JP5040639B2 - 画像形成装置 - Google Patents

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本発明は、複写機,プリンタ,ファクシミリ、これらの複合機などの画像形成装置に係り、特に、トナー像を保持して移動する像保持部材からトナー像を転写させる位置よりも像保持部材の移動方向下流側の位置に、像保持部材の表面に残留する残留物を除去するクリーニング装置と、このクリーニング装置よりも像保持部材の移動方向下流側の位置で上記の像保持部材の表面に潤滑剤粒子を供給する潤滑剤供給手段と、像保持部材の表面に端部を圧接させて像保持部材の表面に供給された潤滑剤粒子を像保持部材の表面に塗布させる板状の弾性体からなる均し部材が設けられた画像形成装置に関するものである。そして、本発明においては、形成する画像の状態や、環境条件が変化した場合においても、潤滑剤供給手段によって像保持部材の表面に供給された潤滑剤粒子が、均し部材によって像保持部材の表面に適切に膜状に塗布されて、良好な画像形成が安定して行えるようにした点に特徴を有するものである。
複写機,プリンタ,ファクシミリ、これらの複合機などの画像形成装置においては、トナー像を保持して移動する像保持部材、例えば、トナー像が形成される感光体や、感光体に形成されたトナー像が転写される中間転写体において、このような像保持部材からトナー像を記録媒体や中間転写体等の被転写部材に転写させた後、この像保持部材の表面にクリーニングブレード等のクリーニング部材を圧接させて、この像保持部材の表面に残留しているトナー等の残留物を除去することが行われている。
ここで、上記のようにトナー像を転写させた後における像保持部材の表面にクリーニング部材を圧接させて、この像保持部材の表面に残留しているトナー等の残留物を除去する作業を長く続けると、クリーニング部材が摩耗してクリーニング性能が低下したり、また像保持部材の表面が摩耗して、像保持部材の寿命が短くなったりする等の問題があった。
このため、従来においては、トナー像を記録媒体等に転写させた像保持部材の表面に潤滑剤供給手段から金属石鹸等の潤滑剤を供給し、この潤滑剤により像保持部材の表面とクリーニング部材との間の摩擦抵抗を低減させると共に、像保持部材の表面の離型性を高め、像保持部材の表面に形成されたトナー像を上記の被転写部材に適切に転写させるようにすることが行われている。
そして、従来においては、上記のようにトナー像を被転写部材に転写させた像保持部材の表面に潤滑剤供給手段から潤滑剤を供給するにあたり、特許文献1に示されるように、固形潤滑剤からブラシロールによって潤滑剤粒子を掻き取り、トナー像を転写させた後の像保持部材の表面にこのブラシロールを接触させて、掻き取った潤滑剤粒子を像保持部材の表面に供給した後、像保持部材の表面に供給された潤滑剤粒子をクリーニング部材により押圧させて、像保持部材の表面に潤滑剤粒子を膜状に塗布するようにしたものが提案されている。
しかし、このようにクリーニング部材によって像保持部材の表面に残留しているトナー等の残留物を除去する前に、像保持部材の表面にブラシロールを接触させて潤滑剤を付与するようにした場合、このブラシロールに像保持部材の表面に残留しているトナー等の残留物が付着して次第に蓄積し、これによりブラシロールにおける固形潤滑剤から潤滑剤を掻き取る能力が次第に低下し、像保持部材の表面に潤滑剤粒子を適切に付与することができなくなるという問題があった。
また、従来においては、上記のように像保持部材の表面に残留しているトナー等の残留物がブラシロールに付着するのを抑制するため、特許文献2,3に示されるように、像保持部材の表面に残留しているトナー等の残留物をクリーニング部材によって除去した後、上記のブラシロールを接触させて像保持部材の表面に潤滑剤粒子を供給し、その後、板状の弾性体からなる均し部材の端部を、像保持部材の移動方向と同方向に向けて像保持部材の表面に圧接させ、像保持部材の表面に供給された潤滑剤粒子をこの均し部材により押圧させて、像保持部材の表面に潤滑剤粒子を膜状に塗布させるようにしたものが提案されている。
