JP2007310336A - 潤滑剤供給装置、クリーニング装置、プロセスカートリッジ、及び、画像形成装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】像担持体3の表面4に潤滑剤を供給する潤滑剤供給装置であって、像担持体3に対して非接触で対向するとともに潤滑剤を担持する潤滑剤担持手段27と、潤滑剤担持手段27に担持された潤滑剤を像担持体3上に移行させる移行手段20、31、と、を備える。
【選択図】図2
Description
また、特許文献3等には、像担持体の上方に潤滑剤供給装置を設けて、ブラシ状回転部材で掻き取った潤滑剤を自然落下させて像担持体表面に潤滑剤を供給する技術が開示されている。
しかし、特許文献2等の技術は、大量の潤滑剤が常に像担持体に接触しているために、像担持体に潤滑剤が必要量を超えて過供給されてしまう可能性があった。
しかし、特許文献3等の技術は、ブラシ状回転部材で掻き取った潤滑剤を自然落下させて像担持体表面に潤滑剤を供給しているために、潤滑剤が像担持体表面の一部のみに供給されてしまい、潤滑剤の供給ムラが生じる可能性があった。また、潤滑剤を自然落下により像担持体上に供給する技術は、像担持体上に供給する潤滑剤の供給量や供給タイミングを制御しにくい。具体的に、像担持体上に潤滑剤を供給したくないときに、自然落下により像担持体上に潤滑剤が供給されてしまうことがある。
さらに、特許文献3等の技術は、潤滑剤を自然落下させて像担持体に供給する構成であるために、潤滑剤供給装置が像担持体の上方に配設されていなければならなかった。したがって、画像形成装置のレイアウト上の制約が大きかった。
図1〜図4にて、この発明の実施の形態1について詳細に説明する。
まず、図1にて、画像形成装置全体の構成・動作について説明する。
画像形成装置1は、モノクロの画像形成装置であり、静電潜像を担持して図中矢印A方向に回転する像担持体としての感光体ドラム3と、像担持体3の表面4を帯電する帯電装置5(帯電部)と、像担持体表面4を露光して静電潜像を形成する露光装置7と、像担持体表面4の静電潜像にトナーを供給して可視像化する現像装置9と、像担持体表面4のトナー像を転写材Pに転写する転写装置11と、転写後の像担持体表面4をクリーニングするクリーニングブレード13(クリーニング装置)と、像担持体表面4の残留電荷を除去する除電装置15と、感光体ドラム3に潤滑剤25を塗布する潤滑剤供給装置19(潤滑剤塗布装置)と、感光体ドラム3の表面電位を均一化させる表面電位均一化手段としての導電性ブラシ17と、を備えている。
図2を参照して、本実施の形態1における潤滑剤供給装置19は、クリーニングブレード13が設置されたクリーニング装置に内設されている。潤滑剤供給装置19は、固形状の潤滑剤25(固形潤滑剤)、潤滑剤25を担持する潤滑剤担持手段としてのブラシ状回転部材27(ブラシ部材、潤滑剤塗布部)、等で構成されている。
ブラシ状回転部材27は、導電性を有するブラシ毛(ブラシ繊維毛)が周設されていて、感光体ドラム3に対して非接触で対向している。また、ブラシ状回転部材27は潤滑剤25に接触するように設置され、ブラシ状回転部材27が回転して潤滑剤25を削り取る。このとき、粉体となった潤滑剤25はブラシ状回転部材27を構成するブラシ繊維毛の表面に付着して担持される。潤滑剤25はバネ26を介して保持部材29に固定されており、潤滑剤25をブラシ状回転部材27に押し付けている。固形の潤滑剤25をブラシ状回転部材27に押し付けているので、ブラシ状回転部材27と潤滑剤25との接触ムラをなくすことができる。
電極31により電荷を与えられたブラシ状回転部材27は、感光体ドラム3表面との空隙dに電場を形成して、帯電した粉状の潤滑剤25がブラシ状回転部材27から感光体ドラム3の表面に飛翔して付着する。
