JP4339172B2 - 画像形成方法及び画像形成装置 - Google Patents
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Description
さらに詳細に説明すると、本発明は、像担持体表面に塗布された潤滑剤が劣化した場合に、劣化した潤滑剤を除去する画像形成方法及び画像形成装置に関するものである。
従来、電子写真方式における画像形成装置のクリーニング方法は、ブレードによるクリーニング方式が主であり、ブレードのみのクリーニング手段を有する画像形成装置が多数存在した。また、高速機においては、部分的に多量のトナーが付着した状態を避けるため、ブレードの上流側にブラシを設けたものも存在した。
しかしながら、上記のようなクリーニング方法・手段では、最近開発された円形度が0.96以上1.00未満の球形(重合)トナーがクリーニング出来ないという不具合があった。但し、短寿命の画像形成装置では、トナー及びブレードに工夫をすることでクリーニング可能なものもある。
また、前記球形(重合)トナーは転写率が高く、転写残トナーが少ないことから、専用のクリーニング手段を持たず、現像機でクリーニングを兼ねるような画像形成装置もある。
クリーニング手段の上流側に設ける極性制御手段は、古い画像形成装置では見かけられたが、最近はほとんど見かけられない。その理由の一つには、クリーニング手段の技術が向上して極性制御手段が必要無くなったことと、コストダウンのためである。前述のブレードの上流側にブラシを設けたものの中には、電圧を印加して極性制御手段を兼ねたものもあるが、数は少ない。
但し、前述したクリーニング手段を持たない画像形成装置においては、極性制御手段を持つものが多い。
従来、この種の画像形成装置としては、像担持体に帯電を施し、その帯電を露光により選択的に消去あるいは減少させ、像担持体上に静電潜像を形成するものが知られている。そして、像担持体に帯電を施す帯電手段としては、コロナ放電を利用したものが主流であった。
しかしながら、このコロナ放電を用いた帯電手段は、オゾンが多量に発生してしまうという不具合があり、またコロナ放電を行わせるために5〜10kVという高電圧を印加する高電圧電源が必要であるので画像形成装置の低コスト化を図ることが難しかった。
そこで、近年画像形成装置に採用することができる帯電手段として、コロナ放電を利用しないで帯電部材を像担持体に接触させる接触型の帯電手段が多く提案されている。この接触型の帯電手段では、上記コロナ放電を用いた帯電手段の場合に挙げた問題点の多くが解消される一方、像流れと呼ばれる異常画像の発生や像担持体の摩耗量が増大するなどの問題も発生している。また、印加電圧に交流を用いた場合は騒音の発生も問題になっている。加えて、前記帯電手段がトナーや紙紛を像担持体(感光体)と帯電部材間で擦りつけるので汚染を助長し、それによる汚れも問題となっている。前記問題を解消する方法としては、例えば特許文献1で開示されているように、補助帯電部材と帯電部材を用いて印加電圧を制御することによって、前記帯電手段のトナーや紙粉等による汚れを防止すると共に、クリーナレスシステムにおけるポジゴーストと呼ばれる異常画像の発生等を防止する方法がある。
電子写真方式の画像形成装置において、その主要部品である感光体や中間転写ベルトに、各種ワックスやフッ素系樹脂(ポリテトラフルオロエチレン、ポリフッ化ビニリデン等)や高級脂肪酸金属塩(ステアリン酸亜鉛等)を潤滑剤として塗布するという技術がある。この技術は、電子写真のクリーニングプロセスで起こる課題を解消するために用いられるものである。
ひとつの課題はクリーニングブラシやクリーニングブレードとの機械的摺擦による摩耗で決定される感光体や中間転写ベルトの長寿命化であり、もう一つの課題は、クリーニング性の向上である。近年、重合法により調整された球形状トナーが用いられ始めているが、これらは粒径分布が揃っており、かつ、小粒径化も効率良くおこなえることから、画質が向上することが明らかになっている一方で、感光体上からのクリーニングが難しくなるという問題点もある。
また、帯電部材と感光体の長寿命化をはかる為に、非接触の帯電装置を用い、感光体の感光層に無機微粒子を分散させ、ステアリン酸亜鉛などを潤滑剤として塗布することによって耐磨耗性を向上させている例として、特許文献6がある。
加えて、特許文献7に開示されている発明では、像担持体の表面に塗布された潤滑剤を、帯電部と現像部間で薄く均一に付着、且つ、大きい径の潤滑剤はせき止める為のブレード状の補助部材を持った画像形成装置の例が示されている。