ここで、このように均し部材の端部を像保持部材の移動方向と同方向に向けて像保持部材の表面に圧接させ、潤滑剤粒子を像保持部材の表面に塗布させる場合において、像保持部材の表面に対する均し部材の端部の圧接力が弱いと、像保持部材の表面に供給された潤滑剤粒子が十分に被膜化されず、潤滑剤粒子が粒子の状態で均し部材の端部を通過するようになる。
そして、このように潤滑剤粒子の状態で均し部材の端部を通過すると、この潤滑剤粒子が像保持部材の表面に接触する帯電ローラ等に付着して、像保持部材の表面を適切に帯電させることができなくなったり、この潤滑剤粒子が現像装置内に混入してトナーの帯電不良が生じたりし、形成される画像に様々な不良が発生するという問題がある。
一方、像保持部材の表面に供給された潤滑剤粒子が十分に被膜化されるように、像保持部材の表面に対する均し部材の端部の圧接力を強くした場合、像保持部材を駆動させるトルクが増加すると共に、均し部材の端部や像保持部材の表面の摩耗が大きくなり、また均し部材が次第に変形して永久ひずみも大きくなり、安定した画像形成が行えなくなる等の問題があった。
また、均し部材の端部を像保持部材の表面に圧接する圧接力を適切に設定した場合においても、画像濃度の低い画像形成が続くと、像保持部材の表面に潤滑剤が塗布された状態でさらに潤滑剤が供給されて過剰に塗布されるようになり、また低温低湿度の環境下で画像形成を行った場合にも、像保持部材の表面に潤滑剤粒子を供給するブラシロールのブラシが硬くなり、このブラシロールによって過剰の潤滑剤が像保持部材の表面に供給されて過剰に塗布されるようになる。
そして、このように像保持部材の表面に過剰の潤滑剤が塗布されると、像保持部材の表面におけるトナー像の保持力が低下し、転写時にトナーの飛び散りが発生して、画像が滲んだりする等の問題が生じた。
逆に、画像濃度の高い画像形成を続けて行ったり、高温高湿度の環境下で画像形成を行ったりした場合には、像保持部材の表面に供給される潤滑剤の量が減少して、像保持部材の表面に潤滑剤が十分に塗布されなくなり、像保持部材の表面におけるトナー像の離型性が悪くなってトナー像が適切に転写されなくなり、ライン画像に中抜けが発生する等の問題が生じた。
特開2003−57996号公報 特開2006−251751号公報 特開2006−259450号公報
本発明は、トナー像を保持して移動する像保持部材からトナー像を転写させる位置よりも像保持部材の移動方向下流側の位置に、像保持部材の表面に残留する残留物を除去するクリーニング装置と、このクリーニング装置よりも像保持部材の移動方向下流側の位置で上記の像保持部材の表面に潤滑剤粒子を供給する潤滑剤供給手段と、像保持部材の表面に端部を圧接させて像保持部材の表面に供給された潤滑剤粒子を像保持部材の表面に塗布させる板状の弾性体からなる均し部材が設けられた画像形成装置における上記のような問題を解決することを課題とするものである。
すなわち、本発明においては、上記のように均し部材の端部を像保持部材の表面に圧接させ、像保持部材の表面に供給された潤滑剤粒子をこの均し部材によって像保持部材の表面に塗布させるにあたり、均し部材の端部を像保持部材の表面に適切に圧接させることが容易に行えると共に、形成する画像の状態や環境条件が変化した場合においても、上記の均し部材によって像保持部材の表面に潤滑剤が適切に塗布されて、良好な画像形成が安定して行えるようにすることを課題とするものである。
本発明においては、上記のような課題を解決するため、トナー像を保持して移動する像保持部材からトナー像を転写させる位置よりも像保持部材の移動方向下流側の位置に、像保持部材の表面に残留する残留物を除去するクリーニング装置と、このクリーニング装置よりも像保持部材の移動方向下流側の位置で上記の像保持部材の表面に潤滑剤粒子を供給する潤滑剤供給手段と、像保持部材の表面に端部を圧接させて像保持部材の表面に供給された潤滑剤粒子を像保持部材の表面に塗布させる板状の弾性体からなる均し部材とが設けられた画像形成装置において、上記の均し部材の端部を、像保持部材の移動方向と同方向に向けて当接させると共に、この均し部材の端部を像保持部材の表面に当接させる当接角度を変化させ、上記の像保持部材の表面に塗布される潤滑剤の量が少なくなる条件では、上記の像保持部材の表面に均し部材の端部が当接する位置における像保持部材の移動方向上流側の当接角度を小さくする一方、像保持部材の表面に塗布される潤滑剤の量が多くなる条件では、上記の当接角度を大きくするようにした。
