(57)【要約】【課題】簡易かつ低コストな構成で、現像剤の経時変化に対応して、像担持体表面の潤滑剤塗布量を制御することによって、フィルミング等の発生を防止して、高画質の画像形成装置を提供することを課題とする。【解決手段】潜像を担持し、回動する像担持体１と、像担持体１上に形成した静電潜像を、現像剤を用いて顕像化する現像装置２０と、像担持体に対して接触配置され、像担持体に潤滑剤を塗布する回転可能な起毛１１を備える潤滑剤塗布手段１０と、像担持体１に帯電を施す帯電部材を備える帯電装置２とを有する画像形成装置において、前記潤滑剤を塗布する回転可能な起毛１１の回転のＯＮ／ＯＦＦタイミングを任意に切り換える制御手段を有することを特徴とする【選択図】図１
2006293262.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
潜像を担持し、回動する像担持体と、
前記像担持体上に形成した静電潜像を、現像剤を用いて顕像化する現像装置と、
前記像担持体に対して接触配置され、像担持体に潤滑剤を塗布する回転可能な起毛を備える潤滑剤塗布手段と、
前記像担持体に帯電を施す帯電部材を備える帯電装置と
前記起毛の回転のＯＮ／ＯＦＦタイミングを任意に切り換える制御手段と、を有する
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
請求項１に記載の画像形成装置において、
前記帯電装置は、像担持体に接触又は近接に配置され、ＤＣバイアス電圧にＡＣバイアス電圧を重畳して帯電を施す
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項３】
請求項１に記載の画像形成装置において、
前記潤滑剤塗布手段は、前記起毛が前記潤滑剤と常時接触している
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項４】
請求項１に記載の画像形成装置において、
前記制御手段は、画像形成時に帯電装置の電源出力値と現像装置の電源出力値との差分により、前記回転可能な起毛の回転のＯＮ／ＯＦＦタイミングを可変制御する
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項５】
請求項２に記載の画像形成装置において、
前記制御手段は、前記帯電部材に印加されるＡＣバイアス電圧に応じて、前記回転可能な起毛の回転のＯＮ／ＯＦＦタイミングを可変制御する
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項６】
請求項１ないし５のいずれかに記載の画像形成装置において、
前記起毛の回転のＯＮ／ＯＦＦタイミングを、前記像担持体の回動１周に要する時間Ｔ１の少なくとも整数比とならない時間Ｔ２を１００％とするデューティ比で可変制御する
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項７】
請求項１ないし６のいずれかに記載の画像形成装置において、
前記回転可能な起毛の回転動作は、少なくとも前記像担持体が回動していないときはＯＦＦする
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項８】
請求項１ないし７のいずれかに記載の画像形成装置において、
前記像担持体と前記潤滑剤塗布手段とを少なくとも含んで一体に支持され、画像形成装置本体に着脱自在に形成されるプロセスカートリッジを備える
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項９】
潜像を担持し、回動する像担持体と、
前記像担持体上に形成した静電潜像を、現像剤を用いて顕像化する現像装置と、
前記像担持体に潤滑剤を塗布する潤滑剤塗布手段と、
前記像担持体に帯電を施す帯電部材を備える帯電装置と、を有し
前記帯電装置の電源出力値と現像装置の電源出力値との差分が大きいとき、前記潤滑剤塗布手段による潤滑剤の塗布量を多くする
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項１０】
潜像を担持し、回動する像担持体と、
前記像担持体上に形成した静電潜像を、現像剤を用いて顕像化する現像装置と、
前記像担持体に潤滑剤を塗布する潤滑剤塗布手段と、
前記像担持体にＤＣバイアス電圧にＡＣバイアス電圧を重畳して帯電を施す帯電部材を備える帯電装置と、を有し
前記ＡＣバイアス電圧が大きいとき、前記潤滑剤塗布手段による潤滑剤の塗布量を多くする
ことを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリ等の電子写真プロセスを用いた画像形成装置に関し、さらに詳しくは、像担時体表面に潤滑剤を塗布する潤滑剤塗布手段を備える画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、電子複写機、プリンタ、ファクシミリ等の電子写真方式の画像形成装置によれば、像担持体表面に潤滑剤が塗布されるので、像担持体表面のトナーに対する摩擦係数を低下させることができ、これによって像担持体表面に形成されたトナー像を転写材に転写するときの転写不良の発生を抑え、転写されたトナー像の画質を高めることができる。特に、文字画像中の一部が虫喰い状に欠ける文字部中抜け現象の発生を抑え、その画質を向上させることが可能である。又、像担持体表面におけるトナーフィルミングの防止や表面層の削れを抑制する効果があり、ハード面の像担持体寿命にも貢献している。
