JP5366006B2 - 作像装置及び画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は電子写真方式を用いた作像装置及び画像形成装置に係り、特に帯電手段と像担持体上に潤滑剤を塗布する潤滑剤塗布手段を有する作像装置及びこの作像装置を備えた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に使用される作像装置では、帯電手段による放電によって、オゾンやＮＯｘ等の放電生成物を発生することが知られている。また、近年の画像形成装置においては大量印刷の要求が高まってきており、この要求に対応するため、高速化が進んでいる。高速化を達成するため、帯電手段としては帯電ローラ等より、帯電チャージャーが採用されることが多く、この帯電チャージャーは、高速化に対応できるものの、放電生成物の発生量が多くなってしまうという問題がある。

そこで、帯電チャージャーを用いた画像形成装置では、ダクト等を用いることにより気流経路を設け、帯電チャージャーから発生する放電生成物を気流により帯電チャージャー近傍から排除し、気流経路の出口部に設けたオゾンフィルタ等により放電生成物を濾過し、機外へ放出するようにしている。

以上のように放電生成物は、通常画像形成装置内に残留しないが、例えばオゾンフィルタ等の目詰まりや、室内の換気能力の悪化、帯電チャージャーの劣化の影響によるオゾンフィルタの処理能力以上となる大量の放電生成物の発生により、画像形成装置内からの排気が十分にできない場合、帯電チャージャー近傍に放電生成物が滞留することがある。放電生成物が像担持体に付着した状態で画像形成を実施すると、静電潜像が乱れ、それが現像にも影響を及ぼし、出力される画像がにじんだ画像（以下、ボケ画像とする）となってしまうこととなる。

これに対処するため、特許文献１には、画像形成ジョブ後に、像担持体である感光体を回転するとともに潤滑剤塗布装置を作動させるジョブ後塗布モードを実行し、画像形成終了後における感光体上の潤滑剤付着層の厚みを増し，感光体に放電生成物が付着しても潤滑剤付着層とともに、次の画像形成動作開始時に清掃手段により除去することにより、ボケ画像を防止することが記載されている。

しかしながら、特許文献１に記載の感光体上の潤滑剤付着層を設けたものは、例えば一晩のように長時間画像形成が行われない放置中に劣化が進み、放電生成物を吸着したままの状態で感光体上に固着し、次の画像形成時には清掃手段では容易に除去できなくなってしまうこととなり、ボケ画像を修復することが困難になり、ボケ画像を消滅させるために画像形成前に複数回のジョブ後塗布モードの様な空転動作が必要となってしまうという欠点がある。

そこで、本発明は、前記課題を解決して像担持体が帯電手段から発生する放電生成物の影響を受けて発生するボケ画像を容易に除去することが可能な画像形成装置を提供することを目的とする。

請求項１の発明は、
像担持体と、帯電された前像担持体に形成された静電潜像を現像してトナー像を形成する現像手段と、前記トナー像が前記像担持体から転写材に転写された後において前記像担持体上のトナーを除去する清掃手段と、前記像担持体上に潤滑剤を塗布する潤滑剤塗布手段とを備える作像装置において、
前記像担持体、前記現像手段、前記清掃手段及び潤滑剤塗布手段の駆動制御を行う制御手段を備え、
前記制御手段は、作像装置が作像動作に入る前に、少なくとも前記像担持体と前記現像手段と前記清掃手段とを動作させつつ、前記潤滑剤塗布手段に動作と停止を繰り返す間欠動作を行わせるものであり、
前記潤滑剤塗布手段は、前記像坦持体上に潤滑剤を塗布する塗布ブラシを少なくとも１個有し、
前記清掃手段には少なくとも前記像担持体を清掃するクリーニングブラシを少なくとも１個有し、
前記制御手段は、該塗布ブラシを間欠動作させるとともに前記クリーニングブラシを前記塗布ブラシの間欠動作と同期して間欠動作させる
ことを特徴とする作像装置である。

