JP5130862B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

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、像保持部材の表面に潤滑剤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当接させて像保持部材の表面に供給された潤滑剤を像保持部材の表面に塗布させる均し部材とが設けられた画像形成装置において、上記の潤滑剤供給手段から像保持部材の表面に供給された潤滑剤を均し部材によって像保持部材の表面に適切に塗布させて、長期にわたって安定した画像形成が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１，２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、掻き取った潤滑剤を像保持部材の表面に付与した後、この像保持部材の表面にクリーニング部材を圧接させ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を付与し、その後、上記の像保持部材の表面に、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圧接させて、像保持部材の表面に供給された潤滑剤を像保持部材の表面に塗布させるようにしたものが提案されている。

しかし、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圧接させて、像保持部材の表面に供給された潤滑剤を像保持部材の表面に塗布させるようにした場合においても、像保持部材の表面に供給される潤滑剤の量や、形成する画像の状態などにより、この均し部材によって像保持部材の表面に塗布される潤滑剤の状態が変化し、適切な画像形成が行えなくなるという問題があった。

例えば、像保持部材の表面に供給される潤滑剤の量が少なくなると、像保持部材の表面に潤滑剤が十分に塗布されず、像保持部材や均し部材の摩耗が大きくなると共に、像保持部材における転写性能が低下して、形成される画像に中抜けが発生するなどの問題があった。一方、像保持部材の表面に供給される潤滑剤の量が多くなると、楔状になった像保持部材の表面と均し部材の端部との間に多くの潤滑剤が蓄積され、このように蓄積された潤滑剤によって均し部材の端部が押し上げられて、潤滑剤が粒子の状態で均し部材を通過し、この潤滑剤の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たり、また過剰の潤滑剤が像保持部材の表面に塗布されて、像保持部材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、形成される画像が滲んだりするなどの問題があった。
特開２００３−５７９９６号公報 特開２００６−２５９６６１号公報 特開２００６−２５１７５１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、像保持部材の表面に潤滑剤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当接させて像保持部材の表面に供給された潤滑剤を像保持部材の表面に塗布させる均し部材とを設け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、上記のような画像形成装置において、潤滑剤供給手段から像保持部材の表面に供給された潤滑剤を、均し部材によって像保持部材の表面に適切に塗布させて、長期にわたって安定した画像形成が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、像保持部材の表面に潤滑剤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当接させて像保持部材の表面に供給された潤滑剤を像保持部材の表面に塗布させる均し部材とが設けられた画像形成装置において、上記の均し部材に、温度２５℃の硬度（ＪＩＳ−Ａ）が３５度〜５０度の範囲の材料で構成された弾性ブレードを用いた。

そして、本発明の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表面に当接させるにあたっては、この均し部材の端部を像保持部材の移動方向と対向するカウンター方向に向けて当接させることが好ましい。

また、上記の均し部材としては、例えば、ウレタンゴム、シリコンゴム及びフッ素ゴムから選択される材料で構成されたものを用いることができる。

また、本発明の画像形成装置においては、上記のクリーニング装置を潤滑剤供給手段よりも像保持部材の移動方向上流側に設けることが好ましい。

本発明の画像形成装置においては、トナー像を転写させた後の像保持部材の表面に潤滑剤供給手段によって潤滑剤を供給し、このように潤滑剤が供給された像保持部材の表面に均し部材の端部を当接させて像保持部材の表面に供給された潤滑剤を像保持部材の表面に塗布させるにあたり、上記の均し部材に、温度２５℃の硬度（ＪＩＳ−Ａ）が３５度〜５０度の範囲の材料で構成された弾性ブレードを用いたため、像保持部材の表面に供給された潤滑剤の量が変動した場合においても、適切な量の潤滑剤が像保持部材の表面に塗布され、長期にわたって安定した画像形成が行えるようになる。

すなわち、均し部材における上記の硬度が上記の範囲よりも低くなると、保持部材の表面に対する均し部材の端部を圧接力が弱くなり、像保持部材の表面に供給された潤滑剤が十分に被膜化されずに、潤滑剤が粒子の状態で均し部材の端部を通過し、これが帯電ローラ等に付着したり、また粒子の状態で像保持部材の表面に供給された潤滑剤がクリーニング装置によって像保持部材の表面から除去されて、像保持部材における転写性能が低下し、形成される画像に中抜けが発生しやすくなる。一方、均し部材における上記の硬度が上記の範囲よりも高くなると、像保持部材の表面に対する均し部材の端部を圧接力が強くなり過ぎて、像保持部材の表面に潤滑剤が強く付着されて、像保持部材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、画像に滲みが発生しやすくなる。

これに対して、均し部材の硬度を上記の範囲内にすると、像保持部材の表面に対する均し部材の端部の圧接力が適切に維持され、像保持部材の表面に供給された潤滑剤が適切に被膜化されて、潤滑剤が粒子の状態で均し部材の端部を通過するのが防止されると共に、適当量の潤滑剤がこの均し部材の端部を通過して、像保持部材の表面に適切な量の潤滑剤が塗布されるようになり、長期にわたって安定した画像形成が行えるようになる。