【０００３】
ところが、像担持体表面に潤滑剤を塗布すると、その表面のトナーに対する摩擦係数が低下するので、像担持体表面への潤滑剤の塗布量が不均一となると、その塗布むらによって、像担持体表面に形成されるトナー像のトナー付着量が不均一となり、トナー像に濃度むらが発生してその画質が劣化する。潤滑剤の塗布量が多い像担持体表面部分にはトナーの付着量が少なくなり、逆に潤滑剤の塗布量の少ない部分にはトナーが多量に付着し、これによってトナー像に濃度むらが発生するのである。特に低濃度のトナー像に濃度むらが発生しやすい。更には、一成分接触現像の場合、像担持体の静止摩擦係数が低くなりすぎると、像担持体上に形成した画像に、ドット、文字、ラインなどの一部が抜ける画像抜けが生じる問題が発生する。一成分接触現像では、現像ローラ上にトナー薄層を形成し、像担持体に接触させ、電界や像担持体表面への付着力により現像ローラ上トナーを像担持体表面に移動させている。接触現像の場合、現像ローラを直接像担持体に接触させるため、像担持体表面の静止摩擦係数をあまり低くしすぎると、像担持体上に形成されたトナー像が現像ローラによりかき落とされやすくなってしまう。
【０００４】
特許文献１、２、３には、潤滑剤塗布部材のブラシを像担持体表面に接触させながら潤滑剤を塗布する画像形成装置において、潤滑剤の塗布むらを簡単な構成によってなくし、画像の濃度むら発生を阻止したり、フィルミング防止構造における問題に鑑み、常に安定した潤滑剤を供給したり、潤滑剤塗布ブラシの物性に依存することなく、潤滑剤の塗布量の均一性を高める技術が開示されている。
また、潤滑剤を塗布するブラシはクリーニング部に配置される場合が多いが、ブラシに入力されるトナー量によって塗布量が左右される。よって、現像工程における単位面積あたりのトナー付着量の影響も大きい。特にトナーの特性は経時によって劣化し、画像地肌部に付着するトナー量が増える傾向に有る。又、像担持体の静電特性も残留電位の上昇等の経時で変化し、一定電位、一定現像バイアスでは、地肌部や画像部のトナー付着量が変化する。従って、定常の潤滑剤塗布動作では経時で塗布量の適正化が困難となり、像担持体上にトナーフィルミングやトナーの添加剤が固着する等の不具合が発生した。
また、近年、電子写真における作像プロセスの帯電装置に、帯電部材を像担持体に接触もしくは近接に配置し、帯電処理を行う帯電装置が多く採用されているが、前記帯電装置材にＡＣ電圧を印加した場合、コロナ帯電器に比べて発生オゾン量は少ないが、放電生成物による悪影響がある。すなわち像担持体表面に放電生成物が付着、俗に言う像担持体が発生することによって、像担持体表面が低抵抗化して潜像の解像力が低下し、ボケ、画像流れ等が発生しやすくなる。さらに、このフィルミングはＡＣバイアスが大きくなるほど顕著に発生することが確認されており、これにより像担持体表面の平滑性が損なわれ、像担持体のクリーニング不良を誘発し、経時品質を不安定にさせている。そこで、像担持体に潤滑剤を塗布することにより放電生成物の付着力を低減し、フィルミングを抑制することが可能であるが、塗布量が過多になると、像担持体に接触、あるいは近接している帯電部材が潤滑剤で汚染され、帯電不良となる不具合が発生している。
【０００５】
【特許文献１】特開平１０−２６０６１４号公報
【特許文献２】特開平７−３３４０５８号公報
【特許文献３】特開２００２−２６８４５２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記問題点に鑑み、本発明は、簡易かつ低コストな構成で、現像剤の経時変化に対応して、像担持体表面の潤滑剤塗布量を制御することによって、フィルミング等の発生を防止して、高画質の画像形成装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を達成するために、請求項１に記載の本発明は、潜像を担持し、回動する像担持体と、前記像担持体上に形成した静電潜像を、現像剤を用いて顕像化する現像装置と、  前記像担持体に対して接触配置され、像担持体に潤滑剤を塗布する回転可能な起毛を備える潤滑剤塗布手段と、前記像担持体に帯電を施す帯電部材を備える帯電装置と前記起毛の回転のＯＮ／ＯＦＦタイミングを任意に切り換える制御手段と、を有することを特徴とする画像形成装置である。
請求項２に記載の本発明は、請求項１に記載の画像形成装置において、前記帯電装置は、像担持体に接触又は近接に配置され、ＤＣバイアス電圧にＡＣバイアス電圧を重畳して帯電を施すことを特徴とする画像形成装置である。
請求項３に記載の本発明は、請求項１に記載の画像形成装置において、前記潤滑剤塗布手段は、前記起毛が前記潤滑剤と常時接触していることを特徴とする画像形成装置である。
請求項４に記載の本発明は、請求項１に記載の画像形成装置において、前記制御手段は、画像形成時に帯電装置の電源出力値と現像装置の電源出力値との差分により、前記回転可能な起毛の回転のＯＮ／ＯＦＦタイミングを可変制御することを特徴とする画像形成装置である。
