める割合が半分以上であるのに対して、第3の減少制御の堆積状態は、滑剤よりもトナーの方が多いことが確認できた。また、堆積物中の滑剤量についても、メモリーの発生しなかった第3の減少制御は、1.0at%であるのに対して、第1の減少制御及び第2の減少制御の滑剤量は2.0at%以上となり、第3の減少制御よりも多いことがわかった。
実験2と実験1の結果を比較すると、実験1にてメモリーが発生しなかった第2の減少制御を実施した場合でも実験2ではメモリーが発生してしまう。この理由としては、実験2は、実験1よりも印刷時のカバレッジが低く、転写後の感光体ドラム11に残った残留トナー量が少ないためにトナーに添加されている外添剤量も少ない。外添剤量が少ないとクリーニングブレード28をすり抜ける現象が発生し難く、滑剤がブレードエッジに溜まり易くなるので、同じ減少制御を実施してもブレードエッジに貯留する滑剤量が多くなる。実際に、実験1及び実験2において、第2の減少制御を実施したときの堆積状態の観察及び堆積物中の滑剤量の結果を比較しても滑剤量は実験2の方が多い。
実験2の実験結果から、低カバレッジを印刷する場合には、滑剤供給量の減じ方をより多くする必要があることがわかった。
[実験3]
実験3は、5000枚を印刷するカバレッジを50%に変更したこと以外は、実験1と同じ条件とした。表4に、実験3の評価結果を示す。
表4では、減少制御を実施しなくてもメモリーは、実用上問題無いレベルに達しており、第1の減少制御、第2の減少制御、第3の減少制御をそれぞれ実施するとメモリーは皆無となった。特に、第1の減少制御を実施する場合は、5000枚の印刷が終了する直前まで滑剤供給量を50%としてもメモリーは発生しない。しかしながら、第2の減少制御及び第3の減少制御を実施するとフィルミングが発生した。実験3では、カバレッジが高いために転写後の残留トナー量も多くなるので必然的に外添剤量も多くなる。外添剤量が多くなると、クリーニングブレード28をすり抜ける箇所が増えてしまうために滑剤もすり抜ける量が増えて、滑剤がブレードエッジに溜まりにくくなる。その結果、滑剤供給量の減じ方を多くすると感光体ドラム11への滑剤供給が不足してフィルミングが発生してしまう。
つまり、カバレッジが50%の印刷をする場合に適した制御は、第1の減少制御であることがわかった。そして、カバレッジが高い場合は、ブレードエッジに滑剤が溜まり難いので滑剤供給量の減じ方を少なくしてもメモリーには効果があることがわかった。
以上により、感光体ドラムを停止させる前から、滑剤供給量を段階的に減少させてクリーニングブレードで掻き取る滑剤量を減少させることで、感光体ドラムとクリーニングブレードのエッジとの間に堆積する滑剤層を小さくすることができる。滑剤層を小さくすることで、感光体ドラムとクリーニングブレードとの接触部に介在する滑剤量を少なくすることができるので、感光体ドラムが停止状態のままクリーニングブレードを長期間当接していてもメモリーを防止することができる。また、印刷時のカバレッジによって感光体ドラムとブレードエッジとの間に堆積する滑剤量が変わってくるので、カバレッジに応じて適正な制御があることがわかった。つまり、カバレッジに応じた減少制御を実施することで、メモリー及びフィルミングの防止を両立することが可能となる。
図3に、第1の実施形態において、メモリー及びフィルミングの防止を両立可能とする適正な滑剤供給制御に設定するためのフローチャートを示す。
まずは、ユーザーによってジョブが入力された時点で制御を開始する。制御部Sは、ジョブデータよりカバレッジが0.3%以下か否かを判断する(ステップS1)。カバレッジが0.3%以下であると判断した場合(ステップS1:YES)、第3の減少制御を設定してジョブを実行する(ステップS2)。ステップ2において、ジョブが完了した時点で制御を終了する。
一方、カバレッジが0.3%よりも高い場合(ステップS1:NO)、カバレッジが10%以下か否かを判断する(ステップS3)。ステップS3において、カバレッジが10%以下であると判断した場合(ステップS3:YES)、第2の減少制御を設定してジョブを実行する(ステップS4)。ジョブが完了した時点で制御を終了する。一方、ステップS3において、カバレッジが10%よりも高い場合(ステップS3:NO)、カバレッジが50%以下か否かを判断する。カバレッジが50%以下であると判断した場合(ステップS5:YES)、第1の減少制御を設定してジョブを実行する(ステップS6)。ステップ6において、ジョブが完了した時点で制御を終了する。一方、ステップS5において、カバレッジが50%よりも高いと判断した場合(ステップS5:NO)、滑剤減少制御を設定せずに従来の滑剤供給方法でジョブを実行する(ステップS7)。ステップS7において、ジョブが完了した時点で制御を終了する。
