(57)【要約】【課題】  潤滑剤の供給量が過多ににならず、潤滑剤塗布量が無駄に使用されることなく、潤滑剤が長寿命に保持できて、クリーニング不良や転写中抜けの発生等の画像の不具合の起こらない画像形成装置を提供することを課題目的にする。【解決手段】  感光体、該感光体に現像剤を供給するための現像器、潤滑剤、該潤滑剤を前記感光体に塗布するためのブラシローラを有する画像形成装置において、前記感光体の副走査方向で理論的画像形成範囲をその前端及び後端近傍に広げた範囲を画像範囲とし、該画像範囲と次の画像範囲の間の領域を非画像範囲としたとき、該非画像範囲における前記潤滑剤を前記感光体に塗布する塗布条件を、前記画像範囲における前記潤滑剤を前記感光体に塗布する塗布条件に対して変更することを特徴とする画像形成装置。【選択図】        図７
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
感光体、該感光体に現像剤を供給するための現像器、潤滑剤、該潤滑剤を前記感光体に塗布するためのブラシローラを有する画像形成装置において、前記感光体の副走査方向で理論的画像形成範囲をその前端及び後端近傍に広げた範囲を画像範囲とし、該画像範囲と次の画像範囲の間の領域を非画像範囲としたとき、該非画像範囲における前記潤滑剤を前記感光体に塗布する塗布条件を、前記画像範囲における前記潤滑剤を前記感光体に塗布する塗布条件に対して変更することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記潤滑剤を前記感光体に塗布する塗布条件は前記ブラシローラの回転数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。
【請求項３】
前記非画像範囲における前記現像器の現像スリーブの回転数も、前記画像範囲における前記現像器の現像スリーブの回転数に対して変更することを特徴とする請求項１又は２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記非画像範囲における前記現像器の現象スリーブの回転数の変更はゼロ回転数にすることを特徴とする請求項３に記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は感光体に潤滑剤を効率的に塗布してクリーニング不良や転写中抜け現象を無くすようにした画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
潤滑剤の感光体への供給手段は潤滑剤をブラシローラに押圧しブラシ繊維で潤滑剤成分を掻き取り感光体へ塗布する方式が一般的に行われているが、この方法において潤滑剤塗布手段の条件として画像不具合の発生しない条件を常時設定している。即ち、その条件はクリーニング不良や転写中抜けの発生しない条件である。
【０００３】
そして特許文献１に示すように接触式の１成分現像器を持つ画像形成装置において、プロセスユニットを交換した後の潤滑剤塗布量の多さによる縦スジの発生を防止するために、少なくとも潤滑剤供給手段が新たに交換された場合、一定枚数の出力の間、各作像開始時の予備回転動作にて、感光体への潤滑剤の供給量を規制する制御を行う。潤滑剤の供給量の規制は、例えば、ブラシローラの回転数を正規の値よりも小さくして行っているが、特に、プロセスユニットが新しい場合に潤滑剤の供給量が過多になり、不具合が発生するために、初期潤滑剤の供給を抑制している。
【特許文献１】特開２００１−３３１０６３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
このように従来は、プロセスユニットが新しい場合に潤滑剤の供給量が過多になり、不具合が発生するために、初期潤滑剤の供給を抑制する手段として感光体の予備回転という無駄な時間と無駄な量の潤滑剤塗布を行う制御が為されていたが、本発明においては、潤滑剤の供給量が過多ににならず、潤滑剤塗布量が無駄に使用されることなく、潤滑剤が長寿命に保持できて、クリーニング不良や転写中抜けの発生等の画像の不具合の起こらない画像形成装置を提供することを課題目的にする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
この目的は次の技術手段（１）〜（４）項の何れかによって達成される。
【０００６】