請求項５に記載の本発明は、請求項２に記載の画像形成装置において、前記制御手段は、前記帯電部材に印加されるＡＣバイアス電圧に応じて、前記回転可能な起毛の回転のＯＮ／ＯＦＦタイミングを可変制御することを特徴とする画像形成装置である。
請求項６に記載の本発明は、請求項１ないし５のいずれかに記載の画像形成装置において、前記起毛の回転のＯＮ／ＯＦＦタイミングを、前記像担持体の回動１周に要する時間Ｔ１の少なくとも整数比とならない時間Ｔ２を１００％とするデューティ比で可変制御することを特徴とする画像形成装置である。
請求項７に記載の本発明は、請求項１ないし６のいずれかに記載の画像形成装置において、前記回転可能な起毛の回転動作は、少なくとも前記像担持体が回動していないときはＯＦＦすることを特徴とする画像形成装置である。
請求項８に記載の本発明は、請求項１ないし７のいずれかに記載の画像形成装置において、前記像担持体と前記潤滑剤塗布手段とを少なくとも含んで一体に支持され、画像形成装置本体に着脱自在に形成されるプロセスカートリッジを備えることを特徴とする画像形成装置である。
請求項９に記載の本発明は、潜像を担持し、回動する像担持体と、前記像担持体上に形成した静電潜像を、現像剤を用いて顕像化する現像装置と、前記像担持体に潤滑剤を塗布する潤滑剤塗布手段と、前記像担持体に帯電を施す帯電部材を備える帯電装置と、を有し  前記帯電装置の電源出力値と現像装置の電源出力値との差分が大きいとき、前記潤滑剤塗布手段による潤滑剤の塗布量を多くすることを特徴とする画像形成装置である。
請求項１０に記載の本発明は、潜像を担持し、回動する像担持体と、前記像担持体上に形成した静電潜像を、現像剤を用いて顕像化する現像装置と、前記像担持体に潤滑剤を塗布する潤滑剤塗布手段と、前記像担持体にＤＣバイアス電圧にＡＣバイアス電圧を重畳して帯電を施す帯電部材を備える帯電装置とを有し、前記ＡＣバイアス電圧が大きいとき、前記潤滑剤塗布手段による潤滑剤の塗布量を多くすることを特徴とする画像形成装置である。
【発明の効果】
【０００８】
本発明により、簡易かつ低コストな構成で、現像剤の経時変化に対応して、像担持体表面の潤滑剤塗布量を制御することによって、フィルミング等の発生を防止して、高画質の画像形成装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下に、本発明を実施するための最良の形態を図面に基づいて説明する。なお、以下の説明はこの発明の最良の形態の例であって、いわゆる当業者は特許請求の範囲内で、変更・修正をして他の実施形態をなすことは容易であり、以下の説明が特許請求の範囲を限定するものではない。
【００１０】
（実施の形態１）
図１は、この発明の実施の形態１における画像形成装置の概略構成図である。
まず、図１にて、カラー画像形成装置全体の構成・動作について説明する。
図１に示すように、画像形成装置には、像担持体としての感光体ベルト１が、中間転写ベルト４に対向して配設されている。
ここで、感光体ベルト１の内周には、駆動ローラ１ａと、２つの従動ローラ１ｂ、１ｃとが配設されている。そして、これらのローラ１ａ〜１ｃによって、感光体ベルト１は、張架・支持されている。また、駆動ローラ１ａによって、感光体ベルト１は、図中の矢印Ａ方向に駆動される。
また、感光体ベルト１の外周には、帯電装置２、書込部３、マゼンタ現像装置２０Ｍ、シアン現像装置２０Ｃ、イエロー現像装置２０Ｙ、ブラック現像装置２０Ｋ、フォトセンサ３０、潤滑剤塗布装置１０、クリーニング部６が配設されている。
【００１１】
ここで、４つの現像装置２０Ｍ、２０Ｃ、２０Ｙ、２０Ｋには、それぞれ、各色の１成分現像剤（マゼンタトナー、シアントナー、イエロートナー、ブラックトナー）が収納されている。そして、リボルバ現像方式の４つの現像装置２０Ｍ、２０Ｃ、２０Ｙ、２０Ｋは、それぞれ、現像位置と非現像位置との間を移動可能に構成されていて、感光体ベルト１上に各色のトナー像を順次形成する。
具体的には、感光体ベルト１上にシアンのトナー像を形成する場合には、シアントナーを収納するシアン現像装置２０Ｃが感光体ベルト１に対する現像位置に移動する。これに対して、その他の現像装置２０Ｍ、２０Ｙ、２０Ｋは、感光体ベルト１に対する非現像位置に移動する。
【００１２】
ここで、現像位置とは、現像装置２０Ｍ、２０Ｃ、２０Ｙ、２０Ｋの現像ローラ２０ａが感光体ベルト１に当接する位置であり、感光体ベルト１上の潜像を現像する位置である。また、非現像位置とは、現像ローラ２０ａが感光体ベルト１から退避する位置であり、感光体ベルト１上の潜像が現像されない位置である。
そして、感光体ベルト１上に形成された各色のトナー像は、順次、中間転写ベルト４上に重ねて転写されることになる。
【００１３】
また、フォトセンサ３０は、発光ダイオード等の発光素子と、フォトダイオード等の受光素子とを備えている。そして、フォトセンサ３０によって、所定のタイミングで、感光体ベルト１上に形成される複数のパッチパターン（トナー像）におけるトナー付着量や、感光体ベルト１上の地肌部におけるトナー付着量が検出される。
【００１４】
詳しくは、フォトセンサ３０によってパッチパターンのトナー付着量を検出して、その検出結果（受光量に応じた電圧出力である。）に基づいて、感光体ベルト１上における作像条件、すなわち、現像バイアス、帯電電位、露光量が最適に調整制御される。
