JP7255239B2 - 画像形成装置 - Google Patents
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Description
近年、高画質化の観点からトナー粒子の小粒径化の要請があるが、トナー粒子の小粒径化にトナー粒子が像担持体上で転がりクリーニングブレードを通りぬける、いわゆる「スリヌケ」と呼ばれるクリーニング不良が発生しやすくなる。さらに、ブレードをすり抜けたトナーを核としてトナーの凝集物が像担持体上に形成され、ベタ画像印字部に粒状の白抜け(粒状ノイズ)が発生する場合もある。
一方で、固定化ブレードによってせき止められる量を低減させるため、像担持体に対する固定化ブレードの当接力を下げる方法が考えられる。しかし、像担持体に対する固定化(膜化)の強度が不十分となり、下流に配置された現像装置によって滑剤が回収されてしまうため、滑剤塗布効率が低くなる。さらに、現像装置に回収された滑剤によって、現像剤の帯電量が変動するなどの問題が生じる。
用紙に転写するトナー画像を担持する像担持体と、
前記像担持体に接触し、前記像担持体の表面に滑剤を塗布する滑剤塗布部材と、
前記像担持体の回転方向において、前記滑剤塗布部材の下流側に、前記像担持体の表面に接触するように配置され、前記滑剤塗布部材により供給された滑剤を前記像担持体の表面に固定させる固定化部材と、を備え、
前記固定化部材は、
少なくとも、第1の固定化部材と、前記像担持体の回転方向において、前記第1の固定化部材の下流に配置される第2の固定化部材と、を備え、
前記第1の固定化部材が前記像担持体に付与する押圧力が、前記第2の固定化部材が前記像担持体に付与する押圧力よりも大きく、前記第2の固定化部材が前記像担持体に付与する摩擦力が、前記第1の固定化部材が前記像担持体に付与する摩擦力よりも大きい
ことを特徴とする。
前記第1の固定化部材は、前記像担持体の軸方向に平行な軸を有し、前記像担持体との間のニップ部において、表面の進行方向が前記像担持体の表面の進行方向と同一となるように回転するローラーであり、
前記第2の固定化部材は、前記像担持体に先端が接触するブレードである
ことを特徴とする。
前記第1の固定化部材の表面の進行速度が、前記像担持体の表面の進行速度と同一である
ことを特徴とする。
前記第1の固定化部材は、表面に離型層を備える
ことを特徴とする。
前記第1の固定化部材は、軸の外側に弾性層を備える
ことを特徴とする。
前記第2の固定化部材は、前記像担持体に対して、トレイル方式で当接する
ことを特徴とする。
前記第1の固定化部材及び前記第2の固定化部材は、先端が前記像担持体に当接するブレードであり、前記第1の固定化部材の表面の摩擦係数が、前記第2の固定化部材の表面の摩擦係数よりも小さい
ことを特徴とする。
前記第1の固定化部材は、2層構成であり、表面に離型性を備える
ことを特徴とする。
前記第1の固定化部材及び前記第2の固定化部材は、先端が前記像担持体に当接するブレードであり、前記第1の固定化部材は、前記像担持体に対してトレイル方式で当接し、前記第2の固定化部材は、前記像担持体に対してカウンター方式で当接する
ことを特徴とする。
前記第1の固定化部材及び前記第2の固定化部材は、先端がトレイル方式で前記像担持体に当接するブレードであり、前記第1の固定化部材の前記像担持体に対する当接角が、前記第2の固定化部材の前記像担持体に対する当接角よりも小さい
ことを特徴とする。
前記第1の固定化部材及び前記第2の固定化部材は、先端がカウンター方式で前記像担持体に当接するブレードであり、前記第1の固定化部材の前記像担持体に対する当接角が、前記第2の固定化部材の前記像担持体に対する当接角よりも大きい
ことを特徴とする。
図1及び図2に示すように、画像形成装置1は自動原稿搬送部2と、スキャナー部3と、画像形成部4と、給紙部5と、記憶部6と、操作表示部7と、制御部10と、を備えて構成されている。
スキャナー部3は、光源や反射鏡等の光学系を備えて構成され、所定の搬送路を搬送された原稿D又はプラテンガラスに載置された原稿Dに光源を照射し、反射光を受光する。また、スキャナー部3は、受光した反射光を電気信号に変換して制御部10に出力する。
