JP2008310183A - 潤滑剤塗布装置及びこれを搭載した画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】塗布部材と固形潤滑部材とを常時接触させない潤滑剤塗布装置及びこれを搭載した画像形成装置を提供する。
【解決手段】トナー画像を有する像担持体の画像形成面(30)に対して圧接及び離間可能に構成されており、画像形成面に潤滑剤を塗布する塗布部材(48)と、塗布部材に対して接離可能に構成されており、塗布部材を介して画像形成面の潤滑性を付与する固形潤滑部材(66)とを具備し、塗布部材を画像形成面に圧接させた場合には、固形潤滑部材を塗布部材から離間させる一方、塗布部材を画像形成面から離間させた場合には、固形潤滑部材を塗布部材に接触させる。
【選択図】図６

Description

本発明は、複写機やプリンタ、ファクシミリ等に代表される画像形成装置に用いられる潤滑剤塗布装置及びこれを搭載した画像形成装置に関するものである。

この種の画像形成装置内には像担持体が設けられ、その画像形成面に形成されたトナー画像を媒体に転写する。そして、転写後に画像形成面をクリーニングし、残留したトナーを除去するとともに、この画像形成面に潤滑剤を付与する技術が知られている（例えば、特許文献１，２参照）。

詳しくは、この技術ではブラシが画像形成面に対して接離可能に設けられており、このブラシの背面側には固形の潤滑剤が設置されている。そして、この潤滑剤はブラシを介して画像形成面に塗布され、画像形成面の表面摩擦係数を低く抑えている。

特開平７−２７１１４２号公報 特開平７−２７１２６２号公報

しかしながら、上記従来の技術では、ブラシが画像形成面に接触している場合の他、ブラシが画像形成面から離間している場合であっても、ブラシと固形の潤滑剤とが接触状態にあり、これでは種々の問題がある。
詳しくは、ブラシと潤滑剤とが常時接触していることから、例えばブラシが回転している場合には、潤滑剤が必要以上に掻き取られて潤滑剤の消耗が非常に大きくなる。一方、ブラシが停止している場合には、ブラシには常に潤滑剤からの負荷が加わることになり、ブラシのクリープ変形が生ずるからである。

このように、上記従来の技術では、ブラシと潤滑剤とを必要な場合にのみ接触させる点については格別な配慮がなされていない。
また、この問題を解決するにあたり、潤滑剤の粒径にも留意する必要がある。大小種々の粒径の潤滑剤が画像形成面に塗布された場合には、画像形成面の均一化に影響を及ぼすからである。

そこで、本発明の目的は、上記課題を解消し、ブラシと固形の潤滑剤とを常時接触させない潤滑剤塗布装置及びこれを搭載した画像形成装置を提供することである。

上記目的を達成するための第１の発明は、トナー画像を有する像担持体の画像形成面に対して圧接及び離間可能に構成されており、画像形成面に潤滑剤を塗布する塗布部材と、塗布部材に対して接離可能に構成されており、塗布部材を介して画像形成面の潤滑性を付与する固形潤滑部材とを具備し、塗布部材を画像形成面に圧接させた場合には、固形潤滑部材を塗布部材から離間させる一方、塗布部材を画像形成面から離間させた場合には、固形潤滑部材を塗布部材に接触させる。

第１の発明によれば、像担持体の画像形成面には、塗布部材を介して固形潤滑部材による潤滑性が付与されている。ここで、塗布部材が像担持体から離間している場合のみ、固形潤滑部材と塗布部材とが接触する。すなわち、塗布部材を画像形成面から離間させた場合には、固形潤滑部材を塗布部材に接触させ、潤滑剤を画像形成面に供給させない。一方、塗布部材を画像形成面に圧接させた場合には、固形潤滑部材を塗布部材から離間させており、潤滑剤を画像形成面に供給させる。よって、固形潤滑部材と塗布部材とが常時接触される場合に比して、固形潤滑部材の消耗が少なくなる結果、塗布装置の小型化や製造コストの低廉化が達成可能になるとともに、塗布装置の長寿命化も達成可能になる。
しかも、塗布部材を画像形成面に圧接させた場合に、固形潤滑部材と塗布部材とを接触させる場合に比して、この潤滑剤がその粒径のまま画像形成面に塗布されないことから、良好な画像形成面を得ることができる。