特許文献8では、画像形成動作終了後、感光体を逆回転させ、クリーニングブレードの上部に貯蔵されている潤滑剤を感光体表面に引きずって潤滑剤を薄膜化させることにより、像担持体表面に潤滑剤をまんべんなく塗布する方法が検討されている。
また特許文献9では、プロセスカートリッジを新品に交換した場合の、初期の一時的な潤滑剤の消費量の低下を防止し、出力初期から良好な画像を得ることができる画像形成装置を提供するための方法として、像担持体と、潤滑剤塗布手段と、トナー堰き止め部材とを一体化し、装置本体に対して着脱可能なプロセスカートリッジとして構成し、上記潤滑剤に対して吸着力を発揮しうる物質を像担持体表面に供給する物質供給手段を設けている。そして、プロセスカートリッジを新品に交換した後、画像形成動作が開始されるまでに像担持体表面へ潤滑剤を塗布し、また、上記物質を像担持体表面に供給するように、潤滑剤塗布手段と、物質供給手段とを制御している。
特許文献10では、小粒径トナーや重合法による微粒子トナーを用いた画像形成装置において、現像カートリッジの交換が行われても、耐久寿命を通してクリーニング不良や融着等が発生することのない信頼性の高い画像形成装置を提供するために、感光体ドラム表面への固形潤滑剤の塗布量を適正化することで、耐久寿命を通してクリーニング不良や融着等が発生することのない信頼性の高い画像形成装置を提供することを図っている。この方法では、固形潤滑剤を回転ブラシに接触させ、該ブラシに付着した潤滑剤を像担持体に塗布して、像担持体の表面に潤滑剤による皮膜を形成する潤滑剤皮膜形成手段と、前記像担持体上に形成された静電潜像をトナーにより現像する現像手段とを有する画像形成装置において、前記現像手段は装置本体に着脱可能に構成されたカートリッジに内包され、前記カートリッジの使用状態に関する情報に基づいて、像担持体の表面に塗布する潤滑剤の塗布量を制御することを特徴とする。
特許文献11では、クリーニング不良が起こることを防止する手段として、感光体ドラムに接触して回転するクリーニングブラシの回転周速度を適切化することにより、クリーニング不良等を発生しないクリーニング装置等を提供している。この方法は、第一の周速度とこれよりも速い第二の周速度の少なくとも2以上の周速度で回転可能な感光体ドラムに形成したトナー像を転写して画像を形成した後に感光体ドラムに残留したトナーを除去するクリーニング装置において、画像形成に際して感光体ドラムが第一の周速VAで回転するときクリーニングブラシを第一の周速度VBで回転させ、感光体ドラムが第二の周速度VA′で回転するときクリーニングブラシを第二の周速度VB′で回転させ、このときVA<VA′、(VB/VA)>(VB′/VA′)の関係を有するよう構成したものである。
また特許文献11に記載の発明では、像担持体への潤滑剤の供給量を増減させることは出来ても、像担持体に潤滑剤をまんべんなく塗布することは困難である。
上記目的を達成する為に、本発明者が鋭意検討をおこなったところ、潤滑性を十分に発揮できる塗布状態について、特に潤滑剤としてステアリン酸亜鉛を始めとする脂肪酸金属塩を用いた場合に関して、下記の知見を得た。固形潤滑剤を、ブラシ等を介して感光体表面に塗布すると、感光体表面には粉体状の潤滑剤が塗布されるが、この状態のままでは潤滑性は十分に発揮されない為、これらを均す部材が必要である。X線入射角に対するX線反射率から、この潤滑剤均一化手段を3回以上通過させることにより、潤滑剤の皮膜化が進行し、像担持体に均一な潤滑剤の膜を形成することできることがわかった。また、プロセスカートリッジにおける像担持体と潤滑剤供給手段とを一体化することにより、これら像担持体と潤滑剤供給手段間の接触状態を維持することができる。
1.少なくとも、像担持体と、現像手段と、近接又は接触の帯電部材を有する帯電手段と、転写手段の像担持体回転方向の下流側、且つ、帯電手段の上流側で、潤滑剤を塗布する潤滑剤供給手段と像担持体に薄膜を形成する潤滑剤均一化手段と、を有する画像形成方法において、前記画像形成方法は、像担持体の入れ替えを検知する検知手段を有し、像担持体の入れ替え検知時に、現像手段から現像剤を供給しない状態で、少なくとも3回以上、潤滑剤供給手段及び潤滑剤均一化手段を通過させて像担持体表面に潤滑剤薄膜を形成した後に、前準備回転を実施して、その後画像形成動作が実施されることを特徴とする画像形成方法である。