（１）感光体、該感光体に現像剤を供給するための現像器、潤滑剤、該潤滑剤を前記感光体に塗布するためのブラシローラを有する画像形成装置において、前記感光体の副走査方向で理論的画像形成範囲をその前端及び後端近傍に広げた範囲を画像範囲とし、該画像範囲と次の画像範囲の間の領域を非画像範囲としたとき、該非画像範囲における前記潤滑剤を前記感光体に塗布する塗布条件を、前記画像範囲における前記潤滑剤を前記感光体に塗布する塗布条件に対して変更することを特徴とする画像形成装置。
【０００７】
（２）前記潤滑剤を前記感光体に塗布する塗布条件は前記ブラシローラの回転数であることを特徴とする（１）項に記載の画像形成装置。
【０００８】
（３）前記非画像範囲における前記現像器の現像スリーブの回転数も、前記画像範囲における前記現像器の現像スリーブの回転数に対して変更することを特徴とする（１）項又は（２）項に記載の画像形成装置。
【０００９】
（４）前記非画像範囲における前記現像器の現象スリーブの回転数の変更はゼロ回転数にすることを特徴とする（３）項に記載の画像形成装置。
【発明の効果】
【００１０】
請求項１の本発明によって、用いた潤滑剤（固形潤滑剤）の消費寿命は３０％以上の長持ちが確認されると共に、クリーニング不良や転写中抜けの発生等の画像の不具合の起こらない画像形成装置が得られる。請求項２の発明により感光体の表面エネルギが下がり離型性が向上し良好な転写が持続できる。請求項３又は４の発明により感光体表面の低い表面エネルギの維持が定常に維持でき潤滑剤の消費も特に少なく抑えられる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明の実施の形態を説明する。なお、本欄の記載は請求項の技術的範囲や用語の意義を限定するものではない。また、以下の、本発明の実施の形態における断定的な説明は、ベストモードを示すものであって、本発明の用語の意義や技術的範囲を限定するものではない。
【００１２】
図１は、本発明の画像形成装置の実施の形態としてのカラー用の画像形成装置を示す概略構成図である。
【００１３】
この画像形成装置１００は、タンデム構成のフルカラーの画像形成装置と称せられるもので、複数組の画像形成部１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋと、中間転写体のユニットとして無端ベルト状中間転写体ユニット７と、給紙搬送手段２１及び定着器２４とから成る。画像形成装置の本体Ａの上部には、原稿画像読み取り装置ＳＣが配置されている。
【００１４】
イエロー色の画像を形成する画像形成部１０Ｙは、ドラム状の感光体１Ｙ、該感光体１Ｙの周囲に配置された帯電装置２Ｙ、像露光手段３Ｙ、現像器４Ｙ、一次転写手段としての一次転写ローラ５Ｙ、クリーニング手段６Ｙを有する。マゼンタ色の画像を形成する画像形成部１０Ｍは、ドラム状の感光体１Ｍ、該感光体１Ｍの周囲に配置された帯電装置２Ｍ、像露光手段３Ｍ、現像器４Ｍ、一次転写手段としての一次転写ローラ５Ｍ、クリーニング手段６Ｍを有する。シアン色の画像を形成する画像形成部１０Ｃは、ドラム状の感光体１Ｃ、該感光体１Ｃの周囲に配置された帯電装置２Ｃ、像露光手段３Ｃ、現像器４Ｃ、一次転写手段としての一次転写ローラ５Ｃ、クリーニング手段６Ｃを有する。黒色画像を形成する画像形成部１０Ｋは、ドラム状の感光体１Ｋ、該感光体１Ｋの周囲に配置された帯電装置２Ｋ、像露光手段３Ｋ、現像器４Ｋ、一次転写手段としての一次転写ローラ５Ｋ、クリーニング手段６Ｋを有する。
【００１５】
中間転写体ユニットとしての無端ベルト状中間転写体ユニット７は、複数のローラにより巻回され、回動可能に支持された半導電性エンドレスベルト状の中間転写体としての無端ベルト状中間転写体７０を有する。
【００１６】
画像形成部１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋより形成された各色の画像は、一次転写ローラ５Ｙ，５Ｍ，５Ｃ，５Ｋにより、回動する無端ベルト状中間転写体７０上に逐次転写されて、合成されたカラー画像が形成される。給紙カセット２０内に収容された記録媒体として用紙等の転写材Ｐは、給紙手段２１により給紙され、複数の中間ローラ２２Ａ，２２Ｂ，２２Ｃ，２２Ｄ、レジストローラ２３を経て、二次転写手段としての二次転写ローラ５Ａに搬送され、転写材Ｐ上にカラー画像が一括転写される。カラー画像が転写された転写材Ｐは、定着器２４により定着処理され、排紙ローラ２５に挟持されて機外の排紙トレイ２６上に載置される。