なお、転写後の感光体ドラム3の表面電位を制御する電源32と、ブラシ状回転部材27の電圧を制御する電源20と、の設定値を可変して、感光体ドラム3とブラシ状回転部材27との間の電界の強さを制御することで、潤滑剤25の供給量を制御することができる。
感光体ドラム3は負帯電性の有機感光体であり、ドラム状導電性支持体上に感光層等を設けたものである。図4に示すように、感光体ドラム3は、基層としての導電性支持体50上に、絶縁層である下引き層51が設けられている。その上に感光層としての電荷発生層52及び電荷輸送層53が設けられている。電荷輸送層53の上に機械的磨耗を防止する保護層54が積層されている。
ランカップリング剤、チタンカップリング剤、クロムカップリング剤等、Al2O3を陽極酸化したもの、ポリパラキシリレン(パリレン)等の有機物、SiO2、SnO2、TiO2、ITO、CeO2等の無機物を真空薄膜作成法にて設けたものでも良い。下引き層51の膜厚は0〜5(μm)が好ましい。
本実施の形態1では、潤滑剤25として、ステアリン酸亜鉛を主成分として潤滑油添加剤を溶解したものを用いている。潤滑剤には、供給過多による副作用がなく、充分な潤滑性があるものを用いることが好ましい。ステアリン酸亜鉛のようなラメラ結晶は両親媒性分子が自己組織化した層状構造を有しており、剪断力が加わると層間にそって結晶が割れて滑りやすい。したがって、潤滑剤25を感光体ドラム表面4に塗布することでドラム表面の摩擦を小さくできる。また、剪断力を受けて均一に感光体ドラム表面4を覆うことができるので、少量の潤滑剤25によって効果的に感光体ドラム表面を覆うことができる。
図5は、従来の潤滑剤供給装置を示す斜視図である。固形の潤滑剤105に接触するブラシ部材103によって潤滑剤105が掻き取られ、掻き取られた潤滑剤105をブラシ部材103を介して像担持体101表面に塗布している。係る構成では、潤滑剤105における同じ位置にブラシ部材103のブラシ繊維が接触する。そのため、図6(図5のM部分のプロフィールを示す。)と、図7(図5の潤滑剤とブラシ毛との接触部分を示す拡大図である。)と、を参照して、固形の潤滑剤105表面にブラシ部材103のブラシ毛の掻き取り跡が発生する。そして、固形潤滑剤105には、ブラシ毛によって削られた凹の部分105aと、削られずに残った凸の部分105bと、が形成される。この状態で潤滑剤表面の凸の部分105bにブラシ毛が当たると、凸の部分105bが突然欠けて(図7中、Nで示す部分である。)、欠けた塊が粗粉としてブラシ部材103に付着し、その後に像担持体101表面に付着する(図8を参照できる。)。そして、この潤滑剤の塊がクリーニングブレードと像担持体101とのニップ部に進入すると、潤滑剤の塗りムラやクリーニング不良や像担持体の傷の発生原因となる。
これに対して、本実施の形態1では、潤滑剤担持手段としてのブラシ状回転部材27を感光体ドラム3に接触させないで、ブラシ状回転部材27に担持された潤滑剤を移行手段によって感光体ドラム3上に飛翔させている。ここで、潤滑剤の粗大な塊(粗粉)は感光体ドラム3上まで飛翔しにくいために、潤滑剤の粗粉が感光体ドラムに付着することによる潤滑剤供給ムラ、クリーニング不良、感光体ドラムの傷等が軽減される。
さらに、本実施の形態1では、像担持体としての感光体ドラムに潤滑剤を供給する潤滑剤供給装置に対して本発明を適用したが、像担持体としての感光体ベルトや中間転写ベルトに潤滑剤を供給する潤滑剤供給装置に対しても当然に本発明を適用することができる。
図9にて、この発明の実施の形態2について詳細に説明する。
図9は、実施の形態2における画像形成装置の要部を示す概略図である。本実施の形態2は、表面電位均一化手段として帯電手段及び除電手段が用いられている点が、表面電位均一化手段として導電性ブラシが用いられている前記実施の形態1のものと相違する。
