JP2007017738A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】所望の位置、及び長時間に亘って像担持体に潤滑剤を供給し、クリーニング不良及びブレードめくれを防止する。
【解決手段】像担持体１の表面に、ブラシローラ５を介して、固形化したステアリン酸亜鉛系の潤滑剤６を供給する潤滑剤供給機構７を具備する画像形成装置において、像担持体１へ接触する潤滑剤６の表面形状に関して、ブラシローラ５の軸方向と平行に複数の凸部が形成されているものとする。
【選択図】図１

Description

本発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置に関し、詳しくは、像担持体の表面に供給される固形の潤滑剤、これを具備するクリーニング装置、及び画像形成装置に関するものである。

複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置において、像担持体の表面に潤滑剤を塗布する技術に関しては、従来、種々の提案がなされている。

例えば、従来においては、ステアリン酸亜鉛等の固形潤滑剤を多層構造にし、表層を柔らかくした状態で、像担持体に均一に当接させるようにした技術の開示がなされている（たとえば、特許文献１参照。）。
また、従来においては、潤滑剤塗布機能を備えたクリーニング装置についての提案もなされている（例えば、特許文献２乃至４参照。）。

また、従来においては、画像領域外である端部の潤滑剤の磨耗が大きく、経時でクリーニングブラシと潤滑剤とが接触しなくなってしまうことについての解決を図るために、潤滑剤の中央部より端部が高くなるように段差をつけたり、凹形状でブラシとの接触面積を増やしたようにした技術の提案がなされている（例えば、特許文献５参照。）。

特開２００４−１７７８１１号公報 特開２００４−３４１４８０号公報 特開２００４−３３３９６１号公報 特開２００４−３２５９２４号公報 特開２００１−５３５９号公報

しかしながら、上記特許文献１に開示されている技術によれば、硬度の異なる多層構造のステアリン酸亜鉛を成型することは、本来困難であるという問題を有している。また、ローラや像担持体等の棒材に均一に接触するほどの柔らかい潤滑剤を用いると、これが短時間で消費されてしまうという実用面における課題も有している。
また、上記特許文献２乃至４に開示されている技術のいずれにおいても、潤滑剤の材料、成型ロットによる硬度バラツキによって潤滑剤の塗布が不充分となってしまう場合が生じ、ブレードめくれやクリーニング不良が発生する原因となっていた。
また、上記特許文献５の技術においては、端部の潤滑剤の消費が中央より多いことを前提とし、その消費分を補うために端部の潤滑剤の硬度を高くしたり、ブラシとの接触面を増やしたりしているが、実際には、トナーが介在しない部分は、中央のトナーが介在する部分よりも潤滑剤の消費は少ないと考えられる。
本発明においては、更なる潤滑剤の塗布機能を向上させ、ブラシローラを介して像担持体へ安定した量のステアリン酸亜鉛系の固形潤滑剤を像担持体へ塗布するに際して、クリーニングブレードからのトナーすり抜けによる異常画像やブレードめくれを防止することを目的とするものである。
また、機械立ち上げ時に発生しやすいブレードめくれやクリーニングブレードからのトナーすり抜けによる異常画像を防止することを目的とする。
また、経時でステアリン酸亜鉛がブラシローラで削り取られてもフラットな面とならずに凸形状を維持して像担持体へ充分な量のステアリン酸亜鉛を塗布し、クリーニング不良やブレードめくれを防止することを目的とする。

