(57)【要約】【課題】トナー像が現像される像担持体、および、この像担持体をクリーニングするクリーニングブレードの極端な劣化を防止する工夫がなされた画像形成装置を提供する。【解決手段】所定の支持部材に取り付けられ、像担持体の表面に当接して像担持体上のトナー像が他に転写された後の像担持体表面に残留する転写残トナーを除去するクリーニングブレードを備えた画像形成装置において、湿度を検出する湿度検出部と、この湿度検出部によって検出された湿度に応じて、相対的に高い湿度の場合には像担持体への潤滑剤の供給量を減少させるとともに、相対的に低い湿度の場合には像担持体への潤滑剤の供給量を増加させる潤滑剤供給部とを備えた。【選択図】        図３
2005003808.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
トナー像を担持して所定の移動方向に移動する像担持体を備え、前記像担持体上のトナー像を最終的に記録媒体上に転写し定着させることにより画像を形成する画像形成装置において、
所定の支持部材に取り付けられ、前記像担持体の表面に当接して該像担持体上のトナー像が他に転写された後の該像担持体表面に残留する転写残トナーを除去するクリーニングブレードと、
前記像担持体に潤滑剤を供給する潤滑剤供給部と、
湿度を検出する湿度検出部とを備え、
前記潤滑剤供給部は、前記湿度検出部によって検出された湿度に応じて、相対的に高い湿度の場合には前記像担持体への前記潤滑剤の供給量を減少させるとともに、相対的に低い湿度の場合には前記像担持体への該潤滑剤の供給量を増加させるものであることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記像担持体が、所定の回転軸を中心に回転するものであり、
前記潤滑剤供給部が、前記像担持体の回転軸に平行に設けられた第２の回転軸を中心に前記像担持体と接触しながら該像担持体の回転方向とは正または逆の回転方向に回転切り替え可能かつ回転速度の制御可能なブラシと、固形潤滑剤と、該固形潤滑剤を前記ブラシと接触した状態に保持する保持部材とを備えたものであって、
前記潤滑剤供給部は、前記湿度検出部によって検出された湿度に応じて前記ブラシの回転速度を制御することにより、前記像担持体への潤滑剤の供給量を制御するものであることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記像担持体が、所定の回転軸を中心に回転するものであり、
前記潤滑剤供給部が、前記像担持体の回転軸に平行に設けられた第２の回転軸を中心に、前記像担持体と接触しながら該像担持体の回転方向とは逆の回転方向に回転するブラシと、固形潤滑剤と、該固形潤滑剤を保持し、該固形潤滑剤を、該固形潤滑剤が前記ブラシと接触する接触位置と該固形潤滑剤が前記ブラシから離れた退避位置との間で移動させる保持部材とを備えたものであって、
前記潤滑剤供給部は、前記湿度検出部によって検出された湿度に応じて、前記固形潤滑剤の、前記接触位置と前記退避位置との間での移動を制御することにより、前記像担持体への潤滑剤の供給量を制御するものであることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、トナー像を担持して所定の移動方向に移動する像担持体と、像担持体上のトナー像を最終的に記録媒体上に転写し定着させることにより画像を形成する画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、電子写真方式を採用する複写機やプリンタなどの画像形成装置が知られている。
【０００３】
この電子写真方式は、例えば、感光体ロールの表面を帯電させ、その表面を画像データに応じて露光して作成した静電潜像をトナーで可視像（トナー像）にし、この可視像を最終的に記録用紙に転写し定着させることで画像を形成する方式である。
【０００４】
また、可視像の転写を終えた感光体ロールの表面には未転写のトナーやトナー外添剤などが残留している場合があり、これら画像形成装置には、次の画像生成プロセスに備え、これら残留物を除去するクリーニングプロセスが備えられている。
【０００５】
近年、このクリーニングプロセスでは、感光体ロール表面のクリーニングが、一般的に、感光体ロールに当接された、ゴムなどからなるクリーニングブレードに、この感光体ロール上に付着した残留物を掻きとらせることで行なわれている。
【０００６】