そこで、コロトロン帯電器33により、プラス側にシフトした表面電位をマイナス電位にした後に、発光部35により光照射をおこなって感光体ドラム3の表面電位を0(V)付近まで除電する。なお、コロトロン帯電器33への印加電圧は帯電器内のコロナワイヤに−6(kV)の直流電圧を印加している。
図10及び図11にて、この発明の実施の形態3について詳細に説明する。
図10は、実施の形態3における画像形成装置を示す概略図である。図11は、図10の潤滑剤供給装置における薄層化ブレードを示す拡大図である。本実施の形態3は、潤滑剤供給装置がクリーニング装置とは別に設けられている点が、潤滑剤供給装置がクリーニング装置に内設されている前記実施の形態1のものと相違する。
そして、潤滑剤供給装置19には、ブラシ状回転部材27に対して感光体ドラム3の回転方向下流側に、感光体ドラム3上に供給された潤滑剤を薄層化する薄層化手段としての薄層化ブレード34(薄膜化ブレード、潤滑剤薄膜化部)が設けられている。薄層化ブレード34は、クリーニングブレード13と同様に、金属の支持板にゴム部材を接着剤で貼り付けてなるブレード状部材である。薄層化ブレード34の材質には、ポリウレタンゴム、シリコーンゴム、ニトリルゴム、クロロプレンゴム等を用いることができる。また、薄層化ブレード34は弾性率が20〜80(%)、厚さは1〜6(mm)程度が好ましい。
図12にて、この発明の実施の形態4について詳細に説明する。
図12は、実施の形態4におけるクリーニング装置の要部を示す拡大図である。本実施の形態4では、クリーニング装置のクリーニングブレードが薄層化ブレードとして機能している。
図12に示すように、クリーニングブレード13を薄層化手段として用いる場合、クリーニングをおこなうべき転写残トナーTがニップ部13aに粉状の潤滑剤25と混在してしまう。しかし、粉状となった潤滑剤25の粒子はトナーTの粒径に比べて格段に小さいので、潤滑剤25の粒子はニップ部13aの奥側にまで進入して転写残トナーTの影響はほとんど受けない。このように、感光体ドラム表面4に付着した粉状の潤滑剤25は、クリーニングブレード13によって薄層化できるので、クリーニンブレード13とは別に薄層化ブレードを設ける必要がなく部品点数を減らすことができ、画像形成装置の小型化が可能になる。
図13及び図14にて、この発明の実施の形態5について詳細に説明する。
図13は、実施の形態5における画像形成装置を示す概略図である。本実施の形態5は、薄層化手段としてローラ状回転部材が用いられている点が、薄層化手段としてブレード状部材が用いられている前記実施の形態1のものと相違する。
そして、薄層化手段として薄層化ローラ41(回転ローラ、弾性ローラ)が設置されている。薄層化ローラ41は、ゴム材料からなり、感光体ドラム3に当接するローラ状回転部材である。
図15にて、この発明の実施の形態6について詳細に説明する。
図15は、実施の形態6における転写装置を示す概略図である。本実施の形態6は、ローラ状回転部材として転写ローラが用いられている点が、前記実施の形態5のものと相違する。
図16にて、この発明の実施の形態7について詳細に説明する。
図16は、実施の形態7における画像形成装置を示す概略図である。本実施の形態7は、表面電位均一化手段として帯電装置5が用いられている点が、前記実施の形態1のものと相違する。
図17にて、この発明の実施の形態8について詳細に説明する。
図17は、実施の形態8におけるプロセスカートリッジを示す概略図である。本実施の形態8は、潤滑剤供給装置がプロセスカートリッジに設けられている点が、前記実施の形態1のものと相違する。
図18及び図19にて、この発明の実施の形態9について詳細に説明する。
図18は、実施の形態9における潤滑剤供給装置を示す概略図である。図19は、図18の潤滑剤供給装置におけるブラシ状回転部材の近傍を示す拡大図である。本実施の形態8は、移行手段として板状部材が用いられている点が、前記各実施の形態のものと相違する。
