(57)【要約】【課題】  中抜け防止やトナーフィルミング防止のため、潤滑材の塗布は必要最小限とし、供給過剰とならないようにし、更に潤滑材除去のための動作モードを設定して生産性を落とすようなことを避け、また、潤滑材塗布手段とは別に機械的に潤滑材除去のための除去手段を設けるようなことをせず、製作コストを低減した画像形成装置を提供する。【解決手段】  像担持体に接し、該像担持体の駆動軸に平行な軸に設けられ、該軸の回転位置によって、前記像担持体の前記駆動軸の方向での塗布領域を異ならせる円柱状の潤滑材と、該潤滑材を任意の塗布領域位置に回転停止させる駆動手段及びその制御手段と、前記潤滑材を前記像担持体に塗布する潤滑材塗布手段と、プリントされる画像の画像幅を検知して処理する画像幅信号処理手段とを有し、画像幅に相当する潤滑材塗布領域でのみ、該潤滑材が塗布されることを特徴とする画像形成装置。【選択図】        図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
像担持体に接し、該像担持体の駆動軸に平行な軸に設けられ、該軸の回転位置によって、前記像担持体の前記駆動軸の方向での塗布領域を異ならせる円柱状の潤滑材と、該潤滑材を任意の塗布領域位置に回転停止させる駆動手段及びその制御手段と、前記潤滑材を前記像担持体に塗布する潤滑材塗布手段と、プリントされる画像の画像幅を検知して処理する画像幅信号処理手段とを有し、画像幅に相当する潤滑材塗布領域でのみ、該潤滑材が塗布されることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記円柱状の潤滑材のうち、その回転角の所定の範囲で軸方向全般に渡り潤滑材の無い部分を設け、位置制御により潤滑材を塗布しないように制御でき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】
請求項２に記載の画像形成装置において、用紙種類に対応する平滑度、紙厚に対応する坪量を入力設定する手段を有し、所定の平滑度以上又は所定の坪量以上のデータが入力されたとき、潤滑材の塗布領域が使用する画像幅に合わせた位置に回転セットされ、潤滑材塗布手段によって像担持体が塗布され、前記データの入力以外のデータの入力のときは、潤滑材の塗布されない位置に潤滑材位置がセットされるように制御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】
本発明は像担持体への潤滑材塗布手段を設けた画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、潤滑材が塗布されると、塗布された側（感光体や中間転写体などの像担持体）の表面エネルギーや摩擦係数が小さくなり、中抜けとよばれる画像不良や、クリーニングブレードのめくれを効果的に防止できることが知られている。
【０００３】
また、潤滑材の塗布によって、クリーニング手段で像担持体の残トナーをクリーニングしやすくなり、トナーフィルミングの防止にも有効であることが、特許文献１に記載されている。
【０００４】
しかし、脂肪酸金属塩（例えばステアリン酸亜鉛を主成分とする潤滑材）は像担持体に対して供給過剰になると、その部分では、ハーフトーン部の画像荒れや、薄膜形成による転写率の低下など、トナーフィルミングと類似した問題を引き起こすことがわかった。
【０００５】
特に、軸方向の画像外において供給過剰となりやすいことがわかった。
【０００６】
これらを除去するために、例えばトナーフィルミング除去手段として特許文献２のような除去モードの設定や、特許文献３のような除去手段を、潤滑材除去手段として応用することも考えられるが、特許文献３のように画像形成を中断して除去モードを行うのでは、生産性が落ちてしまう。また、特許文献３のように機械的に除去手段を新たに設置するのでは構成が複雑になりコストアップ要因ともなるし、金属ブラシやループ状のブラシは、除去能力は高いが、像担持体にキズをつけやすいという欠点もあった。
【特許文献１】特開平６−３３７５９８号公報
【特許文献２】特開平５−７２８５３号公報
【特許文献３】特開平５−３０７３４４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明はこのような従来技術の欠点を改良して、長期にわたり、中抜けや転写率低下、白スジ等の画像不良を発生させずに高画質を得る画像形成装置を目指すものである。
【０００８】
そのために、中抜け防止のためやトナーフィルミング防止のため、潤滑材を塗布するが、潤滑材の塗布は必要最小限とし、供給過剰とならないようにし、更に潤滑材除去のための動作モードを設定して生産性を落とすようなことを避け、また、潤滑材塗布手段とは別に機械的に潤滑材除去のための除去手段を設けるようなことをせず、製作コストを低減した画像形成装置を提供することを本発明の課題目的にする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