しかし、このクリーニングブレードを使用するクリーニングプロセスでは、クリーニングブレードと感光体ロールとの間の、特にトナー外添剤の存在によって、これらクリーニングブレードと回転する感光体ロールとの直接的な接触が緩和されるため、クリーニングブレードはストレスなく、回転する感光体表面に当接されることとなる。ところが、このトナー外添剤は感光体ロールよりも硬く、上記のように、このトナー外添剤がクリーニングブレードと感光体ロールとの間をすり抜ける状況下に置かれると、このトナー外添剤は感光体ロール表面を多少引きずられるように移動するため、感光体ロール表面は摩耗し、感光体ロールの劣化が急速に進んでしまうという問題がある。
【０００７】
そこで、感光体の表面に潤滑剤を塗布する潤滑剤塗布プロセスを併せて備え、潤滑剤を感光体ロール表面に塗布することで、感光体ロール表面へのトナー外添剤の付着力を多少弱め、クリーニングブレードと感光体表面との間をすり抜けるトナー外添剤の量を減らすことで感光体ロール表面の摩耗を抑制することが考えられる。
【０００８】
ところが、潤滑剤を過度に塗布すると、感光体ロール表面の摩耗は抑制できる反面、感光体表面へのトナー外添剤の付着力が弱くなりすぎることで、感光体表面とゴムブレードとの間に存在するトナー外添剤の量が極端に減少し、感光体表面とクリーニングブレードとの間の摩擦力は急激に上昇する。この場合には、クリーニングブレードに大きなストレスがかかり、ブレードの劣化が急速に進んでしまうという問題がある。
【０００９】
つまり、感光体ロール表面に存在する潤滑剤の量が少な過ぎると、即ち感光体表面の潤滑剤層が薄過ぎると、感光体表面の摩耗が極端に進み、また、感光体ロール表面に存在する潤滑剤の量が多過ぎると、クリーニングブレードの劣化が極端に進むこととなり、いずれにしろ、感光体ロール表面に存在する潤滑剤の量が適切な場合と比べ部品交換の頻度が高くなってしまう。
【００１０】
そこで、感光体表面の潤滑剤の量を少なすぎず、また多すぎない所定量に保つことで、極端な劣化から感光体ロールおよびクリーニングブレードを守るために、例えば、画像濃度に応じて潤滑剤の供給量を制御する提案（特許文献１参照。）、画像データに応じて潤滑剤の供給量を制御する提案（特許文献２参照。）、感光体の温度に応じて潤滑剤の供給量を制御する提案（特許文献３参照。）がなされている。
【００１１】
【特許文献１】
特開平０８−１３７３５４号公報
【特許文献２】
特開２００２−２４４４８５号公報
【特許文献３】
特開平０７−２９５４５１号公報
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、感光体ロール表面の潤滑剤の量を上記所定量に保っていても、クリーニングブレードの歪みあるいは感光体の摩耗が発生することが確認されている。
【００１３】
本発明は、上記事情に鑑み、トナー像が現像される像担持体、および、この像担持体をクリーニングするクリーニングブレードの極端な劣化を防止する工夫がなされた画像形成装置を提供することを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するための本発明の画像形成装置は、
トナー像を担持して所定の移動方向に移動する像担持体を備え、上記像担持体上のトナー像を最終的に記録媒体上に転写し定着させることにより画像を形成する画像形成装置において、
所定の支持部材に取り付けられ、上記像担持体の表面に当接してこの像担持体上のトナー像が他に転写された後のこの像担持体表面に残留する転写残トナーを除去するクリーニングブレードと、
上記像担持体に潤滑剤を供給する潤滑剤供給部と、
湿度を検出する湿度検出部とを備え、
上記潤滑剤供給部は、上記湿度検出部によって検出された湿度に応じて、相対的に高い湿度の場合には上記像担持体への上記潤滑剤の供給量を減少させるとともに、相対的に低い湿度の場合には上記像担持体へのこの潤滑剤の供給量を増加させるものであることを特徴とする。
【００１５】
像担持体表面の極端な摩耗やクリーニングブレードの極端な劣化を抑制するために、像担持体表面の潤滑剤の量が少なすぎず、また多すぎない所定量に保たれている場合において相対的に低い湿度へと湿度が変化すると、静電気力が発生しやすくなるために像担持体へのトナー外添剤の付着力は強くなることから、クリーニングブレードと像担持体との間に存在するトナー外添剤の量は増加することとなる。この場合は、クリーニングブレードと像担持体との間の摩擦力は低下するためにクリーニングブレードの歪みは発生しないものの、クリーニングブレードと像担持体との間に存在するトナー外添剤の量の増加による像担持体表面の摩耗が激しくなる。また、像担持体表面の潤滑剤の量が少なすぎず、また多すぎない所定量に保たれている場合において相対的に高い湿度へと湿度が変化すると、静電気力が発生し難くなるために像担持体へのトナー外添剤の付着力は弱まることから、クリーニングブレードと像担持体との間に存在するトナー外添剤の量は減少することとなる。