また、ブラシ状回転部材27と感光体ドラム3とのギャップdは、0.5〜5.0(mm)の範囲にすることが好ましい。ギャップdが5.0(mm)を超えると、ブラシ毛27aの反発力(付勢力)によって潤滑剤が飛翔しても、ブラシ状回転部材27と感光体ドラム3との間に生じる気流によって感光体ドラム3上に潤滑剤が達しない可能性がある。
図20にて、この発明の実施の形態10について詳細に説明する。
図20は、実施の形態10における画像形成装置を示す概略図である。本実施の形態10は、潤滑剤供給装置がクリーニング装置とは別に設けられている点が、潤滑剤供給装置がクリーニング装置に内設されている前記実施の形態9のものと相違する。
さらに、本実施の形態10における潤滑剤供給装置19は、前記実施の形態3のものと同様に、クリーニング装置(クリーニングブレード13)に対して感光体ドラム3の回転方向下流側に設置されている。そして、潤滑剤供給装置19には、ブラシ状回転部材27の下流側に、薄層化手段としての薄層化ブレード34が設けられている。
なお、潤滑剤供給装置19において、ギャップdは1.0(mm)、ブラシ毛27aの長さは5(mm)、ブラシ密度は10(万本/inch2)、ブラシ抵抗は105(Ω・cm)、フリッカー60の食い込み量は1.0(mm)、ブラシ状回転部材27の回転速度は感光体ドラム3と同等に設定した。また、ランニングテストは、A4サイズの転写材Pを短手方向が搬送方向となるように搬送し、その転写材P上に画像面積率5%の横帯ベタ画像を形成したものを10万枚出力した。そして、5千枚、1万枚、2万枚、5万枚、8万枚、10万枚における、感光体ドラム表面の摩擦係数、クリーニング性、感光体ドラムの膜削れ量を確認した。
このように、感光体ドラムの摩擦係数が経時においても低い値で安定していることから、感光体ドラム上に潤滑剤が充分に供給されていることがわかる。また、クリーニング不良の発生もなく良好なクリーニング性が維持されていることがわかる。さらに、感光体ドラムの膜削れもまったく問題のないレベルであることがわかる。
3 感光体ドラム(像担持体)、
5 帯電装置、
9 現像装置、
11 転写装置、
13 クリーニングブレード(クリーニング装置)、
17 導電性ブラシ(表面電位均一化手段)、
19 潤滑剤供給装置(潤滑剤塗布装置)、
25 潤滑剤、
27 ブラシ状回転部材(潤滑剤担持手段、ブラシ部材、潤滑剤塗布部)、
31 電極(移行手段、電荷付与部)、
33 コロトロン帯電器(表面電位均一化手段、帯電手段)、
34 薄層化ブレード(薄層化手段、ブレード状部材、潤滑剤薄膜化部)、
35 発光部(表面電位均一化手段、除電手段)、
41 薄層化ローラ(薄層化手段、ローラ状回転部材、潤滑剤薄膜化部)、
45 プロセスカートリッジ、
60 フリッカー(移行手段、板状部材)。
Claims (24)
- 像担持体上に潤滑剤を供給する潤滑剤供給装置であって、
前記像担持体に対して非接触で対向するとともに、潤滑剤を担持する潤滑剤担持手段と、
前記潤滑剤担持手段に担持された潤滑剤を前記像担持体上に移行させる移行手段と、
を備えたことを特徴とする潤滑剤供給装置。 - 前記潤滑剤担持手段は、担持した潤滑剤が前記像担持体上に自重落下しない位置に配設されたことを特徴とする請求項1に記載の潤滑剤供給装置。
- 前記移行手段は、前記像担持体と前記潤滑剤担持手段との間に電界を形成するとともに、前記潤滑剤担持手段に担持された潤滑剤に電荷を与えて当該潤滑剤を前記電界によって前記像担持体に向けて移行させることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の潤滑剤供給装置。
- 前記潤滑剤担持手段は、導電性を有するブラシ毛が周設されたブラシ状回転部材であって、