ジョブデータからカバレッジを算出する方法は、例えば、ジョブデータから得られる全てのページの画像データから積算カバレッジを算出し、ページ数で割った平均カバレッジを算出する方法としてもよい。また、ジョブのページ数が多い場合は、所定ページの画像データをサンプリングし、そのサンプリング時のカバレッジに基づいて平均カバレッジを算出する方法でも構わない。
以上の制御を実行することにより、感光体ドラムが停止状態のままクリーニングブレードを長期間当接していてもメモリーを防止することができ、また、滑剤供給不足によるフィルミングを防止することができる。
(実施例2)
本発明の第2の実施形態について図1及び図2を用いて説明する。
第2の実施形態の特徴は、感光体ドラム11上にトナー帯を形成し、感光体ドラム11が停止するタイミングでトナー帯をクリーニングブレード28に供給させる制御を実施することである。この制御を実施することで、感光体ドラム11と接触する滑剤との間にトナーを潜り込ませ、感光体ドラム11と接触する滑剤量を減少させることができる。
ここでのトナー帯とは、感光体ドラム11上の軸方向領域にクリーニングブレード28の長さ全体に行き亘るような長さを有する帯状のトナー像のことである。
第2の実施形態の実験手順および評価方法について説明する。
まずは、カバレッジが10%である画像データを用いて5000枚を印刷して感光体ドラム11とクリーニングブレード28のブレードエッジとの間に堆積物を形成させた。制御部Sは、印刷終了後も継続して感光体ドラム11を回転させて、感光体ドラム11の回転方向に対して所定の長さを有するトナー帯を感光体ドラム11上に形成させた。その後、一次転写部13において、転写バイアスを印加せずに形成したトナー帯をクリーニングブレード28に供給し、供給したタイミングで感光体ドラム11が停止するように制御した。感光体ドラム11停止後、前述した実験1〜3と同様の評価項目について評価方法を踏襲して評価を行った。
第2の実施形態では、トナー帯供給制御を実施しない従来技術と、感光体ドラム11の回転方向におけるトナー帯長さを、105mm、210mm、315mm、420mmと設定したトナー帯供給制御を合わせた計5パターンを実施して、それぞれの項目について評価を行った。表5に、第2の実施形態の評価結果を示す。
表5の評価結果から、メモリーは、315mm以上の長さに設定したトナー帯をクリーニングブレード28に供給させることで皆無となる。しかしながら、トナー帯を420mmに設定して供給させると、クリーニングブレード28からトナーのすり抜けが観察された。これは、短時間に大量のトナーが供給されたためにトナーがすり抜けたと考える。
図4に、トナー帯がクリーニングブレード28に供給されたときのブレードエッジ付近の堆積物の状態をモデル化したモデル図を示す。
図4(a)は、トナー帯が供給される直前のブレードエッジ付近の状態であり、図4(b)は、トナー帯が供給されている最中の状態、図4(c)は、トナー帯が供給された状態をそれぞれ示したモデル図である。なお、図4において、堆積中のトナー層を形成しているトナーの粉体挙動をイメージしやすいように粒子形態としている。滑剤層を形成する滑剤は、粒子形態にすることを割愛しているが、実際はトナーと同じ様に粉体であり、トナーの粒径よりも小さい。
トナー帯は、ブレードエッジに供給されるので感光体ドラム11側の堆積物は押し込まれ、徐々に滑剤層の領域に侵入していく。また、トナー帯が供給されることで、トナーに添加されている外添剤がクリーニングブレードをすり抜け、外添剤のすり抜けた場所から滑剤もすり抜ける。長いトナー帯が供給されると、滑剤層は、徐々に崩れて滑剤が占有する領域は小さくなっていく。
