(57)【要約】【課題】感光体ドラム上の潤滑剤層の層厚を略一定に維持しながら、現像装置への潤滑剤の移動を抑制する。【解決手段】感光体ドラム表面に塗布された潤滑剤が現像装置に移動しにくい第１モードと、第１モード以外の第２モードとに現像装置の現像条件を切り替える切替制御手段を設ける。そして、非画像形成時に、現像条件を第１モードとし、潤滑剤塗布手段によって感光体ドラム表面に潤滑剤を塗布する。第１モードとしては、現像スリーブによる、感光体ドラムとの対向位置への現像剤の搬送量を第２モードよりも減少させることや、現像スリーブと感光体ドラムとの距離を第２モードよりも広くすることなどが挙げられる。【選択図】図２
2014219645.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転自在の像担持体と、
前記像担持体の表面を一様に帯電させる帯電手段と、
表面が一様に帯電された前記像担持体を露光して静電潜像を形成する露光手段と、
前記像担持体に対向し、トナーを有する現像剤を担持して、前記像担持体との対向位置に回転搬送する現像剤担持体を有し、前記像担持体の表面に形成された静電潜像を、現像剤で現像する現像手段と、
現像されたトナー像を前記像担持体から被転写部材に転写させる転写手段と、
前記転写手段よりも前記像担持体の回転方向下流側に設けられた、前記像担持体の表面に接触して前記像担持体の表面を清掃する清掃手段と、
前記像担持体の表面に潤滑剤を塗布する潤滑剤塗布手段とを備えた画像形成装置であって、
前記像担持体の表面に塗布された潤滑剤が前記現像手段に移動しにくい第１モードと、第１モード以外の第２モードとに前記現像手段の現像条件を切り替える切替制御手段をさらに備え、
非画像形成時に、現像条件を第１モードとし、前記潤滑剤塗布手段によって前記像担持体の表面に潤滑剤を塗布することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
第１モードでは、前記現像剤担持体による、前記像担持体との対向位置への現像剤の搬送量を第２モードよりも減少させる請求項１記載の画像形成装置。
【請求項３】
第１モードでは、前記現像剤担持体と前記像担持体との距離を第２モードよりも広くする請求項記１又は２記載の画像形成装置。
【請求項４】
第２モードでは、前記現像剤担持体と前記像担持体との間に直流現像バイアス電圧に交流現像バイアス電圧を重畳した電圧を印加し、第１モードでは直流現像バイアス電圧のみを印加する請求項１〜３のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項５】
画像形成前、画像形成後、一連の画像形成途中における画像形成と画像形成との間、画像形成中断中に、現像条件を第１モードとし、前記潤滑剤塗布手段によって前記像担持体の表面に潤滑剤を塗布する請求項１〜４のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項６】
画像の印字率及び画像形成枚数を検知し、検知結果が所定条件を満たした後の非画像形成時に、現像条件を第１モードとし、前記潤滑剤塗布手段によって前記像担持体の表面に潤滑剤を塗布する請求項１〜５のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記帯電手段が、前記像担持体に対して非接触である請求項１〜６のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項８】
前記潤滑剤塗布手段が、前記清掃手段よりも前記像担持体の回転方向下流側に設けられた請求項１〜７のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項９】
前記潤滑剤塗布手段が、固形状の潤滑剤と、前記潤滑剤をブラシで掻き取り前記像担持体に塗布する塗布ブラシと、前記塗布ブラシで塗布された潤滑剤を前記像担持体の軸方向に均一化する均しブレードとを有する請求項１〜８のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項１０】