第２の発明では、第１の発明の構成において、塗布部材を画像形成面に対して圧接及び離間させる塗布部材作動機構をさらに具備し、塗布部材は、画像形成面をクリーニングする機能を兼ねており、画像形成面をクリーニングする場合には、塗布部材を画像形成面に接触させる一方、画像形成面に形成されるトナー画像を媒体に転写する場合には、塗布部材を画像形成面から離間させることを特徴とする。
第２の発明によれば、第１の発明の作用に加えてさらに、塗布部材が画像形成面から離間している場合にのみ、固形潤滑部材が塗布部材に接触することから、その粒径を確実に選定した後の潤滑剤が画像形成面に塗布可能になる。

第３の発明は、第１や第２の発明の構成において、画像形成面に対峙した開口部を有し、その内部にする塗布部材及び固形潤滑部材を配設するハウジングをさらに具備し、塗布部材は、開口部にて画像形成面に対して圧接及び離間可能に構成されており、固形潤滑部材は、開口部とは反対側の塗布部材の背面に配置されていることを特徴とする。
第３の発明によれば、第１や第２の発明の作用に加えてさらに、塗布部材や固形潤滑部材はハウジング内に配設されており、固形潤滑部材は塗布部材の背面側にて開口部から離れて配置されている。よって、固形潤滑部材の配置空間を確保すれば、現有の塗布装置を大きく変更することなく、固形潤滑部材の設置が可能になることから、この点も塗布装置の小型化等に寄与する。

第４の発明は、第１から第３の潤滑剤塗布装置を搭載した画像形成装置であることを特徴とする。
第４の発明によれば、第１から第３の発明の作用に加えてさらに、画像形成面に選定された潤滑剤が塗布され、良好な画像が得られる結果、画像形成装置の信頼性向上に寄与する。

本発明によれば、塗布装置の小型化、製造コストの低廉化や長寿命化を達成可能な潤滑剤塗布装置及びこれを搭載した画像形成装置を提供することができる。

以下、本発明の好適な実施例を図面に基づいて説明する。
図１は本実施例におけるプリンタ１の概略構成図であり、同図の右側がプリンタ１の正面に対応し、左側が背面に対応している。
装置本体２内には感光体ドラム４を有する画像形成部３が内蔵されている。このドラム４の外周面には例えばアモルファスシリコンの感光体層が形成されており、ドラム４は同図の反時計方向に回転し、その外周面にて静電潜像の形成やトナーによる現像、トナー画像の１次転写との一連の動作が行われる。

具体的には、ドラム４の周囲には、その上方位置に近接して帯電器６が設けられており、この帯電器６によってドラム４の外周面が帯電される。そして、ドラム４が帯電された状態にて、その外周面に向けてレーザースキャニングユニット８から走査光が照射される。
このユニット８は、例えばポリゴンミラーを高速回転させながらレーザ光を反射させ、ドラム４の軸線方向に走査されたレーザ光を平面鏡で反射してドラム４の外周面を露光する。これにより、ドラム４の外周面上に静電潜像が形成される。

また、ドラム４の回転方向でみて、走査光の照射位置よりも下流には現像ユニット１０が配置されている。詳しくは、このユニット１０はドラム４の外周面に近接して配設されており、４色（例えばマゼンタ、シアン、イエロー、ブラック）の各トナーを用いてロータリー方式により静電潜像を現像する。つまり、ユニット１０もまた回転可能に構成され、その回転方向でみて各色別に区分された４つの現像器１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄを有している。

これら各現像器１０ａ〜１０ｄ内にはトナーがそれぞれ収容されており、また、各現像器１０ａ〜１０ｄには、その外周面にトナーを担持しながら回転する現像ローラ１１ａ〜１１ｄが配設されている。さらに、プリンタ１の正面側の適宜位置にはトナーコンテナ９が内蔵されており、各現像器１０ａ〜１０ｄには補給パイプ１３を通じて各色別のトナーが補給される。