2.少なくとも、像担持体と、現像手段と、近接又は接触の帯電部材を有する帯電手段と、転写手段の像担持体回転方向の下流側、且つ、帯電手段の上流側で、潤滑剤を塗布する潤滑剤供給手段と像担持体に薄膜を形成する潤滑剤均一化手段と、を有する画像形成方法において、前記画像形成方法は、時間、又は、印字枚数をカウントするカウンターを有し、像担持体に一定の期間、または、一定の印字枚数毎に、現像手段から現像剤を供給しない状態で、少なくとも3回以上、潤滑剤供給手段及び潤滑剤均一化手段を通過させて像担持体表面に潤滑剤薄膜を形成した後に、前準備回転を実施して、その後画像形成動作が実施されることを特徴とする画像形成方法である。
3.前記1又は2に記載の画像形成方法において、前記画像形成方法は、帯電部材への印加電圧が交流成分を含まない直流成分のみ又は非印加であることを特徴とする画像形成方法である。
4.前記3に記載の画像形成方法において、前記画像形成方法は、帯電部材への印加電圧は直流成分のみであり、かつ、放電開始電圧より低いことを特徴とする画像形成方法である。
5.前記3又は4に記載の画像形成方法において、前記画像形成方法は、現像手段の印加電圧が0V、又は、画像形成時の現像手段の印加電圧より、現像手段から現像剤を供給しない状態で、潤滑剤供給手段及び潤滑剤均一化手段を通過させて像担持体表面に潤滑剤薄膜を形成させる時の現像手段の印加電圧絶対値を低くすることを特徴とする画像形成方法である。
6.前記1ないし5のいずれかに記載の画像形成方法において、前記画像形成方法は、像担持体が表層に保護層を有することを特徴とする画像形成方法である。
7.前記1ないし6のいずれかに記載の画像形成方法において、前記画像形成方法は、現像手段で使用されるトナーの円形度が0.96以上1.0未満の球形トナーであることを特徴とする画像形成方法である。
8.前記1ないし7のいずれかに記載の画像形成方法において、前記画像形成方法は、少なくとも像担持体と潤滑剤供給手段とを一体に支持して、画像形成装置本体に着脱可能にしたプロセスカートリッジを備えることを特徴とする画像形成方法である。
9.少なくとも、像担持体と、現像手段と、近接又は接触の帯電部材を有する帯電手段と、転写手段の像担持体回転方向の下流側、且つ、帯電手段の上流側で、潤滑剤を塗布する潤滑剤供給手段と像担持体に薄膜を形成する潤滑剤均一化手段と、を有する画像形成装置において、前記画像形成装置は、像担持体の入れ替えを検知する検知手段を有し、像担持体の入れ替え検知時に、現像手段から現像剤を供給しない状態で、少なくとも3回以上、潤滑剤供給手段及び潤滑剤均一化手段を通過させて像担持体表面に潤滑剤薄膜を形成した後に、前準備回転を実施して、その後画像形成動作が実施されることを特徴とする画像形成装置である。
10.少なくとも、像担持体と、現像手段と、近接又は接触の帯電部材を有する帯電手段と、転写手段の像担持体回転方向の下流側、且つ、帯電手段の上流側で、潤滑剤を塗布する潤滑剤供給手段と像担持体に薄膜を形成する潤滑剤均一化手段と、を有する画像形成装置において、前記画像形成装置は、時間、又は、印字枚数をカウントするカウンターを有し、像担持体に一定の期間、または、一定の印字枚数毎に、現像手段から現像剤を供給しない状態で、少なくとも3回以上、潤滑剤供給手段及び潤滑剤均一化手段を通過させて像担持体表面に潤滑剤薄膜を形成した後に、前準備回転を実施して、その後画像形成動作が実施されることを特徴とする画像形成装置である。
11.前記9又は10に記載の画像形成装置において、前記画像形成装置は、帯電部材への印加電圧が交流成分を含まない直流成分のみ又は非印加であることを特徴とする画像形成装置である。
12.前記11に記載の画像形成装置において、前記画像形成装置は、帯電部材への印加電圧は直流成分のみであり、かつ、放電開始電圧より低いことを特徴とする画像形成装置である。
13.前記11又は12に記載の画像形成装置において、前記画像形成装置は、現像手段の印加電圧が0V、又は、画像形成時の現像手段の印加電圧より、現像手段から現像剤を供給しない状態で、潤滑剤供給手段及び潤滑剤均一化手段を通過させて像担持体表面に潤滑剤薄膜を形成したときの現像手段の印加電圧絶対値を低くすることを特徴とする画像形成装置である。
14.前記9ないし13のいずれかに記載の画像形成装置において、前記画像形成方装置は、像担持体が表層に保護層を有することを特徴とする画像形成装置である。
15.前記9ないし14のいずれかに記載の画像形成装置において、前記画像形成装置は、現像手段で使用されるトナーの円形度が0.96以上1.0未満の球形トナーであることを特徴とする画像形成装置である。
16.前記9ないし15のいずれかに記載の画像形成装置において、前記画像形成装置は、少なくとも像担持体と潤滑剤供給手段とを一体に支持して、画像形成装置本体に着脱可能にしたプロセスカートリッジを備えることを特徴とする画像形成装置である。