現像条件を第１モードから第２モードに切り替える前に、少なくとも前記像担持体が１回転する間、前記塗布ブラシと前記像担持体との電位差を、潤滑剤が第１モード時よりも前記塗布ブラシに移動する電位差とする請求項９記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、電子写真方式の画像形成装置は、高解像度、写真再現性などの画質の向上が要求されており、その要求に応える有力な手段の一つとしてトナーの小粒径化あるいは球形化が行われている。
【０００３】
しかし、トナーを小粒径化・球形化すると、クリーニングブレードと感光体の間をトナーがすり抜け易くなる。これは、トナーの小粒径化によって、トナーと感光体とのファンデルワールス力に伴う付着力が強くなると共に、トナーが感光体とクリーニングブレードとの間（ニップ部）に進入し易くなるためである。また、トナーの球形化によって、感光体とクリーニングブレードとの間でトナーが転がり易くなって、ニップ部に進入し易くなるためである。
【０００４】
クリーニングブレードと感光体の間をトナーがすり抜ける、いわゆるクリーニング不良が発生すると、次の画像上にそのトナーが転写され、黒スジ状の画像ノイズになったり、すり抜けたトナーによって露光工程で光が遮られ、潜像が形成されない部分が発生したりする。
【０００５】
そこで、クリーニングブレードと感光体の間のトナーのすり抜けを抑制するために、ステアリン酸亜鉛等からなる潤滑剤をブラシによって感光体表面に塗布して、感光体の摩擦係数を低下させる技術が提案されている（例えば、特許文献１〜３など）。潤滑剤を感光体上に塗布することで、感光体に対するトナーの付着力及び摩擦力が低下してクリーニングブレードでトナーを十分に除去できるようになる。また、感光体からトナーが除去しやすくなることで、クリーニングブレードの感光体に対する当接力を低くすることができ、クリーニングブレード及び感光体の長寿命化が図れる。さらに、感光体の摩擦係数の低下によって、トナー像の転写効率の向上及び感光体のフィルミング等の異物付着も防止される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開2009-222770号公報
【特許文献２】特開2010-230931号公報
【特許文献３】特開2008- 89771号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、前記効果を発揮させるには、感光体全面に潤滑剤を塗布する必要がある。潤滑剤が塗布されていない領域が部分的にでも存在すると、塗布部と未塗布部とで摩擦係数に差が生じ、転写ムラによる濃度ムラやクリーニング不良、フィルミングが発生する。また、部分的な摩擦係数ムラに起因するトルク変動によってピッチムラなどの画像不良も生じる。また、摩擦係数が高い状態で感光体を使用し続けると、クリーニングブレード及び感光体の摩耗が促進され、クリーニングブレード及び感光体の寿命が短くなる問題が発生する。
【０００８】
また、感光体上に塗布された潤滑剤層は、クリーニング部においてトナー中に含まれる外添剤などによって研磨される。このため、画像の印字率によって潤滑剤層の研磨量は変動する。例えば、高い印字率の画像形成が続いた場合、感光体上の未転写トナー量が増加し、クリーニング部に未転写トナーと共に搬送される外添剤量も増加して、潤滑剤層の研磨量が大きくなる。このため、感光体上の潤滑剤層の層厚を一定以上に維持するためには、この最大研磨量に見合う潤滑剤を感光体に塗布する必要がある。
【０００９】
感光体に塗布された潤滑剤は、通常、均しブレードによって、潤滑剤が塗布されていない領域を埋めるようにして均され、感光体表面全体に潤滑剤層が形成される。そして、さらに潤滑剤が塗布されると、所定量を超えたあたりから、潤滑剤層が部分的に凸状に成長しはじめる。さらに、潤滑剤が塗布されると、潤滑剤層の凹部を埋めるようにして潤滑剤層全体の層厚が厚くなるとともに、部分的な凸状はさらに成長していく。このようにして、潤滑剤の塗布量が増えると、潤滑剤層の層厚が厚くなると同時に潤滑剤層の凸凹が大きくなる。
【００１０】
感光体上に形成された潤滑剤層は、現像部を通過する時、磁気ブラシに擦られてその一部が掻き取られ、現像剤に取り込まれる。特に、潤滑剤層の凸状に成長した部分は剥離し易すいため、潤滑剤層の凸凹が大きい程、現像剤への潤滑剤の混入は増加する。潤滑剤が現像剤に混入すると、現像剤中のトナー帯電量が低下して粉煙が増加する。そして、現像装置で生じた粉煙によって帯電装置や露光装置が汚れて画像ムラが生じたり、転写部で転写が不十分となり画像濃度低下やかぶりといった画質低下を引き起こす。