ここで、上記のように均し部材の端部を、像保持部材の表面に当接させる当接角度を変化させるようにすると、像保持部材の表面に対する均し部材の端部の圧接力を変化させる場合のように、像保持部材の表面に対する均し部材の端部の圧接力を弱くすると、像保持部材の表面に供給された潤滑剤粒子が十分に被膜化されず、潤滑剤粒子が粒子の状態で均し部材の端部を通過するおそれが生じる一方、圧接力を強くすると、像保持部材を駆動させるトルクが増加する等の問題が生じるということがない。
また、前記のように均し部材の端部を像保持部材の移動方向と同方向に向けて当接させた場合において、像保持部材の表面に塗布される潤滑剤の量が少なくなる条件、例えば、前記のように画像濃度の高い画像形成を続けて行ったり、高温高湿度の環境下で画像形成を行ったりする場合、像保持部材の表面に均し部材の端部が当接する位置における像保持部材の移動方向上流側の当接角度を小さくすると、均し部材の端部と像保持部材の表面との間の楔状の空間部における潤滑剤粒子が、この均し部材の端部と像保持部材の表面との間に容易に導かれるようになると共に、均し部材の端部と像保持部材の表面とのニップ幅大きくなって、像保持部材の表面に塗布される潤滑剤の量増加されるようになる
一方、像保持部材の表面に塗布される潤滑剤の量が多くなる条件、例えば、画像濃度の低い画像形成を続けて行ったり、低温低湿度の環境下で画像形成を行ったりする場合、上記の当接角度を大きくすると、均し部材の端部と像保持部材の表面との間の楔状の空間部における潤滑剤粒子、この均し部材によって堰き止められ、均し部材の端部と像保持部材の表面との間に導かれる潤滑剤粒子の量少なくなって、像保持部材の表面に塗布される潤滑剤の量減少されるようになる
本発明の画像形成装置においては、像保持部材の表面に残留する残留物を除去するクリーニング装置よりも像保持部材の移動方向下流側の位置で、上記の潤滑剤供給手段によって像保持部材の表面に潤滑剤粒子を供給するようにしたため、像保持部材の表面に残留しているトナー等の残留物がクリーニング装置により除去されて潤滑剤供給手段に付着するのが防止され、この潤滑剤供給手段によって像保持部材の表面に潤滑剤粒子が適切に供給されるようになる。
また、本発明の画像形成装置においては、上記のように潤滑剤供給手段によって潤滑剤粒子が供給された像保持部材の表面に、板状の弾性体からなる均し部材の端部を圧接させて、像保持部材の表面に潤滑剤を塗布させるにあたり、均し部材の端部を、像保持部材の移動方向と同方向に向けて当接させると共に、この均し部材の端部を像保持部材の表面に当接させる当接角度を変化させ、上記の像保持部材の表面に塗布される潤滑剤の量が少なくなる条件では、上記の像保持部材の表面に均し部材の端部が当接する位置における像保持部材の移動方向上流側の当接角度を小さくする一方、像保持部材の表面に塗布される潤滑剤の量が多くなる条件では、上記の当接角度を大きくするようにしたため、形成する画像の状態や、環境条件が変化した場合に、それぞれの条件に応じて、均し部材の端部が像保持部材の表面に適切に圧接されるようになる
この結果、本発明の画像形成装置においては、形成する画像の状態や、環境条件が変化した場合においても、上記の均し部材によって像保持部材の表面に適当量の潤滑剤が適切に塗布されるようになり、良好な画像形成が安定して行えるようになる。
次に、この発明の実施形態に係る画像形成装置を添付図面に基づいて具体的に説明する。なお、本発明に係る画像形成装置は、下記の実施形態に示したものに限定されず、その要旨を変更しない範囲において適宜変更して実施できるものである。
この実施形態に係る画像形成装置においては、黄色,マゼンタ色,シアン色,黒色の異なった色彩のトナーを収容させた4つの現像装置11に対応させて、像保持部材となる4つの感光体ドラム10を設けている。