この場合は、クリーニングブレードと像担持体との間の摩擦力は上昇するためにクリーニングブレードの歪みは激しくなるものの、クリーニングブレードと像担持体との間に存在するトナー外添剤の量の減少により像担持体表面の摩耗は抑制される。本発明は、以上のことに着目してなされたものであり、本発明の画像形成装置では、相対的に低い湿度を検出した場合には、像担持体表面への潤滑剤の供給量を増やすことで像担持体表面の潤滑剤の量を増加させて像担持体表面の摩耗を抑制し、また、相対的に高い湿度を検出した場合には、像担持体表面への潤滑剤の供給量を減らすことで像担持体表面の潤滑剤の量を減少させ、像担持体へのトナー外添剤の付着力を強めることでクリーニングブレードと像担持体との間に存在するトナー外添剤の量を増加させてクリーニングブレードの歪みを抑制している。したがって、本発明の画像形成装置によれば、湿度によって変化する潤滑剤の所定量を、湿度変化に追随して像担持体表面に保持するための工夫がなされているため、トナー像が現像される像担持体、および、この像担持体をクリーニングするクリーニングブレードを極端な劣化から守ることができる。
【００１６】
ここで、上記像担持体が、所定の回転軸を中心に回転するものであり、
上記潤滑剤供給部が、上記像担持体の回転軸に平行に設けられた第２の回転軸を中心に上記像担持体と接触しながらこの像担持体の回転方向とは正または逆の回転方向に回転切り替え可能かつ回転速度の制御可能なブラシと、固形潤滑剤と、上記固形潤滑剤を上記ブラシと接触した状態に保持する保持部材とを備えたものであって、
上記潤滑剤供給部は、上記湿度検出部によって検出された湿度に応じて上記ブラシの回転速度を制御することにより、上記像担持体への潤滑剤の供給量を制御するものであってもよく、
あるいは、上記像担持体が、所定の回転軸を中心に回転するものであり、
上記潤滑剤供給部が、上記像担持体の回転軸に平行に設けられた第２の回転軸を中心に、上記像担持体と接触しながらこの像担持体の回転方向とは逆の回転方向に回転するブラシと、固形潤滑剤と、この固形潤滑剤を保持し、この固形潤滑剤を、この固形潤滑剤が上記ブラシと接触する接触位置とこの固形潤滑剤が上記ブラシから離れた退避位置との間で移動させる保持部材とを備えたものであって、
上記潤滑剤供給部は、上記湿度検出部によって検出された湿度に応じて、上記固形潤滑剤の、上記接触位置と上記退避位置との間での移動を制御することにより、上記像担持体への潤滑剤の供給量を制御するものであってもよい。
【００１７】
このようにすると、像担持体への潤滑剤の供給を簡単な機構で制御することができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の画像形成装置の実施形態について説明する。
【００１９】
図１は、本発明の画像形成装置の一実施形態であるプリンタの主要部の概略構成図である。
【００２０】
図１に示すように、本実施形態のプリンタ１には、４つの画像形成部１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋが備えられており、各画像形成部には、それぞれ、感光体ロール１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｋ、帯電部１２Ｙ、１２Ｍ、１２Ｃ、１２Ｋ、露光部１３Ｙ、１３Ｍ、１３Ｃ、１３Ｋ、現像ロール１４Ｙ、１４Ｍ、１４Ｃ、１４Ｋ、一次転写ロール１５Ｙ、１５Ｍ、１５Ｃ、１５Ｋ、ブラシ１６Ｙ、１６Ｍ、１６Ｃ、１６Ｋ、およびクリーニングブレード１７Ｙ、７Ｍ、１７Ｃ、１７Ｋが備えられている。尚、このプリンタ１は、フルカラーの印刷が可能となっており、上記の各構成要素の末尾に付された符号Ｙ、Ｍ、Ｃ、およびＫは、それぞれイエロー、マゼンタ、シアン、および黒の画像形成用の構成要素であることを示している。
【００２１】
また、このプリンタ１には、中間転写ベルト３０、中間転写ベルトクリーナ３１、二次転写ロール３２、定着器３３、テンションローラ３４、および制御部３５も備えられている。
【００２２】
このプリンタ１の基本的な画像形成動作について説明する。
【００２３】
先ず、イエローの画像形成部１０Ｙによるトナー像形成が開始され、矢印Ａ方向に回転する感光体ロール１１Ｙ表面に、帯電部１２Ｙにより所定の電荷が付与される。次に、露光部１３Ｙにより感光体ロール１１Ｙ表面にイエロー画像に相当する露光光が照射され潜像が形成される。その潜像は現像ロール１４Ｙによりイエローのトナーで現像されて感光体ロール１１Ｙ上にイエローのトナー像１００（図２参照）が形成される。そのトナー像１００は一次転写ロール１５Ｙにより中間転写ベルト３０に転写される。