【００１１】
図６に、固体潤滑剤としてステアリン酸亜鉛を用いた場合の、潤滑剤の塗布前後の感光体の表面粗さの差ΔＲａと、潤滑剤の塗布量との関係を示す。この図から明らかなように、潤滑剤の塗布量が多くなると、感光体の表面粗さは大きくなる。なお、感光体の表面粗さＲａは、Veeco社の光干渉型表面形状粗さ測定システム「Wyko NT9100」を用いて測定した表面粗さ形状データから、ガウシアンフィルタにより３０ｍｍ以下の低周波成分を除いた後、周辺部にマスク処理を行い、中心部（0.55mm×0.40mm）のみのデータから算出したものである。これにより、感光体表面の粗さ成分が取り除かれ、かつエッジ効果によるフーリエフィルタ処理画像の端部における凹凸の中心部とのずれが除かれる。そして、△Ｒａは、このようにして算出された表面粗さＲａの、潤滑剤の塗布前後の差である。また、△Ｒａは、感度を向上させるために、感光体表面に現像剤を接触させない状態で十分に潤滑剤を塗布した後に計測したＲａの差分から算出している。
【００１２】
図７に、△Ｒａと現像剤への潤滑剤の混入率との関係を示す。この図から、△Ｒａが増加すると、現像剤に混入する潤滑剤の量も増加することがわかる。これは、前述のように、潤滑剤層の凸状部分は外部からの力により潤滑剤層から離脱し易く、現像部を通過する時、磁気ブラシに擦られて潤滑剤層の凸状部分が掻き取られ、現像剤に取り込まれるからと考えられる。そして、図８に示すように、潤滑剤が現像剤に混入すると粉煙が増加する。これは、現像剤に混入した潤滑剤がトナーのキャリアとの摩擦荷電を阻害し、トナー帯電量が低下するために起こると考えられる。
【００１３】
本発明は、このような従来の問題に鑑みてなされたものであり、その目的は、感光体上の潤滑剤層の層厚を略一定に維持しながら、現像装置への潤滑剤の移動を抑制し、感光体及びクリーニングブレードの寿命を長くし、現像装置における粉煙の発生を抑えることにある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
前記目的を達成する本発明に係る画像形成装置は、回転自在の像担持体と、前記像担持体の表面を一様に帯電させる帯電手段と、表面が一様に帯電された前記像担持体を露光して静電潜像を形成する露光手段と、前記像担持体に対向し、トナーを有する現像剤を担持して、前記像担持体との対向位置に回転搬送する現像剤担持体を有し、前記像担持体の表面に形成された静電潜像を、現像剤で現像する現像手段と、現像されたトナー像を前記像担持体から被転写部材に転写させる転写手段と、前記転写手段よりも前記像担持体の回転方向下流側に設けられた、前記像担持体の表面に潤滑剤を塗布する潤滑剤塗布手段と、前記潤滑剤塗布手段よりも前記像担持体の回転方向下流側に設けられた、前記像担持体の表面に接触して前記像担持体の表面を清掃する清掃手段とを備えた画像形成装置であって、前記像担持体の表面に塗布された潤滑剤が前記現像手段に移動しにくい第１モードと、第１モード以外の第２モードとに前記現像手段の現像条件を切り替える切替制御手段をさらに備え、非画像形成時に、現像条件を第１モードとし、前記潤滑剤塗布手段によって前記像担持体の表面に潤滑剤を塗布することを特徴とする。
【００１５】
第１モードでは、前記現像剤担持体による、前記像担持体との対向位置への現像剤の搬送量を第２モードよりも減少させるようにしてもよい。
【００１６】
あるいは、第１モードでは、前記現像剤担持体と前記像担持体との距離を第２モードよりも広くするようにしてもよい。
【００１７】
さらには、第２モードでは、前記現像剤担持体と前記像担持体との間に直流現像バイアス電圧に交流現像バイアス電圧を重畳した電圧を印加し、第１モードでは直流現像バイアス電圧のみを印加するようにしてもよい。
【００１８】
また、画像形成前、画像形成後、一連の画像形成途中における画像形成と画像形成との間、画像形成中断中に、現像条件を第１モードとし、前記潤滑剤塗布手段によって前記像担持体の表面に潤滑剤を塗布するようにしてもよい。
【００１９】
そしてまた、画像の印字率及び画像形成枚数を検知し、検知結果が所定条件を満たした後の非画像形成時に、現像条件を第１モードとし、前記潤滑剤塗布手段によって前記像担持体の表面に潤滑剤を塗布するようにしてもよい。
【００２０】
前記帯電手段は、前記像担持体に対して非接触であるのが好ましい。
【００２１】
