JP4959988B2

JP4959988B2 - 画像形成装置

Info

Publication number: JP4959988B2
Application number: JP2006046360A
Authority: JP
Inventors: えり華澤田
Original assignee: Konica Minolta Business Technologies Inc
Current assignee: Konica Minolta Business Technologies Inc
Priority date: 2006-02-23
Filing date: 2006-02-23
Publication date: 2012-06-27
Anticipated expiration: 2026-02-23
Also published as: JP2007225847A

Description

本発明は、電子写真方式により記録材上に画像を形成する複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置に関するものである。詳しくは、感光体等の被清掃体上に潤滑剤を塗布する潤滑剤塗布手段を有する画像形成装置に関するものである。

近年、電子写真方式の画像形成装置は、高解像度、写真再現性など、画質向上が要求されており、現像剤であるトナーの小粒径化は、画質を向上するための有力な手段の一つとなっている。しかし、重合法等により製造した小粒径のトナーは、転写プロセス後に感光体等の像担持体上に残ってしまうと、像担持体上に強固に付着してしまうため、クリーニングブレード等により十分に除去することが出来ない。そこで、像担持体の摩擦係数を低下させる物質を像担持体上に供給するという技術が提案されている。例えば、ステアリン酸亜鉛等からなる潤滑剤をブラシにより像担持体上に塗布する技術である（特許文献１参照）。潤滑剤を像担持体上に塗布すれば、トナーの付着力が低下し、クリーニングブレード等によりトナーを十分に除去することが出来る。

ところで、ステアリン酸亜鉛等からなる潤滑剤は像担持体上に適量に保持されることが望ましい。保持される潤滑剤の量が少ないと像担持体上に残存したトナーを十分にクリーニングすることができず、またクリーニングブレードがめくれるという現象も発生し、更には転写性も低下してしまう。一方で、保持される潤滑剤の量が多いと、画像がぼけてしまう。
特開平８−１３７３５４号公報

しかし、潤滑剤を像担持体上に適量に保持させることは困難を擁する。

例えば、潤滑剤を付着させたブラシを回転させて像担持体に接触させることにより、潤滑剤を像担持体上に塗布する潤滑剤塗布手段において、画像形成装置における初期段階からブラシの回転速度を一定にしてほぼ一定量の潤滑剤を塗布すると、像担持体上における潤滑剤の保持量が徐々に増加してしまい、前述した画像がぼけてしまうという問題が発生する場合がある。この不具合の解決のために、はじめから少量の塗布量に設定した場合は、像担持体上における潤滑剤の保持量が特に初期に不足し、像担持体上に残存したトナーを十分にクリーニングすることが出来ない等の問題が発生する場合もある。

従って、本発明の目的は、感光体等の被清掃体上に適量の潤滑剤を保持させ、感光体等の被清掃体上からトナーを適正に除去できる画像形成装置を提供することにある。

上記目的を達成すべく、本発明に係る画像形成装置は、
被清掃体表面に残存した現像剤を除去するクリーニング手段と、
潤滑剤を保持する潤滑剤保持部に接触させたブラシ部材を駆動手段により回転させることにより前記潤滑剤を前記ブラシ部材に付着させ、前記被清掃体表面に接触させた前記ブラシ部材を前記駆動手段により回転させることにより前記被清掃体表面に前記潤滑剤を塗布する潤滑剤塗布手段と、
前記潤滑剤保持部における被清掃体表面への塗布にともなう前記潤滑剤の消費量又は残量を検知する検知手段と、
前記検知手段により検知された結果に基づいて前記駆動手段による前記ブラシ部材の回転速度を低下させ、前記潤滑剤の消費量が多くなる又は残量が少なくなるに従って前記被清掃体表面に塗布する前記潤滑剤の塗布量が少なくなるように前記潤滑剤塗布手段を制御する制御手段と、
を有することを特徴とするものである。