各作像部は、図3に示すように、図中A方向に回転駆動されるドラム状の感光体ドラム41(像担持体)と、この感光体ドラム41の表面を一様に帯電させる帯電装置42と、この帯電装置42により帯電された感光体ドラム41の表面を露光して静電潜像を形成する露光装置43と、この露光装置43により形成された静電潜像を、トナーを含む現像剤を用いて可視像化する現像装置44と、感光体ドラム41上に形成されたトナー画像を用紙に転写する転写装置45と、転写領域を通過した感光体ドラム41上のトナーを除去するクリーニング装置46と、感光体ドラム41の表面に滑剤を塗布する滑剤塗布機構47と、を備え、感光体ドラム41上に形成されたトナー画像を図中B方向に移動する中間転写ベルト451に1次転写する。
中間転写ベルト451に転写されたトナー画像は、2次転写ローラー48によって記録材に転写され、その後定着装置Fに搬送され、記録材上に定着される。
帯電装置42による帯電後、レーザー等の露光装置43により感光体ドラム41の表面には静電潜像が形成される。
現像装置44により感光体ドラム41上に形成されたトナー画像は、中間転写ベルト451との間で形成される転写装置45に運ばれる。転写装置45では、転写ローラー452にトナーと逆極性の電圧が印加されており、感光体ドラム41上のトナー画像は中間転写ベルト451上に転写される。
クリーニング装置46としては弾性体よりなる平板状のクリーニングブレードを感光体ドラム41に当接するブレードクリーニング方式が一般的に用いられる。
なお、図3においては、滑剤塗布ブラシ471の回転方向Cを、感光体ドラム41表面の進行方向に対して反対方向(カウンター方向)としているが、同一方向(ウィズ方向)とすることも可能である。
固定化ブレード473bは、クリーニング装置46と同様に、ゴムなどの弾性体よりなる平板状のブレードであり、感光体ドラム41の軸方向に沿って延在するように配置される。固定化ブレード473bは、感光体ドラム41の回転方向上流側において、感光体ドラム41に対する当接角が鋭角となるように(トレイル方式)、設置されている。
固定化ローラー473a及び固定化ブレード473bの具体的な機能は、後述する。
表示部71は、制御部10から入力される表示制御信号に従って、各種操作画面、各機能の動作状況等の表示を行う。また、ユーザーによるタッチ操作を受け付けて、操作信号を制御部10に出力する。
操作部72は、テンキー、スタートキー等の各種操作キーを備え、ユーザーによる各種入力操作を受け付けて、操作信号を制御部10に出力する。ユーザーは、操作表示部7を操作して、画質設定、倍率設定、応用設定、出力設定及び用紙設定等の画像形成に関する設定、用紙搬送指示、並びに装置の停止操作などを行うことができる。
続いて、感光体ドラム41の表面に塗布された滑剤の固定化について説明する。
従来の画像形成装置1における滑剤塗布機構として、図12に示すように、感光体ドラム41の回転方向において滑剤塗布ブラシ471の下流側に、一枚の固定化ブレードBLを設置し、感光体ドラム41の表面に当接させるものが知られている。固定化ブレードBLによって、滑剤塗布ブラシ471によって供給された滑剤を摺擦し、感光体ドラム41の表面に延展することを狙いとしている。しかし、滑剤塗布ブラシ471によって塗布された滑剤は、感光体ドラム41に対する付着力が低いため、固定化ブレードBLによってせき止められる滑剤の量が多くなり、損失が大きくなる。一方で、せき止められる滑剤量を低減するため、固定化ブレードBLの感光体ドラム41に対する当接力を弱めた場合、感光体ドラム41に対する滑剤の付着力が十分でなくなる。滑剤の付着力が弱いと、現像装置44によって回収されやすくなり、現像剤帯電量変動を引き起こす場合がある。
図4は、本実施形態に係る滑剤塗布機構47の近傍の構成を示す図である。上述したように、固定化部材473として、固定化ローラー473a及び固定化ブレード473bが配置されている。