前記潤滑剤塗布手段は、前記清掃手段よりも前記像担持体の回転方向下流側に設けるのが好ましい。
【００２２】
前記潤滑剤塗布手段は、固形状の潤滑剤と、前記潤滑剤をブラシで掻き取り前記像担持体に塗布する塗布ブラシと、前記塗布ブラシで塗布された潤滑剤を前記像担持体の軸方向に均一化する均しブレードとを有するのが好ましい。
【００２３】
前記像担持体の表面の成長した凸状の潤滑剤層を滑らかにする観点などからは、現像条件を第１モードから第２モードに切り替える前に、少なくとも前記像担持体が１回転する間、前記塗布ブラシと前記像担持体との電位差を、潤滑剤が第１モード時よりも前記塗布ブラシに移動する電位差とするのが好ましい。
【発明の効果】
【００２４】
本発明の画像形成装置では、感光体上の潤滑剤層の層厚を略一定に維持しながら、現像装置への潤滑剤の移動を抑制できる。これにより、感光体及びクリーニングブレードの寿命が長くなり、現像装置における粉煙の発生が抑えられる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明に係る画像形成装置の主要構成例を示す模式図である。
【図２】Ｌ８直交実験の結果を示す要因効果図である。
【図３】感光体ドラム表面の摩擦抵抗μと潤滑剤の塗布量との関係を示す図である。
【図４】潤滑剤の塗布量及び現像条件の切り替えのタイミングチャート例である。
【図５】潤滑剤層の凸状部分を塗布ブラシ１９３によって掻き取る場合のタイミングチャート例である。
【図６】潤滑剤の塗布前後の感光体の表面粗さの差ΔＲａと、潤滑剤の塗布量との関係を示す図である。
【図７】現像剤への潤滑剤の混入率と、潤滑剤の塗布前後の感光体の表面粗さの差ΔＲａとの関係を示す図である。
【図８】現像器で生じる粉煙と、現像剤への潤滑剤の混入率との関係を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下、本発明に係る画像形成装置について図に基づいて説明するが、本発明はこれらの実施形態に何ら限定されるものではない。
【００２７】
図１は、本発明に係る画像形成装置の主要構成例を示す模式図である。この図に示す画像形成装置は、感光体ドラム（像担持体）１０の周りに、帯電装置（帯電手段）１１と、露光装置（露光手段）１２と、現像装置（現像手段）１３と、転写ローラ（転写手段）１４と、除電器１７と、クリーニング装置（清掃手段）１８と、潤滑剤塗布装置（潤滑剤塗布手段）１９と、光除電器２０とを備える。
【００２８】
感光体ドラム１０は、ドラム状金属基体の外周面に、有機光導電体を含有させた樹脂からなる感光層が形成されてなり、感光層は電荷発生層と電荷輸送層とを有する。感光体ドラム１０の最表層には厚さ５μｍ程度のオーバーコート層が形成されている。オーバーコート層には、粒径５０ｎｍ程度のＳｉＯ２微粒子が略均一に分散されている。これによって、感光体ドラム１０の表面に凹凸が形成され、後述するステアリン酸亜鉛等の固形潤滑剤１９４の保特性が向上し、固形潤滑剤１９４の過度の消費が抑制される。
【００２９】
帯電装置１１は、グリッド電極と放電電極とを有するスコロトロン帯電器であって、感光体１０を均一に帯電する。例えば、放電電極にＶｃ＝−６ｋＶの帯電バイアスを印加し、グリッド電極にＶｇ＝−６００Ｖのバイアスを印加すると、感光体１０はＶ０＝−６００Ｖ程度に均一に帯電される。
【００３０】
露光装置１２は、レーザー光によって感光体ドラム１０を露光し、感光体ドラム１０上に静電潜像を形成する。レーザー光は、スキャナー（図示せず）によって読み取られ、ＣＤセンサー（図示せず）によって電気信号に変換された画像信号に基づいて感光体ドラム１０に照射される。レーザー光が照射された部分は電圧がＶｉ＝−８０Ｖ程度まで減衰される。
【００３１】
現像装置１３は、トナーと磁性を有するキャリアとを含む２成分現像剤を内蔵する。トナーは、キャリアとの摩擦帯電により負極性に帯電される。また、現像装置１３は、マグネットを内蔵しトナーとキャリアから成る２成分現像剤を保持して、感光体ドラム１０との対向位置（現像領域）に回転搬送する現像スリーブ（現像剤担持体）１３１と、現像スリーブ１３１上の現像剤の搬送量を所定の値に規制する規制ブレード１３２とを有する。そして、現像スリーブ１３１には、直流現像バイアス電圧Ｖｄｃ＝−４５０Ｖに、交流現像バイアス電圧Ｖｐｐ＝１ｋＶ，周波数３ｋＨｚを重畳した現像バイアス電圧が印加され、ＶｄｃとＶｉの電位差によって負極性のトナーが感光体ドラム１０上の画像部に移動し、静電潜像がトナーによって現像される。