さらに、フォトセンサ３０によって地肌部のトナー付着量（地肌汚れの量である。）を検出して、その検出結果に基いて、潤滑剤塗布装置１０による感光体ベルト１上への潤滑剤塗布力を可変する。詳しくは、後で述べる。
【００１５】
また、潤滑剤塗布装置１０は、主として、潤滑剤供給部材としての塗布ローラ１１と、塗布ローラ１１に当接する固形潤滑剤１２と、により構成されている。
ここで、塗布ローラ１１は、感光体ベルト１に当接する周面にブラシを備えたブラシローラである。ブラシの材質としては、ナイロン、アクリル、炭素含有アクリル繊維、ＰＥＴ、塩化ビニルアクリルブロック共重合体等を用いることができる。
【００１６】
また、固形潤滑剤１２は、バー状に形成されたものである。固形潤滑剤１２としては、例えば、乾燥した固体疎水性潤滑剤が用いられる。具体的には、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸バリウム、ステアリン酸鉛、ステアリン酸鉄、ステアリン酸ニッケル、ステアリン酸コバルト、ステアリン酸銅、ステアリン酸ストロンチウム、ステアリン酸カルシウム、ステアリン酸カドミウム、ステアリン酸マグネシウム、オレイン酸亜鉛、オレイン酸マンガン、オレイン酸鉄、オレイン酸コバルト、オレイン酸鉛、オレイン酸マグネシウム、オレイン酸銅、パルチミン酸、亜鉛パルチミン酸コバルト、パルチミン酸銅、パルチミン酸マグネシウム、パルチミン酸アルミニウム、パルチミン酸カルシウム、カプリル酸鉛、カプロン酸鉛、リノレン酸亜鉛、リノレン酸コバルト、リノレン酸カルシウム、及び、リコリノレン酸カドミウムのように比較的高次の脂肪酸等が用いられる。また、カルナウバワックスのような天然ワックスを用いることもできる。
【００１７】
このように構成された潤滑剤塗布装置１０は、不図示の塗布ローラクラッチが現像駆動モータに連結されることによって、塗布ローラ１１が図中の矢印Ｃ方向に回転駆動される。塗布ローラ１１が回転すると、塗布ローラ１１のブラシによって固形潤滑剤１２から潤滑剤が少量ずつ掻き取られる。このようにして塗布ローラ１１のブラシに移行した潤滑剤は、ブラシに接触しながら矢印Ａ方向に駆動される感光体ベルト１の表面に塗布される。
なお、潤滑供給装置１０における塗布ローラ１１の回転駆動の制御については、後で詳しく説明する。
【００１８】
一方、中間転写ベルト４の内周には、駆動ローラ４ａ、２つの従動ローラ４ｂ、４ｃ、中間転写ローラ５、転写対向ローラ８が配設されている。そして、これらのローラ４ａ〜４ｃ、５、８によって、中間転写ベルト４は、張架・支持されている。また、駆動ローラ４ａによって、中間転写ベルト４は、図中の矢印Ｂ方向に駆動される。
また、中間転写ベルト４の外周には、転写ローラ７、中間転写ベルトクリーニング部９が配設されている。
【００１９】
ここで、転写ローラ７と中間転写ベルトクリーニング部９とは、それぞれ、中間転写ベルト４に対して接離自在に構成されている。そして、中間転写ベルト４上において所望のトナー像の重ね合わせが完了するまで、転写ローラ７と中間転写ベルトクリーニング部９とは、中間転写ベルト４から離れた位置に退避している。そして、中間転写ベルト４上においてトナー像の重ね合わせが完了した後に、転写ローラ７と中間転写ベルトクリーニング部９とは、中間転写ベルト４に当接する位置に移動する。
【００２０】
こうして、中間転写ベルト４に当接した転写ローラ７によって、中間転写ベルト４上のカラートナー像が、被転写材Ｐに転写されることになる。
また、中間転写ベルト４に当接した中間転写ベルトクリーニング部９によって、転写工程後に中間転写ベルト４上に残存した未転写トナーが回収されることになる。
【００２１】
一方、画像形成装置における被転写材Ｐの搬送経路には、不図示の搬送ローラ、レジストローラ対、定着部、排紙ローラ等が配設されている。
ここで、定着部は、加熱部としての定着ローラと加圧部としての加圧ローラとを具備しており、被転写材Ｐ上の未定着のトナー像を定着する。
【００２２】
以上のように構成された画像形成装置は、画像形成時に、次のように動作する。
図１を参照して、感光体ベルト１は、図中の矢印Ａ方向に走行する。そして、まず、感光体ベルト１の表面が、帯電装置２で帯電される。次に、感光体ベルト１表面は、書込部３との対向部に達する。そして、書込部３から発せられる露光光によって、感光体ベルト１上に、マゼンタ、シアン、イエロー、ブラックのうち所望の色の画像情報に対応した静電潜像が形成される。
【００２３】
その後、感光体ベルト１表面は、４つの現像装置２０Ｍ、２０Ｃ、２０Ｙ、２０Ｋのうち所望の色に対応した現像装置との対向部に達する。そして、対応する色のトナーが、現像装置から、感光体ベルト１上の潜像に供給される。こうして、感光体ベルト１上には、１色のトナー像が形成される。
その後、感光体ベルト１表面は、中間転写ベルト４との対向部に達する。そして、感光体ベルト１上に形成されたトナー像は、所定の電圧が印加された中間転写ローラ５によって、中間転写ベルト４上に転写される。
【００２４】
ここで、中間転写ベルト４との対向部を通過した後の感光体ベルト１上には、中間転写ベルト４に転写されなかった未転写トナーが残存する。
そして、未転写トナーが付着した感光体ベルト１表面は、クリーニング部６との対向部に達する。そして、この位置で、未転写トナーがクリーニング部６内に回収される。