また、本発明の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表面に当接させるにあたり、均し部材の端部を像保持部材の移動方向と対向するカウンター方向に向けて当接させると、上記のような効果がさらに向上する。

また、上記の画像形成装置において、転写後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クリーニング装置を、上記の潤滑剤供給手段よりも像保持部材の移動方向上流側に設けると、像保持部材の表面に残留しているトナー等の残留物が潤滑剤供給手段に付着するのが防止され、潤滑剤供給手段により潤滑剤が長期にわたって安定して像保持部材の表面に適切に供給されるようになる。

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装置１２により帯電させ、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の端部を当接させて、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によって潤滑剤を供給するにあたり、この実施形態における画像形成装置においては、図２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ブラシローラ３１を、固形潤滑剤３２にバネからなる押圧部材３３によって押圧させるようにしている。

そして、上記のブラシローラ３１を回転させて、固形潤滑剤３２から潤滑剤３２ａを掻き取り、このように掻き取った潤滑剤３２ａを上記の感光体ドラム１０の表面に供給すると共に、潤滑剤３２ａを感光体ドラム１０の表面に供給した後のブラシローラ３１に掻き出し部材３４を当接させ、この掻き出し部材３４によってブラシローラ３１に付着した粉塵等を掻き出すようにしている。

ここで、上記の潤滑剤３２ａ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、上記のブラシローラ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。

そして、保持部材４１に保持されて突出した均し部材４０の端部を、上記のように潤滑剤３２ａが供給された感光体ドラム１０の表面に当接させて、潤滑剤３２ａを感光体ドラム１０の表面に均一に塗布させるにあたり、この実施形態においては、均し部材４０として、温度２５℃の硬度（ＪＩＳ−Ａ）が３５度〜５０度の範囲の材料で構成された弾性ブレードを用い、この均し部材４０の端部を感光体ドラム１０の移動方向と対向するカウンター方向に向けて感光体ドラム１０の表面に当接させている。

このように、均し部材４０に温度２５℃の硬度（ＪＩＳ−Ａ）が３５度〜５０度の範囲の材料で構成された弾性ブレードを用いると、前記のように感光体ドラム１０の表面に対する均し部材４０の端部の圧接力が適切に維持され、感光体ドラム１０の表面に供給された潤滑剤３２ａが適切に被膜化されて、潤滑剤３２ａが粒子の状態で均し部材の端部を通過するのが防止されると共に、適当量の潤滑剤３２ａがこの均し部材４０の端部を通過して、感光体ドラム１０の表面に適切な量の潤滑剤３２ａが塗布されるようになる。

また、上記のような弾性ブレードで構成された均し部材４０の端部４１を、感光体ドラム１０の移動方向と対向するカウンター方向に向けて感光体ドラム１０の表面に当接させた場合、図３に示すように、感光体ドラム１０の表面に潤滑剤３２ａが十分に塗布された状態では、感光体ドラム１０の表面と均し部材４０の端部との間の摩擦抵抗が弱いため、均し部材４０の端部の変形が少なくなり、均し部材４０による潤滑剤のせき止め力が強くなって、感光体ドラム１０の表面に潤滑剤３２ａが過剰に供給されて塗布されるのが防止される。

この結果、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するのが抑制され、転写時にトナーが飛び散るのが防止されて、画像に滲みが発生するのが防止される。

一方、図４に示すように、感光体ドラム１０の表面に塗布された潤滑剤３２ａの量が少ない状態では、感光体ドラム１０の表面と均し部材４０の端部との間の摩擦抵抗が強くなって、均し部材４０の端部が大きく変形し、均し部材４０による潤滑剤３２ａのせき止め力が低減され、潤滑剤３２ａが均し部材４０の端部を通過して、感光体ドラム１０の表面に適当量の潤滑剤３２ａが塗布されるようになる。

この結果、感光体ドラム１０の表面と均し部材４０の端部との間の摩擦抵抗が減少し、感光体ドラム１０の表面や均し部材４０の端部が摩耗するのが防止されると共に、感光体ドラム１０における転写性能が低下するのも抑制され、形成される画像に中抜けが発生するのが防止される。

なお、この実施形態における画像形成装置においては、上記のように均し部材４０の端部を感光体ドラム１０の移動方向と対向するカウンター方向に向けて感光体ドラム１０の表面に当接させるようにしたが、この均し部材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の表面に当接させることも可能である。そして、このように均し部材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の表面に当接させた場合においても、均し部材４０に温度２５℃の硬度（ＪＩＳ−Ａ）が３５度〜５０度の材料で構成された弾性ブレードを用いると、前記のような効果が得られる。

次に、上記の実施形態における画像形成装置において、上記の均し部材として、温度２５℃の硬度（ＪＩＳ−Ａ）が２７度、３６度、４２度、５５度、５９度の５種類の均し部材を使用した実験を行い、温度２５℃の硬度（ＪＩＳ−Ａ）が３５度〜５０度の範囲の材料で構成された均し部材を用いた場合に優れた効果が得られることを明らかにする。