請求項２の発明は、請求項１に記載の作像装置において、前記潤滑剤塗布手段のブラシと前記清掃手段のクリーニングブラシは、同一の駆動源で駆動されることを特徴とする。

請求項３の発明は、請求項１又は２に記載の作像装置において、前記潤滑剤塗布手段及び前記像担持体と、前帯電手段、前記現像手段、前記清掃手段の少なくとも１つの手段とを一体に構成して着脱可能としたプロセスカートリッジとしたことを特徴とする。

請求項４の発明は、請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の作像装置を備えることを特徴とする画像形成装置である。

本発明に係る作像装置及び画像形成装置によれば、制御手段は、画像形成装置が画像形成動作に入る前に、少なくとも前記像担持体と前記現像手段と前記清掃手段とを動作させつつ、前記潤滑剤塗布手段に動作と停止を繰り返す間欠動作を行わせるので、画像作成前装置が放置されたことにより像担持体上に付着した放電生成物を容易に除去することができ、ボケ画像を容易に防止することができる。

実施例に係る作像装置の概略構成を示す断面図である。 実施例に係る作像の制御系の構成を示すブロック図である。 空転動作モードにおける塗布ブラシの動作例を示すタイミングチャートである。 空転動作モードにおける塗布ブラシの他の動作例を示すタイミングチャートである。 実施例に係る空転動作モードを実施した場合と実施しなかった場合の効果確認結果を示す表である。

前記目的を達成するために本発明では、画像形成装置は以下の作像装置を備える。本発明の作像装置は、像担持体と、帯電された前像担持体に形成された静電潜像を現像してトナー像を形成する現像手段と、前記トナー像が前記像担持体から転写材に転写された後において前記像担持体上のトナーを除去する清掃手段と、前記像担持体上に潤滑剤を塗布する潤滑剤塗布手段とを備える作像装置において、前記像担持体、前記現像手段、前記清掃手段及び潤滑剤塗布手段の駆動制御を行う制御手段を備え、前記制御手段は、作像装置が作像動作に入る前に、少なくとも前記像担持体と前記現像手段と前記清掃手段とを動作させつつ、前記潤滑剤塗布手段に動作と停止を繰り返す間欠動作を行わせる。

これにより、画像作成前装置が放置されたことにより像担持体上に付着した放電生成物を容易に除去することができ、ボケ画像を容易に防止することができる。

また、本発明に係る作像装置は、前記潤滑剤塗布手段は、前記像坦持体上に潤滑剤を塗布する塗布ブラシを少なくとも１個有し、前記制御手段は、前記ブラシを間欠動作させる。本例では、塗布ブラシを間欠動作させることにより、感光体上に固着した放電生成物を吸着した潤滑剤上に塗布される新たな潤滑剤量が低減されるので、感光体上に固着した放電生成物を吸着した潤滑剤も清掃装置で容易に除去され、感光体上の潤滑剤は常に新しい潤滑剤に置き換えられる。

また、本発明に係る作像装置は、前記清掃手段には少なくとも前記像担持体を清掃するクリーニングブラシを少なくとも１個有し、前記制御手段は、前記クリーニングブラシを前記塗布ブラシの間欠動作と同期して間欠動作させる。本例によれば、クリーニングブラシを停止させることで、感光体表面を清掃装置によって削り取る機能を向上させるトナーをクリーニングブラシと感光体の間に溜めることができ、感光体表面における放電物質を吸着した潤滑剤の除去を良好に行うことができる。これにより、前記塗布ブラシの間欠動作による塗布される潤滑剤の減少と、電解物質を吸着した潤滑剤の除去を効率良く行うことができる。

また、本発明に係る作像装置は、前記潤滑剤塗布手段のブラシと前記清掃手段のクリーニングブラシは、同一の駆動源で駆動される。これにより、簡単な構成及び簡単な制御で前記塗布ブラシとクリーニングブラシの同期動作を実現することができる。

そして、本発明に係る作像装置は、前記潤滑剤塗布手段及び前記像担持体と、前帯電手段、前記現像手段、前記清掃手段の少なくとも１つの手段とを一体に構成して着脱可能としたプロセスカートリッジとした。

