图像形成装置、图像形成系统以及润滑剂量调整方法与流程

文档序号:12269720阅读:214来源:国知局
图像形成装置、图像形成系统以及润滑剂量调整方法与流程

本发明涉及图像形成装置、图像形成系统以及润滑剂量调整方法。



背景技术:

在利用电子照相方式的图像形成装置中,作为用于去除图像承载体(例如感光体)上的未转印调色剂和转印残余调色剂等残留调色剂的单元,已知使例如由弹性体构成的平板状的清洁刮刀抵接到图像承载体的表面,由此去除图像承载体上的残留调色剂的刮刀清洁方式的清洁装置。

近年来,根据高画质化的观点,有使调色剂粒子小粒径化的要求,作为得到这样的调色剂粒子的方法,利用了例如乳化聚合法、悬浮聚合法等聚合法。但是,伴随调色剂粒子的小粒径化而调色剂粒子与图像承载体的附着力增大,所以去除图像承载体上的残留调色剂变得困难。特别是,在使用通过聚合法制造出的所谓的聚合调色剂的情况下,调色剂粒子的形状接近球形,所以存在易于发生调色剂粒子在图像承载体上滚转而穿过清洁刮刀的清洁不良,进而去除图像承载体上的残留调色剂变得困难的问题。

另外,在发生滑过清洁刮刀的调色剂时,以该调色剂为核而在图像承载体上形成调色剂的凝集物,在纯色(solid)图像打印部产生粒状的扣白(以下称为“雨滴(raindrop)”)。为了应对这样的“雨滴”的质量问题,当前,对图像承载体上供给润滑剂(例如硬脂酸金属盐等金属皂),形成润滑剂的覆膜,从而在降低了调色剂粒子与图像承载体的附着力的状态下进行清洁。作为对图像承载体上供给润滑剂的润滑剂供给机构,有使刷子抵接到棒状的润滑剂而用刷子刮取润滑剂并供给到图像承载体表面的润滑剂涂覆方式、利用包含润滑性外添加剂(润滑剂)的调色剂形成调色剂图像并供给润滑剂的调色剂外添方式、或者组合润滑剂涂覆方式以及调色剂外添方式的方式。

在具备这些润滑剂供给机构的图像形成装置中,对图像承载体的表面供给润滑剂,降低了图像承载体表面的相对调色剂的摩擦系数。由此,抑制将形成在图像承载体的表面的调色剂图像转印到转印材料(例如中间转印带)时发生转印不良,能够提高调色剂图像的画质。另外,因为也能够降低压接于图像承载体的清洁刮刀等与图像承载体的摩擦系数,所以抑制了图像承载体的表面层的刨削(磨损),进而能够延长图像承载体的寿命。

专利文献1中公开了在图像承载体的旋转方向上,在比清洁刮刀更靠上游侧的位置配置清洁刷,通过清洁刷去除到达清洁刮刀之前的残留调色剂的调色剂去除部。

专利文献1:日本特开2011-112665号公报



技术实现要素:

但是,关于包覆在图像承载体上的润滑剂量,过少时会发生清洁不良、粒状噪声、纹理状的图像不均匀等问题,过多时也会发生凝结磨损所致的清洁刮刀的耐久性降低、从显影部向显影剂混入润滑材料所致的图像劣化这样的问题,所以该润滑剂量存在适当量。另外,由于产生润滑剂量的差值而在图像浓度、画质方面发生偏差,所以为了使该图像浓度、画质稳定,需要将润滑剂量维持于稳定并且适当范围。

调色剂外添方式相比于润滑剂涂覆方式,不需要润滑剂棒、刷子等涂覆装置,所以在设置空间、成本方面有利。但是,在调色剂外添方式中,显影装置内的润滑剂量根据调色剂的消耗量而变动,作为其结果,涂覆在图像承载体上的润滑剂量发生变动。涂覆在图像承载体上的润滑剂量由被供给到图像承载体上的润滑剂的“供给量”与供给到图像承载体上之后被削取回收的润滑剂的“回收量”之间的平衡决定。在调色剂外添方式中,润滑剂是从显影剂供给的,所以在打印高覆盖度的图像的情况下润滑剂的供给量变多,另一方面,在打印低覆盖度的图像的情况下,润滑剂的供给量变少。本来,在图像承载体上仅对被供给调色剂的部分供给润滑剂。但是,实际上,由于显影装置内的搅拌时的负荷、转印部(显影区域)中的电场负荷的影响,还存在从调色剂脱离、独立的润滑剂,对无图像的空白部分也供给了润滑剂。

另一方面,关于润滑剂的回收量,与图像承载体接触的清洁刮刀的影响大,润滑剂通过与堵塞清洁刮刀的抵接到图像承载体的刮刀边缘部的调色剂(主要是外添加剂分量)的摩擦而被削取回收。另外,润滑剂的回收量也根据对刮刀边缘部供给的调色剂量变动,如果供给的调色剂量变多则润滑剂的回收量增加,另一方面,如果供给的调色剂量变少则润滑剂的回收量变少。即,在打印高覆盖度的图像的情况下,润滑剂的回收量变多,在打印低覆盖度的图像的情况下,润滑剂的回收量变少。

如以上那样,存在如下问题:润滑剂的供给与回收的关系根据要打印的图像的覆盖度而变化,进而根据供给以及回收的比例而产生包覆在图像承载体上的润滑剂量的差值,无法将包覆在图像承载体上的润滑剂量维持于适当的范围。

另外,专利文献1记载的技术是减轻对刮刀边缘部供给的调色剂量的技术,而并非用于防止根据要打印的图像的覆盖度而产生包覆在图像承载体上的润滑剂量的差值的技术。即,专利文献1记载的技术并不以将包覆在图像承载体上的润滑剂量维持于适当的范围为目的,因此未具有用于该目的的结构。