先ず、上記の５種類の均し部材を使用した各画像形成装置により、５０００枚の画像形成を行った時点において、それぞれ形成された画像における細線の中央部の中抜けを目視により評価し、中抜けが発生しなかった場合を○、中抜けが僅かに発生した場合を△、中抜けが多く発生した場合を×として、下記の表１に示した。

また、上記の５種類の均し部材を使用した各画像形成装置により、１０万枚の画像形成を行った時点において、それぞれ形成された画像においてクリーニング不良による画像ノイズの発生を目視により評価し、画像ノイズが発生しなかった場合を○、画像ノイズが僅かに発生した場合を△、画像ノイズが多く発生した場合を×として、下記の表１に示した。

この結果、温度２５℃の硬度（ＪＩＳ−Ａ）が２７度の材料で構成された均し部材を用いた場合や、温度２５℃の硬度（ＪＩＳ−Ａ）が５９度の材料で構成された均し部材を用いた場合には、中抜けやクリーニング不良による画像ノイズが発生したが、温度２５℃の硬度（ＪＩＳ−Ａ）が３５度〜５５度の範囲の材料で構成された均し部材を用いた場合には、中抜けやクリーニング不良による画像ノイズが発生するということがなかった。

また、上記の５種類の均し部材を使用した各画像形成装置により５０００枚の画像形成を行った時点で、それぞれ温度１０℃、湿度１５％の環境条件下と、温度３０℃、湿度８５％の環境条件下とにおいて、それぞれ感光体ドラムの表面における純水接触角を測定し、その結果を図５に示した。

ここで、感光体ドラムの表面における純水接触角は、感光体ドラムの表面に形成された潤滑剤の被膜の量が増加するのに伴って大きくなり、この純水接触角が１２０°を越えると、感光体ドラムの表面に形成された潤滑剤の被膜の量が多くなりすぎて、感光体ドラム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。一方、この純水接触角が８０°未満になると、感光体ドラムの表面に形成された潤滑剤の被膜の量が少なくなりすぎて、感光体ドラムの表面と均し部材の端部との間の摩擦抵抗が増加し、感光体ドラムの表面や均し部材の端部が摩耗しやすくなると共に、感光体ドラムにおける転写性能が低下し、形成される画像に中抜けが発生する。

そして、図５に示すように、温度２５℃の硬度（ＪＩＳ−Ａ）が３５度〜５０度の材料で構成された均し部材を用いた場合には、温度１０℃、湿度１５％の環境条件下と、温度３０℃、湿度８５％の環境条件下との何れにおいても、感光体ドラムの表面における純水接触角がほぼ８０°〜１２０°の範囲に維持されるようになり、転写時におけるトナーの飛び散りや、中抜けの発生が防止されるようになっていた。

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当接させて像保持部材の表面に供給された潤滑剤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、潤滑剤が十分に塗布された感光体ドラムの表面に均し部材の端部を感光体ドラムの移動方向と対向するカウンター方向に向けて当接させた場合における均し部材の端部の変形状態を示した部分説明図である。 同実施形態の画像形成装置において、潤滑剤が殆ど塗布されていない感光体ドラムの表面に均し部材の端部を感光体ドラムの移動方向と対向するカウンター方向に向けて当接させた場合における均し部材の端部の変形状態を示した部分説明図である。 温度２５℃の硬度（ＪＩＳ−Ａ）が２７度、３６度、４２度、５５度、５９度の５種類の均し部材を使用した画像形成装置を用いた実験において、各感光体ドラムの表面における純水接触角の測定結果を示した図である。

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 ブラシローラ
３２ 固形潤滑剤
３２ａ 潤滑剤
３３ 押圧部材
３４ 掻き出し部材
４０ 均し部材
４１ 保持部材
５０ 第２クリーニング装置
５１ クリーニングブレード
Ｓ 記録媒体

Claims (4)

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、像保持部材の表面に潤滑剤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当接させて像保持部材の表面に供給された潤滑剤を像保持部材の表面に塗布させる均し部材とが設けられた画像形成装置において、上記の均し部材に、温度２５℃の硬度（ＪＩＳ−Ａ）が３５度〜５０度の範囲の材料で構成された弾性ブレードを用いたことを特徴とする画像形成装置。
2. 請求項１に記載の画像形成装置において、上記の均し部材の端部が像保持部材の移動方向と対向するカウンター方向に向けて当接されていることを特徴とする画像形成装置。
3. 請求項１又は請求項２に記載の画像形成装置において、上記の均し部材が、ウレタンゴム、シリコンゴム及びフッ素ゴムから選択される材料で構成されていることを特徴とする画像形成装置。
4. 請求項１〜請求項３の何れか１項に記載の画像形成装置において、上記のクリーニング装置が、上記の潤滑剤供給手段よりも像保持部材の移動方向上流側の位置に設けられていることを特徴とする画像形成装置。

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