以下実施形態に係る画像形成装置について説明する。なお、本実施例では画像形成装置は作像装置１００の他、転写材である用紙を格納する用紙トレイ、用紙を前記用紙トレイから搬送する搬送装置、印刷がなされた用紙を機外に排出する排出装置等（いずれも図示していない）を備える。

以下、像担持体としてドラム状の感光体ドラムを使用した例について説明するが、他の形状、例えばベルト状の感光体ベルトについても適用することができる。また、１個の像担持体を有する単色画像形成装置について説明するが、例えば多色画像形成装置の様な複数の像担持体を有する画像形成装置についても適用することができる。

図１は実施例係る作像装置の概略構成を示す断面図、図２は実施例に係る作像装置の制御系の構成を示すブロック図である。まず、この作像装置１００は、像担持体である感光体１、帯電手段である帯電器２、露光装置３、現像手段である現像機４、転写器５、清掃手段である清掃装置６、潤滑剤塗布手段である潤滑剤塗布装置７、定着装置８とを備えて構成される。これらの各部材は、制御手段であるコントローラ１１０に接続されて駆動制御されており、以下の動作をなす。コントローラ１１０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等を備えたマイクロコンピュータで構成され、ソフトウエアを実行して実現される。

感光体１は、前記コントローラ１１０からの画像形成動作開始信号に基づいて回転を始めると共に、画像形成装置の印刷速度に相当する速度で回転し、画像形成動作が終了するまで回転を続ける。感光体１が回転を開始すると、帯電器２に高電圧が印加され、感光体１表面に例えば負の電荷が均一に帯電される。

ドットイメージに変換された文字データや図形データが、露光装置３のオン／オフ信号としてコントローラ１１０から画像形成装置に送られると、感光体１表面に露光装置３よりレーザ光等が照射される部分と照射されない部分とに分かれ静電潜像が形成される。露光装置３からのレーザ光等の照射により、感光体１上の電荷が消失した部分が現像機４と対向する位置に到達すると、負電荷に帯電したトナーが静電気により吸引されて感光体１上にトナー像が形成される。

感光体１上に形成されたトナー像は、用紙１０１背面側にトナー像と逆極性の電荷を付与する転写器５の作用によって用紙１０１上に吸引される。なお、転写器５を通過した感光体１は、清掃装置６で清掃され、感光体１上の残留トナーは、図示しない回収部へ回収される。清掃装置６を通過した感光体１は、清掃装置６の清掃能力向上、また感光体１保護のため、潤滑剤塗布装置７により感光体１上に潤滑剤が塗布され、次の画像形成動作に備えられる。

その後、用紙１０１は定着装置８に搬送され、定着装置８に到達した用紙１０１は少なくとも１つが加熱ロールである一対の定着ロール８ａ、８ｂによって形成されるニップ部によって、加熱、加圧されながらトナー像が用紙１０１に溶融定着される。以上の様な画像形成動作を繰り返し、用紙１０１上に画像が形成される。

ここで、前記帯電器２はコロトロンによるコロナ放電方式であるが、帯電器２はグリッドを設けたスコロトロンによるコロナ放電方式でもよく、またローラを用いた接触式、又は非接触式のローラ帯電方式を採用することができる。

また、本実施例における清掃装置６はクリーニングブレード６ａとクリーニングブラシ６ｂを備えており、画像形成中においては、クリーニングブラシ６ｂが回転し、またクリーニングブレード６ａが感光体１に当接し、これらにより感光体１上の残留トナーは清掃され、回収搬送ローラ６ｃにより搬送され、図示しない回収部へ回収される。

潤滑剤塗布装置７は、固形潤滑剤７ａと固形潤滑剤７ａに接触して固形潤滑剤７ａを削り取り、感光体１上に供給する塗布ブラシ７ｂと、塗布ブラシ７ｂにより感光体１上に塗布された潤滑剤を感光体１上に均一に均す塗布ブレード７ｃとから構成されている。固形潤滑剤７ａはほぼ直方体状に形成されケース７ｄに保持され、スプリング７ｅにより塗布ブラシ７ｂに所定の圧力で接するように押圧されている。なお、スプリング７ｅの代わりに錘による自重で押圧する構成としてもよい。