この目的は次の技術手段（１）〜（３）の何れかによって達成される。
【００１０】
（１）像担持体に接し、該像担持体の駆動軸に平行な軸に設けられ、該軸の回転位置によって、前記像担持体の前記駆動軸の方向での塗布領域を異ならせる円柱状の潤滑材と、該潤滑材を任意の塗布領域位置に回転停止させる駆動手段及びその制御手段と、前記潤滑材を前記像担持体に塗布する潤滑材塗布手段と、プリントされる画像の画像幅を検知して処理する画像幅信号処理手段とを有し、画像幅に相当する潤滑材塗布領域でのみ、該潤滑材が塗布されることを特徴とする画像形成装置。
【００１１】
（２）前記円柱状の潤滑材のうち、その回転角の所定の範囲で軸方向全般に渡り潤滑材の無い部分を設け、位置制御により潤滑材を塗布しないように制御できることを特徴とする（１）項に記載の画像形成装置。
【００１２】
（３）（２）項に記載の画像形成装置において、用紙種類に対応する平滑度、紙厚に対応する坪量を入力設定する手段を有し、所定の平滑度以上又は所定の坪量以上のデータが入力されたとき、潤滑材の塗布領域が使用する画像幅に合わせた位置に回転セットされ、潤滑材塗布手段によって像担持体が塗布され、前記データの入力以外のデータの入力のときは、潤滑材の塗布されない位置に潤滑材位置がセットされるように制御することを特徴とする画像形成装置。
【発明の効果】
【００１３】
トナー中の潤滑材量を０．３％以下にすることを前提にし、本発明の方式の潤滑材塗布をすることにより、中抜けやトナーフィルミングが防止される。
【００１４】
また、像担持体上、画像外部分には潤滑材を供給しないようにすると共に、塗布ブラシによる掻きとりを行う除去モードや除去手段を特に設定しなくとも、潤滑材供給過剰が抑制され、ハーフトーン部の画像荒れや、転写率低下や白スジの発生が抑えられた。
【００１５】
そして平滑度の高い紙あるいは、坪量の大きい紙（厚い紙）など中抜けの発生しやすい用紙にのみ潤滑材塗布を適用することで、潤滑材の供給過剰を抑制し、また画像幅に合わせた位置で潤滑材を使用することで、潤滑材のライフを長くできるようになった。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
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。
【００１７】
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。
【００１８】
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。
【００１９】
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部材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部材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部材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部材５Ｋ、クリーニング手段６Ｋを有する。
【００２０】
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。
【００２１】
画像形成部１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋより形成された各色の画像は、一次転写部材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。
【００２２】
一方、二次転写手段としての二次転写部材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。
【００２３】
画像形成処理中、一次転写部材５Ｋは常時、感光体１Ｋに接触していてもよいし、画像形成時のみ接触させても良い。他の一次転写部材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に接触する。
【００２４】
二次転写部材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、回転移動して無端ベルト状中間転写体７０に接触する。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
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、一次転写部材５Ｙ，５Ｍ，５Ｃ，５Ｋ及びクリーニング手段６Ａとから成る。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