即ち、固定化ローラー473aと感光体ドラム41との間のニップ部NPにおいて、摩擦力がほとんど生じない。したがって、滑剤塗布ブラシ471によって塗布された粉状滑剤が、固定化ローラー473aによって感光体ドラム41の表面に押し付けられるため、滑剤の感光体ドラム41に対する付着力が増強される。
続いて、固定化部材473の変形例1について説明する。
図5は、変形例1に係る滑剤塗布機構47の近傍の構成を示す図である。変形例1においては、固定化部材473として、第1の固定化ブレード473c及び第2の固定化ブレード473dが配置されており、感光体ドラム41の回転方向において、第1の固定化ブレード473cは、第2の固定化ブレード473dの上流側に配置される。第1の固定化ブレード473c及び第2の固定化ブレード473dは、感光体ドラム41の表面に対してトレイル方式で当接する。
続いて、固定化部材473の変形例2について説明する。
図6は、変形例2に係る滑剤塗布機構47の近傍の構成を示す図である。変形例2においては、固定化部材473として、第1の固定化ブレード473e及び第2の固定化ブレード473fが配置されており、感光体ドラム41の回転方向において、第1の固定化ブレード473eは、第2の固定化ブレード473fの上流側に配置される。第1の固定化ブレード473eは、感光体ドラム41の表面に対してトレイル方式で当接し、第2の固定化ブレード473fは、カウンター方式で当接する。
即ち、接点P4における第1の固定化ブレード473eと感光体ドラム41との間の摩擦力が、接点P5における第2の固定化ブレード473fと感光体ドラム41との間の摩擦力に比べ、小さくなる。したがって、第1の固定化ブレード473eによって感光体ドラム41に対する押圧力を付与して滑剤の付着力を増強させ、第2の固定化ブレード473fによって感光体ドラム41に対して摩擦力を付与して滑剤を延展させる。
続いて、固定化部材473の変形例3について説明する。
図7は、変形例3に係る滑剤塗布機構47の近傍の構成を示す図である。変形例3においては、固定化部材473として、第1の固定化ブレード473g及び第2の固定化ブレード473hが配置されており、感光体ドラム41の回転方向において、第1の固定化ブレード473gは、第2の固定化ブレード473hの上流側に配置される。第1の固定化ブレード473g及び第2の固定化ブレード473hは、感光体ドラム41の表面に対してトレイル当接するが、第1の固定化ブレード473gの当接角が、第2の固定化ブレード473hの当接角に比べて小さくなるように設置される。
続いて、固定化部材473の変形例4について説明する。
図8は、変形例4に係る滑剤塗布機構47の近傍の構成を示す図である。変形例4においては、固定化部材473として、第1の固定化ブレード473i及び第2の固定化ブレード473jが配置されており、感光体ドラム41の回転方向において、第1の固定化ブレード473iは、第2の固定化ブレード473jの上流側に配置される。第1の固定化ブレード473i及び第2の固定化ブレード473jは、感光体ドラム41の表面に対してカウンター当接するが、第1の固定化ブレード473iの当接角が、第2の固定化ブレード473jの当接角に比べて大きくなるように設置される。
下記の方法に従って、本発明を適用した滑剤塗布機構47における、滑剤塗布効率を検証した。
感光体ドラム41を、表面の進行速度が400mm/sとなるように回転させた。
固形滑剤472を、材質をZnStとし、感光体ドラム41の軸方向における長さを330mmとし、滑剤塗布ブラシ471に対する押圧力が5Nとなるように滑剤塗布ブラシ471に当接させた。
クリーニング装置46をポリウレタン製、ゴム硬度70°、厚み2mmのブレードとし、当接力30N/m、当接角20°で感光体ドラム41に当接させた。
滑剤塗布ブラシ471を、ブラシ毛をアクリル製、繊度3d、密度150KF/inchとし、外径を14mmとし、感光体ドラム41への食い込み量(滑剤塗布ブラシ471を感光体ドラム41の表面に当接させたとき、滑剤塗布ブラシ471のブラシ毛が撓む部分の長さ)が1mmとなるように、感光体ドラム41に当接させた。