請求項１に係る発明においては、像担持体の表面に、ブラシローラを介して、固形化したステアリン酸亜鉛系の潤滑剤を供給する潤滑剤供給機構を具備する画像形成装置用の潤滑剤であって、前記像担持体へ接触する側の面に、前記ブラシローラの軸方向と平行に複数の凸部が形成されている潤滑剤を提供する。
請求項２に係る発明においては、前記潤滑剤の凸部の先端が角状となっているものとする。
請求項３に係る発明においては、前記潤滑剤の、前記ブラシローラの軸方向と平行の方向で長手方向の一部に、前記凸部が形成されているものとする。
請求項４に係る発明においては、前記潤滑剤の、前記像担持体の画像形成領域外に相当する、長手方向における両端部に、前記凸部が形成されているものとする。
請求項５に係る発明においては、前記潤滑剤に、断面形状が多角形状、あるいは円形状の穴部が形成されているものとする。
請求項６に係る発明においては、前記潤滑剤には、気泡穴が形成されているものとする。
請求項７に係る発明においては、画像転写を行う転写装置の、転写ベルトをクリーニングする転写装置用クリーニング装置であって、少なくとも、転写装置用クリーニングブレード、及び前記転写ベルトに対する潤滑剤供給機構を備えており、前記潤滑剤供給機構においては、ブラシローラを介して、固形化したステアリン酸亜鉛系の潤滑剤を前記転写ベルトに供給するようになされており、前記潤滑剤の表面に、前記ブラシローラの軸方向と平行に複数の凸部が形成されているクリーニング装置を提供する。
請求項８に係る発明においては、像担持体の表面に、ブラシローラを介して、固形化したステアリン酸亜鉛系の潤滑剤を供給する潤滑剤供給機構を具備する画像形成装置であって、前記像担持体へ接触する前記潤滑剤の表面に、前記ブラシローラの軸方向と平行に複数の凸部が形成されているものとした画像形成装置を提供する。

本発明によれば、ブラシローラを介して、像担持体へステアリン酸亜鉛系の固形潤滑剤を安定した量の潤滑剤を像担持体へ塗布でき、クリーニングブレードからのトナーすり抜けによる異常画像やブレードめくれを防止できた。
また、初期の潤滑剤塗布量を多くして初期感光体の摩擦係数を下げることにより、機械立ち上げの際に発生しやすいブレードめくれやクリーニングブレードからのトナーすり抜けによる異常画像を確実に防止できた。
また、潤滑剤の長手方向の一部を複数の凸形状として部分的に初期の像担持体への塗布量を増やしたことにより、ブレードめくれやクリーニングブレードからのトナーすり抜けによる異常画像を確実に防止できた。
また、潤滑剤の長手方向の両端で、画像領域外部分をブラシローラの軸方向と平行に複数の凸形状としたことにより、クリーニングブレードの両端部である像担持体の転写残トナーが来ない部分に安定した量の潤滑剤を塗布でき、ブレードめくれを確実に防止できた。
また、潤滑剤において、断面形状が多角形あるいは円形状の穴部を形成したことにより、経時で潤滑剤がブラシローラで削り取られてもフラットな面とならずに凸形状を維持でき、像担持体へ充分な量のステアリン酸亜鉛を塗布でき、クリーニング不良やブレードめくれを防止できた。
また、潤滑剤に気泡を形成することにより、経時でステアリン酸亜鉛がブラシローラによって削り取られても、像担持体へ充分にステアリン酸亜鉛が塗布でき、また経時においても像担持体へ充分な量のステアリン酸亜鉛を塗布でき、クリーニング不良やブレードめくれを防止することができた。
また、転写装置においても、上記形状の潤滑剤を適用することにより、初期のブレードめくれや経時でのクリーニングブレードのトナーすり抜けによる転写紙の裏汚れ不良やブレードめくれを防止することができた。

以下、本発明の実施の形態について、図を参照して詳細に説明するが、本発明は、以下の例に限定されるものではない。
本発明の潤滑剤を備えた画像形成装置、及び同じく潤滑剤を備えたクリーニング装置を図１に示す。
複写機、プリンタ、ファクシミリ等を構成する画像形成装置１００においては、図１に示すように、像担持体１としての感光体の周りに、帯電装置１２、赤外光を照射する露光装置１３、現像ローラ１４、転写装置１５、クリーニングブレード１８等が配置されており、感光体（像担持体１）の回転に伴って、帯電、露光、現像、転写、クリーニング、除電等の各作像プロセスが実行されるようになっている。

先ず、帯電装置１２（帯電ローラ）により、高圧のＤＣ、ＡＣバイアスを印加して、像担持体１を均一に帯電し、次に露光装置１３から照射された赤外光により、像担持体１に潜像部を形成する。
現像装置を構成する現像ローラ１４には、バイアスが印加され、像担持体１の潜像部と現像ローラ１４の電位差により、現像ローラ１４上のトナーが、像担持体１の潜像部へ移動する。
像担持体１の潜像部のトナーは、転写装置１５で転写紙３に転写され、紙に転写されなかった転写残トナー４は、クリーニングブレード１８によって掻き落とされ回収される。
高画質化を図るためには、トナーの小粒径化、球形化が必要であるとされているが、トナーを小粒径化、球形化することにより、転写残トナー４の良好なクリーニング性を確保することが困難となってきている。
このような良好なクリーニング性を得るために、像担持体（感光体）１の摩擦係数を低減化させて、クリーニングブレード１８の先端挙動を安定させるべく、ブラシローラ５によってステアリン亜鉛等の固形潤滑剤６を削って、それを像担持体１に塗布するようにする。
このように、ステアリン亜鉛等の固形潤滑剤６を塗布することによって、像担持体１の帯電装置のＡＣ印加による劣化や経時の磨耗劣化が防止でき、クリーニングブレード１８と、像担持体１の摩擦係数が低減化でき、ブレードの先端の挙動が安定化される。