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、その一次転写部材は直径２２ｍｍブラシローラ又はスポンジローラであり、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。
【００３１】
本発明においては、カラー画像形成装置１００のの場合には、像担持体としての感光体や中間転写体へ潤滑材を塗布する潤滑材塗布手段を設けて種々の効果を上げている。
【００３２】
上記のカラー画像形成装置１００の他に白黒の画像形成装置があるが、白黒の画像形成装置の場合は、上記カラー画像形成装置１００の４組の画像形成部の内、黒の画像形成部１０Ｋに相当するもののみで、図２の模式図に示すように感光体１の周りに帯電装置２、像露光手段３、現像器４転写部材５、クリーニング手段６が配列された構成になっている。そして白黒の画像形成装置の場合は、中間転写体もないので、１つの感光体１に対してのみ潤滑材６Ｌを潤滑材塗布手段６Ｐによって塗布すればよい。
【００３３】
以下潤滑材塗布について詳細に説明するが、感光体に対しても中間転写体７０に対しても潤滑材が塗布される対象物が異なるだけで、潤滑材もそれを塗布する潤滑材塗布手段も同じ構造であるので、本発明の実施の形態では、感光体に対する潤滑材塗布手段についての配置を示す模式図である図３，図４、潤滑材の構造を示す斜視図である図５，図８、像担持体に対する潤滑材の位置設定機構を示す模式図である図６及びブロック回路図である図７，図９を用いて説明する。
【００３４】
図３は図２とほぼ同じ配置ではあるが、カラー用の画像形成装置１００の感光体１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋに対してクリーニング手段６Ｙ，６Ｍ，６Ｃ，６Ｋが設けられていて、その中にブレードやフリッカーとは別に潤滑材６Ｌ及び潤滑材塗布手段６Ｐが設置されている。そして潤滑材６Ｌ及び潤滑材塗布手段６Ｐは接触状態にセットされている。図４は図３と同じ構造にしてあり、潤滑材塗布手段６Ｐは非接触状態にセットされるように制御されている。
【００３５】
潤滑材６Ｌは、脂肪酸金属塩であるステアリン酸亜鉛又はステアリン酸カルシウム等が主成分として含まれるものであり、図５の斜視図に示すように、表面を母線の異なる円柱面にて固形にしたものが好ましく用いられる。
【００３６】
円柱状の潤滑材の外径は１５ｍｍで、軸を回転したとき、軸方向の母線長さの一番短いところで９０ｍｍ、一番長いところで３０５ｍｍとした。これはハガキサイズからＡ３サイズまでの各種転写材（用紙）を考慮したものである。しかし、機械仕様により、長さの範囲は任意に設定可能である。
【００３７】
図６は像担持体としての感光体又は中間転写体に対して潤滑材６Ｌを塗布する潤滑材塗布手段６Ｐとしての塗布ブラシに対する潤滑材６Ｌの位置設定機構を示す模式図である。図６に示すように、前記円柱面を有する潤滑材６Ｌの芯金６１はギア１１６，１１７を介してエンコーダ内臓のステッピングモータ１１５と連結され、制御装置１１０により、画像幅にほぼ相当する接触長さを持つ位置が、塗布ブラシ等の潤滑材塗布手段６Ｐに接触するように制御される。
【００３８】
即ち、図７の制御装置１１０のブロック回路図に示すように、画像幅を検知して処理する画像幅信号処理手段１１１から、画像幅情報が中央演算処理部（ＣＰＵ）１１０Ａに送られ、中央演算処理部１１０Ａは画像幅情報を基に潤滑材６Ｌの位置制御部１１３に指令をだす。潤滑材位置制御部１１３は、ステッピングモータ１１５のエンコーダ情報から現在の潤滑材６Ｌの位置を判断し、中央演算処理部１１０Ａから送られてきた画像幅に合うように、ステッピングモータ１１５を回転させて、潤滑材６Ｌの位置を修正する。
【００３９】
図６の模式図で示したように、潤滑材６Ｌは、画像幅とほぼ同じ長さの母線長さを持つ円柱面が、潤滑材塗布手段６Ｐとしての潤滑材ブラシローラとの接触部にきたところで、回転を停止し、位置を固定する。勿論、通紙時には回転させない。
【００４０】
潤滑材塗布手段６Ｐは、導電性のアクリル樹脂の直毛タイプのブラシを用いる。これは６．２５デニール、平方インチ当たり１０万本のアクリル繊維を芯金部に植毛したブラシローラであり、図６に示すように、潤滑材６Ｌのステッピングモータ１１５による駆動手段とは別の駆動手段１２５により回転駆動される。
【００４１】
潤滑材６Ｌの塗布ブラシは、潤滑材と接している部分については像担持体への潤滑材塗布機能をなし、潤滑材６Ｌと接していない部分については、像担持体からの潤滑材除去機能を果たす。
【００４２】