【００２５】
このような感光体ベルト１上の一連のプロセスが、他の各色についても同様におこなわれる。そして、４つの現像装置２０Ｍ、２０Ｃ、２０Ｙ、２０Ｋを順次移動して感光体ベルト１上に形成したトナー像は、中間転写ベルト４上に重ねて転写される。
なお、４つの現像装置２０Ｍ、２０Ｃ、２０Ｙ、２０Ｋの入れ替え移動の動作と、帯電工程、露光工程、転写工程、クリーニング工程等の作像工程とは連続的におこなわれる。すなわち、現像装置の現像位置への移動中に、帯電工程や露光工程がおこなわれ、現像装置の移動が完了するとすぐに現像工程がおこなわれる。そして、現像工程が完了するとその現像装置の非現像位置への移動と次の現像装置の現像位置への移動とがおこなわれるとともに、その間に転写工程やクリーニング工程等の作像工程がおこなわれる。こうして、一連の作像プロセスが効率よく短時間におこなわれることになる。
【００２６】
さらに、感光体ベルト１上では、後述する制御に従い、潤滑剤塗布装置１０による潤滑剤の塗布がおこなわれている。これにより、感光体ベルト１上でのトナーに対する摩擦係数が適正化される。
【００２７】
その後、中間転写ベルト４上に重ねて形成されたカラーのトナー像は、中間転写ベルト４の矢印Ｂ方向の走行によって、転写ローラ７との対向部に達する。そして、この位置で、搬送されてきた被転写材Ｐ上に、トナー像が転写される。
ここで、転写ローラ７との対向部を通過した後の中間転写ベルト４上には、被転写材Ｐに転写されなかった未転写トナーが残存する。
そして、未転写トナーが付着した中間転写ベルト４表面は、中間転写ベルトクリーニング部９との対向部に達する。そして、この位置で未転写トナーが、中間転写ベルトクリーニング部９内に回収される。
こうして、中間転写ベルト４上での一連のプロセスが完了する。
【００２８】
一方、給紙部から給送された被転写材Ｐは、搬送ローラ１４を通過した後に、レジストローラ対１５の位置に達する。レジストローラ対１５の位置に達した被転写材Ｐは、中間転写ベルト４上に形成されたトナー像が所望の位置に転写されるように、転写ローラ７の位置に向けてタイミングを合わせて搬送される。
その後、転写ローラ７の位置を通過した被転写材Ｐは、定着部１６の位置に達する。そして、この位置で被転写材Ｐ上のトナー像が定着される。
そして、出力画像としての被転写材Ｐは、定着部１６を通過した後に、排紙ローラ１７を経て画像形成装置外に排出される。
こうして、画像形成装置における一連の画像形成動作が完了する。
【００２９】
図２は、本発明に係る画像形成装置の潤滑剤塗布装置廻りを示す図である。図に一例として示した潤滑剤塗布ブラシ（起毛）１１は、感光体ベルト１の幅方向、すなわちその軸方向に長く延びる中心軸にその外周面に設けられた多数の毛を有している。例えば、図示していない基布上にブラシを植設し、その基布を中心軸の外周面に固定することにより構成される。潤滑剤塗布ブラシ１１は、その先端部が感光体ベルト１の表面に、そのほぼ全幅に亘って接触する。また回転軸は、感光体ベルト１表面から一定の間隔をあけて図１、図２の紙面に対して垂直な方向に延び、その支持部材の一例を構成するクリーニングケースの前後の側壁に回転自在に支持され、図示していない駆動装置によって適宜な方向、図の例では時計方向（矢印Ｃ方向）に回転駆動される。潤滑剤塗布ブラシ１１と、感光体ベルト１より成る像担持体表面の接触部において、両者が互いに反対方向に移動する向きに回転方向が設定されている。
【００３０】
矢印Ｃ方向に回転する潤滑剤塗布ブラシ１１が固形潤滑剤のバー１２に接触することにより、潤滑剤を少量ずつ掻き取る。このようにして潤滑剤塗布ブラシ１１に移行した潤滑剤が、潤滑剤塗布ブラシ１１に接触しながら矢印Ａ方向に駆動される感光体ベルトの表面に塗布される。
固形潤滑剤１２としては、例えば乾燥した固体疎水性潤滑剤が用いられ、その代表例としては、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸バリウム、ステアリン酸鉛、ステアリン酸鉄、ステアリン酸ニッケル、ステアリン酸コバルト、ステアリン酸銅、ステアリン酸ストロンチウム、ステアリン酸カルシウム、ステアリン酸カドミウム、ステアリン酸マグネシウム、オレイン酸亜鉛、オレイン酸マンガン、オレイン酸鉄、オレイン酸コバルト、オレイン酸鉛、オレイン酸マグネシウム、オレイン酸銅、パルチミン酸、亜鉛パルチミン酸コバルト、パルチミン酸銅、パルチミン酸マグネシウム、パルチミン酸アルミニウム、パルチミン酸カルシウム、カプリル酸鉛、カプロン酸鉛、リノレン酸亜鉛、リノレン酸コバルト、リノレン酸カルシウム、及びリコリノレン酸カドミウムの如き比較的高次の脂肪酸などを挙げることができる。また、カルナウバワックスのような天然ワックスを用いることもできる。
以上のように、本実施の形態の画像形成装置は、感光体ベルト１より成る像担持体の表面に接触する潤滑剤塗布ブラシを有し、かつ回転駆動されながら、像担持体表面に潤滑剤を塗布する潤滑剤塗布装置（手段）を具備する。
【００３１】
図３は、潤滑剤塗布ブラシの駆動源であるモータとこの駆動源から潤滑剤塗布ブラシへの回転伝達クラッチとのタイミングチャートを示す図である。