また、本発明の画像形成装置のプロセスカートリッジでは、像担持体と潤滑剤供給手段を一体化することにより、これら二者間の接触状態の維持を容易にし、サービス性の向上に貢献するものである。
図1は画像形成装置全体図(断面図)であり、本発明の一実施例である。ここに示した画像形成装置は、画像形成装置(1)本体内に配置された像担持体(2)を有している。この像担持体(2)は円筒状の導電性ベースの外周面に感光層を有するドラム状に構成されているが、複数のローラに巻き掛けられて回転駆動される無端ベルト状の像担持体(2)を用いることもできる。
図1に示した像担持体(2)は、画像形成動作時に時計方向に回転駆動され、このとき像担持体が帯電手段(3)によって所定の極性に帯電される。図1では非接触帯電ローラを使用しているが、これに限定するわけではなく、接触帯電ローラを用いても良い。
帯電手段(3)によって帯電された像担持体には、露光手段の一例である露光手段(4)から出射する光変調されたレーザ光が照射され、これによって像担持体(2)に静電潜像が形成される。図示した例では、レーザ光が照射された像担持体表面部分の電位の絶対値が低下して、ここが静電潜像(画像部)となり、レーザ光が照射されずに電位の絶対値が高く保たれた部分が地肌部となる。次いで、この静電潜像は、現像手段(5)を通るとき、所定の極性に帯電されたトナーによって、トナー像として可視像化される。LEDアレイを有する露光手段や、原稿面を照明し、その原稿画像を像担持体上に結像する露光手段などを用いることもできる。
一方、給紙手段(18)から、例えば転写(記録)紙より成る転写材が送り出され、像担持体(2)に対置された転写手段(6)と像担持体(2)との間に、その転写材が所定のタイミングで送り込まれる。このとき像担持体(2)上に形成されたトナー像が転写材上に静電的に転写される。トナー像を転写された転写材は、引き続き定着手段(10)を通り、このとき熱と圧力の作用によってトナー像が転写材上に定着される。定着手段(10)を通った転写材は排紙部に排出される。転写材に転写されずに像担持体(2)表面に残された転写残トナーは、クリーニング手段(7)によって除去される。
定着手段(10)は図では二本ローラの構成を示しているが、他の構造例えば、ベルトとローラ等の構成でも何ら問題は無い。
また、図1に示した転写手段(6)は、像担持体(2)上のトナーの帯電極性と逆極性の転写電圧が印加される転写ローラにより構成されているが、転写ブラシ、転写ブレード或いはコロナワイヤを有するコロナ放電器より成る転写手段などを用いることもできる。また、像担持体上のトナー像を直に最終記録媒体としての転写材に転写する代りに、像担持体上のトナー像を、中間転写体より成る転写材上に転写し、そのトナー像を最終記録媒体に転写するように構成することもできる。
また、図1に示したクリーニング手段(7)は、このクリーニングケースに回転自在に支持されたファーブラシ(7−1)より成るクリーニング部材を有し、これらのクリーニング部材が像担持体の表面に当接してその表面に付着する転写残トナーを清掃する。
クリーニング手段であるクリーニングブレード(7)は、例えばポリウレタンゴム、シリコーンゴム、ニトリルゴム、クロロプレンゴム等の公知の材料を適宜選択し、その弾性率、厚さ、像担持体(2)に対する当接角度等を適宜設定し使用することができる。
図1では図示していないが、図2のように除電手段(8)を用いて、像担持体の残留電荷を除電しても良い。
本発明のトナーは平均円形度が0.93以上と、その投影形状が円に近いトナーであり、ドット再現性に優れ、高い転写率を得ることができる。
トナーの平均円形度は、光学的に粒子を検知して、投影面積の等しい相当円の周囲長で除した値である。具体的には、フロー式粒子像解析装置(FPIA−2000;シスメックス社製)を用いて測定を行う。所定の容器に、予め不純固形物を除去した水100〜150mLを入れ、分散剤として界面活性剤0.1〜0.5mLを加え、さらに、測定試料0.1〜9.5g程度を加える。試料を分散した懸濁液を超音波分散器で約1〜3分間分散処理を行い、分散液濃度を3,000〜10,000個/μLにしてトナーの形状及び分布を測定する。
前記ファーブラシ(7−1)によって、潤滑部材(102)が像担持体に適宜供給される。通常は潤滑部材(102)が連続供給されるが、潤滑部材(102)をファーブラシ(7−1)と接離するように一般的なカムや電磁クラッチ等で構成して間欠供給を行っても良い。また、像担持体のトルク、駆動モータの電流、及び、像担持体の反射率等を監視して必要な時にのみ潤滑部材を供給するように制御しても良い。