【００２４】
中間転写ベルト３０は矢印Ｂ方向に循環移動しており、中間転写ベルト３０上に転写されたイエローのトナー像１００が次の色の画像形成部１０Ｍの一次転写ロール１５Ｍに到達するタイミングに合わせて、次の色のマゼンタのトナー像が一次転写ロール１５Ｍに到達するように、マゼンタの画像形成部１０Ｍによるトナー像形成が行われる。こうして形成されたマゼンタのトナー像は、一次転写ロール１５Ｍにおいて中間転写ベルト３０上のイエローのトナー像１００の上に重ねて転写される。
【００２５】
続いて、シアンおよび黒の画像形成部１０Ｃ、１０Ｋによるトナー像形成が上記と同様のタイミングで行われ、一次転写ロール１５Ｃ、１５Ｋにおいて中間転写ベルト３０のイエローおよびマゼンタのトナー像の上に順次重ねて転写される。
【００２６】
こうして、中間転写ベルト３０上に転写された多色トナー像は、二次転写ロール３２により用紙２００上に二次転写され、多色トナー像は用紙２００とともに矢印Ｃ方向に搬送され、定着器３３により用紙２００上に定着されることによりカラー画像が形成される。
【００２７】
図２は、図１に示す画像形成部の１つの詳細構成図である。
【００２８】
図２には、図１に示すプリンタ１の構成要素である、イエロー画像を担当する画像形成部１０Ｙが示されている。
【００２９】
また、図２には、この画像形成部１０Ｙの、感光体ロール１１Ｙ、帯電部１２Ｙ、露光部１３Ｙ、現像ロール１４Ｙ、一次転写ロール１５Ｙ、ブラシ１６Ｙ、およびクリーニングブレード１７Ｙ以外の構成要素である、クリーニングブレード１７Ｙを支持するブレード支持部材１８Ｙ、ブラシ１６Ｙに付着した残留トナーなどを払い落とすためのフリッカバー２２Ｙ、ブラシ１６Ｙの回転軌道上に、潤滑剤支持部材２７Ｙに取り付けられて配置された固形潤滑剤２４Ｙ、潤滑剤支持部材２７Ｙに取り付けられたおもり２８Ｙ、潤滑剤支持部材２７Ｙの近傍に配置されたカム２５Ｙ、および潤滑剤支持部材２７Ｙを軸支する軸２６Ｙが示されている。尚、固形潤滑剤２４Ｙが取り付けられた潤滑剤支持部材２７とカム２５Ｙとの関係、および、固形潤滑剤２４Ｙとブラシ１６Ｙとの関係については後述する。
【００３０】
また、図２には、固形潤滑剤２４Ｙが押し当てられていることで潤滑剤３００が付着したブラシ１６Ｙが感光体ロール１１Ｙと接触することで感光体ロールに潤滑剤３００を供給している様子も示されている。
【００３１】
本実施形態のプリンタ１では、感光体ロールへの潤滑剤の供給量を湿度に応じて制御することで、感光体ロール表面の極端な磨耗、および、クリーニングブレードの歪みによる極端な劣化を抑制する工夫がなされている。このプリンタ１では、相対的に低い湿度となると、感光体ロール表面への潤滑剤の供給量が増加される。これは、湿度が相対的に低くなると静電気力が発生しやすくなるため、感光体ロール表面へのトナー外添剤の付着力が強くなりクリーニングブレード１７Ｙと感光体ロール表面との間に存在するトナー外添剤の量が増加することによる感光体ロール表面の摩耗の激化を抑制するためである。
【００３２】
また、このプリンタ１では、相対的に高い湿度となると、感光体ロール表面への潤滑剤の供給量が減少される。これは、湿度が相対的に高くなると静電気力が発生し難くなるため、感光体ロール表面へのトナー外添剤の付着力は弱まりクリーニングブレードと感光体ロール表面との間に存在するトナー外添剤の量が減少することによるクリーニングブレードの歪みの激化を抑制するためである。尚、本実施形態における、４つの画像形成部１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋの動作および構成要素は同じであるので、以下では、画像形成部１０Ｙを代表して取り挙げて説明を続ける。
【００３３】
ここで、プリンタ１における、画像形成部１０Ｙの感光体ロール１１Ｙへの潤滑剤の供給量の制御について説明する。
【００３４】
図３は、図２に示すイエロー画像用の画像形成部の一部の概略ブロック構成図である。尚、ブラシ１６Ｙに付着した残留トナーなどを払い落とすためのフリッカバー２２Ｙの図示は省略されている。
【００３５】
図３には、図２に示す画像形成部１０Ｙのブラシ１６Ｙ部分の概略ブロック構成図が示されており、カム２５Ｙ、このカム２５Ｙが当接された潤滑剤支持部材２７Ｙ、ブラシ１６Ｙの回転軌道上に、潤滑剤支持部材２７Ｙに取り付けられている固形潤滑剤２４Ｙ、固形潤滑剤２４Ｙをブラシ１６Ｙの回転軌道上に配置するための、潤滑剤支持部材２７Ｙに取り付けられたおもり２８Ｙ、および潤滑剤支持部材２７Ｙを軸支する軸２６Ｙが示されている。
【００３６】