【００１７】
一方、二次転写手段としての二次転写ローラ５Ａにより転写材Ｐにカラー画像を転写した後、転写材Ｐを曲率分離した無端ベルト状中間転写体７０は、クリーニング手段６Ａにより残留トナーが除去される。
【００１８】
画像形成処理中、一次転写ローラ５Ｋは常時、感光体１Ｋに圧接している。他の一次転写ローラ５Ｙ，５Ｍ，５Ｃはカラー画像形成時にのみ、それぞれ対応する感光体１Ｙ，１Ｍ，１Ｃに圧接する。
【００１９】
二次転写ローラ５Ａは、ここを転写材Ｐが通過して二次転写が行われる時にのみ、無端ベルト状中間転写体７０に圧接する。
【００２０】
また、装置本体Ａから筐体８を支持レール８２Ｌ，８２Ｒを介して引き出し可能にしてある。
【００２１】
筐体８は、画像形成部１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋと、無端ベルト状中間転写体ユニット７とから成る。
【００２２】
画像形成部１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋは、垂直方向に縦列配置されている。感光体１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋの図示左側方には無端ベルト状中間転写体ユニット７が配置されている。無端ベルト状中間転写体ユニット７は、ローラ７１，７２，７３，７４，７６，７７を巻回して回動可能な無端ベルト状中間転写体７０、一次転写ローラ５Ｙ，５Ｍ，５Ｃ，５Ｋ及びクリーニング手段６Ａとから成る。
【００２３】
筐体８の引き出し操作により、画像形成部１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋと、無端ベルト状中間転写体ユニット７とは、一体となって、本体Ａから引き出される。
【００２４】
このように感光体１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋ上に帯電、露光、現像によりトナー像を形成し、無端ベルト状中間転写体７０上に各色のトナー像を一次転写して重ね合わせ、それを一括して転写材Ｐに二次転写し、定着器２４で加圧及び加熱により固定して定着する。トナー像を無端ベルト状中間転写体７０に転移させた後の感光体１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋは、クリーニング手段６Ｙ，６Ｍ，６Ｃ，６Ｋで転写時に各感光体上に残された残留トナーを清掃した後、上記の帯電、露光、現像のサイクルに入り、次の像形成が行われる。
【００２５】
本発明の実施の形態例は、各感光体１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋの直径が６０ｍｍのＯＰＣで、現像剤は２成分現像剤、プロセススピードが２２０ｍｍ／ｓで、中間転写体として無端ベルト状中間転写体７０を採用した画像形成装置であり、該画像形成装置は、タンデム構成のフルカラーの画像形成装置１００であり、その一次転写ローラは直径２０ｍｍのスポンジ（登録商標）ローラであり、その抵抗値は１×１０7Ωであり、一次転写の転写制御は定電流制御を用いている。
【００２６】
本発明では理論的画像形成範囲の副走査方向前端及び後端近傍に広げる長さとして５ｍｍを設定し、それを含めた範囲内を画像範囲とし、その範囲を十分余裕を見た大きさにしてある。その５ｍｍを時間的な拡張範囲に換算したものが図６のタイミングチャートに記してある。
【００２７】
本発明は感光体に潤滑剤を塗布して中抜けやスジ故障を起こすことなく、且つ潤滑剤が有効に効率よく活用されるようにしたことを特色とする発明でありこれについて以下に詳述する。
【００２８】
潤滑剤の塗布量の大小によって感光体の表面エネルギが変わってくる。表面エネルギは簡単に表面張力によって表示することができるが、その表面張力は図８（ａ）に示すように、潤滑剤が塗布がされた感光体表面に垂らした水滴の接触角Θの大きさによって測定されるものであり、接触角Θが大であると表面エネルギが小となり、離型性が良くなるが、逆に接触角Θが小であると表面エネルギが大となり、離型性が悪くなる。
【００２９】