また、図3のように潤滑部材(102)を前記ファーブラシ(7−1)とは異なる潤滑材供給手段(103)を用いて像担持体に供給する構成にしても良い。更に、図4のように潤滑部材(102)を像担持体に供給した後、潤滑剤均一化手段(110)を用いて潤滑部材を像担持体上で薄膜化するような構成としても良い。
潤滑剤供給手段(103)は、例えば像担持体(2)に接触する回転ブラシや回転ロール等に潤滑部材(102)を当接し、潤滑材を前記回転ブラシ等を介して像担持体(2)に供給することが好ましいが、装置の小型化、低コスト化等の観点からは、潤滑剤を直接像担持体(2)に当接して供給しても良い。
本発明においては、潤滑剤供給手段(103)は、回転ブラシを用いているが、これに限定する必要は無く、回転ローラ等、他の部材を用いても何ら問題は無い。
なお、その脂肪酸金属塩を構成する金属元素としては、例えば亜鉛、リチウム、ナトリウム、カルシウム、マグネシウム、アルミニウム、鉛、ニッケル等を挙げることができ、その脂肪酸金属塩を構成する脂肪酸としては、例えばステアリン酸、ラウリン酸、パルミチン酸等を挙げることができる。
なかでも、固形の角柱形状として用いる場合はステアリン酸亜鉛が好ましく、球形形状ではステアリン酸カルシウムが好ましい。
図2の構成は、最も簡略な構成であり、現在市場で流通している画像形成装置にも用いられている構成である。像担持体上の転写残トナーをクリーニングする為のファーブラシ(7−1)に潤滑部材(102)を接触させて潤滑剤を塗布する構造になっている。加えて、像担持体の回転方向下流側にファーブラシ(7−1)で除去し切れなかったトナーを除去する為のクリーニングブレード(7)が付いている。このクリーニングブレード(7)で転写残トナーを除去するとともに、潤滑剤を薄膜化しつつ塗布する機能も有している。
図3の構成は、図2の構成に加えて、別途潤滑剤供給手段(103)を持つ構造になっている。このような構造とすることで、トナーの除去を行った後に潤滑剤の塗布を行うことで、より容易に潤滑剤の塗布が可能となる。
図4の構成は、図3の構成に潤滑剤均一化手段(110)を加えている。このような構造とすることで、潤滑剤の均一化が容易になる。
図5の構成は、図3の構成からファーブラシ(7−1)を外した構成である。転写残トナーの除去性能が低下するが、十分使用可能なレベルのクリーニング性は有している。
図6の構成は、図4の構成からファーブラシ(7−1)を外した構成である。転写残トナーの除去性能が低下するが、十分使用可能なレベルのクリーニング性は有している。
図7の構成は、図3の構成からクリーニングブレード(7)を外した構成である。転写残トナーの除去性能が低下し、ファーブラシ(7−1)に電圧を印加したり、ファーブラシ(7−1)の前に更にブラシローラを追加したりすれば、クリーニングブレード(7)と同等のクリーニング性能を発揮出来る。しかし、低速で少枚数の画像形成装置では、ファーブラシ(7−1)だけでも画像形成装置として使える範囲のクリーニング性能が得られる。
図8の構成は、図4の構成からクリーニングブレード(7)を外した構成である。図7で説明したようなクリーニング性能であり、潤滑剤の均一化が図7より優れている。
0.5V1≦V2≦5V1 (但し、V1≠V2)・・・式(1)
また、ブラシローラを使用する場合、ブラシの密度は、2000本/cm2以上10000本/cm2以下が好適であり、更には、3000本/cm2以上8000本/cm2がより好適である。上記範囲の下限は、実験にて像担持体に異常画像が出なかった結果を元に決めた値である。そして、上記範囲の上限は、製造上の限界を示しているにすぎないが、今後製造技術が上がり、これ以上の密度も可能となりうる。従って、上限は特に限定されるものではない。
1.52×10-4×{Vpp−2×Vth}×f/v [%]・・・式(2)
以上であれば、被帯電体(感光体)表面の変質(白濁)を防止出来ることが判っている。
(ただしVppは帯電部材に印加する交流成分の振幅[V]、fは帯電部材に印加する交流成分の周波数[Hz]、Gpは帯電部材表面と被帯電体表面との最近接距離[μm]、vは帯電部材と対向する被帯電体表面の移動速度[mm/sec]、Vthは放電開始電圧である。またVthの値は、被帯電体の膜圧をd[μm]、被帯電体の比誘電率をεopc、被帯電体と帯電部材の間の空間における比誘電率をεairとしたとき、312+6.2×(d/εopc+Gp/εair)+√(7737.6×d/ε)である)