また、図３には、カム２５Ｙの回転により、このカム２５Ｙが当接されている潤滑剤支持部材２７Ｙが軸２６Ｙを中心に回動することで、固形潤滑剤２４Ｙが回転するブラシ１６Ｙに押し当てられる場合と押し当てられない場合とが示されている。尚、カム２５の軸２５１Ｙにはカム用モータ２５２Ｙが軸着され、ブラシ１６Ｙの軸１６１Ｙにはブラシ用モータ１６２Ｙが軸着されている。
【００３７】
さらに、図３には、湿度を検出する湿度センサ２１Ｙ、ブラシ用モータ１６２Ｙの回転を制御するブラシ用モータドライバ１９Ｙ、カム２５Ｙの回転を制御するカム用モータドライバ２３Ｙ、および、湿度センサ２１Ｙとブラシ用モータドライバ１９Ｙとカム用モータドライバ２３Ｙとが接続されるコントローラ２０Ｙが示されており、コントローラ２０Ｙは、湿度センサ２１Ｙで検出した湿度に応じて、ブラシ用モータドライバ１９Ｙおよびカム用モータドライバ２３Ｙの制御を行う。
【００３８】
本実施形態のプリンタ１では、感光体ロールへの潤滑剤３００（図２参照）の供給量の制御は、感光体ロールの回転速度に対するブラシの回転速度と、回転するブラシに対する固形潤滑剤２４Ｙの、所定時間内における接触時間の割合と、回転するブラシに対する固形潤滑剤２４Ｙの接触圧力とを変化させて行なうことができるようになっており、ブラシの回転速度は、ブラシ用モータ１６２Ｙを制御することで制御され、回転するブラシ１６Ｙに対する固形潤滑剤２４Ｙの接触時間は、カム用モータ２５２Ｙの回転を制御することで制御される。また、回転するブラシに対する固形潤滑剤２４Ｙの接触圧力は、潤滑剤支持部材２７Ｙに、交換可能に取り付けられているおもりを取り替えることで制御されている。
【００３９】
ここで、湿度に応じた、感光体ロールへの潤滑剤の供給量制御による、感光体ロール表面の摩耗、ブレードダメージなどへの影響を調べるために行った実験について説明する。
【００４０】
この実験では、高温高湿（２８℃、８５％）下、および低温低湿（１０℃、１５％）下においてそれぞれ３０万枚、計６０万枚のフルカラーでのプリンティングを実施した後の、感光体ロールの磨耗、ブレードのエッジダメージ、およびクリーニング性能を調査したものである。
【００４１】
このときの設定諸条件は、画像密度２０％、ウレタンゴム製クリーニングブレード、ブレード線圧２．６ｇｆ／ｍｍ、ブレードクリーニング角度１２．６°、ブレード硬度８７、自由長９ｍｍ、設定角度２３°である。
【００４２】
また、トナーには、トナー粒径が、体積平均粒径５．８μｍ、形状係数１３２のもの、固形潤滑剤には、ステアリン酸亜鉛を溶融成形し、５ｍｍ×５ｍｍ×３２０ｍｍに成形したものを採用し、ブラシには、毛密度５０×１０３本／ｉｎｃｈ２  、ブラシ毛長さ６．５ｍｍ（接着層含む）のナイロン製のものを採用している。
【００４３】
この実験の調査項目である、感光体ロールの磨耗量については、６０万枚のプリント開始前とプリント終了後との感光体の膜厚を渦電流式の膜厚計で計測しており、感光体傷については、表面粗さ計（東京精密（株）製Ｓｕｒｆｃｏｍ１４００Ａ）で平均粗さ（Ｒｚ）の測定を行なっている。ブレードエッジダメージについては、レーザー顕微鏡（キーエンス（株）社製）によりエッジ先端部の磨耗量の測定を行なうとともにブレードのクリーニング性能をストレス条件化で評価した。転写の飛び散りの評価については、プリントの目視観察による官能評価にて行なっている。以下に示す表１には、感光体ロールへの潤滑剤の供給量と、その供給量を感光体ロールに供給するための設定条件が示されている。
【００４４】
【表１】
2005003808.tif 000003
【００４５】
上記に示す表１には、本実施形態のプリンタ１における、３つ（実験例１から実験例３）の実験例の設定条件が示されているほか、これらとの比較のためにこのプリント１で行なった３つ（比較例１から比較例３）の実験例も示されており、実験例１から実験例３では、湿度に応じて、感光体ロールへの潤滑剤の供給量は変更されているが、比較例１から比較例３では、湿度に応じての、感光体ロールへの潤滑剤の供給量の変更は行なわれていない。
【００４６】
実験例１から実験例３では、それぞれ、湿度変化に応じた、感光体ロールへの潤滑剤の供給量の変更は行われているものの、その供給量の変化率や、供給量の変更の際の、おもりの重量、感光体ロールの回転速度に対するブラシの回転速度、および、回転するブラシに対する固形潤滑剤の、所定時間における接触時間割合には異なっている。
【００４７】