なお、上記装置構成においては、下記の問題点があった。
すなわち、潤滑剤６としてステアリン酸亜鉛を用いると、材料のロットのバラツキや成型ロットのバラツキによって成型して固形化したステアリン酸の硬度が異なってしまうが、硬いロットの場合にはブラシローラで削りにくくなり、安定した量の潤滑剤を像担持体１へ塗布することができなくなる。
また通常、潤滑剤の表面の初期状態は平滑となっているので、ブラシローラ５がステアリン酸亜鉛よりなる潤滑剤６の表面を滑るだけになってしまい、充分に供給できなくなってしまう。
特に初期状態では感光体も初期状態であり、初期の感光体の摩擦係数は大きいので、ステアリン酸亜鉛を多く塗布する必要がある。
また、表面が平滑でなく、多少粗い表面の潤滑剤を用いれば、初期の像担持体１への良好なステアリン酸亜鉛の塗布量は確保されるが、短時間で塗布量が低下してしまう。
このように、従来において、潤滑剤として従来公知の形状を有するステアリン酸亜鉛を用いると、初期、経時での像担持体１へ塗布量が不安定となる。このため、クリーニングブレード１８と像担持体１の摩擦係数が高くなり、ブレード先端の挙動が不安定になって、クリーニング不良の発生やクリーニングブレードのめくれが生じるといった問題があった。

他の問題点としては、画像領域外のクリーニングブレードには、転写残トナーの供給が無く、クリーニングブレード１８と像担持体１との接触部分に潤滑剤が供給されなくなるので、クリーニングブレードがめくれやすい状態となっていることである。
このような点に鑑み、従来においては、画像形成領域外にもステアリン酸亜鉛よりなる潤滑剤を塗布することにより、ブレードのめくれを防止していたが、ステアリン酸亜鉛よりなる潤滑剤６とブラシローラ５との間にトナーが存在しないと、結局のところ、ステアリン酸亜鉛は、充分にブラシローラ５によって削り取られないので、像担持体１の画像領域外へ、充分なステアリン酸亜鉛よりなる潤滑剤を塗布することができず、ブレードめくれが発生してしまっていた。
本発明においては、上述した従来の問題点の解決を図るべく、以下の構成を採っている。

図２に示すように、図１における潤滑剤（ステアリン酸亜鉛）６の、ブラシローラ５と接触する側の表面形状を、ブラシローラ５の軸方向と平行に複数の凸部５０が形成されたものとすることが好ましい。
従来公知の技術においては、固形の潤滑剤６の表面形状はフラット面あるいはブラシローラ５に沿ったＲ形状となっており、その表面は平滑であった。このようなフラット形状であると、ブラシローラ５によって潤滑剤６を充分に削り取れなかったが、図２のように、表面に複数の凸部５０を形成したことにより、ブラシローラ５のブラシと、潤滑剤６の摺動負荷が強化するので、像担持体１への潤滑剤（ステアリン酸亜鉛）の塗布量が増加する。
また、複数の凸部５０は、ブラシローラ５のブラシにこびりついた潤滑剤（ステアリン酸亜鉛）の粉を落とすので、再度新しい潤滑剤をブラシで削り取れるようなり、像担持体１へ供給することができる。
このように、潤滑剤６のブラシローラ５の接触面に、複数の凸部５０を設けたことにより、長時間に亘って像担持体１へのステアリン酸亜鉛の塗布量が充分に確保される。
また、凸部５０の高さを制御することにより、像担持体１への潤滑剤の供給時間を調節することもできる。
よって、潤滑剤６の材料ロット、成型ロット等に実用上回避困難な硬度バラツキがあっても、また初期の像担持体１の摩擦係数が高い場合においても、本発明によれば、充分に像担持体１に、潤滑剤を供給できるので、クリーニングブレード１８の先端の挙動が安定し、クリーニング不良による異常画像やブレードめくれを効果的に防止できる。