ここで、この画像形成装置において、フルカラーの画像形成を行うにあたっては、上記の各感光体ドラム10を回転させて、各感光体ドラム10の表面をそれぞれ帯電ローラからなる帯電装置12によって帯電させ、このように帯電された各感光体ドラム10に対して、それぞれ露光装置13により画像データに従った露光を行って、各感光体ドラム10の表面にそれぞれ静電潜像を形成する。
そして、このように静電潜像が形成された各感光体ドラム10に対して対応する各現像装置11からそれぞれ所定の色彩のトナーを各感光体ドラム10の静電潜像に供給して現像を行い、各感光体ドラム10の表面にそれぞれの色彩のトナー像を形成する。
次いで、上記の各感光体ドラム10に形成されたそれぞれの色彩のトナー像を、ローラ14に架け渡されて駆動される無端ベルト状になった中間転写体15にそれぞれローラ状になった一次転写装置16により順々に一次転写させて、この中間転写体15の上にフルカラーのトナー像を形成する。
そして、転写後の各感光体ドラム10の表面に残留しているトナー等の残留物をそれぞれ第1クリーニング装置20に導き、この第1クリーニング装置20に設けられた板状のウレタンゴム等の弾性体からなるクリーニングブレート21を感光体ドラム10の表面に圧接させて、各感光体ドラム10の表面からそれぞれトナー等の残留物を除去させる。
次いで、このようにトナー等の残留物が除去された各感光体ドラム10の表面にそれぞれ潤滑剤供給手段30により潤滑剤を供給し、このように潤滑剤が供給された各感光体ドラム10の表面にそれぞれ均し部材40の端部を圧接させて、各感光体ドラム10の表面に供給された潤滑剤を各感光体ドラム10の表面に均一に塗布させる。
一方、上記のように中間転写体15の上に形成されたフルカラーのトナー像を、この中間転写体15によりローラ状になった二次転写装置17と対向する位置に導くと共に、この画像形成装置の下部に収容されたシート状の記録媒体Sを、送りローラ18により中間転写体15と二次転写装置17との間に導き、上記の二次転写装置17により中間転写体15の上に形成されたフルカラーのトナー像をこの記録媒体Sに二次転写させる。
その後は、このようにフルカラーのトナー像が転写された記録媒体Sを定着装置19に導いて、転写されたフルカラーのトナー像を記録媒体Sに定着させた後、このようにフルカラーのトナー像が定着された記録媒体Sを排紙させる。
また、記録媒体Sに転写されずに上記の中間転写体15に残ったトナー等の残留物を第2クリーニング装置50に導き、この第2クリーニング装置50に設けられた板状のウレタンゴム等の弾性体からなるクリーニングブレード51を中間転写体15の表面に圧接させて、中間転写体15に残ったトナー等の残留物を中間転写体15から除去させる。
ここで、前記のように転写後における感光体ドラム10の表面に残留しているトナー等の残留物を第1クリーニング装置20によって除去した後、この感光体ドラム10の表面に潤滑剤供給手段30によって潤滑剤粒子を供給するにあたり、この実施形態においては、図2〜図4に示すように、感光体ドラム10の表面に接触して回転するローラ状のブラシ部材31に、固形潤滑剤32をバネからなる押圧部材33により押圧させ、このブラシ部材31によって固形潤滑剤32から掻き取った潤滑剤粒子を、上記の感光体ドラム10の表面に供給するようにしている。
ここで、上記の潤滑剤としては、例えば、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸マグネシウム、ステアリン酸リチウム等の脂肪酸金属塩を用いることができる。
また、上記のブラシ部材31のブラシとしては、例えば、ナイロン,レーヨン,アクリル等の合成繊維や、金属繊維で構成された導電性又は絶縁性のブラシを用いることができる。
ここで、このブラシ部材31として、繊維太さが5〜15μmの範囲のブラシで構成されたものを用いると共に、このブラシ部材31を上記の固形潤滑剤32に押圧させる押圧力を2〜6N/mの範囲にすると、このブラシ部材31によって固形潤滑剤32から潤滑剤粒子を掻き取った場合に、粒径が小さくて均一な潤滑剤粒子が掻き取られて、感光体ドラム10の表面に供給されるようになる。