表１に示す実験例１は、おもり重量（単位ｇｆ、以下において省略）「１５」が取り付けられた状態で、湿度８５％における潤滑剤供給量（単位μｇ／回転、以下において省略）「３」が、湿度１５％においては潤滑剤供給量「８」に増加するように設定されており、湿度８５％における潤滑剤供給量「３」は、感光体ロールの回転速度に対するブラシの回転速度の割合（以下、この割合を速度比と称す）を「０．８」、回転するブラシに対する固形潤滑剤２４Ｙの、所定時間内における接触時間の割合（以下、この割合を接触比と称す）を「０．５」とすることで実現されている。また、湿度１５％における潤滑剤供給量「８」は、速度比を「１．１」、接触比を「１．０」とすることで実現されている。
【００４８】
表１に示す実験例２は、おもり重量（単位ｇｆ、以下において省略）「２５」が取り付けられた状態で、湿度８５％における潤滑剤供給量「４」が、湿度１５％において潤滑剤供給量「１４」に増加するように設定されており、湿度８５％における潤滑剤供給量「４」は、速度比を「０．８」、接触比を「０．３」とすることで実現されている。また、湿度１５％における潤滑剤供給量値「１４」は、速度比を「１．４」、接触比を「１．０」とすることで実現されている。
【００４９】
表１に示す実験例３は、おもり重量（単位ｇｆ、以下において省略）「３５」が取り付けられた状態で、湿度８５％における潤滑剤供給量「１．５」が、湿度１５％において潤滑剤供給量「２６」に増加するように設定されており、湿度８５％における潤滑剤供給量「１．５」は、速度比を「０．６」、接触比を「０．２」とすることで実現されている。また、湿度１５％における潤滑剤供給量値「２６」は、速度比を「１．２」、接触比を「１．０」とすることで実現されている。
【００５０】
これに対し、表１に示す比較例１は、固形潤滑剤が取り去られたプリンタ１において、ブラシは速度比「１．０」、すなわち感光体ロールと等速で回転されてはいるものの、このブラシには潤滑剤が付着されないため、感光体ロールに対する潤滑剤の供給が行なわれない場合である。
【００５１】
表１に示す比較例２は、おもり重量（単位ｇｆ、以下において省略）「４０」が取り付けられた状態で、湿度８５％における潤滑剤供給量「３２」が、湿度１５％において潤滑剤供給量「２６」に変化するように設定されているが、湿度８５％および湿度１５％の双方で、速度比が「１．０」、接触比が「１．０」に設定されていることからも分かるように、この潤滑剤供給量の変化は、それぞれの湿度の時のときの温度の違いに起因するものでありこの変化は意図されたものではない、湿度に応じて潤滑剤の供給量が変更されない、感光体ロール上のに潤滑剤の量が過多の場合の例である。また、表１に示す比較例３は、比較例２と比べおもり重量を「４０」から「１０」に変更したことで、湿度８５％における潤滑剤供給量「３」が、湿度１５％においては潤滑剤供給量「２」になってはいるが、これも意図されたものではない、湿度に応じて潤滑剤の供給量が変更されない、感光体ロール上の潤滑剤の量が微量の場合の例である。これら実験例および比較例の評価結果が表２に示されている。
【００５２】
【表２】
2005003808.tif 000004
【００５３】
上記に示す表２には、３つの実験例と３つの比較例についての調査項目である、「摩耗量」、「感光体の表面粗さ」、「ブレードエッジダメージ」、「転写飛び散り」、「総合評価」がそれぞれの例に対応して示されている。
【００５４】
表２に示す比較例１、即ち感光体ロール上には潤滑剤が塗布されていない場合には、感光体へのトナーの付着は良好なため、「転写飛び散り」は見られないが、「感光体粗さ」は粗く、「摩耗量」も２６ｎｍ／１０００回転と多いために、総合評価は「×」になっている。
【００５５】
表２に示す比較例２、即ち感光体ロール上に潤滑剤が多量に塗布されている場合には、感光体へのトナーの付着は妨げられてしまうために「転写飛び散り」がかなり見うけられ、「ブレードエッジダメージ」は重大であるが、「感光体粗さ」はあまりなく、「摩耗量」も１．２ｎｍ／１０００回転と非常に少ないものの総合評価は「×」になっている。
【００５６】
表２に示す比較例３、即ち感光体ロール上の潤滑剤が微量の場合には、感光体へのトナーの付着はまずまず良好であるため、「転写飛び散り」は見られず、「ブレードエッジダメージ」もほとんど見られないが、「感光体粗さ」は粗くなり、「摩耗量」も１８ｎｍ／１０００回転とやや多いため、総合評価は「×」になっている。
【００５７】
表２に示す実験例１および実験例２では、湿度が低湿度から高湿度に変化する時に潤滑剤の量も増加されているため、全ての項目で良好な結果となっている。図２に示す実験例３でも、湿度が低湿度から高湿度に変化する時に潤滑剤の量も増加されているが、高湿度の時の潤滑剤の供給量が実験例１および実験例２と比べ大幅に増加されたことから多少潤滑剤過多の状態となったことで「ブレードエッジダメージ」と「転写飛び散り」に影響がでているが、総合評価は「○」となっている。
【００５８】