但し、像担持体(2)の周りにある接触物による潤滑剤の薄膜の変化は少ないものの、帯電手段(3)等の直接的な放電による膜の変化は大きいことが把握されている。従って、帯電ローラを用いた帯電を行う場合は、前記潤滑剤供給モードで保護膜を形成後も常時塗布動作を実施するのが望ましい。
表1から、1回の塗布では平均膜厚が4.9nmで塗布が不充分であることが分かる。
また、10回の塗布ならば、十分な膜厚となっていると推測される。
図9は、基板上の膜を、X線を用いて反射率測定を行ったグラフである。
縦軸が反射強度で横軸がX線の入射角度であり、膜の表面と基板との反射が重なった所にピークが観られる。
図9より、1回の塗布ではピークが非常に小さく、膜厚が十分で無い事が推測される。
また、3回の塗布と10回の塗布で反射強度に差があり、3回でも膜厚が不充分であると判断している。
従って、10回の塗布を行えば、十分な膜が出来ていると推測される。
これらの事から、制御時間の短縮を考慮した適切な塗布回数Tは下記式(3)で表される。
3<T≦10・・・式(3)
但し、Tは整数。塗布回数は、像担持体(2)の回転数と置き換えられる。
図10は、塗布後に除去を行ったものである。
10回では全く除去出来ていないが、50回の場合は少し除去されていると推測できる。
この時、転写手段に像担持体との接離機構があれば、離しておいた方が良い。また、現像手段も同様に接離機構があれば、離しておいた方が良い。
上記のように像担持体を回転させて潤滑剤の薄膜を形成した後、前準備回転を実施し、その後画像形成動作を実施し、後準備回転を実施して、画像形成動作を終了する。
印刷指令信号を画像形成装置(1)が受取ると、前回印刷指令信号の後、像担持体が交換されたかどうかを判断する。像担持体(2)が交換されていなければ、通常の画像形成を行う為の前準備回転を実施し、その後画像形成動作を実施し、後準備回転を実施して、画像形成動作を終了する。
ここで言う前準備回転とは、定着手段の温度を上げたり、帯電手段(3)への印加電圧を決めたり、現像手段への印加電圧を決めたり、トナー濃度を調整したりするものである。加えて、カラー画像形成装置では、色の調整や、画像の位置調整等も含む場合がある。また、後準備回転では、画像形成後に像担持体上に残留しているトナーのクリーニングや、像担持体の除電等を行う。
像担持体(2)が交換されていた場合は、潤滑剤供給モードに入る。この潤滑剤供給モードとは、像担持体(2)に潤滑剤の薄膜を形成する為のモードである。
前記潤滑剤供給モードに代えて、工場での組立時、あるいは、像担持体の製造時に保護膜を塗布しても良い。
直接転写でない場合の実験例としては、枚数が50枚程度で潤滑剤供給モードを実施すれば、潤滑剤の薄膜は維持されていた。前記のような結果を元に、一日のプリント枚数から最短期間を算出すれば良い。
現像手段(5)に接離機構が無く、帯電手段(3)が近接又は接触の帯電部材を用いている場合の帯電手段(3)及び現像手段(5)の印加電圧設定値について以下に説明する。
例えば、一般的な画像形成時の像担持体(2)の帯電電位(Vh)が−800Vで、露光された印字部の電位が−150Vで、現像手段(5)の印加電圧が−450Vであり、トナーの帯電極性がマイナス帯電の場合であり、現像手段(5)への印加電圧を潤滑剤供給モード時も印加すると仮定した場合を以下に示すと、
帯電手段(3)への印加電圧(Vch)は、帯電手段(3)へ交流電圧は重畳しないで、像担持体(2)の帯電電位(Vh)が下記式(4)となるVchの範囲が良い。要するに、像担持体(2)の帯電電位(Vh)が現像手段への印加電圧より低い値になるように設定するのが良い。更には、現像手段(5)への印加電圧値(上記では−450V)より100V程度低い値(−550V)以下にする方が良い。
−450V>Vh>−800V・・・(4)
但し、下限の−800Vは、帯電手段(3)の帯電能力が更にあれば、その上限まで可能である。例えば、−1200Vまで帯電能力があれば、−1200Vでも問題は無い。
このような値とすることで、像担持体(2)へのトナー付着を防止することが出来、潤滑剤の薄膜を容易に形成することが可能となる。
上記(4)式を満たす帯電手段(3)への印加電圧(Vch)は、像担持体(2)の感光体膜の厚さ等により変化するが、実験で用いた像担持体(2)では、概略下記式(5)に示すような値であった。
−1150V>Vch>−1500V・・・(5)