このユニット１０では、その回転に伴い、現像すべき色に対応する現像器１０ａ〜１０ｄのいずれかをドラム４の外周面に臨ませた状態で停止させる。一方、各現像器１０ａ〜１０ｄでは、各現像ローラ１１ａ〜１１ｄがその外周面にトナー薄層を担持しながらそれぞれ回転しており、各ローラ１１ａ〜１１ｄにはＡＣ成分及びＤＣ成分からなる現像バイアス電圧が印加される。これにより、各ローラ１１ａ〜１１ｄに担持されたトナーはドラム４の静電潜像に向けて移行し、この静電潜像が色別のトナーで現像される。

また、ドラム４の周囲には、その外周面に沿って摺擦部材１４及び清掃部材１６が配置されている。具体的には、摺擦部材１４及び清掃部材１６は、ドラム４の回転方向でみて帯電器６の上流にそれぞれ配設されている。そして、摺擦部材１４は、トナー画像が１次転写された後のドラム４の外周面を研磨し、その感光体層に付着する酸化生成物を除去している。これに対し、清掃部材１６は、ドラム４の外周面に残留したトナーを除去し、次の画像形成前にその外周面をクリーニングしている。

一方、ドラム４及びトナーコンテナ９の下方には中間転写ユニット７が配置されている。このユニット７は無端状の中間転写ベルト（像担持体）１２を備えており、その表面（画像形成面）はドラム４の外周面に近接して配置される。なお、ベルト１２には、例えば誘電体樹脂製のシート材の両端部を互いに重ね合わせて接合したベルトや、継ぎ目を有しない（シームレス）ベルトが用いられている。

このベルト１２は、駆動ローラ１８ａとテンションローラ１２ａとの間に掛け回されており、これら各ローラの間にはドラム４との１次転写位置が設けられている。詳しくは、ローラ１８ａは、ベルト１２の周回方向でみて１次転写位置よりも上流に配置され、ローラ１２ａは下流に配置されている。後者のローラ１２ａには、例えば図示しないスプリングの反発力でベルト１２に向けて適度なテンションがかけられている。

そして、ベルト１２はドラム４の回転に同期しつつ、その外周面に接する位置を通過して周方向に走行しており、ドラム４に形成されたトナー画像はその外周面からベルト１２の表面に１次転写される。
駆動ローラ１８ａの近傍には転写部１８が形成されている。転写部１８はローラ１８ｂを有している。このローラ１８ｂは、ベルト１２を挟んでローラ１８ａと対になって回転しており、ベルト１２とローラ１８ｂとの間には転写ニップが形成されている。

ここで、同図には用紙の搬送方向が矢印で示されている。装置本体２の下部には用紙カセット２４が配置され、カセット２４内には用紙が積層した状態で収容されている。用紙搬送方向でみてカセット２４の下流側には、給紙ローラ２６、レジストローラ２８、転写部１８及び定着部２０が順に配置され、用紙が転写部１８を通過すると、１ページ単位のフルカラートナー画像がベルト１２から用紙に２次転写される。

この用紙の片面にのみ画像を形成させる場合には、定着部２０を通過した用紙は排出ローラ２１を介して排出トレイ２２に排出される。一方、この用紙の両面に画像を形成させる場合には、定着部２０を通過した用紙は、逆転させた排出ローラ２１を介して用紙反転通路２３内に引き戻される。この通路２３の一端は給紙ローラ２６とレジストローラ２８との間に連通されており、通路２３内の用紙は転写部１８に向けて再び搬送される。

ところで、本実施例の転写部１８の近傍には、クリーニングユニット（潤滑剤塗布装置）４０が設置されている。
具体的には、当該ユニット４０は、中間転写ユニット７の駆動ローラ１８ａに対峙して配設されており、ベルト１２上のトナー画像が用紙に２次転写された後に、このベルト１２に付着している残留トナー等が除去される。

より詳しくは、装置本体２の外装カバー等を省略した図２や図３に示される如く、当該外装カバーを開放してトナーコンテナ９を取り外すと、中間転写ユニット７が外部に露出される。この状態において、ユーザが例えば図示しないハンドル部を把持してユニット７を斜め右上方に引き揚げると、このユニット７とともにクリーニングユニット４０も装置本体２から取り外される。