以上に説明したように、湿度に応じて潤滑剤供給量を制御することで、感光体の極端な磨耗やクリーニングブレードの極端な劣化を防止することができる。表３には、湿度に応じた適切な潤滑剤の供給量が示されている。
【００５９】
【表３】
2005003808.tif 000005
【００６０】
表３には、湿度が「２０％以下」、「２０％〜８０％」、「８０％以上」それぞれの場合において適切な潤滑剤の供給量「５〜３０μｇ」、「２〜２０μｇ」、「０〜１０μｇ」が示されており、また、表４には、これらの供給量を実現するための、適切な速度比と接触比とが示されている。
【００６１】
【表４】
2005003808.tif 000006
【００６２】
表４には、湿度が「２０％以下」、「２０％〜８０％」、「８０％以上」それぞれの場合において適切な潤滑剤の供給量「５〜３０μｇ」、「２〜２０μｇ」、「０〜１０μｇ」を実現するための速度比と接触比とが示されている。この場合のおもり重量は、１５ｇｆから３０ｇｆが望ましい。尚、各湿度環境下における潤滑剤供給量が下限値より少ないと、感光体ロール表面の磨耗が加速する。また各湿度環境下における潤滑剤供給量が上限値より多いと、ブレードエッジダメージが進み、球形度が高いトナーを用いた場合には特に、クリーニング不良やクリーニング不良による感光体へのトナー付着等が頻発することとなる。さらに潤滑剤の供給量が過剰になると感光体とトナーとの間の付着力が低くなり過ぎて、転写時に生じる画像の滲み等も問題となる。
【００６３】
尚、固形潤滑剤には、脂肪酸金属塩であるステアリン酸亜鉛が好ましいが、フッ素系樹脂であるＰＴＦＥであってもよい。
【００６４】
ブラシの回転速度は、感光体に対する速度比が０．５から１．５の範囲で制御されことが好ましい。速度比が０．５を下回るとブラシと感光体ロール間にトナーがパッキングされるために、クリーニング不良や感光体ロールへのトナー固着の原因となる。速度比が１．５より大きいとブラシ摺擦による傷が感光体ロール表面に発生する。
【００６５】
ブラシ表面の繊維密度は、２３．４〜１８６本／ｍｍ２好ましく、さらに好ましくは３１．０〜９３．０本／ｍｍ２である。繊維密度を上記範囲にすることにより、長期間にわたって均一な潤滑剤の塗布が可能となる。
【００６６】
ブラシの繊維としては、ナイロン製が好ましく、アクリル又はポリプロピレンであってもよい。
【００６７】
ブラシ表面の繊維太さは、２〜１０デニールが好ましく、さらに好ましくは３〜１０デニールである。繊維太さを上記範囲にすることにより固形潤滑剤の掻き取りおよび感光体への塗布が適切に行なわれれる。
【００６８】
ブラシ表面の有効繊維長さは、２．５ｍｍ〜７ｍｍが好ましく、さらに好ましくは３ｍｍ〜６．５ｍｍである。繊維長さを上記範囲にすることにより、固形潤滑剤の掻き取りおよび感光体への塗布が適切に行なわれれる。
【００６９】
固形潤滑剤のブラシへの初期荷重は、１２ｇｆ〜６０ｇｆ（１１８ｍＮ〜５８８ｍＮ）が好ましく、さらに好ましくは１５ｇｆ〜４０ｇｆ（１４７ｍＮ〜３９２ｍＮ）である。ブラシへの荷重を上記範囲にすることにより、長期間にわたって適切な量の固形潤滑剤を供給することができる。
【００７０】
トナーの形状係数ＳＦは、１１０〜１６０が好ましく、さらに好ましくは１２５〜１３５である。形状係数ＳＦが１１０〜１６０のトナーを用いることにより、高画質の転写画像を得ることができると共に、クリーニング不良によるスジ等の画像不良の発生を押さえることが可能となる。
【００７１】
クリーニングブレードは、ウレタンゴム製が好ましく、また、シリコンゴム、ポリイミド変性シリコンゴム、フッ素ゴムであってもよい。
【００７２】
クリーニングブレードの硬度は、室温における測定で６０〜１００が好ましく、さらに好ましくは８０〜９０である。クリーニングブレードの硬度を６０〜１００の範囲にすることにより、ブラシによって掻き取られた粉末状の固形潤滑剤を感光体に適切に塗布することができる。尚、クリーニングブレードの硬度とは、ＪＩＳ−Ｋ６３０１で規定された値をいう。
【００７３】
図４は、本実施形態において実行されるルーチンのフローチャートである。
【００７４】