本发明的目的在于提供一种能够将包覆在图像承载体上的润滑剂量维持于适当的范围的图像形成装置、图像形成系统以及润滑剂量调整方法。

本发明的图像形成装置具备:

能够旋转的图像承载体,被供给添加有润滑剂的调色剂;

第1清洁部,抵接到所述图像承载体,去除残留在所述图像承载体上的调色剂;

第2清洁部,在所述图像承载体的旋转方向上设置于所述第1清洁部的下游侧,抵接到所述图像承载体,去除未被所述第1清洁部去除而残留在所述图像承载体上的调色剂;以及

控制部,根据与所述调色剂的消耗量有关的调色剂消耗信息,进行变更所述第1清洁部中的去除性能的控制。

本发明的图像形成系统,具备多个部件,该多个部件包括图像形成装置,具备:

能够旋转的图像承载体,被供给添加有润滑剂的调色剂;

第1清洁部,抵接到所述图像承载体,去除残留在所述图像承载体上的调色剂;

第2清洁部,在所述图像承载体的旋转方向上设置于所述第1清洁部的下游侧,抵接到所述图像承载体,去除未被所述第1清洁部去除而残留在所述图像承载体上的调色剂;以及

控制部,根据与所述调色剂的消耗量有关的调色剂消耗信息,进行变更所述第1清洁部中的去除性能的控制。

本发明的润滑剂量调整方法,

对旋转的图像承载体供给添加有润滑剂的调色剂,

通过使第1清洁部抵接到所述图像承载体,去除残留在所述图像承载体上的调色剂,

在所述图像承载体的旋转方向上在所述第1清洁部的下游侧,使第2清洁部抵接到所述图像承载体,从而去除未被所述第1清洁部去除而残留在所述图像承载体上的调色剂,

根据与所述调色剂的消耗量有关的调色剂消耗信息,变更所述第1清洁部中的去除性能。

根据本发明,能够将包覆在图像承载体上的润滑剂量维持于适当的范围。

附图说明

图1是示意性地示出本实施方式中的图像形成装置的整体结构的图。

图2是示出本实施方式中的图像形成装置的控制系统的主要部分的图。

图3是示意性地示出调色剂去除部等的结构的图。

图4是示出本实施方式中的图像形成装置的润滑剂量调整控制动作的流程图。

图5是示意性地示出调色剂去除部等的结构的变形例的图。

图6是示出对清洁刮刀供给的调色剂的量与涂覆在感光体鼓上的润滑剂量的关系的图。

图7是示出输入图像的打印率于与涂覆在感光体鼓上的润滑剂量(感光体润滑剂量换算值)的关系的图。

符号说明

1:图像形成装置;10:图像读取部;20:操作显示部;21:显示部;22:操作部;30:图像处理部;40:图像形成部;50:纸张搬送部;60:定影部;71:通信部;72:存储部;100:控制部;101:CPU;102:ROM;413:感光体鼓;415A:清洁刮刀;416:调色剂去除部;417:电晕充电器;418:清洁刷;418B:电压施加部。

具体实施方式

以下,根据附图详细说明本实施方式。图1是示意性地示出本发明的实施方式的图像形成装置1的整体结构的图。图2示出本实施方式的图像形成装置1的控制系统的主要部分。图1、2所示的图像形成装置1是利用了电子照相处理技术的中间转印方式的彩色图像形成装置。即,图像形成装置1将形成在感光体鼓413(与本发明的“图像承载体”对应)上的Y(黄色)、M(品红色)、C(青色)、K(黑色)的各色调色剂图像转印(一次转印)到中间转印带421,在中间转印带421上重叠4色的调色剂图像之后,转印(二次转印)到纸张S,从而形成图像。

另外,在图像形成装置1中,采用了如下的串联方式:在中间转印带421的行进方向上串联配置与YMCK这4色对应的感光体鼓413,通过一次步骤依次将各色调色剂图像转印到中间转印带421上。

如图2所示,图像形成装置1具备图像读取部10、操作显示部20、图像处理部30、图像形成部40、纸张搬送部50、定影部60以及控制部100。

控制部100具备CPU(Central Processing Unit:中央处理单元)101、ROM(Read Only Memory:只读存储器)102、RAM(Random Access Memory:随机存取存储器)103等。CPU101从ROM102读出与处理内容对应的程序并在RAM103中展开,与所展开的程序协作而集中控制图像形成装置1的各块的动作。此时,参照储存在存储部72中的各种数据。存储部72包括例如非易失性的半导体存储器(所谓的闪存存储器)、硬盘驱动器。在本实施方式中,存储部72存储历史信息,该历史信息表示利用图像形成部40进行的调色剂图像的形成历史(与本发明的“调色剂消耗信息”对应)。历史信息包括印刷张数以及打印率等信息。另外,打印率包括每预定的印刷张数的平均打印率。

控制部100经由通信部71,在与连接到LAN(Local Area Network:局域网)、WAN(Wide Area Network:广域网)等通信网络的外部的装置(例如个人计算机)之间进行各种数据的发送接收。控制部100接收例如从外部的装置发送的图像数据,根据该图像数据(输入图像数据)而在纸张S上形成图像。通信部71包括例如LAN卡等通信控制卡。

图像读取部10构成为具备被称为ADF(Auto Document Feeder:自动输稿器)的自动原稿供纸装置11以及原稿图像扫描装置12(扫描仪)等。

自动原稿供纸装置11通过搬送机构搬送载置于原稿托盘的原稿D并送出到原稿图像扫描装置12。能够通过自动原稿供纸装置11,连续地一下子读取载置于原稿托盘的多张原稿D的图像(包括双面)。