潤滑剤塗布ブラシ１１（起毛）への回転伝達クラッチＯＮとは、感光体ベルト１表面上に潤滑剤を塗布することである。潤滑剤を塗布すると、その表面のトナーに対する摩擦係数が低下するので、感光体ベルト１表面への潤滑剤の塗布量が不均一となると、その塗布ムラによって、感光体ベルト１表面に形成されるトナー像のトナー付着量が不均一となり、トナー像に濃度むらが発生してその画質が劣化する。潤滑剤の塗布量が多い像担持体表面部分にはトナーの付着量が少なくなり、逆に潤滑剤の塗布量の少ない部分にはトナーが多量に付着し、これによってトナー像に濃度ムラが発生するのである。特に低濃度のトナー像に濃度ムラが発生しやすい。
よって、感光体ベルト１停止時には少なくとも潤滑剤塗布ブラシ１１の回転をＯＦＦする必要があるため、本実施例では潤滑剤塗布ブラシ１１の駆動源を画像形成に関わる現像モータとしている。また、潤滑剤塗布ブラシの回転は回転伝達クラッチがＯＮに成ることにより開始し、ＯＦＦになることにより回転が停止する。現像モータから潤滑剤塗布ブラシへの回転伝達クラッチの最初のＯＮは駆動モータのＯＮと同期する。シーケンスエンドでは回転伝達クラッチはＯＦＦ状態とする。回転伝達クラッチがＯＮの状態で駆動モータがＯＦＦになったときには、駆動モータがＯＦＦと同時にへの回転伝達クラッチもＯＦＦする。現像モータは感光体ベルトを駆動していない時には停止状態にある。これらの制御は、不図示の制御手段により行われる。
【００３２】
（実施の形態２）
図６は、実施の形態２におけるプロセスカートリッジを示す図である。
この実施の形態２は、潤滑剤供給装置１１、１２がプロセスカートリッジ４０内に収納されている点と、像担持体が感光体ドラムであって、タンデム現像方式を用いたカラー画像形成装置である点とが、前記実施の形態１と相違する。
【００３３】
図示は省略するが、本実施の形態２のプロセスカートリッジ４０は、タンデム型のカラー画像形成装置の装置本体に着脱可能に設置されている。すなわち、各色（マゼンタ、シアン、イエロー、ブラック）に対応したプロセスカートリッジ４０が転写ベルト上に並設され、転写ベルトが１回周回する間に転写ベルト上に各色のトナー像が重ねて転写される。
【００３４】
図６に示すように、プロセスカートリッジ４０には、主として、像担持体としての感光体ドラム１と、帯電装置２と、現像装置２０と、クリーニング部６（クリーニング手段）とが、ケース４６に一体的に収納されている。
クリーニング部６には、感光体ドラム１に当接するクリーニングブレード６ａと、塗布ローラ１１と固形潤滑剤１２とからなる潤滑剤供給装置と、が設置されている。この塗布ローラ１１は、感光体ドラム１上の未転写トナーを捕集するクリーニングブラシとしても機能する。
【００３５】
現像装置２０は、主として、感光体ドラム１に対向する現像ローラ２０ａと、現像ローラ２０ａに対向する第１搬送スクリュ２０ｂと、仕切部材２０ｅを介して第１搬送スクリュ２０ｂに対向する第２搬送スクリュ２０ｃと、現像ローラ２０ａに対向するドクターブレード２０ｄと、で構成される。現像装置２０内には、キャリアＣとトナーＴとからなる２成分現像剤Ｇが収容されている。
【００３６】
このように構成されたプロセスカートリッジ４０の感光体ドラム１上で、作像プロセスがおこなわれて所望の画像形成が達成される。
すなわち、感光体ドラム１上には、帯電装置２による帯電工程と、露光光Ｌの照射による露光工程と、現像装置２０による現像工程と、を経て所望のトナー像が形成される。
【００３７】
ここで、現像ローラ２０ａは、図６中の矢印方向に回転している。現像装置２０内の現像剤Ｇは、第１搬送スクリュ２３ｂ及び第２搬送スクリュ２３ｃの矢印方向の回転によって、トナー補給部３２から補給口２０ｆを介して補給されたトナーＴとともに撹拌混合されながら長手方向に循環する（紙面垂直方向の循環である。）。そして、摩擦帯電してキャリアＣに吸着したトナーＴは、現像ローラ２０ａ上にキャリアＣとともに担持される。現像ローラ２０ａに担持された現像剤Ｇは、ドクターブレード２３ｄの位置で適量化された後に、感光体ドラム２１との対向位置に達してトナー像を形成する。
【００３８】
その後、感光体ドラム１に付着したトナーＴは、そのほとんどが被転写材Ｐ上に転写される。そして、感光体ドラム１上に残存した未転写のトナーＴが、クリーニングブレード６ａとクリーニングブラシとしての塗布ローラ１１とによってクリーニング部６内に回収される。
【００３９】
塗布ローラ１１は、前記実施の形態１と同様に、固形潤滑剤１２と当接して、図中の矢印方向の回転により、感光体ドラム１上に潤滑剤を供給する。ここで、本実施の形態２においても、前記実施の形態１と同様に、フォトセンサ３０によって検出した感光体ドラム１上の地肌汚れの程度に応じて、塗布ローラ１１の間欠回転のタイミングを調整している。これにより、経時においても感光体ドラム１上に安定的に潤滑剤を供給することができる。
【００４０】
なお、装置本体に設けられたトナー補給部３２は、交換自在に構成されたトナーボトル３３（現像剤容器）と、トナーボトル３３を保持・回転駆動するとともに現像装置２０にフレッシュトナーＴを補給するトナーホッパ部３４と、で構成されている。また、トナーボトル３３内には、トナーＴ（イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックのいずれかである。）が収容されている。また、トナーボトル３３の内周面には、螺旋状の突起が形成されている。トナーボトル３３内のトナーＴは、現像装置２０内のトナーＴの消費にともない、補給口２０ｆから現像装置２０内に適宜に補給されるものである。現像装置２０内のトナーＴの消費は、感光体ドラム１に対向するフォトセンサ３０によって間接的に検知される。