図３に、図２に示した潤滑剤６の破線部の一例の拡大図を示す。
なお、図２に示す断面形状を有する潤滑剤６の概略斜視図を図４に示し、図３に示す先端形状を有する潤滑剤６の概略斜視図を図５に示す。
図３、及び図５に示す例においては、潤滑剤６の表面に形成されている複数の凸部５０の先端が角形状となっている点に特徴を有している。
このように、潤滑剤６の凸部５０の先端を角形状とすることにより、ブラシローラ５との摺動負荷をより強くすることができるので、ブラシによる潤滑剤の削れ量をより増加させることができる。
よって初期の潤滑剤塗布量を多くし、像担持体１との摩擦係数を効果的に低減化できるので、機械立ち上げ時に発生しやすいブレードめくれやクリーニングブレードからのトナーすり抜けによる異常画像を効果的に防止できる。

また、図２、及び図３に示した潤滑剤６の表面の凸部は、ブラシローラ５の軸方向において、一部分にのみ形成されたものとしてもよい。
画像形成装置には、クリーニング性を向上させブレードめくれを回避し、その他の性能の向上を図るために、所望の位置に、部分的に潤滑剤の塗布量を初期的に多くすることが必要となる場合がある。
上述したような場合に対応するため、ブラシローラ５の軸方向において部分的に、凸部や、先端角形状を形成する。このような潤滑剤６の一例の概略斜視図を図６に示す。
このように、形成領域を予め選定した部分にのみ凸部５０や角形状を形成することにより、相当する領域にのみ、像担持体１への潤滑剤供給量を増加させることができる。
通常、画像形成装置においては、画像領域の端部の良好なクリーニング性を確保するために、クリーニングブレード１８の長手方向の幅は画像形成領域の範囲よりも大きくし、それに伴い、潤滑剤もクリーニングブレード１８の長手方向の長さと同等か、若しくはこれよりも長くする。
しかし、クリーニングブレード１８の画像形成領域外に相当する部分には、転写残トナー４が入らない。すなわち、かかる部分においてはクリーニングブレード１８と像担持体１との接触部分に潤滑剤の供給がなされないので、ブレードがめくれやすくなった状態となる。かかるブレードめくれを防止するためには、潤滑剤の供給が必要であるが、これについても、ブラシローラ５との間にトナーが存在しないとブラシローラ５によって潤滑剤が充分には削れない。
ブラシローラ５は、像担持体１やクリーニングブレード１８に接触するものなので、ブラシは柔軟な材料を用いられている。よってブラシローラのブラシのみでは、潤滑剤６を削る量は本来少量である。よって、トナー微粒子がブラシローラ５と潤滑剤６との間に介在するとこれが研磨剤として機能し、ブラシによる削る量が多くなる。
すなわち、画像形成領域外においては、トナーが入らず潤滑剤の像担持体１への塗布量も少ないので、画像形成領域内よりも像担持体１への潤滑剤の塗布量を多くする必要がある。
かかる点に鑑み、図７に示すように、画像形成領域外に相当する潤滑剤の表面形状を、図２に示した凸形状や、図３に示した角形状とすることによって、画像形成領域外の像担持体１に、潤滑剤を多く供給でき、ブレードめくれを確実に防止することができる。

また、潤滑剤６は、図８の概略断面図、及び図９の概略斜視図に示すように、複数の多角形の穴部６０が形成されていてもよい。
経時において、潤滑剤６は、ブラシローラ５によって削られて消費されていくが、図２及び図３に示したように、先端のみ凸形状や角形状となっている場合、次第に表面がフラットな面になってしまい、ブラシローラ５による削り量が減少してしまう。
かかる点に鑑み、図８及び図９に示すように、潤滑剤に穴部６０を形成することにより、経時で潤滑剤６がブラシローラ５によって削り取られていっても、常にブラシローラ５と接触する面において凸部が形成された状態を維持でき、長時間に亘って、像担持体１に充分な量の潤滑剤を供給でき、クリーニング不良やブレードめくれを確実に防止できた。