原稿图像扫描装置12对从自动原稿供纸装置11搬送到接触玻璃上的原稿或者载置在接触玻璃上的原稿进行光学扫描,使来自原稿的反射光在CCD(Charge Coupled Device:电荷耦合元件)传感器12a的受光面上成像,读取原稿图像。图像读取部10根据利用原稿图像扫描装置12取得的读取结果生成输入图像数据。对该输入图像数据,在图像处理部30中实施预定的图像处理。

操作显示部20包括例如带触摸面板的液晶显示器(LCD:Liquid Crystal Display),作为显示部21以及操作部22来发挥功能。显示部21依照从控制部100输入的显示控制信号,进行各种操作画面、图像的状态、各功能的动作状况等的显示。操作部22具备数字键、启动键等各种操作键,受理由用户实施的各种输入操作,将操作信号输出到控制部100。

图像处理部30具备对输入图像数据进行与初始设定或者用户设定对应的数字图像处理的电路等。例如,图像处理部30在控制部100的控制下,根据灰度校正数据(灰度校正表格)进行灰度校正。另外,除了灰度校正以外,图像处理部30对输入图像数据还实施颜色校正、明暗度校正(shading correction)等各种校正处理、压缩处理等。根据实施这些处理而得到的图像数据来控制图像形成部40。

图像形成部40具备用于根据输入图像数据,利用Y分量、M分量、C分量、K分量的各有色调色剂形成图像的图像形成部件41Y、41M、41C、41K、中间转印部件42等。

Y分量、M分量、C分量、K分量用的图像形成部件41Y、41M、41C、41K具有同样的结构。为便于图示以及说明,共通的构成要素用同一符号表示,在区分彼此的情况下,对符号附加Y、M、C或者K而表示。在图1中,仅针对Y分量用的图像形成部件41Y的构成要素附加有符号,针对其他图像形成部件41M、41C、41K的构成要素省略了符号。

图像形成部件41具备曝光装置411、显影装置412、感光体鼓413、带电装置414、鼓清洁装置415(与本发明的“第2清洁部”对应)以及调色剂去除部416(与本发明的“第1清洁部”对应)等。

感光体鼓413由例如在鼓状的金属基体的外周面形成有感光层的有机感光体构成,该感光层包括含有有机光导电体的树脂。作为构成感光层的树脂,可以举出例如聚碳酸酯树脂、硅氧树脂、聚苯乙烯树脂、丙烯酸树脂、甲基丙烯酸树脂、环氧树脂、聚氨酯树脂、氯乙烯树脂、密胺树脂等。

通过控制部100控制对使感光体鼓413旋转的驱动马达(图示省略)供给的驱动电流,感光体鼓413以恒定的圆周速度旋转。

带电装置414是例如带电充电器,通过发生电晕放电,使具有光导电性的感光体鼓413的表面均匀地带电为负极性。

曝光装置411包括例如半导体激光器,对感光体鼓413照射与各颜色分量的图像对应的激光。其结果,在感光体鼓413的表面,通过与周围的电位差形成各颜色分量的静电潜像。

显影装置412是双组分逆转方式(two-component reverse type)的显影装置,通过使各颜色分量的显影剂附着在感光体鼓413的表面,使静电潜像可视化而形成调色剂图像。在本实施方式中,调色剂中添加具有润滑性的润滑剂。作为润滑剂,可以举出脂肪酸金属盐、硅油、氟系树脂等,它们能够单独使用或者混合2种以上而使用。特别优选脂肪酸金属盐。作为脂肪酸,优选直链烃,优选例如肉豆蔻酸、棕榈酸、硬脂酸、油酸等,更优选硬脂酸。作为金属,可以举出锂、镁、钙、锶、锌、镉、铝、铈、钛、铁等。在它们中,优选硬脂酸锌、硬脂酸镁、硬脂酸铝、硬脂酸铁等。

显影装置412具备被配置成与感光体鼓413隔着显影区域相对置的显影套筒。对显影套筒施加例如与带电装置414的带电极性相同的极性的直流显影偏压、或者对交流电压重叠了与带电装置414的带电极性相同的极性的直流电压的显影偏压。其结果,进行使调色剂附着到由曝光装置411形成的静电潜像的反转显影。

鼓清洁装置415抵接到感光体鼓413的表面,具有由弹性体构成的平板状的鼓清洁刮刀415A等,去除未被转印到中间转印带421而残留在感光体鼓413的表面的调色剂。

作为清洁刮刀415A的物性,回弹率和硬度很重要。回弹率优选在温度25[℃]下为10~80[%],更优选为30~70[%]。另外,JISA硬度优选为20~90[°],特别优选为60~80[°]。在JISA硬度小于20[°]的情况下,清洁刮刀415A过于柔软,易于发生刮刀打卷。另一方面,在JISA硬度大于90[°]的情况下,难以跟踪感光体鼓413的轻微的凹凸、异物,易于发生调色剂粒子的滑过。清洁刮刀415A对感光体鼓413的抵接负荷量优选为0.1~40[N/m],更优选为1~25[N/m]。在抵接负荷量小于0.1[N/m]的情况下,清洁力不足,易于产生图像污损。另一方面,在抵接负荷量大于40[N/m]的情况下,鼓清洁刮刀415A与感光体鼓413之间的磨损力变大,易于发生图像飞白等。抵接负荷量的测量使用将清洁刮刀415A的前端缘按压到秤来测量的方法、或在清洁刮刀415A的前端缘对感光体鼓413的抵接位置配置测力计等传感器来电测量的方法等。

图3是示意性地示出调色剂去除部416等的结构的图。

如图3所示,调色剂去除部416具有电晕充电器(与本发明的“带电量调整部”对应)417、清洁刷418、回收辊(flicker roller)419以及刮板420等。