【００４１】
以上説明したように、本実施の形態２においても、前記実施の形態１と同様に、経時においてトナーの特性が変動して感光体ドラム１上に地肌汚れが発生するような場合であっても、その地肌汚れの程度に応じて潤滑剤を供給するポテンシャル（供給力）を可変している。これにより、経時においても感光体ドラム１上に潤滑剤が安定的に供給されて、画質劣化やトナーフィルミング等の不具合の発生を抑えることができる。
【００４２】
さらに、本実施の形態２においては、潤滑剤塗布装置１０がプロセスカートリッジ４０内に設置されているために、潤滑剤塗布装置１０のメンテナンス性が向上する。すなわち、潤滑剤塗布装置１０に故障等の不具合が生じた場合に、着脱操作性に優れたプロセスカートリッジ４０を既設のものから新品のものに交換するだけで潤滑剤塗布装置１０のメンテナンスが迅速に完了することになる。
また、プロセスカートリッジ４０の感光体ドラム１は、上述のように制御された潤滑剤塗布装置１０により、トナーフィルミングの発生や表面層の削れが抑えられる。これにより、プロセスカートリッジ４０自体の寿命も高められる。
【００４３】
なお、本実施の形態２では、潤滑剤塗布装置１０が、プロセスカートリッジ４０内に一体化された構成とした。これに対して、潤滑剤塗布装置１０が、感光体ドラム１と、帯電装置２と、現像装置２０と、転写部２４と、クリーニング部６と、トナーボトル３３（現像剤容器）と、のうち少なくとも１つと一体化された、装置ユニットとすることもできる。
【実施例】
【００４４】
以下に、本発明を実施例に基づいて、さらに具体的に説明する。
本実施例では、図１に示す画像形成装置を用いた。基本仕様は次の通りである。
・デジタルカラープリンター
・感光体線速：１７８ｍｍ／ｓｅｃ
・感光体周長：５２７．７９ｍｍ
・現像方式：１成分接触現像
・転写方式：１次転写として中間転写ベルト、２次転写として転写ローラを用いた。
【００４５】
なお、図３に示すクラッチのタイミングチャートのＯＮタイムＸは、本実施例では、感光体ベルト１が１．３周に要する時間（Ｔ２）の３．８５５ｓｅｃ（感光体ベルト１周長は５２７．７９ｍｍで１周に要する時間（Ｔ１）は２．９６５ｓｅｃ）を１００とした時の％で表示している。前記ＯＮタイムＸは０から１００まで可変し、例えば、Ｘ＝１００ならば、クラッチはＯＮ（ブラシ回転ＯＮ）の状態を維持し、Ｘ＝６０ならば、ＯＮ時間が３．８５５×０．６＝２．３１３ｓｅｃ、ＯＦＦ時間が３．８５５×０．４＝１．５４２ｓｅｃの繰り返しが行われる。Ｔ２を、感光体ベルト１が１周に要する時間Ｔ１の少なくとも整数比とならない時間にすることで、周回方向の特定部分を塗布することなく、周全体にアトランダムに塗布することが可能となる。そしてＴ２の時間は、実施例のように感光体ベルト１が１．３周に要する時間のように、２倍や４倍、もしくは５倍にしても整数とならない回周相当の時間に設定すると、より効果が高い（ｅｘ．実施例の１．３周相当の他、１．１・１．７・１．９周相当の時間等）。これらの一連の制御は、不図示の制御手段により行われる。
【００４６】
（実施例１）
本実施例では、上記クラッチのＯＮタイムＸの値を帯電装置の電源出力値（グリッドバイアス値ＶＧ）と現像装置の電源出力値（現像バイアスＶＢ）の差分（絶対値）により可変制御するものである。
【００４７】
図４は、帯電電位ＶＤと現像バイアスＶＢとによる１ドットの変化を示す図である。この時、帯電電位ＶＤはグリッドバイアスＶＧに比例して変化する。ＶＬは露光後電位である。
帯電電位ＶＤをＶＤ′に変化させると、露光による電位変化の傾きが急になる。現像バイアスＶＢの値が一定の場合、感光体上に形成されるドットサイズは、帯電電位ＶＤの値により変化する。例えば帯電電位がＶＤの場合ドットサイズがＡなのに対し、帯電電位をＶＤ′にするとドットサイズはＢの様に小さくなる。
【００４８】
図５は、ＶＧとＶＢとの差分値とブラシ回転ＯＮ時のデューティとの関係を示す図である。図示のとおり、帯電装置の電源出力値ＶＧと現像装置の電源出力値ＶＢとの差分｜ＶＧ−ＶＢ｜が大きくなるにつれて、潤滑剤を塗布するブラシ回転時間を長くする、即ち、潤滑剤の塗布量を多くする。
よって、上記より同一ドット数・同強度の光量において同等の画像濃度を得ている時にはＶＤとＶＢの差分が大きい場合はトナーの単位面積あたりの付着量が多く、差分が小さい場合はトナーの付着量が少ない状態と言える。言い換えれば、前者のＶＤとＶＢの差分が大きい場合は、感光体上の潜像の有無に関わらず感光体にトナーが付着しやすい状態になっている。実際にトナーの特性は経時によって劣化し、ハイライト部や地肌部の単位面積あたりのトナー付着量が増えて行く為、画像濃度制御上、ＶＤとＶＢの差分が経時で大きくなることが確認されている。本発明はトナーの単位面積あたりの付着量の変化（現像能力の変化）をこのＶＤ（＝ＶＧ）とＶＢの差分の変化に着目し、利用したものである。すなわち、現像バイアスＶＢに対して帯電方式がＤＣにＡＣを重畳させた場合にはＤＣ出力、ＤＣ印加のみの場合にもＤＣ出力と言ったようにＶＤと比例するものであれば良い。