【００３２】
その後、転写ローラ１４により、中間転写体や紙など転写材に感光体ドラム１０上のトナー像は転写される。例えば、画像形成装置がタンデム型のフルカラー画像形成装置の場合、１次転写手段は、中間転写ベルトを介して感光体ドラム１０の表面に押圧された状態で１次転写領域を形成するよう配設された１次転写ローラと、この１次転写ローラに接続された、例えば、定電流電源よりなる転写電流塗布装置とから構成され、転写電圧印加装置によって１次転写ローラに印加される正極性の転写バイアスにより感光体ドラム１０上のトナー像は中間転写ベルトに転写される。
【００３３】
除電器１７は、直流電圧（０〜−３ｋＶ）に交流電圧（４ｋＶ，周波数１ｋＨｚ)が重畳されたバイアス電圧を印加するコロトロン帯電器である。この除電器１７によって、転写ローラによって正極性に帯電された感光体ドラム１０は負極性に均一帯電され、トナー像の記憶が消去される。
【００３４】
クリーニング装置１８は、感光体ドラム１０上の未転写トナーを感光体ドラム１０から除去するウレタンゴム製のクリーニングブレード１８１と、クリーニングブレード１８１で掻き落とされた未転写トナーを回収する回収スクリュー１８２とを有する。クリーニングブレード１８１で掻き取られた未転写トナーは、回収スクリュー１８２によって廃トナーボックス（図示せず）に搬送回収される。
【００３５】
潤滑剤塗布装置１９は、固形潤滑剤１９１と、固形潤滑剤１９１を感光体ドラム１０に塗布するための塗布ブラシ１９３とを有し、固形潤滑剤１９１は、不図示の付勢手段によって塗布ブラシ１９３の方向に付勢されている。
【００３６】
固形潤滑剤１９１は、ステアリン酸亜鉛の粉体を溶融成形したものであって、感光体ドラム１０の軸方向に伸びる略直方体形状を有している。固形潤滑剤１９１としては、ステアリン酸亜鉛の他、例えば、ステアリン酸マグネシウムやステアリン酸リチウムなどの脂肪酸金属塩が好ましい。固形潤滑剤１９１は、板金や樹脂等から形成された保持部材に両面テープ等で接着・保持されている。
【００３７】
塗布ブラシ１９３は、金属製の回転軸と、回転軸に保持される基布と、基布に織り込まれた、ループ状のブラシ部材とを有する。回転軸としては、例えば、直径６ｍｍの鉄製のものが挙げられる。また、ブラシ部材としては、導電性アクリルからなり、繊維太さ３Ｔ（デシテックス）、繊維密度２２５ｋＦ／ｉｎｃｈ２の繊維からなる直毛ブラシが挙げられる。ブラシ部材の織り方としては、ループ形状あるいは直毛形状が挙げられる。ブラシ部材の抵抗値としては、１０４〜１０１０Ωの範囲が好ましく、より好ましくは１０６〜１０８Ωの範囲である。塗布ブラシ１９３の外径が１２ｍｍである場合、繊維は厚さ約０．５ｍｍの基布上に織られているため、ブラシ部材の繊維の長さとしては約２．５ｍｍとなる。
塗布ブラシ１９３は、感光体ドラム１０に接触しつつ回転する。塗布ブラシ１９３は、感光体ドラム１０の回転に連れ回るようにしてもよいし、独立して回転駆動するようにしてもよい。
【００３８】
回転駆動する塗布ブラシ１９３に固形潤滑剤１９１を押圧することで、固形潤滑剤１９１が塗布ブラシ１９３によって削り取られ、感光体ドラム１０に塗布される。塗布された固形潤滑剤１９３は、ウレタンゴム製の均しブレード１９４を通過する際に、均しブレード１９４による押圧力で均され、感光体ドラム１０表面に潤滑剤層が形成される。ステアリン酸亜鉛で形成された潤滑剤層は離型性が高く摩擦係数が小さいので、転写性及びクリーニング性が向上する。また、クリーニングブレード１８１の感光体ドラム１０への圧接力を低くできるため、感光体ドラム１０やクリーニングブレード１８１の摩耗を抑制できる。
【００３９】
潤滑剤塗布装置１９は、クリーニング装置１８よりも感光体ドラム１０の回転方向下流側に配置してもよいし（下流塗布）、クリーニング装置１８よりも感光体ドラム１０の回転方向上流側の、転写ローラ１４とクリーニング装置１８との間に配置してもよい（上流塗布）。上流塗布の場合は、クリーニングブレード１８１と均しブレード１９４とを１つのブレードで兼用できるようになるが、未転写トナーによって塗布ブラシ１９３が汚れて、塗布ブラシ１９３による潤滑剤の塗布能力が低下するおそれがあるので、下流塗布が推奨される。
【００４０】