本発明に係る画像形成装置によれば、感光体等の被清掃体上に適量の潤滑剤を保持させ、感光体等の被清掃体上からトナーを適正に除去できる。

図１は、画像形成装置の全体構成を示す説明図である。図１に示す画像形成装置１は、両面原稿自動送り装置ＲＡＤＦと画像形成装置本体Ａとから構成されている。

両面原稿自動送り装置ＲＡＤＦは画像形成装置本体Ａの上部にあり、開閉可能となっている。原稿給紙台ａの原稿は、給紙ローラｂ、分離ローラｃ、レジストローラｄ、さらに搬送ドラムｅによって搬送される。

画像形成装置本体Ａは、画像読取部１０５、ＣＰＵ（制御手段）１０１、画像書込部３、画像形成部４、記録材収納部５、搬送部６、定着手段７、排紙部８、再搬送部９等から構成されている。

画像読取部１０５の光学系は、光源と第１ミラーを備える露光ユニット１４、第２ミラーと第３ミラーを備えるＶミラーユニット１５、レンズ１６、ＣＣＤイメージセンサ１７により構成されている。両面原稿自動送り装置ＲＡＤＦによって搬送された原稿に対する読取動作は、露光ユニット１４がスリット露光用ガラス１３の下方に位置した状態で行われる。原稿台ガラス１１上に置かれた原稿に対する読取動作は、露光ユニット１４及びＶミラーユニット１５が移動することによって行われる。

画像読取部１０５によって読み取られた原稿の画像は、画像処理部によって画像処理され、画像データとして信号化されたうえで記憶される。

次に記録材Ｐに画像を形成するプロセスを説明する。

感光体（被清掃体、像担持体）２１がメインモータ（図示せず）により駆動され、感光体２１の表面が電源（図示せず）により電圧供給され、帯電器２２の放電により負極性に帯電される（本実施例では−８００Ｖ）。次に、画像書込部３により画像情報に応じた光書込がなされ、感光体２１上に静電潜像が形成される。形成された静電潜像が現像手段２３を通過すると、現像手段２３内で負極性に帯電されたトナーが負極性現像バイアスの印加により潜像画像の部分に付着し、感光体２１上にトナー像が形成される。形成されたトナー像は転写器２４Ａによって感光体２１から記録材Ｐへ転写され、記録材Ｐは分離器２４Ｂによって分離される。転写後に残留した感光体２１上のトナーはクリーニング手段２５により清掃される。分離された記録材Ｐは、加熱ローラ、加圧ローラのローラ対からなる定着手段７へ送られる。その結果、トナー像が記録材Ｐへ定着され、画像形成された記録材Ｐが排紙部８により装置外の排紙トレイ８１に排出される。

なお、両面プリントの場合は、第１面に画像形成された記録材Ｐは、搬送路切替板８２により再搬送部９に送り込まれ、反転され、再び画像形成部４において第２面に画像形成後、排紙部８により装置外の排紙トレイ８１に排出される。

反転排紙の場合は、搬送路切り替え板８２により通常の排紙通路から分岐した記録材Ｐは、反転排紙部８３においてスイッチバックして表裏反転された後、排紙部８により装置外の排紙トレイ８１に排出される。

図２は、クリーニング手段２５周辺の詳細図である。

感光体２１は図２で示す矢印方向に回転しており、感光体２１上に残留したトナーはクリーニングブレード２５１によって感光体２１上から除去される。クリーニングブレード２５１は弾性部材によって構成されており、例えばポリウレタンゴムによって構成されている。クリーニングブレード２５１によって除去されたトナーは、クリーニング手段２５の筐体２５５内に取り入れられ、回収スクリュー２５６によって所定箇所に集められる。

ブラシ２５２は、ブラシ２５２自体が回転することによって、潤滑剤を感光体２１上に塗布する。このブラシ２５２は、例えばナイロンやポリエステルなどによって形成されたブラシ毛２５２Ｂ（毛の長さは４〜５ｍｍ）を基布に植毛し、当該基布を金属ローラ２５２Ａに巻き付けた構成となっている。感光体２１及び固形潤滑剤部２５３に対してブラシ毛２５２Ｂの食い込み量は１ｍｍである。ブラシ２５２の外周部には固形潤滑剤部（潤滑剤保持部）２５３とフリッカー２５４が設置されている。