电晕充电器417设置于感光体鼓413的旋转方向上的清洁刮刀415A的上游侧且一次转印辊隙(参照图1)的下游侧,调整未被转印到中间转印带421而残留在感光体鼓413的表面的调色剂的带电量。电晕充电器417是在由屏蔽体围起来的部位配置电晕电极(小直径的导线电极、锯齿状的锯齿电极),并且在电晕电极与感光体鼓413之间配置网眼状等的栅网电极(图示省略)而构成的。电晕充电器417通过对电晕电极施加例如DC正500[V]的高电压,引起使空气局部绝缘破坏的电晕放电而放出电荷,对感光体鼓413上的残留调色剂赋予与感光体鼓413的表面的带电极性(负极性)相反的极性(正极性)的电荷。另外,带电量调整部不限于电晕充电器417,只要是利用了电晕放电的电晕充电器、除电针、使用无纺布等的除电布、或者设置微小的空隙而与感光体鼓413相对置的电极、辊、或者接触式的辊等能够调整调色剂的带电量的部件,则可以是任意部件。调整带电量时所施加的电压可以是直流电压、交流电压以及对直流电压重叠交流电压而得到的电压中的任意的电压。另外,电晕充电器417是调整到达清洁刷418的调色剂的带电量的单元,所以只要是在感光体鼓413的旋转方向上在显影装置412的下游侧且清洁刷418的上游侧,则可以配置于任意的位置。

如图3所示,清洁刷418设置于感光体鼓413的旋转方向上的清洁刮刀415A的上游侧且电晕充电器417的下游侧,去除感光体鼓413上的残留调色剂。

清洁刷418具有能够旋转的部件以及植入其表面的具有弹性的多个导电性纤维(例如丙烯酸树脂)。清洁刷418通过在抵接到感光体鼓413的同时旋转,从感光体鼓413的表面上拾起残留调色剂。控制部100控制对使清洁刷418旋转的驱动马达418A供给的驱动电流,从而调整清洁刷418的旋转速度。

回收辊419通过在接触到清洁刷418的同时旋转,将由清洁刷418拾起的残留调色剂回收到回收辊419的表面上。

刮板420具有板形状,在其前端部向着与回收辊419的旋转方向相对的方向(顺时针方向)的状态下,被按压到回收辊419的表面。通过回收辊419旋转,由回收辊419回收而附着在表面上的残留调色剂被刮板420刮取。

中间转印部件42具备中间转印带421、一次转印辊422、多个支撑辊423、二次转印辊424以及带清洁装置426等。

中间转印部件42由环形带构成,环状地架设在多个支撑辊423上。多个支撑辊423中的至少一个由驱动辊构成,其他由从动辊构成。例如,优选相比于K分量用的一次转印辊422配置在带行进方向的下游侧的辊423A为驱动辊。由此,易于将一次转印辊隙中的带的行进速度保持为恒定。通过驱动辊423A旋转,中间转印带421在箭头A方向上以恒定速度行进。

中间转印带421是具有导电性以及弹性的带,在表面具有体积电阻率为8~11[logΩ·cm]的高电阻层。中间转印带421通过来自控制部100的控制信号而被旋转驱动。另外,关于中间转印带421,只要具有导电性以及弹性,则不限定材质、厚度以及硬度。

与各颜色分量的感光体鼓413相对置地,在中间转印带421的内周面侧配置一次转印辊422。夹着中间转印带421,一次转印辊422被压接到感光体鼓413,从而形成用于从感光体鼓413向中间转印带421转印调色剂图像的一次转印辊隙。

二次转印辊424与配置在驱动辊423A的带行进方向下游侧的背撑辊423B相对置,配置在中间转印带421的外周面侧。夹着中间转印带421,二次转印辊424被压接到背撑辊423B,从而形成用于从中间转印带421向纸张S转印调色剂图像的二次转印辊隙。

在中间转印带421通过一次转印辊隙时,感光体鼓413上的调色剂图像被依次重叠地一次转印到中间转印带421。具体而言,对一次转印辊422施加一次转印偏压,对中间转印带421的背面侧(与一次转印辊422抵接的一侧)施加与调色剂相反的极性的电荷,从而调色剂图像被静电转印到中间转印带421。

之后,在纸张S通过二次转印辊隙时,中间转印带421上的调色剂图像被二次转印到纸张S。具体而言,对二次转印辊424施加二次转印偏压,对纸张S的背面侧(与二次转印辊424抵接的一侧)赋予与调色剂相反的极性的电荷,从而调色剂图像被静电转印到纸张S。朝向定影部60搬送被转印有调色剂图像的纸张S。

带清洁装置426去除二次转印之后残留在中间转印带421的表面的转印残调色剂。另外,也可以代替二次转印辊424,而采用将二次转印带环状地架设在包括二次转印辊的多个支撑辊的结构(所谓的带式的二次转印部件)。

定影部60具备上侧定影部60A、下侧定影部60B以及加热源60C等,上述上侧定影部60A具有配置在纸张S的定影面(形成有调色剂图像的面)侧的定影面侧部件,上述下侧定影部60B具有配置在纸张S的背面(定影面的相反的面)侧的背面侧支撑部件。对定影面侧部件压接背面侧支撑部件,从而形成夹持纸张S而搬送的定影辊隙。

定影部60在定影辊隙中对搬送来的、二次转印有调色剂图像的纸张S进行加热、加压,从而使调色剂图像定影在纸张S上。在定影器F内,作为部件而配置定影部60。另外,也可以在定影器F中配置空气分离部件,该空气分离部件通过喷吹空气,使纸张S从定影面侧部件或者背面侧支撑部件分离。