また、感光体と無端ベルト状中間転写体との間の転写時において、図８（ｂ）に示すようなトナー画像は、図８（ｃ）に示すように、感光体と無端ベルト状中間転写体との間に挟まれて、圧縮され、文字画像における線の交差する部分等はトナーが多くなりやすいので固まって固化されてしまうことがあるが、このとき接触角Θが小さいと感光体から離型しにくくなり、固まりごと感光体に残ってしまい、図８（ｄ）に示すように転写不良で中抜け現象が起こりやすくなる。
【００３０】
さて、図２の正面断面図に示すように、前記感光体１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋへ潤滑剤を塗布する塗布手段としてブラシローラ１ＹＰ，１ＭＰ，１ＣＰ，１ＫＰが設けられており、該ブラシローラ１ＹＰ，１ＭＰ，１ＣＰ，１ＫＰは太さが６．２５デニールで、１平方インチ当たりに１０万本の導電性アクリル繊維をローラ周上に均一に植えた、毛先の直径が１２ｍｍのものであり、ブラシローラ１ＹＰ，１ＭＰ，１ＣＰ，１ＫＰのラインスピードは例えば感光体と逆回転方向に１３２ｍｍ／ｓにしてある。潤滑剤は８（幅）×５（高さ）×３３２（長さ）ｍｍの固形潤滑剤１ＹＳ，１ＭＳ，１ＣＳ，１ＫＳであり、鉛筆硬度ＨＢ相当の硬度を有するものである。そして、バネ圧等ほぼ一定の圧力でブラシローラに接触するようにしてある。
【００３１】
また、前記潤滑剤は少なくともＺｎを含むステアリン酸亜鉛の脂肪酸金属塩の潤滑剤であり、そして現像剤に用いるトナーは粒径６．５μｍの、重合トナーであり、且つ前記潤滑剤の量を総トナー量に対し０．０３質量％以上（ここでは０．２質量％で各色共通）添加したものである。
【００３２】
さて、前記ブラシローラの回転により潤滑剤が感光体に塗布されるときその表面エネルギは、単位時間当たりの塗布量即ち、ブラシローラの回転速度によって変化するが、その変化の度合いをブラシローラの回転速度をパラメータとして示したのが図５のグラフである。
【００３３】
回転速度を停止状態から２１０ｒｐｍの高速にすると、（１）の線図で示すように短時間で表面エネルギの低い状態即ち接触角Θが大きい状態（１１０°）になり、回転速度を１０５ｒｐｍの中速にすると、（２）の線図で示すようにやや長い時間で表面エネルギの低い状態即ち接触角Θが大きい状態（１１０°）になり、回転速度を５０ｒｐｍの低速にすると、（３）の線図で示すように長時間かかって表面エネルギの低い状態即ち接触角Θが大きい状態（１１０°）に達することが分かる。
【００３４】
一方、ブラシローラの回転を表面エネルギの低い状態即ち接触角Θが大きい状態（１１０°）から回転を停止して、表面エネルギの高い状態即ち接触角Θが小さい状態（８０°）に変化する時間をプロットしたのが図３のグラフである。
【００３５】
このように図５の（１）の線図に示す塗布速度の速い状態での接触角の上昇と、図３の線図に示す塗布停止後の接触角の変化の状態とを繋げて、図６に示すように、感光体への潤滑剤塗布によって接触角を変化させる状態を表す作動線図が作成できる。
【００３６】
そして、前述の十分余裕を取った画像範囲において十分な接触角Θが得られるようにブラシローラの回転速度とその回転開始時期及びその回転停止時期を決めて、非画像範囲期間のブラシローラの回転を停止させて、例えば画像範囲内の接触角を１１０°から８０°程度まで落として、再び画像範囲に向かって回転速度を２１０ｒｐｍに上昇開始させるまでの１サイクルを終え、以上のサイクルを繰り返して行くように、ブラシローラの回転により接触角を変化させる作動線図が設定される。ここでサイクルを繰り返す期間内では落とす接触角は８０°でも良く７０°でも良い。勿論、サイクルを繰り返すに当たって、接触角を変化させるサイクルの出だしのブラシローラの回転速度は０ｒｐｍであり、該サイクルの終わる時期の回転速度も０ｒｐｍである。図６には、このような作動線図がＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋについて位相がずらされて描かれている。
【００３７】
以上は、図３に示すように非画像範囲でも、現像スリーブが回転し続けている場合であり、この場合は画像範囲に対する潤滑用ブラシローラの回転速度は１０５ｒｐｍ以上であることが好ましい。
【００３８】