次に、現像手段(5)への印加電圧を潤滑剤供給モード時は画像形成時の電圧を印加しないでグランドに接地すると仮定した場合を以下に示すと、帯電手段(3)への印加電圧(Vch)は、帯電手段へ交流電圧は重畳しないで、像担持体(2)の帯電電位(Vh)が下記式(6)となるVchの範囲が良い。更には、現像手段(5)への印加電圧値(上記では0V)より100V程度低い値(−100V)以下にする方が良い。
0V>Vh>−800V・・・(6)
但し、下限の−800Vは、帯電手段(3)の帯電能力が更にあれば、その上限まで可能である。例えば、−1200Vまで帯電能力があれば、−1200Vでも問題は無い。
このような値とすることで、像担持体(2)へのトナー付着を防止することが出来、潤滑剤の薄膜を容易に形成することが可能となる。
上記(6)式を満たす帯電手段(3)への印加電圧(Vch)は、像担持体(2)の感光体膜の厚さ等により変化するが、実験で用いたでは、概略下記式(7)に示すような値であった。
0V≧Vch>−1500V・・・(7)
しかしながら、上記式(7)では、帯電手段(3)と像担持体(2)間で放電が発生し、像担持体(2)への潤滑剤の薄膜形成が阻害される。従って、帯電手段(3)と像担持体(2)間の放電を発生させない為のより良い条件は、下記式(8)となるVchの範囲が良い。下記放電開始電圧は、像担持体(2)の膜厚等により変化するが、絶対値で約700V程度である。
0V≧Vch>−(放電開始電圧)・・・(8)
ここでは、マイナス帯電の場合の例を示したが、プラス帯電の場合は基本的に不等号が逆になる。
この潤滑剤供給モードを実施する画像形成装置は、必ずしも除電手段を持つ必要は無いが、有った方がより好ましい。
本発明のトナーは平均円形度が0.93以上と、その投影形状が円に近いトナーであり、ドット再現性に優れ、高い転写率を得ることができる。
トナーの平均円形度は、光学的に粒子を検知して、投影面積の等しい相当円の周囲長で除した値である。具体的には、フロー式粒子像解析装置(FPIA−2000;シスメックス社製)を用いて測定を行う。所定の容器に、予め不純固形物を除去した水100〜150mLを入れ、分散剤として界面活性剤0.1〜0.5mLを加え、さらに、測定試料0.1〜9.5g程度を加える。試料を分散した懸濁液を超音波分散器で約1〜3分間分散処理を行い、分散液濃度を3,000〜10,000個/μLにしてトナーの形状及び分布を測定する。
前記の部材が像担持体(2)に接触する接触部材を構成しており、これらの接触部材を帯電部材(3)とは別々に画像形成装置(1)本体に着脱できるように構成してもよいが、このようにすると、その接触部材の着脱時にこれらの部材が像担持体(2)に接触したまま移動するので、その像担持体(2)に大きな外力が加えられ、これによって微小ギャップG が変動してしまうおそれがある。これに対し、接触部材も作像ユニットの要素にすれば、作像ユニットを画像形成装置(1)本体に対して着脱するとき、クリーニングブレードと潤滑剤供給手段(103)及び潤滑剤除去手段より成る接触部材も共に着脱されるので、これらの部材が像担持体(2)に対して相対的に動くことはなく、これにより微小ギャップG が大きく変動するおそれはなく、接触による像担持体(2)への傷等の発生も防止出来る。
2 像担持体
3 帯電手段
4 露光手段
5 現像手段
6 転写手段
7 クリーニング手段
7−1 ファーブラシ
8 除電手段
10 定着手段
15 記録紙
16 搬送ベルト
17 中間転写体
18 給紙手段
19 プロセスカートリッジ
102 潤滑部材
103 潤滑剤供給手段
110 潤滑剤均一化手段
Claims (16)
- 少なくとも、像担持体と、
現像手段と、
近接又は接触の帯電部材を有する帯電手段と、
転写手段の像担持体回転方向の下流側、且つ、帯電手段の上流側で、潤滑剤を塗布する潤滑剤供給手段と像担持体に薄膜を形成する潤滑剤均一化手段と、 を有する画像形成方法において、
前記画像形成方法は、
像担持体の入れ替えを検知する検知手段を有し、
像担持体の入れ替え検知時に、現像手段から現像剤を供給しない状態で、少なくとも3回以上、潤滑剤供給手段及び潤滑剤均一化手段を通過させて像担持体表面に潤滑剤薄膜を形成した後に、前準備回転を実施して、その後画像形成動作が実施される
ことを特徴とする画像形成方法。 - 少なくとも、像担持体と、
現像手段と、
近接又は接触の帯電部材を有する帯電手段と、
転写手段の像担持体回転方向の下流側、且つ、帯電手段の上流側で、潤滑剤を塗布する潤滑剤供給手段と像担持体に薄膜を形成する潤滑剤均一化手段と、 を有する画像形成方法において、
前記画像形成方法は、
時間、又は、印字枚数をカウントするカウンターを有し、