このように、大量のトナーをクリーニングブレード28に供給することで、感光体ドラム11とクリーニングブレード28との接触部に介在していた大部分の滑剤をトナーに入れ替えることができるので、感光体ドラム11と接する堆積物中の滑剤は少なくなる。よって、感光体ドラム11が停止状態のままクリーニングブレードを長期間当接していても当接付近の滑剤は少ないので、感光体ドラム11にメモリーを発生させるような滑剤量は染み込まない。
(実施例3)
本発明の第3の実施形態について説明する。
第3の実施形態は、前述の第2の実施形態のトナー帯供給制御を実施後、感光体ドラム11を逆転させて再度、正転させる感光体駆動制御を実施することが特徴である。
第3の実施形態の動作について説明する。
第3の実施形態は、クリーニングブレード28にトナー帯を供給するところまでは第2の実施形態を踏襲する。トナー帯供給制御を行った後、制御部Sの指示に基づいて感光体ドラム11を逆転させる。感光体ドラム11を逆転させる移動量としては、クリーニングブレード28の厚み程度の距離を移動させることが望ましい。クリーニングブレード28の厚みより短い距離で逆転させると、ブレードエッジ上の堆積物を感光体ドラム11から離れる方向にずらすことができない。一方、クリーニングブレード28の厚みよりも長い距離で逆転させると、感光体ドラム11に接触したブレードエッジの姿勢は、引き戻され過ぎてクリーニングブレード28の厚み方向の面の傾斜が大きくなり、ブレードエッジ上の堆積物がブレードエッジから零れ落ちてブレードエッジ上に堆積物がほとんど存在しない状態となる。堆積物がほとんど存在しない状態で、感光体ドラム11を再正転させるとブレードエッジとの摩擦力が上がってクリーニングブレード28の捲れやブレードエッジの摩耗が促進する虞があるので好ましくない。
感光体ドラム11を逆転した後、再度、正転させる。再正転させる距離は少なくとも逆転させた距離よりも長い距離を回転させることが望ましい。感光体駆動制御終了後は、第2の実施形態と同様の項目及び評価方法を踏襲して各項目の評価を行った。表6に、第3の実施形態の評価結果を示す。
表6の評価結果と前述の表5の評価結果から、第3の実施形態を実施することで、トナー帯長さを210mmまで短くすることができた。
感光体駆動制御の効果について説明する。
第3の実施形態の制御を実施する前後のブレードエッジ上の堆積状態について、図5を用いて説明する。
図5(a)は、トナー帯供給制御を実施した後の堆積状態を示しており、図5(b)は、感光体ドラム11が逆転したときの堆積状態を示している。また、図5(c)は、感光体ドラム11を逆転した後に、再正転させたときの堆積状態を示している。
感光体ドラム11を逆転させると、図5(b)に示すように、感光体ドラム11に接触したブレードエッジの姿勢は引き戻されて、クリーニングブレード28の厚み方向の面の角度が変わる。角度が変わると、堆積物のトナー層および滑剤層は、今までの凝集状態から解放されるので、トナー及び滑剤の個々の粒子が動きやすくなって堆積物が崩れ、ブレードエッジ上から零れ落ちたり、あるいは、感光体ドラム11の表面側に堆積物の一部が残留したりする。その後、図5(c)に示すように、再度、感光体ドラム11を正転させることで感光体ドラム11の表面に残留した堆積物とブレードエッジ上で動きやすくなったトナー及び滑剤が衝突して混ざり易くなり、感光体ドラム11表面と接触していた滑剤をより減少させることができる。
以上のことから、この感光体駆動制御を実施することで、堆積中の滑剤層を崩してトナーの混ざり込みが加速され、感光体ドラム11と接触する滑剤量をより減少させることができるので、メモリーに対する効果が大きくなる。
第1の実施形態においては、5000枚印刷時の画像の履歴情報としてカバレッジを用いたがこれに限られるものでない。例えば、画像濃度やトナー消費量、トナー補給の情報を基に本発明を実施しても同じ効果が得られる。
また、本実施形態では、感光体ドラム11の回転方向に対して、クリーニングブレード28の下流側に滑剤塗布機構29を備え、ブラシローラー32によって固形滑剤33から滑剤を掻き取って感光体ドラム11の表面に滑剤を供給する形態としたが、その他の形態として、現像部21に微粉の滑剤を混入して、現像ローラー26によってトナーと共に感光体ドラム11上に滑剤を供給する形態も存在する。現像部21に滑剤を混入することで、滑剤塗布機構29を備えた形態と同様の効果を発揮することができる。