光除電器２０は、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）アレーであり、感光体ドラム１０に光を照射することで、感光体ドラム１０に残存した電位を−２０Ｖ程度に均一に低下させ、次の画像形成において、前の画像形成において形成された画像の履歴（メモリー画像）が残らないようにしている。
【００４１】
本発明者等は、種々検討を重ねた結果、現像条件によって現像装置１３への潤滑剤の移動を抑制できるとの知見を得た。そこで、潤滑剤の塗布条件を一定にして、現像条件（現像剤の搬送量、感光体ドラム−現像スリーブ間距離（ＤＳ距離）、感光体ドラム−現像スリーブの周速比、カブリマージン電圧、現像バイアス）を変えてＬ８直交実験を行った。なお、カブリマージン電圧△Ｖ１は、感光体ドラムの表面電位（Ｖ０）と現像バイアス電圧（Ｖｄｃ）との差である。図２に要因効果図を示す。図２の縦軸は望小ＳＮ比であって、ＳＮ比が高いほど潤滑剤の現像剤への混入量は少ない。
【００４２】
図２から明らかなように、現像剤の搬送量が少ない場合、ＤＳ距離が長い場合、現像バイアスを直流電流のみとした場合などの、現像スリーブ上の現像剤の感光体ドラムとの接触が弱くなる場合に、潤滑剤の現像剤への混入量は少なくなる。また、カブリマージン電圧△Ｖ１が小さい方が潤滑剤の現像剤への混入量は少なくなる。これは、感光体ドラム上の潤滑剤は負極性に帯電しているため、感光体ドラムが負極性に帯電している場合、カブリマージン電圧△Ｖ１が大きい程、現像スリーブに潤滑剤が移動しやすくなるためである。
【００４３】
以上の結果より、画像形成前、画像形成後、一連の画像形成途中における画像形成と画像形成との間、画像形成中断中に、現像条件を第１モードとして、潤滑剤塗布装置１９によって潤滑剤を感光体ドラム１０に塗布すればよい。これにより、潤滑剤の現像装置１３への移動が抑制される。
【００４４】
潤滑剤が現像装置１３に移動しにくい第１モードでは、前述のように、感光体ドラム１０と現像スリーブ１３１上の現像剤との接触を減少させる、あるいは、感光体ドラム１０上の潤滑剤が現像装置１３へ移動する向きの電界を小さくする。具体的には、現像スリーブ１３１と規制ブレード１３２との間の隙間を小さくして現像剤の搬送量を減らしたり、現像スリーブ１３１に内蔵されたマグネットローラを少し回転させて、主極及び規制極の位置をずらすことで感光体ドラム１０の最近接位置での現像ブラシの穂の高さや搬送量を減らしたり、感光体ドラム１０と現像スリーブ１３１との距離を長くしたり、直流現像バイアス電圧に交流現像バイアス電圧を重畳している現像バイアス電圧の、交流現像バイアス電圧の印加を停止する、あるいは現像スリーブ１３１の回転を停止することで、感光体ドラム１０に塗布された潤滑剤と現像剤の接触を減少させる。あるいは、現像バイアス電圧の直流バイアス電圧Ｖｄｃの絶対値を大きくして、潤滑剤が電気的に現像装置１３に移行しにくくする。尚、現像装置１３への潤滑剤の移動は、感光体ドラム１０に非接触の帯電器１１を用いた場合の方が影響が大きい。
【００４５】
本発明の効果を確認のために、コニカミノルタ社製「bizhubC8000（Ａ４ヨコ８０枚／分）」を用いて、表１に示す現像条件で、温度２３℃、湿度６５％ＲＨの環境下で、印字率５％相当の文字画像を６枚間欠１５万枚画像形成し、画像の評価を行った。潤滑剤の塗布量は、潤滑剤押し圧力を調整し、１０００枚あたり約２０ｍｇとした。潤滑剤としてはステアリン酸亜鉛を用いた。画像の評価項目は、クリーニングブレードの摩耗により引き起こされる画像ノイズであるクリーニング不良と、現像装置内に潤滑剤が移動してトナーの帯電量が低下することで発生する画像ノイズであるカブリとした。
【００４６】
クリーニング性の評価は、温度１０℃、湿度１５％ＲＨの環境下で黒ベタ画像を形成した直後に、白ベタ画像を形成しクリーニング不良の発生状況を目視で確認した。クリーニング不良が発生した場合を「×」とし、クリーニング不良が発生しない場合を「○」とし、軽微なクリーニング不良が発生した場合を「△」とした。
【００４７】
また、カブリの評価は、温度３０℃、湿度８５％ＲＨの環境下で白ベタ画像を形成し、目視にて画像の評価を行い、カブリが発生した場合を「×」とし、カブリが発生しなかった場合を「○」とし、軽微なカブリが発生した場合を「△」とした。結果を表１に示す。
【００４８】