なお、固形潤滑剤７ａとしては、例えばステアリン酸亜鉛、オレイン酸鉛、オレイン酸亜鉛、オレイン酸銅、ステアリン酸コバルト、ステアリン酸鉄、ステアリン酸銅、パルミチン酸亜鉛、リノレイン酸亜鉛等の脂肪酸金属塩類の潤滑剤を成型したものを使用することができる。

また、上記作像装置１００を構成する帯電器２、現像機４、清掃装置６のうち少なくとも１つと、潤滑剤塗布装置７と感光体１を一体として、これが画像形成装置から一体として着脱可能なプロセスカートリッジとした構成を採用することができる。

上記作像装置１００では、帯電器２からオゾンやＮＯｘ等の放電生成物が発生する。本実施例では、帯電器２はコロナ放電方式であるため、放電生成物の発生量は多く、画像形成装置内には図示しないダクト等による気流経路が設けられ、放電生成物を気流により帯電器２近傍から排除し、図示しないオゾンフィルタ等を気流経路の出口部に設け、放電生成物を濾過し、画像形成装置外へ放出している。

しかしながら、このような機構を設けていても、例えばオゾンフィルタの目詰まりや、室内の換気能力の悪化、帯電器２の劣化の影響によるオゾンフィルタの処理能力を超える大量の放電生成物の発生により、放電生成物が画像形成装置から十分に排気されず、帯電器２近傍に滞留することがある。放電生成物が感光体１上に付着した状態で画像形成を実施すると、露光装置３により形成される静電潜像が乱れ、それが現像機４による現像にも影響を及ぼし、ボケ画像となってしまう。

このような不具合は、潤滑剤塗布装置７により潤滑剤を感光体１上に塗布する構成では、例えば一晩のように長時間画像形成が行われない放置中に、感光体１上に塗布された潤滑剤が劣化し、放電生成物が吸着されたままの状態で感光体上に固着してしまうことにより更に悪化してしまう。

そこで本実施例では、コントローラ１１０は、作像動作が行われる前に感光体１、現像機４及び清掃装置６を動作させ、更に潤滑剤塗布装置７の動作、停止を一定間隔で繰り返す空転動作モードを実行する。ここで、コントローラ１１０は、予め定めた所定のタイミングで感光体１、現像機４及び清掃装置６の駆動モータを駆動させ、停止させる。

図３は空転動作モードにおける塗布ブラシの動作例を示すタイミングチャートである。本例では、空転動作モードにおいて、感光体１と現像機４と清掃装置６とは常時動作しているが、潤滑剤塗布装置７の塗布ブラシ７ｂは動作、停止を一定間隔で繰り返す。この塗布ブラシ７ｂの動作時間と停止時間は必ずしも一致する必要はなく、例えば塗布ブラシ７ｂの動作時間は１０秒で、停止時間が３秒等の間欠動作とすることができる。

本例の制御を行わないと、感光体１に固着した放電生成物を吸着した潤滑剤は、塗布ブラシ７ｂを動作し続けると、感光体１上に固着した放電生成物を吸着した潤滑剤上に新たな潤滑剤が塗布され、清掃装置６での除去能力以上の潤滑剤量となり、感光体１に固着した放電生成物を吸着した潤滑剤を除去するのに長時間を要するか、若しくは完全に除去できない。

これに対して、本実施例のように、塗布ブラシ７ｂの動作、停止を繰り返すと、感光体１上に固着した放電生成物を吸着した潤滑剤上に塗布される新たな潤滑剤量が低減され、感光体１上に固着した放電生成物を吸着した潤滑剤も清掃装置６で容易に除去される。これにより、感光体１上の潤滑剤は常に新しい潤滑剤に置き換えられることができる。

また、現像機４を動作させることで、感光体１上にトナーが付着するが、トナーは感光体１表面を清掃装置６で削り取る機能を向上させる作用を備えるため、感光体１上の潤滑剤を除去することに対して効果を発揮する。

また、コントローラ１１０は、他の空転動作モードを実行することができる。図４は空転動作モードにおける塗布ブラシの他の動作例を示すタイミングチャートである。また、この例では、清掃装置６のクリーニングブラシ６ｂを塗布ブラシ７ｂと同じタイミングで動作、停止を繰り返すものである。