しかし最も好ましいのは、現像スリーブが非画像範囲で回転を停止していることであり、この場合は、図４の線図に示すように潤滑用のブラシローラは回転を停止しても接触角の大きさ（１１０°）は変わらず、潤滑剤の消費がなされない。それにも関わらず良好な転写条件が維持されるので、潤滑剤の長寿命化のために大変有用である。この方式を採用した場合の全体の作動線図は図７のようになる。各ブラシローラの回転駆動のタイミングは図６の線図と同じであるが、各現像器の現像スリーブの回転駆動を非画像範囲において停止するサイクルが組みこまれているので、各感光体の稼働中の接触角の１１０°の値は稼働中ずっと確実に維持されることになり、中抜けやクリーニング不良になることが大きく軽減される。
【実施例】
【００３９】
これについて次のような確認のテストを行った。
【００４０】
前述の画像形成装置を用い、非画像範囲においては、ブラシローラの回転を停止し、それと同タイミングで現像スリーブの駆動も停止した図７に示す状態にし、Ａ４判２０万コピーの実写テストを実施した。
【００４１】
固形潤滑剤の残量は削られて減って行く高さを測定して得られるものである。
【００４２】
中抜けは６ポイントのドット画像からレベルを判断し、その評価は次のような５段階での評価基準を用いた。
【００４３】
５  ：    中抜けが全く無く良好    ５，４は許容レベル
４  ：    実用上に問題ない
３  ：    実用上には稍不安定      ３，２，１は実用不可レベル
２  ：    実用上にはかなり不安定
１  ：    実用全く不可
クリーニング不良の評価は、画像を黙視で判断し、○は良好で、縦スジが確認できれば×とした。
【００４４】
比較例は潤滑剤塗布のブラシローラの回転数を常時（画像範囲、非画像範囲共に）２１０ｒｐｍとし、その他については本発明のものと同じにした。
【００４５】
テスト結果を表１に示す。
【００４６】
【表１】
2006084649.tif 000003
【００４７】
本発明は中抜け現象及びクリーニング不良においても大変安定して良好な結果を示し、潤滑剤の消費量においても格段に有用であることが分かる。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本発明の画像形成装置の実施の形態としてのカラー用の画像形成装置を示す概略構成図である。
【図２】本発明の画像形成装置の実施の形態に用いる固形潤滑剤とブラシローラとそれが塗布される感光体を示す正面断面図である。
【図３】５０／１０５／２１０ｒｐｍの各ブラシローラの回転速度によって得られた接触角が１１０°になった時点でブラシローラの回転を停止しても、現象スリーブが回転しているとき、接触角が時間と共に低下する状態を示す線図である。
【図４】５０／１０５／２１０ｒｐｍの各ブラシローラの回転速度によって得られた接触角が１１０°になった時点でブラシローラの回転を停止して、且つ現象スリーブも回転を停止しているときには、接触角が時間と共に変化しない状態を示す線図である。
【図５】５０／１０５／２１０ｒｐｍの各ブラシローラの回転速度をパラメータとして接触角が時間と共に７５°から１１０°に上昇して安定するまでの状態を示す線図である。
【図６】各感光体への各ブラシローラ及び現像スリーブの回転駆動のタイミングの一例を示す作動線図である。
【図７】各感光体への各ブラシローラ及び現像スリーブの回転駆動のタイミングの別の一例を示す作動線図である。
【図８】（ａ）は接触角の定義を示す模式図であり、（ｂ）は感光体上のトナー画像が無端ベルト状中間転写体上の転写位置に進む直前の状態を示す模式図であり、（ｃ）は感光体上のトナー画像が無端ベルト状中間転写体上の転写位置にあって密集部のトナーが圧縮されて固まる状態を示す模式図であり、（ｄ）は密集部のトナーの固まりが転写されずに感光体上に取り残されて、例えば画像の十字部の中心部に中抜けという空白部が生じた状態を示す模式図である。
【符号の説明】
【００４９】
１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋ  感光体
１ＹＰ，１ＭＰ，１ＣＰ，１ＫＰ  ブラシローラ
１ＹＳ，１ＭＳ，１ＣＳ，１ＫＳ  固形潤滑剤
４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｋ  現像器（現像器の現像スリーブ）
６Ｙ，６Ｍ，６Ｃ，６Ｋ  クリーニング手段
【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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