なお、実施例１〜５の現像条件は、画像形成時は通常の現像条件で、非画像形成時は表１に示した現像条件とした。比較例１の現像条件は、画像形成時及び非画像形成時共に通常の現像条件とした。
【００４９】
【表１】
2014219645.tif 000003
【００５０】
表１から明らかなように、実施例１〜５の現像条件ではクリーニング性は良好であり、カブリについても軽微なカブリは発生した条件もあったものの実使用上問題のないレベルであった。これに対し、比較例１の現像条件では、実使用上問題のあるカブリが発生した。
【００５１】
ＤＳ距離、現像剤の搬送量、現像スリーブの回転・停止などの現像条件の切り替え時に振動が生じてピッチムラが画像に現れることがあるため、フルカラー画像形成装置、特にタンデム型のフルカラー画像形成装置の場合には、現像条件の切り替え時期は、他色の現像装置も非画像形成時であるのが望ましい。また、現像条件の切り替えには、切り替えに時間的余裕が必要となる場合がある。このため、現像条件の切り替えに時間的余裕がない場合、例えば、一連の画像形成途中における画像形成と画像形成との間に現像条件を切り替える場合には、現像バイアスの切り替えを行い、時間的余裕のある場合、例えば、画像形成前後に現像条件を切り替える場合には、現像剤の搬送量の切り替えなどの機械的な動作を伴う現像条件の切り替えを組み合わせて行うのが好ましい。また同時に、現像バイアスと現像剤の搬送量の減少など複数の現像条件の切り替えを組み合わせて行えば更に本発明の効果が奏される。
【００５２】
次に、現像条件を第１モードに切り替える時期について説明する。図３に、印字率が５％、２０％、１００％の場合の、潤滑剤の塗布量と感光体ドラム表面の摩擦係数μとの関係を示す。なお、感光体ドラム１０の摩擦係数μは、幅２０ｍｍで用紙搬送方向に長い帯状の画像を、印字率を変えて、それぞれ１０００枚画像形成した後に測定した値である。この図から明らかなように、潤滑剤の塗布量が少ないと感光体ドラム１０表面の摩擦係数μは大きくなり、潤滑剤の塗布量が多いと感光体ドラム１０表面の摩擦係数μは小さくなることがわかる。通常、摩擦係数μは０．３以下であるのが望ましい。また、印字率が高いほど、摩擦係数μが大きくなることがわかる。これは、印字率が高いほど、未転写トナーと共にクリーニング装置１８に搬送されてくる外添剤量が多くなり、感光体ドラム１０表面の潤滑剤層が研磨されるからである。
【００５３】
したがって、通常の画像の場合、感光体ドラム１０表面の摩擦係数μが所定位置以下となるように潤滑剤を塗布する一方、印字率の高い画像の形成が続いた場合、すなわちクリーニング装置１８における外添剤量が多くなり研磨力が高くなった場合、潤滑剤の塗布量を多くすると同時に、現像条件を、潤滑剤が現像装置に移動しにくい第１モードとする。
【００５４】
潤滑剤の塗布量及び現像条件の切り替えは、例えば、感光体ドラム１０の駆動トルクを検知し、駆動トルクが所定値を超えた場合、あるいは所定領域毎の所定枚数における画素数の総和が所定値を超えた場合に実行すればよい。具体的には、このような条件が成立した後の、画像形成前後の非画像形成時あるいは画像形成を中断した非画像形成時に実行すればよい。このとき、潤滑剤の塗布量及び現像条件の切り替えは短時間で行う必要があるため、潤滑剤の塗布量は多く設定するのが好ましい。加えて、潤滑剤の塗布量は、誤差を考慮して必要量以上より多め目にするのが好ましい。尚、潤滑剤の塗布量の制御は、塗布ブラシ１９３の回転速度、潤滑剤の塗布ブラシ１９３ヘの押し圧力などによって行えばよい。
【００５５】
図４に、潤滑剤の塗布量及び現像条件の切り替えのタイミングチャート例を示す。この例は、画像形成を中断して潤滑剤の塗布を実行する場合で例である。なお、画像形成前・後に潤滑剤の塗布量及び現像条件の切り替えを実行する場合も同様である。潤滑剤の塗布量の増加が要求されると、画像形成を中断する。ここでは、露光を停止する。そして、塗布ブラシ１９３の回転速度を速くして（感光体に対する線速度比０．７→１．５)、潤滑剤の塗布量を多くする。一方、現像装置１３では、感光体ドラム１０表面の潤滑剤が多く塗布された部分が、現像装置１３と対向する位置に搬送される所定時間前から、現像条件を第１モードとする。これにより、感光体ドラム１０表面の摩擦係数μが小さくなると共に、潤滑剤が現像装置１３に移動するのが抑制される。その後、塗布ブラシ１９３の回転速度を元に戻す。現像装置１３は、感光体ドラム１０表面の潤滑剤が多く塗布された部分が現像装置１３と対向する位置を通過した後、現像条件を第２モードに戻す。また、露光装置１２は、現像装置１３の現像条件が第２モードに戻った後、通常状態に戻す。