トナーは、感光体１表面を清掃装置６で削り取る機能を向上させる作用を持っているため、本例のように、クリーニングブラシ６ｂを停止させることで、トナーをクリーニングブラシ６ｂと感光体１の間に溜めることにより更にその効果が向上する。このとき、塗布ブラシ７ｂとクリーニングブラシ６ｂは図示しない同一の駆動源で駆動するようにしてもよい。同一の駆動源で塗布ブラシ７ｂとクリーニングブラシ６ｂとを簡単な構成且つ簡単な制御で同期駆動させることができる。

このような空転動作モードは、画像形成装置の放置後における画像形成が行われる前、例えば放置前の画像形成動作終了後、放置後の画像形成動作開始直前等に実行すると効果的である。

次に空転動作モードを設けた画像形成装置と空転動作モードを設けていない画像形成装置の比較実験について説明する。図４は実施例に係る空転動作モードを実施した場合と実施しなかった場合の効果確認結果を示す表である。この比較は、Ａ４サイズで１０００枚の印刷を実行し、約１６時間放置し、画像形成直前に空転動作モードで空転を実行した場合と空転モードにおける空転を実行しない場合について、ボケ画像が発生するかを比べたものである。

いずれの画像形成装置も潤滑剤塗布装置７を備え、空転動作モードに関しては、塗布ブラシ７ｂとクリーニングブラシ６ｂとを間欠動作させる条件にて実施した。

図４に示すように、空転動作モード実行しない場合ではボケ画像が発生したが、空転動作モードを実行したものはボケ画像が発生せず、空転動作モードの効果が確認できた。

１ 感光体（像担持体）
２ 帯電器（帯電手段）
３ 露光装置
４ 現像機（現像手段）
５ 転写器（転写手段）
６ 清掃装置（清掃手段）
６ａ クリーニングブレード
６ｂ クリーニングブラシ
６ｃ 回収搬送ローラ
７ 潤滑剤塗布装置（潤滑剤塗布手段）
７ａ 固形潤滑剤
７ｂ 塗布ブラシ
７ｃ 塗布ブレード
７ｄ ケース
７ｅ スプリング
８ 定着装置
８ａ、８ｂ 定着ロール
１００ 作像装置
１０１ 用紙（転写材）
１１０ コントローラ

特開２００８−９６５１８号公報

Claims (4)

1. 像担持体と、帯電された前像担持体に形成された静電潜像を現像してトナー像を形成する現像手段と、前記トナー像が前記像担持体から転写材に転写された後において前記像担持体上のトナーを除去する清掃手段と、前記像担持体上に潤滑剤を塗布する潤滑剤塗布手段とを備える作像装置において、
   前記像担持体、前記現像手段、前記清掃手段及び潤滑剤塗布手段の駆動制御を行う制御手段を備え、
   前記制御手段は、作像装置が作像動作に入る前に、少なくとも前記像担持体と前記現像手段と前記清掃手段とを動作させつつ、前記潤滑剤塗布手段に動作と停止を繰り返す間欠動作を行わせるものであり、
   前記潤滑剤塗布手段は、前記像坦持体上に潤滑剤を塗布する塗布ブラシを少なくとも１個有し、
   前記清掃手段には少なくとも前記像担持体を清掃するクリーニングブラシを少なくとも１個有し、
   前記制御手段は、該塗布ブラシを間欠動作させるとともに前記クリーニングブラシを前記塗布ブラシの間欠動作と同期して間欠動作させる
   ことを特徴とする作像装置。
2. 前記潤滑剤塗布手段のブラシと前記清掃手段のクリーニングブラシは、同一の駆動源で駆動されることを特徴とする請求項１に記載の作像装置。
3. 前記潤滑剤塗布手段及び前記像担持体と、前帯電手段、前記現像手段、前記清掃手段の少なくとも１つの手段とを一体に構成して着脱可能としたプロセスカートリッジとしたことを特徴とする請求項１又は２に記載の作像装置。
4. 請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の作像装置を備えることを特徴とする画像形成装置。