纸张搬送部50具备供纸部51、排纸部52以及搬送路径部53等。在构成供纸部51的3个供纸托盘部件51a~51c中,针对预先设定的每个种类收容根据克重、尺寸等识别的纸张S(标准纸张、特殊纸张)。搬送路径部53具有阻挡辊(resist rollers)对53a等多个搬送辊。

收容在供纸托盘部件51a~51c中的纸张S从最上部开始被逐张送出,通过搬送路径部53搬送到图像形成部40。此时,通过配设有阻挡辊对53a的套准调节辊部,校正被供给的纸张S的倾斜并且调整搬送定时。然后,在图像形成部40中,中间转印带421的调色剂图像被一并地二次转印到纸张S的一个面,在定影部60中实施定影工序。形成有图像的纸张S由具备排纸辊52a的排纸部52排出到机外。

但是,包覆在感光体鼓413上的润滑剂量过少时发生清洁不良、粒状噪声、纹理状的图像不均等问题,过多时也发生凝结磨损所致的清洁刮刀415A的耐久性降低、从显影部向显影剂混入润滑材料所致的图像劣化这样的问题,所以该润滑剂量存在适当量。另外,由于产生润滑剂量的差而在图像浓度、画质方面发生偏差,所以为了使该图像浓度、画质稳定,需要将润滑剂量维持于稳定并且适当范围。

在本实施方式中,采用了通过包含润滑剂的调色剂形成调色剂图像并供给润滑剂的调色剂外添方式,所以显影装置412内的润滑剂量根据调色剂的消耗量而变动,作为其结果,涂覆在感光体鼓413上的润滑剂量变动。涂覆在感光体鼓413上的润滑剂量由被供给到感光体鼓413上的润滑剂的“供给量”和被供给到感光体鼓413上之后被削取回收的润滑剂的“回收量”之间的平衡来决定。在调色剂外添方式中,润滑剂是从显影剂供给的,所以在打印高覆盖度的图像的情况下,润滑剂的供给量变多,另一方面,在打印低覆盖度的图像的情况下,润滑剂的供给量变少。

另一方面,关于润滑剂的回收量,与感光体鼓413接触的清洁刮刀413A的影响大,润滑剂通过与堵塞在清洁刮刀415A抵接到感光体鼓413的刮刀边缘部的调色剂(主要是外添加剂分量)的滑擦而被削取回收。另外,润滑剂的回收量也根据对刮刀边缘部供给的调色剂量而变动,如果供给的调色剂量变多,则润滑剂的回收量增加,另一方面,如果供给的调色剂量变少,则润滑剂的回收量变少。即,在打印高覆盖度的图像的情况下,润滑剂的回收量变多,在打印低覆盖度的图像的情况下,润滑剂的回收量变少。

如以上那样,存在如下问题:润滑剂的供给与回收的关系根据要打印的图像的覆盖度而变化,进而根据供给以及回收的比例而产生涂覆在感光体鼓413上的润滑剂量的差值,无法将包覆在感光体鼓413上的润滑剂量维持于适当的范围。

因此,在本实施方式中,控制部100根据作为调色剂消耗信息的图像形成对象的输入图像的打印率,变更调色剂去除部416的调色剂去除性能,从而进行用于调整涂覆在感光体鼓413上的润滑剂量的控制(以下称为润滑剂量调整控制)。

具体而言,控制部100控制对驱动马达418A供给的驱动电流,变更清洁刷418相对于感光体鼓413的相对移动速度(线速度比),从而变更调色剂去除性能。此处,“相对移动速度”是指在清洁刷418和感光体鼓413抵接的位置,每单位时间的清洁刷418相对于感光体鼓413的相对移动距离。另外,在以下的说明中,将抵接的位置的清洁刷418的速度以及感光体鼓413的速度作为各自的圆周速度进行说明。另外,“调色剂去除性能”是指清洁刷418去除感光体鼓413上的残留调色剂的性能。

控制部100在输入图像的打印率低的情况下,进行提高调色剂去除性能的控制。具体而言,控制部100控制对驱动马达418A供给的驱动电流以提高清洁刷418相对于感光体鼓413的相对移动速度。由此,清洁刷418与感光体鼓413之间的每单位时间的接触面积增大,所以清洁刷418将感光体鼓413上的残留调色剂刮取得更多。未被刮取而存留在感光体鼓413上的少量的残留调色剂到达清洁刮刀415A,堵塞在清洁刮刀415A的刮刀边缘部。如果堵塞在刮刀边缘部的残留调色剂变为少量,则润滑剂的回收量变少。因此,虽然润滑剂的供给量变少,但由于润滑剂的回收量也变少,所以感光体鼓413上的润滑剂量不会变得过少而被维持于适当的范围。

另一方面,控制部100在输入图像的打印率高的情况下,进行降低调色剂去除性能的控制。具体而言,控制部100控制对驱动马达418A供给的驱动电流以降低清洁刷418相对于感光体鼓413的相对移动速度。由此,清洁刷418与感光体鼓413之间的每单位时间的接触面积减少,所以清洁刷418将感光体鼓413上的残留调色剂刮取得更少。未刮取而残留在感光体鼓413上的大量的残留调色剂到达清洁刮刀415A而堵塞在清洁刮刀415A的刮刀边缘部。如果堵塞在刮刀边缘部处的残留调色剂变为大量,则润滑剂的回收量变多。因此,虽然润滑剂的供给量变多,但由于润滑剂的回收量也变多,所以感光体鼓413上的润滑剂量不会变得过多而被维持于适当的范围。