中間転写ユニット７は、図４に示されるように、ベルト１２を掛け回しているローラ１２ａ，１８ａの各両端を回転自在にそれぞれ支持する支持部が備えられている。一方、クリーニングユニット４０は、図５に示される如く、ローラ状のファーブラシ（塗布部材）４８が内蔵されており、このブラシ４８は、ローラ１８ａと対向する位置でベルト１２と接触しながら回転可能に構成され、２次転写後の残留トナー等を電気的に除去している。

具体的には、このクリーニングユニット４０は、図６に示されるように、ベルト１２に向けて開口する有底のハウジング４２を備え、このハウジング４２の開口部４４がベルト１２の表面である画像形成面３０に対峙して形成されている。また、ハウジング４２は開口部４４から有底部分に向けて徐々に縮径され、その有底部分に回収スパイラル５８が配置されている。

上述したブラシ４８は開口部４４の近傍位置に配設されており、駆動ローラ１８ａの軸線に対して略平行に配設され、その軸５０の両端がハウジング４２の側面近傍に位置するプレート６８に回転自在に支持されている（図８，９）。
本実施例では、ハウジング４２内にスイープローラ５２が設けられる。このローラ５２はブラシ４８の上方に配置されており、ブラシ４８の軸線に対して略平行に配設され、その軸５３の両端がプレート６８に回転自在に支持されている。

また、このスイープローラ５２は電圧が印加可能に構成され、ブラシ４８にも電圧が印加される。これにより、ローラ５２はブラシ４８に摩擦接触し、ブラシ４８に付着した残留トナーを電気的に吸着する。
一方、このローラ５２の軸５３とブラシ４８の軸５０とは、ねじりバネ６９にて係合されており（図９）、当該バネ６９はブラシ４８を画像形成面３０から離間させる方向に付勢している。

再び図６に戻り、ブラシ４８と回収スパイラル５８との間には支持台５６が配置され、この支持台５６にはブレード５４が設けられている。本実施例のブレード５４はスイープローラ５２に接触可能に配置されており、ローラ５２の外周面に接触して吸着された残留トナーを掻き取っている。そして、掻き取られたトナーは回収スパイラル５８に回収される。

また、本実施例では、ブレード５４の下方に固形潤滑部材６６を有している。この潤滑部材６６は直方体に形成され、ブラシ４８の軸線に対して略平行に配設されており、ブラシ４８の背面にて支持台５６に保持されている。つまり、本実施例の潤滑部材６６は、ブラシ４８を挟んで開口部４４とは反対側に配置されている。そして、例えばステアリン酸亜鉛を含み、ブラシ４８に接触可能に構成されており、画像形成面３０の潤滑性を付与する。

ここで、上述したプレート６８はブラシ作動機構（塗布部材作動機構）７０に連結されている。具体的には、図７及び図８に示されるように、作動機構７０はスイープローラ５２の上方に配設された軸７４を有し、この軸７４の両端は、その一端がハウジング４２の側面に回転自在に支持され、他端がプレート７６の上側に嵌合されている。なお、当該軸７４には押圧片が固定されており、押圧片がプレート６８の上端側に当接可能に構成されている。

一方、作動機構７０はアーム７８を有し、このアーム７８はプレート７６の重心よりも下側で回転自在に支持されている。そして、アーム７８はソレノイド８０に向けて延設されており、ソレノイド８０は装置本体２に固定されている。
そして、画像形成面３０がクリーニングされる場合には、図示しないコントローラからの信号によってソレノイド８０が励磁され、アーム７８がソレノイド８０に向けて移動する。

同時に、プレート７６は、図９の状態から図８に示される如く時計回りに回動し、上記押圧片は、ねじりバネ６９の付勢力に抗してプレート６８を反時計回りに回動させる。これにより、ブラシ４８はベルト１２に向けて移動して画像形成面３０に圧接し、画像形成面３０の残留トナーはブラシ４８に付着する。
次いで、ブラシ４８に付着した残留トナーはスイープローラ５２に吸着され、このローラ５２に吸着した残留トナーはブレード５４で掻き取られて回収される。なお、このブラシ４８の移動に伴い、潤滑部材６６の前端がブラシ４８から離間する（図６）。