第2の実施形態と第3の実施形態において、現像部21に滑剤が混入されている形態の場合、トナー帯作成前に現像部21から滑剤を排出する滑剤排出動作を実施することで、本発明をより効果的に実施できる。
滑剤排出動作について具体的に説明すると、まずは、露光部22により感光体ドラム11上に露光を行わない背景部電位(非画像領域)に滑剤を現像して現像器21内に単体で存在する滑剤を減じる。次に、感光体ドラム11の軸方向に対する現像領域の全域に、トナーを現像させてトナーに付着している滑剤をトナーと共に感光体ドラム11に現像する。その後、トナー帯供給制御を実施することで、トナー帯に含まれる滑剤量を減らすことができる。この滑剤排出動作の実施により、第2の実施形態または第3の実施形態において、メモリーを発生させないために必要なトナー帯長さは、3/4程度に減らすことができるのでトナーの消費量を抑制することができる。
10 画像形成装置
11 感光体ドラム
21 現像部
23 帯電部
25 クリーニング部
28 クリーニングブレード
29 滑剤塗布機構
32 ブラシローラー

Claims (9)

  1. トナーを担持する像担持体と、
    前記像担持体に残留した残留物を清掃する清掃手段と、
    前記像担持体に滑剤を供給する滑剤供給手段と、
    前記像担持体の停止時に、前記像担持体と前記清掃手段との接触部よりも前記像担持体の回転方向に対して上流側近傍の前記像担持体に接する滑剤を前記像担持体の駆動時よりも少なくなるように制御する制御手段と、
    を備えることを特徴とする清掃装置。
  2. 前記制御手段は、ジョブの残りの出力枚数が所定枚数に達した場合、前記滑剤供給手段による滑剤供給量を減少させることを特徴とする請求項1に記載の清掃装置。
  3. 前記制御手段は、前記像担持体の停止直前まで、前記滑剤供給手段による前記滑剤供給を減少させる制御を行うことを特徴とする請求項2に記載の清掃装置。
  4. 前記制御手段は、前記像担持体の停止直前には前記滑剤供給手段による滑剤供給を行わないように制御することを特徴とする請求項2に記載の清掃装置。
  5. 前記制御手段は、ジョブの残りの出力枚数が所定枚数に達した場合、印字率に応じて、前記滑剤供給手段による滑剤供給量を減少させる制御を変えることを特徴とする請求項1に記載の清掃装置。
  6. 前記制御手段は、前記印字率が所定値よりも高い場合には、所定の前記滑剤供給量を減少させる制御を行い、前記印字率が前記所定値よりも低い場合には、前記所定の前記滑剤供給量を減少させる制御よりも前記滑剤供給量を減少させるような制御を行うことを特徴とする請求項5に記載の清掃装置。
  7. 前記制御手段は、前記像担持体に前記トナーを現像する現像手段を備え、前記現像手段によって前記像担持体の軸方向における最大現像幅領域に前記トナーを現像し、且つ、前記像担持体の回転方向に対して所定の長さのトナー帯を形成し、前記像担持体が停止するタイミングで前記清掃手段に前記トナー帯の供給を完了させることを特徴とする請求項1に記載の清掃装置。
  8. 前記制御手段は、前記現像手段により供給される前記トナー帯を前記清掃手段に供給した後、前記像担持体を逆転させてから正転させることを特徴とする請求項1に記載の清掃装置。
  9. トナーを担持する像担持体と、
    前記像担持体に前記トナーを現像させる現像手段と、
    前記像担持体に残留した残留物を清掃する清掃手段と、
    前記像担持体に滑剤を供給する滑剤供給手段と、
    前記像担持体の停止時に、前記像担持体と前記清掃手段との接触部よりも前記像担持体の回転方向に対して上流側近傍の前記像担持体に接する滑剤を前記像担持体の駆動時よりも少なくなるように制御する制御手段と、
    を備えることを特徴とする画像形成装置。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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US10185245B2 (en) 2016-07-12 2019-01-22 Canon Kabushiki Kaisha Image forming apparatus

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