图4是示出本实施方式中的图像形成装置1的润滑剂量调整控制动作的流程图。每当例如控制部100受理印刷任务的执行指示时执行图4中的处理。

首先,控制部100取得存储在存储部72中的印刷任务所涉及的输入图像的打印率(步骤S100)。输入图像的打印率是例如每预定的印刷张数的平均打印率。

接下来,控制部100判断在步骤S100中取得的打印率是否小于3[%](步骤S110)。

接下来,控制部100在判断为打印率小于3[%](即润滑剂的供给量少)的情况下(步骤S110:“是”),控制调色剂去除部416以提高调色剂去除部416的调色剂去除性能(步骤S120)。具体而言,控制部100控制对驱动马达418A供给的驱动电流,提高清洁刷418相对于感光体鼓413的相对移动速度而减少润滑剂的回收量。

另一方面,控制部100在判断为打印率是3[%]以上(即润滑剂的供给量多)的情况下(步骤S110:“否”),控制调色剂去除部416以降低调色剂去除部416的调色剂去除性能(步骤S130)。具体而言,控制部100控制对驱动马达418A供给的驱动电流,降低清洁刷418相对于感光体鼓413的相对移动速度而增加润滑剂的回收量。

如以上详细说明的那样,本实施方式中的图像形成装置1具备:感光体鼓413;清洁刷418,去除感光体鼓413上的残留调色剂;清洁刮刀415A,在感光体鼓413的旋转方向上配置于清洁刷418的下游侧,刮取感光体鼓413上的残留调色剂;以及控制部100,在输入图像的打印率低的情况下,通过提高清洁刷418相对于感光体鼓413的相对移动速度而减少润滑剂的回收量,另一方面,在输入图像的打印率高的情况下,通过降低该相对移动速度而增加润滑剂的回收量。

根据这样构成的本实施方式,即使在低打印率的印刷持续而供给到感光体鼓413上的润滑剂量少时,由于润滑剂的回收量也变少,所以润滑剂量不会变得过少而被维持于适当的范围。另一方面,即使高打印率的印刷持续而供给到感光体鼓413上的润滑剂量多时,由于润滑剂的回收量也变多,所以润滑剂量不会变得过多而被维持于适当的范围。

另外,在上述实施方式中,作为变更调色剂去除部416的调色剂去除性能的一个例子,示出了控制对使清洁刷418旋转的驱动马达418A供给的驱动电流的结构,但本发明不限于此。作为变形例1,如图5所示,调色剂去除部416也可以具备电压施加部418B,该电压施加部418B对清洁刷418施加用于静电吸附残留调色剂的偏置电压。控制部100通过变更对清洁刷418施加的偏置电压,进行变更调色剂去除部416的调色剂去除性能的控制。

通过对清洁刷418施加偏置电压(例如正200[V]),对在感光体鼓413上带电为负极性的残留调色剂,在从感光体鼓413朝向清洁刷418的方向上作用静电引力。因此,感光体鼓413上的残留调色剂易于被清洁刷418刮取。然后,控制部100控制电压施加部418B而使偏置电压增大,以使得更多的残留调色剂被清洁刷418刮取。

由此,在输入图像的打印率低的情况下,控制部100控制电压施加部418B以提高偏置电压。其结果,由清洁刷418刮取的残留调色剂变多。

另外,控制部100在输入图像的打印率高的情况下,控制电压施加部418B以降低偏置电压。其结果,由清洁刷418刮取的残留调色剂变少。

另外,也可以组合上述实施方式以及变形例1的结构。即,也可以由控制部100变更清洁刷418的旋转速度,并且变更对清洁刷418施加的偏置电压,从而变更调色剂去除性能。

进而,也可以对回收辊419施加用于静电吸附残留调色剂的偏置电压(对清洁刷418施加的偏置电压)以上的电压(例如正400[V])。由此,针对静电吸附到清洁刷418的调色剂,作用从清洁刷418朝向回收辊419的方向的静电引力。因此,回收辊419易于从清洁刷418拾起静电吸附在清洁刷418的调色剂。

另外,作为变形例2,控制部100也可以控制电晕充电器417的栅网电极(图示省略)的施加电压以变更残留调色剂的电荷量。

在变形例2中,在输入图像的打印率低的情况下,例如控制部100控制栅网电极的施加电压以使残留调色剂的电荷量变低。因为残留调色剂的带电电荷降低,残留调色剂针对感光体鼓413的附着力减少,所以该残留调色剂易于被清洁刷418刮取。即,由清洁刷418去除的残留调色剂变多。

另外,在输入图像的打印率高的情况下,例如控制部100控制栅网电极的施加电压以使残留调色剂的电荷量变高。因为残留调色剂的带电电荷提高,残留调色剂针对感光体鼓413的附着力增大,所以该残留调色剂难以被清洁刷418刮取。即,被清洁刷418去除的残留调色剂变少。另外,也可以通过组合上述实施方式、变形例1以及变形例2的结构,进行变更调色剂去除性能的控制。

另外,控制部100也可以根据涂覆在感光体鼓413上的润滑剂量,进行变更调色剂去除性能的控制。另外,涂覆在感光体鼓413上的润滑剂量的测量中,使用例如后述的傅立叶变换红外分光光度计(FT-IR)等公知的单元。由此,能够直接将涂覆在感光体鼓413上的润滑剂量维持于适当的范围。另外,控制部100也可以根据输入图像的打印率、调色剂的消耗量以及涂覆在感光体鼓413上的润滑剂量中的任意的2个以上的组合,进行变更调色剂去除性能的控制。