また、潤滑材６Ｌは、図８の斜視図に示すように、回転角の所定の範囲内で軸方向に対して潤滑材のない部分を設けることができる。画像形成終了後は、潤滑材６Ｌは、図４に示したように、潤滑材塗布手段６Ｐの幅全長に亘って接触しない位置に回転して固定される。これにより潤滑材塗布手段６Ｐの変形や潤滑材６Ｌへの不揃いの接触が防がれる。また、後述するように紙の特性条件によっては潤滑材を塗布しない方が良い場合もあり、このようなときも潤滑材６Ｌが潤滑材塗布手段６Ｃに接触しない位置に回転して退避させている。
【００４３】
次に使用する用紙等の転写材の紙種と紙の坪量とを転写材の特性条件としたとき、該特性条件と潤滑材塗布の必要性の関わりを調査した結果は表１のようになる。
【００４４】
【表１】
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【００４５】
表１から分かるように、紙種である普通紙、光沢紙、ＯＨＰは平滑度によって区別可能であり、普通紙はベックマン平滑度が１００秒未満であり、塗工紙やＯＨＰはベックマン平滑度が１００秒以上である。また、紙坪量は厚みを的確に表すものであり、６４〜１０５／ｍ2（薄いもの）、１０６〜１５９／ｍ2（やや薄いもの）、１６０〜２０９／ｍ2（やや厚いもの）、２１０〜２５６／ｍ2（厚いもの）の４段階に分かれている。それで普通紙であって紙坪量が６４〜１０５／ｍ2（薄いもの）、１０６〜１５９／ｍ2（やや薄いもの）に対しては潤滑材塗布を施すことは好ましくなく、それ以外の組み合わせのときに目的の効果を発揮することが分かった。本発明においてはこれら紙種３種、坪量（厚み）４種の選択釦を用紙条件設定部１２１に入力釦として設けた。
【００４６】
次に用紙条件設定部１２１からの入力情報からの制御について図９のブロック回路図を用いて説明する。用紙条件設定部１２１とは、例えば画像形成装置１００の操作部であり、画面上に平滑度に代替する選択手段として紙種の選択画面、さらに厚みに代替する選択手段として坪量の選択画面を表示し、選択された結果により中央演算処理部１１３が塗布するかしないかを判断する。例えば、紙種から塗工紙とかＯＨＰ材が選択された場合、あるいは、紙坪量として１６０ｇ／ｍ2以上が選択された場合、画像信号処理部１１１からの軸方向の画像幅情報に基づき、画像幅と同等幅の潤滑材６Ｌが潤滑材塗布手段６Ｐによって、像担持体上に塗布されるように潤滑材位置制御部１１３に指令が出される。そして潤滑材位置制御部１１３は、画像幅と同等幅の潤滑材６Ｌの円柱面の母線部が接触するようにステッピングモータ１１５を制御する。即ち、このときの塗布条件は画像幅情報により、図９のブロック回路図のように制御される。そして規定の紙種以外の紙種や、紙坪量として１６０ｇ／ｍ2未満の紙坪量が選択された場合は、潤滑材６Ｌを塗布しない位置に移動させるように制御する。
【００４７】
尚、トナー中に含まれる潤滑材量が０．３％を超えると、潤滑材が塗布されていない部分は、長期使用によりフィルミング状の不具合が発生する。
０．３％以下に抑えれば、潤滑材塗布手段６Ｐとしての潤滑材塗布ブラシの潤滑材と接していない部分が、潤滑材除去ブラシとしての機能を発揮することもあって問題なくなる。
【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】白黒用画像形成装置における感光体に対する潤滑材及び潤滑材塗布手段の塗布時の配置を示す模式図である。
【図３】カラー用画像形成装置における、感光体に対する潤滑材及び潤滑材塗布手段の塗布時の配置を示す模式図である。
【図４】カラー用画像形成装置における、感光体に対する潤滑材及び潤滑材塗布手段の非塗布時の配置を示す模式図である。
【図５】潤滑材の構造を示す斜視図である。
【図６】像担持体に対する潤滑材の位置設定機構を示す模式図である。
【図７】本発明に用いるブロック回路図である。
【図８】潤滑材の構造を示す斜視図である。
【図９】本発明に用いるブロック回路図である。
【符号の説明】
【００４９】
１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋ  感光体
６Ｙ，６Ｍ，６Ｃ，６Ｋ  クリーニング手段
６Ｌ  潤滑材６Ｌ
６Ｐ  潤滑材塗布手段
６１  芯金軸
１１０  制御手段
１１０Ａ  ＣＰＵ
１１１  画像幅信号処理手段
１１３  転写部材位置制御部
１１５  ステッピングモータ
１１６，１１７  ギア
【図１】
2006234927.tif 000004
【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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【図９】
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