図12に記載の滑剤塗布機構47において、固定化ブレードBLを、ポリウレタン製、ゴム硬度70°、厚み1.5mmとし、感光体ドラム41への食い込み量(固定化ブレードBLを感光体ドラム41の表面に当接させたときに、固定化ブレードBLが撓む部分の長さ)を0.5mm、トレイル方式で当接角50°で当接させた。
図4に記載の滑剤塗布機構47において、固定化ローラー471aの外径を12mm、シャフト径を8mm、弾性層をNBR(ニトリルゴム)製、硬度70°、厚み2mmとし、離型表面層をPFAチューブ、厚み30μmとし、感光体ドラム41への当接圧が12Nとなるように当接させた。また、固定化ブレード473bをポリウレタン製、ゴム硬度70°、厚み1.5mmとし、感光体ドラム41への食い込み量0.5mm、トレイル方式で当接角50°で感光体ドラム41に当接させた。
図5に記載の滑剤塗布機構47において、第1の固定化ブレード473cを、ポリウレタン製、離型表面層をPTFEコート、ゴム硬度70°、厚み1.5mmとし、感光体ドラム41への食い込み量を0.8mm、トレイル方式で当接角50°で当接させた。また、第2の固定化ブレード473dを、ポリウレタン製、ゴム硬度70°、厚み1.5mmとし、感光体ドラム41への食い込み量を0.5mm、トレイル方式で当接角50°で感光体ドラム41に当接させた。
図6に記載の滑剤塗布機構47において、第1の固定化ブレード473eを、ポリウレタン製、ゴム硬度70°、厚み1.5mmとし、感光体ドラム41への食い込み量を0.8mm、トレイル方式で当接角20°で当接させた。また、第2の固定化ブレード473fを、ポリウレタン製、ゴム硬度70°、厚み1.5mmとし、感光体ドラム41への食い込み量を0.5mm、カウンター方式で当接角20°で感光体ドラム41に当接させた。
図7に記載の滑剤塗布機構47において、第1の固定化ブレード473gを、ポリウレタン製、ゴム硬度70°、厚み1.5mmとし、感光体ドラム41への食い込み量を0.8mm、トレイル方式で当接角20°で当接させた。また、第2の固定化ブレード473hを、ポリウレタン製、ゴム硬度70°、厚み1.5mmとし、感光体ドラム41への食い込み量を0.5mm、トレイル方式で当接角50°で感光体ドラム41に当接させた。
図8に記載の滑剤塗布機構47において、第1の固定化ブレード473iを、ポリウレタン製、ゴム硬度70°、厚み1.5mmとし、感光体ドラム41への食い込み量を0.5mm、カウンター方式で当接角24°で当接させた。また、第2の固定化ブレード473dを、ポリウレタン製、ゴム硬度70°、厚み1.5mmとし、感光体ドラム41への食い込み量を0.3mm、カウンター方式で当接角15°で感光体ドラム41に当接させた。
NN環境(温度20℃、湿度50%)において、感光体ドラム41に対する滑剤塗布ブラシ471の回転速度(以下、ブラシθと表記)を数水準に振った。各ブラシθにおいて、画像面積率10%の横帯チャートを、A4サイズの用紙に横向き搬送で20Kp印刷し、感光体ドラム41の表面の滑剤量と滑剤消費速度を測定した。なお、感光体ドラム41の表面上の滑剤量は、X線光電子分光分析装置により求められるステアリン酸亜鉛中の亜鉛の比率で代用し、単位を[at.%]とした。また、滑剤消費速度は、固形滑剤472の使用初期からの減少量を感光体ドラム41の走行距離で除した値とし、単位を[g/Km]とした。
図11に、各実施例及び比較例において算出された滑剤塗布効率を示す。滑剤塗布効率の値が高いほど、固形滑剤472から感光体ドラム41の表面に供給された滑剤の損失が少ないといえる。各実施例において、比較例に比べて滑剤塗布効率が高いことが示された。特に、実施例1においては、比較例に比べて滑剤塗布効率を2.5倍向上させられることが明らかとなった。
以上、本発明を適用した好ましい実施形態について説明したが、上記実施形態における記述内容は、本発明の好適な一例であり、これに限定されるものではない。
4 画像形成部
41 感光体ドラム(像担持体)
42 帯電装置