【００４９】
以上説明した本発明の実施例１に係る画像形成装置を従来のもの（比較例）と比較して、経時でのハーフトーンのムラ、ドット抜け、地肌汚れ、及び感光体上のフィルミングの評価を実施した。画像形成回数は、０回、３万回、６万回、１２万回、１８万回、２４万回、３０万回の７通りとした。結果を表１に示す。
潤滑剤塗布動作は、感光体停止時には少なくともＯＦＦする必要があるため、本実施例１では潤滑剤塗布ブラシの駆動を感光体駆動と同期に設定した。
【００５０】
【表１】
2006293262.tif 000003
【００５１】
以上により、起毛の回転のＯＮ／ＯＦＦタイミングを帯電装置の電源出力値と現像装置の電源出力値の差分（絶対値）で可変する制御手段を備えることによって、経時における潤滑剤塗布量を適正化し、長期にわたって安定した画像品質を保つことができる。
【００５２】
（実施例２）
本実施例は、帯電部材へ印加する帯電方式がＤＣにＡＣを重畳させた場合であり、ＡＣ電圧の値により、上記クラッチのＯＮタイムＸを可変制御して感光体ベルト上のフィルミング、ハーフトーンのドット抜け、及びクリーニング不良・帯電不良によるスジのラン評価を実施した。ＡＣ印加電圧は１．６ＫＶ、１．８ＫＶ、２．０ＫＶ、２．２ＫＶ、２．４ＫＶとし、各印加電圧毎にＸを３０％、６０％、８０％、１００％と変化させた。通紙枚数は１万枚である。表２に結果を示す。
【００５３】
【表２】
2006293262.tif 000004
【００５４】
表２に示すように、帯電部材へ印加するＡＣ電圧の値によって、高品質を保つための潤滑剤の塗布量が変わることが確認できた。即ち、印加するＡＣ電圧が大きくなるに連れて、潤滑剤を塗布するブラシの回転時間を長くすればよい、言い換えれば、潤滑剤の塗布量を多くする。以上により、帯電部材へのＡＣ印加バイアス値によって起毛の回転のＯＮタイム、即ち、クラッチＯＮタイムＸを可変することで、潤滑剤の塗布を常に最適な量に制御して、常に高印刷品質に保つことができる。さらに、放電生成物の発生量の大小に対応して潤滑剤塗布量を制御することで像担持体表面及び帯電部材を最適に保護できる。
【００５５】
以上、本発明により、本発明の画像形成装置は、起毛の回転のＯＮ／ＯＦＦタイミングを任意に切り換える制御手段を備えることによって、像担持体表面への潤滑剤の適正塗布量の調整が容易となり、像担持体に接触又は近接して配置され、ＡＣ電圧を重畳印加する帯電部材から生じる放電生成物付着を効率良く抑制できる。
また、本発明の画像形成装置は、起毛の回転のＯＮ／ＯＦＦタイミングを、像担持体の回動１周に要する時間Ｔ１の少なくとも整数比とならない時間Ｔ２を１００％としたデューティ比で可変制御することによって、潤滑剤塗布ブラシの物性に依存することなく、像担持体表面に塗布された潤滑剤の塗布量の均一性を高めることができる。
また、本発明の画像形成装置は、起毛の回転動作を、少なくとも像担持体が回動していないときはＯＦＦしているので、像担持体表面の特定部分の潤滑剤塗布過多が防止できる。
また、本発明の画像形成装置は、少なくとも感光体ドラムのような像担持体及び潤滑剤塗布手段をプロセスカートリッジ形態としているので、交換・メンテナンス性が向上できる。
また、本実施例では、ブラシのＯＮとＯＦＦを切り換えることで、潤滑剤の塗布量を変化可能とした。しかしながら、本発明は実施例には限定されないことは明らかである。例えば、潤滑剤の塗布量を多くするため、潤滑剤をブラシに接触する圧力を高くしたり、潤滑剤とブラシとの接触面積を大きくしたり、潤滑剤を塗布するブラシの回転速度を大きくしたりすればよい。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】実施の形態１における画像形成装置の概略構成図である。
【図２】本発明に係る画像形成装置の潤滑剤塗布装置廻りを示す図である。
【図３】潤滑剤塗布ブラシの駆動源であるモータとこの駆動源から潤滑剤塗布ブラシへの回転伝達クラッチとのタイミングチャートを示す図である。
【図４】帯電電位ＶＤと現像バイアスＶＢとによる１ドットの変化を示す図である。
【図５】ＶＧとＶＢとの差分値とブラシ回転ＯＮ時のデューティとの関係を示す図である。
【図６】実施の形態２におけるプロセスカートリッジを示す図である。
【符号の説明】
【００５７】
１  感光体ベルト、感光体ドラム（像担持体）
２  帯電装置
３  書込部、
４  中間転写ベルト
６  クリーニング部（クリーニング装置）
６ａ  クリーニングブレード（クリーニングブラシ）
７、２４  転写ローラ
１０  潤滑剤塗布装置、
１１  塗布ローラ（起毛、潤滑剤塗布ブラシ、ブラシローラ）
１２  固形潤滑剤
１３  給紙部
１４  搬送ローラ
１５  レジストローラ対
１６  定着部
１７  排紙ローラ
２０、２０Ｋ、２０Ｙ、２０Ｃ、２０Ｍ  現像装置
３０  フォトセンサ
４０  プロセスカートリッジ
【図１】
2006293262.tif 000005
【図２】
2006293262.tif 000006
【図３】
2006293262.tif 000007
【図４】
2006293262.tif 000008
【図５】
2006293262.tif 000009
【図６】
2006293262.tif 000010