これに対し、画像形成面３０のトナー画像が用紙に２次転写される場合には、ソレノイド８０が消磁され、ねじりバネ６９の付勢力によってプレート６８を時計回りに回動させる。これにより、ブラシ４８は、上記回収スパイラル５８に向けて移動し、画像形成面３０から離間する。このブラシ４８の移動に伴い、潤滑部材６６の前端が稜線エッジではなく、面にてブラシ４８に接触する（図１０）。

そして、上述のクリーニングユニット４０を搭載したプリンタ１では、カセット２４から用紙が１枚ずつ繰り出され、この用紙はレジストローラ２８に到達する。このローラ２８は、用紙を保持した状態で一旦停止し、そして、用紙の傾斜やスキューを補正しつつ、ベルト１２の走行に同期したタイミングで用紙を転写部１８に送出する。

また、現像ユニット１０の各ローラ１１ａ〜１１ｄに担持されたトナーはドラム４の静電潜像に向けて移行し、ドラム４の外周面上にトナー画像を形成する。このトナー画像はドラム４の外周面からベルト１２の表面に１次転写され、合成される。続いて、このベルト１２に転写合成された１ページ単位のフルカラートナー画像は転写部１８にて用紙に２次転写される。その後、ベルト１２の表面に残留したトナーはクリーニングユニット４０で除去される。

トナー画像が２次転写された用紙は、定着部２０に向けて送られ、ヒートローラ２０ａと加圧ローラ２０ｂとのニップを通過することによって加熱及び加圧され、トナー画像が定着される。次いで、定着部２０からの用紙はトレイ２２に排出される。
この片面印刷に対し、両面印刷を行う場合には、定着部２０からの用紙はその一部分がトレイ２２上に突出された後、ローラ２１を逆回転させて用紙反転通路２３内に引き戻される。この用紙はレジストローラ２８を経て、転写部１８に向けて再び送られる。そして、この場合には、用紙の未だ印刷がされていない方の面にトナー画像が２次転写される。

以上のように、本発明は、固形潤滑部材６６とブラシ４８とを常時接触させず、これらは必要な場合にのみ接触させることに着目したものである。
そして、本実施例によれば、ベルト１２の画像形成面３０には、ブラシ４８を介して固形潤滑部材６６による潤滑性が付与されている。ここで、ブラシ４８がベルト１２から離間している場合のみ、潤滑部材６６とブラシ４８とが接触する。

すなわち、ブラシ４８を画像形成面３０から離間させた場合には、潤滑部材６６をブラシ４８に接触させ、潤滑剤を画像形成面３０に供給させない。一方、ブラシ４８を画像形成面３０に圧接させた場合には、潤滑部材６６をブラシ４８から離間させており、潤滑剤を画像形成面３０に供給させる。よって、これら潤滑部材６６とブラシ４８とが常時接触される場合に比して、潤滑部材６６の消耗が少なくなる。この結果、潤滑部材６６が小型で済み、ユニット４０の小型化や製造コストの低廉化が達成可能になるし、しかも、ブラシ４８や潤滑部材６６のメンテナンスがフリーになって、ユニット４０の長寿命化も達成可能になる。

しかも、ブラシ４８を画像形成面３０に圧接させた場合に、潤滑部材６６とブラシ４８とを接触させる場合に比して、この潤滑剤がその粒径のまま画像形成面３０に塗布されないことから、例えば、潤滑剤の粒径のうち、大きな粒径のものはブラシ４８の回転に伴って下方に落ち、小さな粒径のものだけが選定されて画像形成面３０に塗布されて均一化される。よって、良好な画像形成面を得ることができる。

また、ブラシ４８が画像形成面３０から離間している場合にのみ、潤滑部材６６がブラシ４８に接触することから、その粒径を確実に選定した後の潤滑剤が画像形成面に塗布可能になる。
さらに、作動機構７０の他、潤滑部材６６を別途作動させる機構を設けなくて良いので、この点もユニット４０の小型化、製造コストの低廉化や長寿命化に寄与する。