另外,在上述实施方式中,示出了在根据输入图像对感光体鼓413中的调色剂图像形成区域供给调色剂的第1供给定时(通常印刷时),控制部100控制调色剂去除部416以根据输入图像的打印率变更调色剂去除性能的结构,但本发明不限于此。例如,控制部100也可以在第1供给定时与第2供给定时之间进行变更调色剂去除性能的控制,在上述第1供给定时对感光体鼓413中的调色剂图像形成区域供给调色剂,在上述第2供给定时对感光体鼓413中的调色剂图像形成区域与下一个调色剂图像形成区域之间(像间)供给调色剂。第2供给定时包括例如形成用于检测像间的位置偏移的校正图案的定时、形成用于浓度检测的补片像的定时以及通过下游色的转印辊隙向感光体鼓413转印中间转印带421上的上游色调色剂的定时等。另外,该定时的上游色调色剂的转印量是根据例如从感光体鼓413对中间转印带421转印调色剂时的转印效率以及从中间转印带421对感光体鼓413逆转印调色剂时的逆转印效率来计算的。控制部100根据其计算结果,进行变更调色剂去除性能的控制。

控制部100在第1供给定时与第2供给定时之间,进行变更调色剂去除性能的控制。其理由在于第2供给定时的打印率与第1供给定时的打印率不同(升高或者降低),向感光体鼓413供给的调色剂量、润滑剂量根据图像校正图案、上游色的覆盖度等而变化的缘故。

另外,在上述实施方式中,作为调色剂去除部416的例子,示出了还使用清洁刷418的例子,但本发明不限于此。例如,也可以不使用清洁刷418,而使用能够在抵接到感光体鼓413的同时旋转的辊、或者能够在抵接到感光体鼓413的同时行进的带。在该情况下,控制部100通过变更辊或带相对于感光体鼓413的相对移动速度,进行变更调色剂去除性能的控制。

进而,也可以在感光体鼓413的旋转方向上在清洁刮刀415A的上游侧配置与清洁刮刀415A同样的刮刀,控制部100变更刮刀的弹性、或者变更感光体鼓413与刮刀之间的间隙,从而进行变更调色剂去除性能的控制。

另外,上述实施方式都是仅示出了实施本发明时的具体化的一个例子,本发明的技术的范围不应该据此被限定性解释。即,本发明能够不脱离其要旨、或者其主要的特征而以各种方式实施。

本发明能够应用于由包括图像形成装置的多个部件构成的图像形成系统。多个部件包括例如后处理装置、网络连接的控制装置等外部装置。

最后,说明本发明者进行的、确认上述实施方式的有效性的评价实验(实施例1~3、比较例1、2)的结果。

[实施例1~3、比较例1、2的图像形成装置的结构]

以下,说明评价实验的结果。作为实施例1~3、比较例1、2的图像形成装置,使用了具有图1、2的结构的图像形成装置。另外,如下述那样设定感光体鼓、显影装置、中间转印部件(转印装置)、清洁刮刀、清洁刷、调色剂等。

(1)感光体鼓

作为感光体鼓,使用在由铝构成的鼓状的金属基体的外周面形成有由聚碳酸酯树脂构成的厚度25[μm]的感光层的鼓状的有机感光体。使感光体鼓以400[mm/秒]的圆周速度旋转。

(2)显影装置

作为显影装置,使用具备以旋转速度600[mm/分]旋转驱动的显影套筒,对该显影套筒施加与感光体鼓的表面电位相同的极性的显影偏压,通过双分量显影剂进行反转显影的装置。

(3)中间转印部件

作为中间转印带,使用赋予了导电性的由聚酰亚胺树脂构成的环状的带。另外,设置有隔着该带而压接到感光体鼓、被施加与调色剂的带电极性相反的极性的一次转印偏压的一次转印辊。

(4)清洁刮刀

作为清洁刮刀,使用由聚氨酯橡胶构成的回弹率是50[%](25[℃])、JIS A硬度是70[°]、厚度是2.00[mm]、自由长度是10[mm]、宽度是324[mm]的清洁刮刀。另外,使清洁刮刀抵接到感光体鼓。另外,设定成抵接时的针对感光体鼓的抵接负荷量为20[N/m],抵接角为15[°]。

(5)清洁刷

作为清洁刷,使用导电性尼龙纤维(电阻108[Ω]、粗度20[μm]、纤维密度3.0×108[根/m2])、刷子的毛的长度是3[mm]、辊径是的导电性毛刷。清洁刷的旋转方向相对于感光体鼓为同方向(随附方向)。另外,通过控制对使清洁刷旋转的驱动马达供给的驱动电流,清洁刷相对于感光体鼓的相对移动速度(线速度比)θ能够在1.1~1.75的范围内变更。

(6)调色剂

构成双分量显影剂的调色剂包括通过乳化聚合法制造出的体积平均粒径是6.5[μm]的调色剂粒子,具有负带电性。将对该调色剂粒子作为润滑剂而添加0.2重量部的硬脂酸锌而得到的物质用作调色剂。

<润滑剂的均匀化的效果>

关于对清洁刮刀供给的调色剂的供给量如何影响涂覆在感光体鼓上的润滑剂量,使用上述图像形成装置进行了实验。

在0[g/m2]~0.6[g/m2]内变更对清洁刮刀供给的调色剂的量,在使感光体鼓旋转30周之后,使用傅立叶变换红外分光光度计(FT-IR),测量了涂覆在感光体鼓上的润滑剂量。

图6是示出对清洁刮刀供给的调色剂的供给量与涂覆在感光体鼓上的润滑剂量的关系的图。如图6所示,涂覆在感光体鼓上的润滑剂量根据对清洁刮刀供给的调色剂的供给量而不同,随着供给量增多为0.1[g/m2]、0.2[g/m2]、0.6[g/m2],润滑剂量减少。

在表1中,分别针对实施例1以及比较例1、2,示出它们的结构、清洁刷相对于感光体鼓的相对移动速度(线速度比)θ。

【表1】

在表1中,项目“相对移动速度θ”的“无刷子”表示从结构中去掉了清洁刷。另外,项目“相对移动速度θ”的例如“1.4”表示(清洁刷的圆周速度/感光体鼓的圆周速度)是1.4倍。