固形潤滑剤部２５３は、ステアリン酸亜鉛等の潤滑剤が固形の塊となったものである。ブラシ２５２に付着した潤滑剤が感光体上に塗布されると、感光体上におけるトナーの付着力が低下し、クリーニングブレード２５１によって感光体上からトナーを十分に除去できる。本実施形態ではブラシ２５２、固形潤滑剤部２５３及び後述の駆動モータ２６によって潤滑剤塗布手段を構成している。フリッカー２５４は先端部がブラシ毛２５２Ｂに接触しており、ブラシ毛２５２Ｂに付着したトナーを掻き落とす機能を有する。

ブラシ２５２は通常、図２に示すＸ方向に回転する。ブラシ２５２がＸ方向に回転すると、ブラシ毛２５２Ｂが固形潤滑剤部２５３に接触し、固形潤滑剤部２５３から掻き落とされた潤滑剤がブラシ毛２５２Ｂに付着する。この状態でブラシ２５２が回転すると、ブラシ毛２５２Ｂが感光体２１上に接触し、感光体２１上に潤滑剤が塗布されるのである。そして、ブラシ毛２５２Ｂがフリッカー２５４に接触し、ブラシ毛２５２Ｂからトナーが振り落とされる。

固形潤滑剤部２５３における潤滑剤は、ブラシ２５２に付着して感光体２１へ供給されるため、徐々に減少する。固形潤滑剤部２５３における潤滑剤がなくなってしまうとクリーニング不良等の問題が発生するため、検知センサ（検知手段）２５７によって固形潤滑剤部２５３における潤滑剤の消費量又は残量を検知する。検知センサ２５７における接触部材２５７Ａは下方へ押圧され固形潤滑剤部２５３と接触しており、接触部材２５７Ａの初期位置からの移動量を検知することにより固形潤滑剤部２５３における潤滑剤の消費量又は残量を検知する。この検知方法を図３を用いて詳しく説明する。

図３は、検知センサ２５７周辺の詳細図である。

図３（ａ）は固形潤滑剤部２５３における潤滑剤が減っていない状態を示し、図３（ｂ）は固形潤滑剤部２５３における潤滑剤が減った状態を示す。固形潤滑剤部２５３は紙面手前側と紙面奥側の両側面にガイド部材（図示せず）によって鉛直方向にガイドされ、固形潤滑剤部２５３の自重によりブラシ毛２５２Ｂと接触している。従って、固形潤滑剤部２５３における潤滑剤が減ってくると、図（ｂ）に示すように固形潤滑剤部２５３と接触部材２５７Ａとの接触箇所が下方へ移動する。つまり、接触部材２５７Ａの先端が初期位置からＡだけ移動することになる。この移動量Ａが固形潤滑剤部２５３における潤滑剤の消費量に相当するため、この移動量Ａを検知センサ２５７で検知することによって、固形潤滑剤部２５３における潤滑剤の消費量が検知できる。また、固形潤滑剤部２５３における初期の潤滑剤の量から移動量Ａを引いて固形潤滑剤部２５３における潤滑剤の残量として検知することも可能である。

図４は、ブラシ２５２と駆動モータ２６を示したブロック図である。

ブラシ２５２には、ブラシ２５２を回転させる駆動モータ２６が接続されている。駆動モータ２６の回転速度は可変であり、また回転方向も可変である。回転方向が切り替わると、ブラシ２５２はＸ方向又はＹ方向に回転することとなる。このようにブラシ２５２の回転方向が変わると、感光体２１とブラシ毛２５２Ｂとの接触方向が変わる。その結果として、ブラシ毛２５２Ｂの毛倒れが防止でき、潤滑剤塗布量の低下を防止することができる。なお、「駆動手段」としては駆動モータや駆動伝達部（駆動モータとブラシ２５２との間に介在する歯車やクラッチ等）を含み、本実施形態のように駆動モータ２６の回転方向を切り替えてブラシ２５２の回転方向を切り替えても良いが、クラッチ等の駆動伝達部を切り替えてブラシ２５２の回転方向を切り替えても良い。