そして、上記のように潤滑剤粒子が供給された感光体ドラム10の表面に、板状のウレタンゴム等の弾性体からなる均し部材40の端部を圧接させて、潤滑剤粒子を感光体ドラム10の表面に膜状に塗布させるようにしている。
ここで、この実施形態においては、図2〜図4に示すように、上記の均し部材40を支軸41aにより回動可能な保持部材41に保持させ、この保持部材41をバネからなる付勢手段42により付勢して、上記の均し部材40の端部を感光体ドラム10の移動方向と同方向に向けて感光体ドラム10の表面に圧接させるようにしている。
また、この実施形態においては、図2〜図4に示すように、シリンダ43によって上記の保持部材41における支軸41aを上記の第1クリーニング装置20や潤滑剤供給手段30を収容させたハウジング60に設けられた案内穴61に沿って移動させて、均し部材40の端部が感光体ドラム10の表面に当接する感光体ドラム10の移動方向上流側における当接角度θ、すなわち均し部材40の端部が感光体ドラム10の表面に当接する位置における感光体ドラム10の接線と均し部材40の接線のなす角度を変更させて、均し部材40の端部を感光体ドラム10の表面に圧接させる状態を変化させるようにしている。
そして、前記のように画像濃度の高い画像形成を続けて行ったり、高温高湿度の環境下で画像形成を行ったりする場合のように、感光体ドラム10の表面に塗布される潤滑剤の量が少なくなる条件においては、図3に示すように、上記のシリンダ43によって保持部材41における支軸41aを案内穴61に沿って上方に移動させ、均し部材40の端部が感光体ドラム10の表面に当接する感光体ドラム10の移動方向上流側における当接角度θを小さくすると共に、均し部材40の端部と感光体ドラム10の表面とのニップ幅を大きくする。
このようにすると、均し部材40の端部と感光体ドラム10の表面との間の楔状の空間部における潤滑剤粒子が、均し部材40の端部と感光体ドラム10の表面との間に導かれやすくなって、多くの潤滑剤粒子が均し部材40の端部と感光体ドラム10の表面との間に導かれ、この潤滑剤粒子が、ニップ幅が大きくなった均し部材40の端部と感光体ドラム10の表面との間で適切に膜状に塗布されるようになって、感光体ドラム10の表面に塗布される潤滑剤の量が増加し、感光体ドラム10の表面に適当量の潤滑剤が塗布されるようになる。
この結果、画像濃度の高い画像形成を続けて行ったり、高温高湿度の環境下で画像形成を行ったりする場合においても、感光体ドラム10の表面におけるトナー像の離型性が悪くなるのが防止され、トナー像が適切に転写されて、ライン画像に中抜けが発生したりするのが防止され、良好な画像が得られるようになる。
一方、前記のように画像濃度の低い画像形成を続けて行ったり、低温低湿度の環境下で画像形成を行ったりする場合のように、感光体ドラム10の表面に塗布される潤滑剤の量が多くなる条件においては、図4に示すように、上記のシリンダ43によって保持部材41における支軸41aを案内穴61に沿って下方に移動させ、均し部材40の端部が感光体ドラム10の表面に当接する感光体ドラム10の移動方向上流側における当接角度θを大きくする。
このようにすると、均し部材40の端部と感光体ドラム10の表面との間の楔状の空間部における潤滑剤粒子が均し部材40によって堰き止められ、均し部材40の端部と感光体ドラム10の表面との間に導かれる潤滑剤粒子の量が減少して、感光体ドラム10の表面に塗布される潤滑剤の量が減少し、感光体ドラム10の表面に適当量の潤滑剤が塗布されるようになる。
この結果、画像濃度の低い画像形成を続けて行ったり、低温低湿度の環境下で画像形成を行ったりする場合においても、感光体ドラム10の表面に過剰の潤滑剤が塗布されるのが防止され、感光体ドラム10の表面におけるトナー像の保持力が低下して、転写時にトナーの飛び散りが発生して画像が滲んだりするのが防止され、良好な画像が得られるようになる。
なお、この実施形態の画像形成装置においては、感光体ドラム10の表面に均し部材40の端部を圧接させる状態を、上記のようにして変更させるようにしたが、感光体ドラム10の表面に均し部材40の端部を圧接させる状態を変更させる方法は、特にこのようなものに限定されない。