在图7中,针对实施例1、比较例1、2示出了输入图像的打印率和涂覆在感光体鼓上的润滑剂量(感光体润滑剂量换算值)的关系。另外,感光体润滑剂量换算值是利用FT-IR得到的测量值。

[实施例1]

在实施例1中,设为清洁刮刀以及清洁刷的结构。另外,相对移动速度θ在低打印率2[%]时为1.75,在中打印率20[%]时为1.4,在高打印率40[%]时为1.1。

在实施例1中,如图7所示,感光体鼓上的润滑剂量在低打印率2[%]时约0.55,在高打印率40[%]时约0.7。由此,可知低打印率时的润滑剂量与高打印率时的润滑剂量之差约为0.15。由此,可知实施例1中的低打印率时的润滑剂量与高打印率时之差比比较例1、2(后述)中的低打印率时的润滑剂量与高打印率时的润滑剂量之差小,感光体鼓上的润滑剂量被维持于适当的范围。

[比较例1]

在比较例1中,从其结构中去掉清洁刷,做成仅清洁刮刀的结构。在比较例1中,润滑剂量在低打印率2[%]时约为0.4,在高打印率40[%]时约为0.6。由此,可知低打印率时的润滑剂量与高打印率时的润滑剂量之差约为0.2。

[比较例2]

在比较例2中,做成清洁刮刀以及清洁刷的结构。另外,相对移动速度θ不管打印率如何都恒定为1.4。在比较例2中,润滑剂量在低打印率2[%]时约为0.5,在高打印率40[%]时约为0.9。由此,可知低打印率时的润滑剂量与高打印率时的润滑剂量之差约为0.4。

<图像问题改善效果的比较>

表2中分别针对实施例1~3以及比较例1、2,示出调色剂打滑的发生状况以及粒状不均的发生状况。

【表2】

在表2中,项目“过纸张数”的例如“10”表示连续印刷张数是10张。另外,项目“打印率”的“○”表示在该打印率下未发生调色剂的打滑(slippage)以及粒状不均。另外,该项目的“×CL不良”表示在该打印率下发生了调色剂的打滑。关于是否发生调色剂的打滑,通过在温度10[℃]、湿度20[%]的环境下,在以表所示的打印率连续印刷表所示的过纸张数的期间,图像上是否发生清洁不良的调色剂打滑噪声来确认。另外,该项目的“×粒状不均”表示在该打印率下发生了粒状不均。关于是否发生粒状不均,在刚刚进行上述连续印刷之后印刷1张打印率70[%]的半图像,通过此时是否发生粒状不均来确认。

[实施例1中的实验方法以及实验结果]

在实施例1中,做成清洁刮刀以及清洁刷的结构。另外,相对移动速度θ在打印率1[%]时为1.77,在打印率5[%]时为1.7,在打印率10[%]时为1.6。

在实施例1中,在打印率为1[%]时,使相对移动速度θ为1.77,从而在连续印刷2000张时未发生粒状不均。这与打印率为1[%]时因为使相对移动速度θ为恒定的1.4而发生了粒状不均的比较例2不同。在打印率为1[%]时,通过使相对移动速度θ为1.77,清洁刷去除感光体鼓上的大量的调色剂,到达(供给到)清洁刮刀的调色剂的供给量减少。由此,刮取涂覆在感光体鼓上的润滑剂的作用变小,润滑剂量被维持于适当的范围,能够防止发生粒状不均。

[实施例2中的实验方法以及实验结果]

在实施例2中,做成清洁刮刀以及清洁刷的结构。另外,相对移动速度θ不管打印率如何都恒定为1.4。进而,对清洁刷施加了偏置电压(正200[V])。进而,对回收辊施加了偏置电压(正400[V])。

在实施例2中,在连续印刷张数为10张~2000张时,在打印率为1[%]~10[%]的期间内未产生质量问题。通过对清洁刷施加偏置电压(正200[V]),易于利用清洁刷刮取调色剂。因此,到达清洁刮刀的调色剂量减少。由此,刮取涂覆在感光体鼓上的润滑剂的作用变小,润滑剂量被维持于适当的范围,能够防止发生粒状不均。

[实施例3中的实验方法以及实验结果]

在实施例3中,做成清洁刮刀以及清洁刷的结构。另外,相对移动速度θ不管打印率如何都恒定为1.4。进而,设置具有电晕电极的电晕充电器,对电晕电极施加了DC正500[V]。

在实施例3中,在连续印刷张数为10张~2000张时,在打印率为1[%]~10[%]的期间内未产生质量问题。通过对电晕电极施加DC正500[V],对感光体鼓上的调色剂施加与其带电极性(负极性)相反的极性(正)的电荷,调色剂的带电电荷降低,从而清洁刷易于刮取感光体鼓上的调色剂。因此,到达清洁刮刀的调色剂量减少。由此,刮取涂覆在感光体鼓上的润滑剂的作用变小,润滑剂量被维持于适当的范围,能够防止发生粒状不均。

[比较例1]

在比较例1中,从其结构中去掉清洁刷,做成仅清洁刮刀的结构。在连续印刷张数为10张时,在打印率为1[%]~10[%]的期间内未产生质量问题,但在连续印刷张数为500张时,在打印率为1[%]时发生了粒状不均。另外,在连续印刷张数为2000张时,在打印率1[%]时发生了粒状不均以及CL不良,在打印率为5[%]、10[%]时发生了粒状不均。

[比较例2]

在比较例2中,做成清洁刮刀以及清洁刷的结构。另外,相对移动速度θ不管打印率如何都恒定为1.4。在连续印刷张数为10张以及500张时,在打印率为1[%]~10[%]的期间内未产生质量问题,但在连续印刷张数是2000张时,在打印率为1[%]时发生了粒状不均。

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