図５は、画像形成装置における制御系のブロック図である。

ＣＰＵ（制御手段）１０１は画像形成装置１の動作を制御し、ＲＯＭ１０２に格納されたプログラムにより動作する。ＲＯＭ１０２は記憶手段としても機能するもので、プログラムのほかに操作部の表示用言語データ（文字フォント、テキスト、アイコン用ビットマップデータ）等が格納されている。ＲＡＭ１０３はプログラム実行用のワークメモリとなる。不揮発ＲＡＭ１２は画像形成装置１の電源が遮断されても保持する必要のある設定内容や機械状態を記憶している。

画像形成装置１にはホストコンピュータ２が接続されており、画像情報等の信号がホストコンピュータ２から送信される。画像形成装置１は送信されてきた画像データは、画像処理部１０５によって画像処理され、画像形成部４によって記録材上に画像が形成される。ＣＰＵ１０１にはブラシ２５２を回転する駆動モータ２６と検知センサ２５７が接続されており、検知センサ２５７による検知結果により、駆動モータ２６の回転速度を変化させることができる。

前述したように、潤滑剤を感光体上に適量に保持させることは困難を擁する。図１で示した画像形成装置１は、ブラシ２５２を回転させて像担持体に接触させることにより、潤滑剤を感光体上に塗布しているが、初期段階からブラシの回転速度を一定にしてほぼ一定量の潤滑剤を塗布すると、感光体上における潤滑剤の保持量が徐々に増加してしまい、画像がぼけてしまうという問題が発生する場合がある。そこでブラシ２５２の回転速度を変化させることにより感光体上に適量の潤滑剤を保持させることが好ましい。

以下に、検知センサ２５７により検知された結果に基づいて、潤滑剤の塗布量を変化させる動作を説明する。具体的には固形潤滑剤部２５３における潤滑剤の消費量に応じて、ブラシ２５２の回転速度を低下させる態様を説明する。表１に具体的な数値を示す。

固形潤滑剤部２５３における潤滑剤の消費量の検知方法は、図３において説明した通り接触部材２５７Ａの移動量により潤滑剤の消費量を検知するものである。不揮発ＲＡＭ１２には接触部材２５７Ａの移動量と潤滑剤の消費量との関係がデータとして記録されており、検知センサ２５７による検知結果をもとにＣＰＵ１０１が当該データを参照して、ブラシ２５２の回転速度を変化させる。

表１で示す通り、潤滑剤の消費量を０〜１０％、１１〜３０％、３１〜５０％、５１〜７０％、７１〜９４％の５段階に分け、感光体２１に対するブラシ２５２の回転速度比（感光体２１の回転速度は３００ｍｍ／ｓｅｃである）を１４０％、１２５％、１２０％、１１５％、１１０％と徐々に低下させる。但し、潤滑剤の消費量が９５％になったら、ブラシ２５２を回転を停止させ、固形潤滑剤部２５３自体を交換したり、固形潤滑剤部２５３を含む感光体ユニットごと交換することが望ましい。これはブラシ２５２が固形潤滑剤部２５３をうまく掻き取らず、潤滑剤を塊のまま感光体２１へ付与する可能性があるためである。表１で示すように５段階でブラシ２５２の回転速度を低下させると、潤滑剤の塗布量は５、４．２５、４、３．７５、３．５と徐々に減少し（潤滑剤塗布量は感光体２１が１０万回転する間に塗布される量（ｇ）である）、図６に示すような経過をたどることになる。