図４には、本実施形態であるプリンタ１が起動された際に、各画像形成部におけるカム用モータとブラシ用モータを制御する為に実行されるルーチンのフローチャートが示されており、ステップ１では、初期動作であるセットアップが行われ、ステップ２では、図３に示す湿度センサ２１Ｙによって検出された湿度に応じた湿度情報を取得し、ステップ３では、その湿度情報が湿度２０％以下をあらわすものであるか否かが判定される。ステップ３において、その湿度情報が湿度２０％以下をあらわすものであると判定されると、ステップ４に進み、ブラシ用モータ１６２Ｙの速度比が１．２〜１．５の間になるように制御され、カム用モータ２５２Ｙは、固形潤滑剤２４Ｙがブラシ１６Ｙに常に接する用に、即ち固形潤滑剤２４Ｙがブラシ１６Ｙに接した状態のまま停止した状態に置かれる。その後、ステップ２に戻る。ステップ３において、湿度情報が湿度２０％以下をあらわすものでないと判定されると、ステップ５に進み、湿度情報が湿度２０％超であって湿度８０％以下であることを表すものであるか否かが判定され、ステップ５において、湿度が２０％超であって８０％以下であると判定されると、ステップ６に進み、ブラシ用モータ１６２Ｙの速度比が０．８５〜１．２の間になるように制御され、カム用モータ２５２Ｙは、固形潤滑剤２４Ｙのブラシ１６Ｙに対する接触比が０．５から０．８となるように制御される。その後、ステップ２に戻る。ステップ５において、湿度が２０％超であって８０％以下でないと判定されると、ステップ７に進み、ブラシ用モータ１６２Ｙの速度比が０．５〜０．８５の間になるように制御され、カム用モータ２５２Ｙは、固形潤滑剤２４Ｙのブラシ１６Ｙに対する接触比が０から０．５となるように制御されるか、あるいは、潤滑剤とは接触しない状態、即ち、カム２５Ｙおよび潤滑剤支持部材２７Ｙが、図３における点線で示される状態にされる。その後、ステップ２に戻る。
【００７５】
本実施形態における、ブラシに対する固形潤滑剤の接触制御については、潤滑剤支持部材におもりを取り付けた場合を例に挙げて説明したが、本発明はこれに限るものではなく、トーションバネを潤滑剤支持部材２７Ｙの軸２６Ｙに取り付けることで、潤滑剤支持部材に取り付けられた固形潤滑剤をブラシに押しつけるようにしたものであってもよく、また、本実施形態では、おもりの重量、ブラシの回転速度、およびカムの回転速度を制御することで感光体ロール１１Ｙへの潤滑剤の供給量の制御を行なう場合を例に挙げて説明したが、本発明はこれに限るものではなく、これらのうちの１つあるいは２つを一定にしてその他を変化させて潤滑剤の供給量を変化させるものであってもよく、さらには、高湿度に変化した場合には低湿度の時よりも感光体ロールへの潤滑剤の供給量を減らし、低湿度に変化した場合には高湿度の時よりも感光体ロールへの潤滑剤の供給量を増やすことが実現されるものであれば、おもりの重量、ブラシの回転速度、あるいはカムの回転速度以外を制御するものであってよい。
【００７６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の画像形成装置によれば、トナー像が現像される像担持体、および、この像担持体をクリーニングするクリーニングブレードの極端な劣化を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の画像形成装置の一実施形態であるプリンタの主要部の概略構成図である。
【図２】図１に示す画像形成部の１つの詳細構成図である。
【図３】図２に示すイエロー画像用の画像形成部の一部の概略ブロック構成図である。
【図４】本実施形態において実行されるルーチンのフローチャートである。
【符号の説明】
１    プリンタ
１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋ    画像形成部
１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｋ    感光体ローラ
１２Ｙ、１２Ｍ、１２Ｃ、１２Ｋ    帯電部
１３Ｙ、１３Ｍ、１３Ｃ、１３Ｋ    露光部
１４Ｙ、１４Ｍ、１４Ｃ、１４Ｋ    現像部
１５Ｙ、１５Ｍ、１５Ｃ、１５Ｋ    一次転写ロール
１６Ｙ、１６Ｍ、１６Ｃ、１６Ｋ    ブラシ
１６２Ｙ    ブラシ用モータ
１７Ｙ、１７Ｍ、１７Ｃ、１７Ｋ    クリーニングブレード
１８Ｙ    ブレード支持部材
１９Ｙ    ブラシ用モータドライバ
２０Ｙ    コントローラ
２１Ｙ    湿度センサ
２２Ｙ    フリッカバー
２３Ｙ    カム用モータドライバ
２４Ｙ    固形潤滑剤
２５Ｙ    カム
２５２Ｙ    カム用モータ
１６１Ｙ、２５１Ｙ、２６Ｙ    軸
２７Ｙ    潤滑支持部材
２８Ｙ    おもり
３０    中間転写ベルト
３１    中間転写ベルトクリーナ
３２    二次転写ロール
３３    定着器
３４    テンションローラ
３５    制御部
１００    トナー像
２００  用紙
３００  潤滑剤
【図１】
2005003808.tif 000007
【図２】
2005003808.tif 000008
【図３】
2005003808.tif 000009
【図４】
2005003808.tif 000010