像担持体に一定の期間、または、一定の印字枚数毎に、現像手段から現像剤を供給しない状態で、少なくとも3回以上、潤滑剤供給手段及び潤滑剤均一化手段を通過させて像担持体表面に潤滑剤薄膜を形成した後に、前準備回転を実施して、その後画像形成動作が実施される
ことを特徴とする画像形成方法。 - 請求項1又は2に記載の画像形成方法において、
前記画像形成方法は、
帯電部材への印加電圧が交流成分を含まない直流成分のみ又は非印加である
ことを特徴とする画像形成方法。 - 請求項3に記載の画像形成方法において、
前記画像形成方法は、
帯電部材への印加電圧は直流成分のみであり、かつ、放電開始電圧より低い
ことを特徴とする画像形成方法。 - 請求項3又は4に記載の画像形成方法において、
前記画像形成方法は、
現像手段の印加電圧が0V、又は、画像形成時の現像手段の印加電圧より、現像手段から現像剤を供給しない状態で、潤滑剤供給手段及び潤滑剤均一化手段を通過させて像担持体表面に潤滑剤薄膜を形成させる時の現像手段の印加電圧絶対値を低くする
ことを特徴とする画像形成方法。 - 請求項1ないし5のいずれかに記載の画像形成方法において、
前記画像形成方法は、
像担持体が表層に保護層を有する
ことを特徴とする画像形成方法。 - 請求項1ないし6のいずれかに記載の画像形成方法において、
前記画像形成方法は、
現像手段で使用されるトナーの円形度が0.96以上1.0未満の球形トナーである
ことを特徴とする画像形成方法。 - 請求項1ないし7のいずれかに記載の画像形成方法において、
前記画像形成方法は、
少なくとも像担持体と潤滑剤供給手段とを一体に支持して、画像形成装置本体に着脱可能にしたプロセスカートリッジを備える
ことを特徴とする画像形成方法。 - 少なくとも、像担持体と、
現像手段と、
近接又は接触の帯電部材を有する帯電手段と、
転写手段の像担持体回転方向の下流側、且つ、帯電手段の上流側で、潤滑剤を塗布する潤滑剤供給手段と像担持体に薄膜を形成する潤滑剤均一化手段と、 を有する画像形成装置において、
前記画像形成装置は、
像担持体の入れ替えを検知する検知手段を有し、
像担持体の入れ替え検知時に、現像手段から現像剤を供給しない状態で、少なくとも3回以上、潤滑剤供給手段及び潤滑剤均一化手段を通過させて像担持体表面に潤滑剤薄膜を形成した後に、前準備回転を実施して、その後画像形成動作が実施される
ことを特徴とする画像形成装置。 - 少なくとも、像担持体と、
現像手段と、
近接又は接触の帯電部材を有する帯電手段と、
転写手段の像担持体回転方向の下流側、且つ、帯電手段の上流側で、潤滑剤を塗布する潤滑剤供給手段と像担持体に薄膜を形成する潤滑剤均一化手段と、 を有する画像形成装置において、
前記画像形成装置は、
時間、又は、印字枚数をカウントするカウンターを有し、
像担持体に一定の期間、または、一定の印字枚数毎に、現像手段から現像剤を供給しない状態で、少なくとも3回以上、潤滑剤供給手段及び潤滑剤均一化手段を通過させて像担持体表面に潤滑剤薄膜を形成した後に、前準備回転を実施して、その後画像形成動作が実施される
ことを特徴とする画像形成装置。 - 請求項9又は10に記載の画像形成装置において、
前記画像形成装置は、
帯電部材への印加電圧が交流成分を含まない直流成分のみ又は非印加である
ことを特徴とする画像形成装置。 - 請求項11に記載の画像形成装置において、
前記画像形成装置は、
帯電部材への印加電圧は直流成分のみであり、かつ、放電開始電圧より低い
ことを特徴とする画像形成装置。 - 請求項11又は12に記載の画像形成装置において、
前記画像形成装置は、
現像手段の印加電圧が0V、又は、画像形成時の現像手段の印加電圧より、現像手段から現像剤を供給しない状態で、潤滑剤供給手段及び潤滑剤均一化手段を通過させて像担持体表面に潤滑剤薄膜を形成したときの現像手段の印加電圧絶対値を低くする
ことを特徴とする画像形成装置。 - 請求項9ないし13のいずれかに記載の画像形成装置において、
前記画像形成方装置は、
像担持体が表層に保護層を有する
ことを特徴とする画像形成装置。 - 請求項9ないし14のいずれかに記載の画像形成装置において、
前記画像形成装置は、
現像手段で使用されるトナーの円形度が0.96以上1.0未満の球形トナーである
ことを特徴とする画像形成装置。 - 請求項9ないし15のいずれかに記載の画像形成装置において、
前記画像形成装置は、
少なくとも像担持体と潤滑剤供給手段とを一体に支持して、画像形成装置本体に着脱可能にしたプロセスカートリッジを備える
ことを特徴とする画像形成装置。
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