また、この実施形態の画像形成装置においては、均し部材40の端部を感光体ドラム10の移動方向と同方向に向けて感光体ドラム10の表面に圧接させるようにしたが、均し部材40の端部を感光体ドラム10の移動方向と逆方向に向けて感光体ドラム10の表面に圧接させるようにした場合においても、均し部材40の端部を感光体ドラム10の表面に圧接させる状態を変更させて、感光体ドラム10の表面に適当量の潤滑剤が塗布されるようにすることも可能である。
また、この実施形態の画像形成装置においては、固形潤滑剤32から掻き取った潤滑剤粒子を感光体ドラム10の表面に供給する潤滑剤供給手段30に、ローラ状のブラシ部材31を用いるようにしたが、上記のブラシ部材31に代えて、ウレタンゴムやシリコンゴム等で構成されたソリッドタイプ又は発泡タイプのローラ部材(図示せず)を用いることも可能である。
また、この実施形態の画像形成装置においては、転写後の各感光体ドラム10の表面に残留しているトナー等の残留物を除去する上記の第1クリーニング装置20よりも感光体ドラム10の移動方向下流側において、感光体ドラム10の表面に潤滑剤を供給する潤滑剤供給手段30と均し部材40とを設けるようにしたが、図示していないが、転写後の中間転写体15に残ったトナー等の残留物を除去する第2クリーニング装置30よりも中間転写体15の移動方向下流側において、上記のような潤滑剤供給手段と均し部材とを設けることも可能である。
本発明の一実施形態に係る画像形成装置を示した概略説明図である。 同実施形態の画像形成装置において、感光体ドラムからトナー像を転写させる位置よりも感光体ドラムの移動方向下流側の位置に、感光体ドラムの表面に残留する残留物を除去する第1クリーニング装置と、感光体ドラムの表面に潤滑剤を供給する潤滑剤供給手段と、感光体ドラムの表面に端部を圧接させて像保持部材の表面に供給された潤滑剤粒子を像保持部材の表面に塗布させる均し部材とを設けた状態を示した概略説明図である。 同実施形態の画像形成装置において、均し部材の端部が感光体ドラムの表面に当接する感光体ドラムの移動方向上流側における当接角度を小さくした状態を示した部分拡大説明図である。 同実施形態の画像形成装置において、均し部材の端部が感光体ドラムの表面に当接する感光体ドラムの移動方向上流側における当接角度を大きくした状態を示した部分拡大説明図である。
符号の説明
10 感光体ドラム(像保持部材)
11 現像装置
12 帯電装置
13 露光装置
14 ローラ
15 中間転写体
16 一次転写装置
17 二次転写装置
18 送りローラ
19 定着装置
20 第1クリーニング装置
21 クリーニングブレート
30 潤滑剤供給手段
31 ブラシ部材
32 固形潤滑剤
33 押圧部材
40 均し部材
41 支持部材
41a 支軸
42 付勢手段
50 第2クリーニング装置
51 クリーニングブレード
60 ハウジング
61 案内穴
S 記録媒体
θ 感光体ドラムの表面に対する均し部材の端部の当接角度

Claims (1)

  1. トナー像を保持して移動する像保持部材からトナー像を転写させる位置よりも像保持部材の移動方向下流側の位置に、像保持部材の表面に残留する残留物を除去するクリーニング装置と、このクリーニング装置よりも像保持部材の移動方向下流側の位置で上記の像保持部材の表面に潤滑剤粒子を供給する潤滑剤供給手段と、像保持部材の表面に端部を圧接させて像保持部材の表面に供給された潤滑剤粒子を像保持部材の表面に塗布させる板状の弾性体からなる均し部材とが設けられた画像形成装置において、上記の均し部材の端部を、像保持部材の移動方向と同方向に向けて当接させると共に、この均し部材の端部を像保持部材の表面に当接させる当接角度を変化させ、上記の像保持部材の表面に塗布される潤滑剤の量が少なくなる条件では、上記の像保持部材の表面に均し部材の端部が当接する位置における像保持部材の移動方向上流側の当接角度を小さくする一方、像保持部材の表面に塗布される潤滑剤の量が多くなる条件では、上記の当接角度を大きくすることを特徴とする画像形成装置。
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