また、潤滑剤６は、図１０の一部を切り欠いた状態の概略断面図、及び図１１の概略斜視図に示すように、内部に気泡穴を有していてもよい。
潤滑剤６（固形ステアリン酸亜鉛）に、無数かつランダムに気泡穴が形成されていると、経時で潤滑剤６がブラシローラ５によって削り取られていっても、常にブラシローラ５と接触する面において、凸形状、先端角形状が形成された状態を維持でき、ブラシローラ５が潤滑剤６を削り取る負荷を強く保持することができるので、長時間に亘って、像担持体１に充分な量の潤滑剤が供給され、クリーニング不良やブレードめくれを確実に防止できた。

また、図１に示す画像形成装置の転写装置１５が具備するクリーニング装置４０においても、上記と同様の構成とすることができる。
すなわち、転写装置１５は、転写ベルト２１上に付着したトナーをクリーニングする転写装置用クリーニングブレード２５と転写ベルト２１に例えば固形ステアリン酸亜鉛よりなる潤滑剤２６を供給するブラシローラ３５よりなるクリーニング装置４０を具備しているが、この潤滑剤２６の形状を、図２〜図１１に示したものとすることにより、初期のブレードめくれや、経時における転写装置用クリーニングブレード２５のトナーすり抜けによる転写紙の裏汚れ不良やブレードめくれを確実に防止することができる。

本発明の画像形成装置の一例の概略構成図を示す。 本発明の画像形成装置を構成する潤滑剤の表面形状の一例の概略断面図を示す。 潤滑剤の凸部の拡大図を示す。 潤滑剤形状の一例の概略斜視図を示す。 潤滑剤形状の他の一例の概略斜視図を示す。 潤滑剤形状の他の一例の概略斜視図を示す。 潤滑剤形状の他の一例と、潤滑剤と像担持体との相対関係の概略断面図を示す。 潤滑剤形状の他の一例の概略断面図を示す。 潤滑剤形状の他の一例の概略斜視図を示す。 潤滑剤形状の他の一例の概略断面図を示す。 潤滑剤形状の他の一例の概略斜視図を示す。

符号の説明

１ 像担持体
３ 転写紙
４ 転写残トナー
５ ブラシローラ
６ 潤滑剤
７ 潤滑剤供給機構
１２ 帯電装置
１３ 露光装置
１４ 現像ローラ
１５ 転写装置
１８ クリーニングブレード
２１ 転写ベルト
２５ 転写装置用クリーニングブレード
２６ 潤滑剤
３５ ブラシローラ
４０ クリーニング装置
５０ 凸部
６０ 穴部
７０ 気泡穴

Claims (8)

1. 像担持体の表面に、ブラシローラを介して、固形化したステアリン酸亜鉛系の潤滑剤を供給する潤滑剤供給機構を具備する画像形成装置用の潤滑剤であって、
   前記像担持体へ接触する側の面に、前記ブラシローラの軸方向と平行に複数の凸部が形成されていることを特徴とする潤滑剤。
2. 前記凸部の先端が角状となっていることを特徴とする請求項１に記載の潤滑剤。
3. 前記ブラシローラの軸方向と平行の方向で、長手方向の一部において、前記凸部が形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の潤滑剤。
4. 前記像担持体の画像形成領域外に相当する部分であって、長手方向における両端部に、前記凸部が形成されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の潤滑剤。
5. 断面形状が多角形状、あるいは円形状の穴部が形成されていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の潤滑剤。
6. 気泡穴が形成されていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の潤滑剤。
7. 画像転写を行う転写装置の、転写ベルトをクリーニングする転写装置用クリーニング装置であって、
   少なくとも、転写装置用クリーニングブレード、及び前記転写ベルトに対する潤滑剤供給機構を備え、
   前記潤滑剤供給機構においては、ブラシローラを介して、固形化したステアリン酸亜鉛系の潤滑剤を前記転写ベルトに供給するようになされており、
   前記潤滑剤の表面に、前記ブラシローラの軸方向と平行に複数の凸部が形成されていることを特徴とするクリーニング装置。
8. 像担持体の表面に、ブラシローラを介して、固形化したステアリン酸亜鉛系の潤滑剤を供給する潤滑剤供給機構を具備する画像形成装置であって、
   前記像担持体へ接触する前記潤滑剤の表面に、前記ブラシローラの軸方向と平行に複数の凸部が形成されていることを特徴とする画像形成装置。
   

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