43 露光装置
44 現像装置
45 転写装置
46 クリーニング装置
47 滑剤塗布機構
471 滑剤塗布ブラシ
472 固形滑剤
473 固定化部材
473a 固定化ローラー(第1の固定化部材)
473b 固定化ブレード(第2の固定化部材)
473c,e,g,i 第1の固定化ブレード(第1の固定化部材)
473d,f,h,j 第2の固定化ブレード(第2の固定化部材)
Claims (11)
- 用紙に転写するトナー画像を担持する像担持体と、
前記像担持体に接触し、前記像担持体の表面に滑剤を塗布する滑剤塗布部材と、
前記像担持体の回転方向において、前記滑剤塗布部材の下流側に、前記像担持体の表面に接触するように配置され、前記滑剤塗布部材により供給された滑剤を前記像担持体の表面に固定させる固定化部材と、を備え、
前記固定化部材は、
少なくとも、第1の固定化部材と、前記像担持体の回転方向において、前記第1の固定化部材の下流に配置される第2の固定化部材と、を備え、
前記第1の固定化部材が前記像担持体に付与する押圧力が、前記第2の固定化部材が前記像担持体に付与する押圧力よりも大きく、前記第2の固定化部材が前記像担持体に付与する摩擦力が、前記第1の固定化部材が前記像担持体に付与する摩擦力よりも大きい
ことを特徴とする画像形成装置。 - 前記第1の固定化部材は、前記像担持体の軸方向に平行な軸を有し、前記像担持体との間のニップ部において、表面の進行方向が前記像担持体の表面の進行方向と同一となるように回転するローラーであり、
前記第2の固定化部材は、前記像担持体に先端が接触するブレードである
ことを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。 - 前記第1の固定化部材の表面の進行速度が、前記像担持体の表面の進行速度と同一である
ことを特徴とする請求項2に記載の画像形成装置。 - 前記第1の固定化部材は、表面に離型層を備える
ことを特徴とする請求項2又は3に記載の画像形成装置。 - 前記第1の固定化部材は、軸の外側に弾性層を備える
ことを特徴とする請求項2から4のいずれか一項に記載の画像形成装置。 - 前記第2の固定化部材は、前記像担持体に対して、トレイル方式で当接する
ことを特徴とする請求項2から5のいずれか一項に記載の画像形成装置。 - 前記第1の固定化部材及び前記第2の固定化部材は、先端が前記像担持体に当接するブレードであり、前記第1の固定化部材の表面の摩擦係数が、前記第2の固定化部材の表面の摩擦係数よりも小さい
ことを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。 - 前記第1の固定化部材は、2層構成であり、表面に離型性を備える
ことを特徴とする請求項7に記載の画像形成装置。 - 前記第1の固定化部材及び前記第2の固定化部材は、先端が前記像担持体に当接するブレードであり、前記第1の固定化部材は、前記像担持体に対してトレイル方式で当接し、前記第2の固定化部材は、前記像担持体に対してカウンター方式で当接する
ことを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。 - 前記第1の固定化部材及び前記第2の固定化部材は、先端がトレイル方式で前記像担持体に当接するブレードであり、前記第1の固定化部材の前記像担持体に対する当接角が、前記第2の固定化部材の前記像担持体に対する当接角よりも小さい
ことを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。 - 前記第1の固定化部材及び前記第2の固定化部材は、先端がカウンター方式で前記像担持体に当接するブレードであり、前記第1の固定化部材の前記像担持体に対する当接角が、前記第2の固定化部材の前記像担持体に対する当接角よりも大きい
ことを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。
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