前記移行手段は、前記ブラシ状回転部材の前記ブラシ毛に接触する電極を介して前記潤滑剤に電荷を与えることを特徴とする請求項3に記載の潤滑剤供給装置。 - 前記潤滑剤担持手段に対して前記像担持体の走行方向上流側に当該像担持体の表面電位を均一化する表面電位均一化手段を備えたことを特徴とする請求項3又は請求項4に記載の潤滑剤供給装置。
- 前記表面電位均一化手段は、前記像担持体に摺接する導電性ブラシであることを特徴とする請求項5に記載の潤滑剤供給装置。
- 前記表面電位均一化手段は、前記像担持体上を所定電位に帯電する帯電手段と、所定電位に帯電した前記像担持体上に除電光を照射する除電手段と、であることを特徴とする請求項5に記載の潤滑剤供給装置。
- 前記潤滑剤担持手段は、ブラシ毛が周設されたブラシ状回転部材であって、
前記移行手段は、前記ブラシ状回転部材の前記ブラシ毛を撓ませた後に復元させることで潤滑剤を飛翔させて当該潤滑剤を前記像担持体に向けて移行させることを特徴とする請求項1〜請求項7のいずれかに記載の潤滑剤供給装置。 - 前記移行手段は、前記ブラシ状回転部材の前記ブラシ毛に摺接する板状部材であることを特徴とする請求項8に記載の潤滑剤供給装置。
- 前記潤滑剤担持手段に対して前記像担持体の走行方向下流側に当該像担持体上に供給された潤滑剤を薄層化する薄層化手段を備えたことを特徴とする請求項1〜請求項9のいずれかに記載の潤滑剤供給装置。
- 前記薄層化手段は、前記像担持体に当接するブレード状部材であることを特徴とする請求項10に記載の潤滑剤供給装置。
- 前記ブレード状部材は、前記像担持体上をクリーニングするクリーニングブレードであることを特徴とする請求項11に記載の潤滑剤供給装置。
- 前記薄層化手段は、前記像担持体に当接するローラ状回転部材であることを特徴とする請求項10に記載の潤滑剤供給装置。
- 前記像担持体上をクリーニングするクリーニング装置に内設されたことを特徴とする請求項1〜請求項13のいずれかに記載の潤滑剤供給装置。
- 前記像担持体上をクリーニングするクリーニング装置に対して前記像担持体の走行方向下流側に配設されたことを特徴とする請求項1〜請求項13のいずれかに記載の潤滑剤供給装置。
- 前記移行手段は、前記像担持体が駆動しているときに前記潤滑剤を前記像担持体上に移行させることを特徴とする請求項1〜請求項15のいずれかに記載の潤滑剤供給装置。
- 前記移行手段は、所定時間ごとに前記潤滑剤を前記像担持体上に移行させることを特徴とする請求項1〜請求項15のいずれかに記載の潤滑剤供給装置。
- 前記潤滑剤は、ステアリン酸亜鉛であることを特徴とする請求項1〜請求項17のいずれかに記載の潤滑剤供給装置。
- 前記像担持体は、架橋構造を有するとともに電荷輸送材を分散してなるバインダー樹脂で形成された保護層をその表面に具備したことを特徴とする請求項1〜請求項18のいずれかに記載の潤滑剤供給装置。
- 像担持体上をクリーニングするクリーニング装置であって、
請求項1〜請求項19のいずれかに記載の潤滑剤供給装置を備えたことを特徴とするクリーニング装置。 - 画像形成装置の装置本体に対して着脱自在に設置されるプロセスカートリッジであって、
請求項1〜請求項19のいずれかに記載の潤滑剤供給装置と前記像担持体とが一体化されたことを特徴とするプロセスカートリッジ。 - 前記像担持体上を帯電する帯電部がさらに一体化され、
前記帯電部は、前記像担持体に対して非接触で対向することを特徴とする請求項21に記載のプロセスカートリッジ。 - 請求項1〜請求項19のいずれかに記載の潤滑剤供給装置と前記像担持体とを備えたことを特徴とする画像形成装置。
- 前記像担持体上を帯電する帯電部を備え、
前記帯電部は、前記像担持体に対して非接触で対向することを特徴とする請求項23に記載の画像形成装置。
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