このようにブラシ２５２の回転速度を低下させ潤滑剤の塗布量を減少させた場合の実験結果を比較例の実験結果とともに表２及び表３に示す。

表２は比較例としてブラシの回転速度を一定にして潤滑剤の塗布量を変化させなかった実験結果を示し、表３はブラシ２５２の回転速度を低下させ潤滑剤の塗布量を減少させた実験結果を示す。表２に示すようにブラシ２５２の回転速度を一定にすると感光体２１における潤滑剤の保持量が徐々に増加するため、クリーニング不良は発生しないが、感光体２１の累積回転数が３０万回転に達すると画像ボケが発生してしまう。一方、表３で示すようにブラシ２５２の回転速度を低下させ潤滑剤の塗布量を減少させると、クリーニング不良、画像ボケとも長期に渡って発生せず、感光体２１における潤滑剤が適量保持されていることが分かる。

以上説明したように、固形潤滑剤部２５３における潤滑剤の消費量に応じて、ブラシ２５２の回転速度を低下させることにより感光体上に適量の潤滑剤を保持させることが出来る。なお、表１に示した態様では、固形潤滑剤部２５３における潤滑剤の消費量に応じてブラシ２５２の回転速度を低下させたが、感光体や現像剤の組成に応じてブラシ２５２の回転速度を増加させる態様であっても同様の効果が得られる。また、固形潤滑剤部２５３における潤滑剤の消費量ではなく、検知センサ２５７により潤滑剤の残量を検知して、その残量に応じてブラシ２５２の回転速度を低下させても同様の効果が得られる。

被清掃体として像担持体である感光体を例にして説明したが、被清掃体として中間転写体や転写ローラも同様に考えられる。また、固形潤滑剤部２５３における潤滑剤の消費量又は残量を検知するものとして、図３で説明した検知方法のほか、例えば固形潤滑剤部２５３自体の移動量を光学センサ等で検知するものでも良い。さらに、潤滑剤の塗布量を変化させる手段として、ブラシ２５２の回転速度を変化させるほか、固形潤滑剤部２５３とブラシ毛２５７Ａの食い込み量を調整して潤滑剤の塗布量を変化させても良い。

画像形成装置の全体構成を示す説明図である。クリーニング手段２５周辺の詳細図である。検知センサ２５７周辺の詳細図である。ブラシ２５２と駆動モータ２６を示したブロック図である。画像形成装置における制御系のブロック図である。潤滑剤塗布量と潤滑剤消費量の関係を表した図である。

符号の説明

１画像形成装置
４画像形成部
２１感光体
２５クリーニング手段
２６駆動モータ
１０１ＣＰＵ
１０５画像読取部
１０６画像処理部
２１０計測手段
２５２ブラシ
２５３固形潤滑剤部
２５７検知センサ
２５７Ａ接触部材

Claims

被清掃体表面に残存した現像剤を除去するクリーニング手段と、
潤滑剤を保持する潤滑剤保持部に接触させたブラシ部材を駆動手段により回転させることにより前記潤滑剤を前記ブラシ部材に付着させ、前記被清掃体表面に接触させた前記ブラシ部材を前記駆動手段により回転させることにより前記被清掃体表面に前記潤滑剤を塗布する潤滑剤塗布手段と、
前記潤滑剤保持部における被清掃体表面への塗布にともなう前記潤滑剤の消費量又は残量を検知する検知手段と、
前記検知手段により検知された結果に基づいて前記駆動手段による前記ブラシ部材の回転速度を低下させ、前記潤滑剤の消費量が多くなる又は残量が少なくなるに従って前記被清掃体表面に塗布する前記潤滑剤の塗布量が少なくなるように前記潤滑剤塗布手段を制御する制御手段と、
を有することを特徴とする画像形成装置。
前記潤滑剤保持部における前記潤滑剤は固形の潤滑剤である請求項１に記載の画像形成装置。
前記検知手段は、前記潤滑剤保持部に接触して前記潤滑剤保持部における前記潤滑剤の消費量又は残量に応じて移動可能である接触部材を有し、
前記接触部材の初期位置からの移動量を検知することにより、前記潤滑剤保持部における前記潤滑剤の消費量又は残量を検知する請求項１又は２に記載の画像形成装置。
前記被清掃体は、現像剤により形成された画像を担持する像担持体である請求項１乃至３の何れか１項に記載の画像形成装置。