【００５６】
実際の実験結果に示すと、画像形成時の潤滑剤塗布量を１０００枚当たり１０ｍｇとし、印字率５％の文字画像１０００枚と、幅２０ｍｍの黒帯が描かれた画像１０００枚とを交互に１５万枚まで耐刷した。このとき、２０００枚毎に潤滑剤の塗布量及び現像条件の切り替えを実行した。現像条件を通常の画像形成時と同じ条件としたままで、潤滑剤の塗布量を多くした場合、約１０万枚でカブリが発生した。これに対し、現像条件を第１モードに切り替えて（カブリマージン電圧△Ｖ１＝０）、潤滑剤の塗布量を多くした場合、１５万枚耐刷後でもカブリは軽微であった。また耐刷を通して、感光体ドラム表面の摩擦係数μも０．３以下に維持されており、１５万枚耐刷終了後のクリーニング性は問題なかった。カブリマージン電圧△Ｖ１以外の他の現像条件を第１モードに切り替えた場合も同様に、カブリは軽微でクリーニング性は良好であった。
【００５７】
ところで、潤滑剤の塗布量が多くされ、現像条件が第１モードに切り替えられた場合、感光体ドラム１０表面の潤滑剤層に、凸状に成長した部分が生じることがある。一方、一部に帯状の画像があり、残りはほとんど白ベタの画像が継続して形成された場合、感光体ドラム表面の白ベタ部に対応する部分は、未転写トナーが少なくなるため、クリーニングブレード１８１における外添剤による潤滑剤層の研磨力が低くなる。このため、潤滑剤層の凸状部分は、クリーニングブレード１８１であまり削られることなく現像装置１３に搬送され、画像形成時に、潤滑剤層の凸状部分の一部が現像装置１３に移動するおそれがある。
【００５８】
そこで、このような問題を防止するため、潤滑剤層の凸状部分を、塗布ブラシ１９３によって掻き取るようにしてもよい。図５に、タイミングチャート例を示す。
【００５９】
潤滑剤の塗布量及び現像条件の切り替えのタイミングは、図４に示したタイミングと同じである。図５のＶｓは、塗布ブラシ１９３の接触位置での感光体ドラム１０の表面電位であり、除電器１７に印加するバイアス電圧の直流電圧成分によって制御される。通常の画像形成時は、正極性の転写電圧によるメモリーを防止するため、直流電圧成分が−１５００Ｖのバイアス電圧を除電器１７に印加して、感光体ドラム１０表面を約−２００Ｖに帯電させている。現像条件を第１モードから第２モードに切り替えるタイミングに合わせて、除電器１７に印加する直流電圧成分を−１５００Ｖから−２．７ｋＶに切り替えて、感光体ドラム１０表面を−６００Ｖに帯電させる。
【００６０】
この状態で、潤滑剤層の凸状部分が塗布ブラシ１９３と接触する位置に到達すると、凸状部分は塗布ブラシ１９３で摺擦されて削り取られると同時に、負極性に帯電している潤滑剤は電気的にも塗布ブラシ１９３に移動しやすくなる。このような状態を少なくとも感光体ドラム１０が１回転する間実施することで、潤滑剤層の凸状部分のほとんどは削り取られ、現像条件を第２モードに戻した場合でも潤滑剤の現像装置１３への移動が抑制される。これにより、カブリなどの画像ノイズの発生が防止される。なお、除電器１７がない場合には、塗布ブラシ１９３に印加するバイアス電圧を切り替えることで同様の効果を得ることができる。
【産業上の利用可能性】
【００６１】
本発明の画像形成装置では、感光体ドラム１０上の潤滑剤層の層厚を略一定に維持しながら、現像装置１３への潤滑剤の移動を抑制できる。これにより、感光体ドラム１０及びクリーニングブレード１８１の寿命が長くなり、現像装置１３における粉煙の発生が抑えられ有用である。
【符号の説明】
【００６２】
１０    感光体ドラム（像担持体）
１１    帯電装置（帯電手段）
１２    露光装置（露光手段）
１３    現像装置（現像手段）
１４    転写ローラ（転写手段）
１８    クリーニング装置（清掃手段）
１９    潤滑剤塗布装置（潤滑剤塗布手段）
１３１    現像スリーブ（現像剤担持体）
１９１    固形潤滑剤
１９３    塗布ブラシ
１９４    均しブレード
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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