さらにまた、ブラシ４８や潤滑部材６６はハウジング４２内に配設されており、潤滑部材６６はブラシ４８の背面側にて開口部４４から離れて配置されている。よって、潤滑部材６６の配置空間をハウジング４２内に確保すれば、現有のクリーニングユニットを大きく変更することなく、固形潤滑部材の設置が可能になることから、この点もユニット４０の小型化等に寄与する。

また、仮に、潤滑部材６６が軟らかい性質を有する潤滑剤であっても、ブラシ４８から微小凝集体のまま画像形成面３０に塗布されず、画像形成面３０には選定された潤滑剤が塗布される。詳しくは、潤滑剤の硬度や粒径の各バラツキが回避され、最適な硬度や粒径の潤滑剤のみが画像形成面３０に塗布される結果、良好な画像が得られてプリンタ１の信頼性向上に寄与する。

本発明は、上記実施例に限定されず、特許請求の範囲を逸脱しない範囲で種々の変更を行うことができる。
例えば、上記実施例では、ブレード５４がスイープローラ５２に接触しているが、このローラ５２を有しない場合には、ブレードはブラシ４８を直接に接触しても良く、また、ブラシ４８の態様もファーブラシに限定されるものではない。

また、上記実施例では画像形成装置として中間転写ベルトを有するプリンタ１に具現化した例を示しているが、本発明のクリーニング装置は、当該ベルトを有しないプリンタ、すなわち、残留トナーを有する感光体ドラムの画像形成面をクリーニングする装置であっても良く、また、複合機、複写機やファクシミリ等にも当然に適用可能である。

本実施例におけるプリンタの概略構成図である。 図１の装置本体に中間転写ユニットを取り付けた状態を示す斜視図である。 図１の装置本体から中間転写ユニット及びクリーニングユニットを取り外した状態を示す斜視図である。 図１の中間転写ユニットの斜視図である。 図１のクリーニングユニットの斜視図である。 図５のクリーニングユニットの断面図である。 図５のクリーニングユニットの斜視図である。 図７の拡大図であり、圧接動作を説明する図である。 図７のユニットにおける離間動作を説明する図である。 図９のユニットの断面図である。

符号の説明

１ プリンタ（画像形成装置）
７ 中間転写ユニット
１２ 中間転写ベルト（像担持体）
３０ 画像形成面
４０ クリーニングユニット（潤滑剤塗布装置）
４２ ハウジング
４４ 開口部
４８ ブラシ（塗布部材）
６６ 固形潤滑部材
７０ ブラシ作動機構（塗布部材作動機構）

Claims (4)

1. トナー画像を有する像担持体の画像形成面に対して圧接及び離間可能に構成されており、該画像形成面に潤滑剤を塗布する塗布部材と、
   該塗布部材に対して接離可能に構成されており、該塗布部材を介して前記画像形成面の潤滑性を付与する固形潤滑部材とを具備し、
   前記塗布部材を前記画像形成面に圧接させた場合には、前記固形潤滑部材を前記塗布部材から離間させる一方、前記塗布部材を前記画像形成面から離間させた場合には、前記固形潤滑部材を前記塗布部材に接触させることを特徴とする潤滑剤塗布装置。
2. 請求項１に記載の潤滑剤塗布装置であって、
   前記塗布部材を前記画像形成面に対して圧接及び離間させる塗布部材作動機構をさらに具備し、
   前記塗布部材は、前記画像形成面をクリーニングする機能を兼ねており、
   前記画像形成面をクリーニングする場合には、前記塗布部材を前記画像形成面に接触させる一方、前記画像形成面に形成されるトナー画像を媒体に転写する場合には、前記塗布部材を前記画像形成面から離間させることを特徴とする潤滑剤塗布装置。
3. 請求項１又は２に記載の潤滑剤塗布装置であって、
   前記画像形成面に対峙した開口部を有し、その内部にする前記塗布部材及び前記固形潤滑部材を配設するハウジングをさらに具備し、
   前記塗布部材は、前記開口部にて前記画像形成面に対して圧接及び離間可能に構成されており、前記固形潤滑部材は、前記開口部とは反対側の前記塗布部材の背面に配置されていることを特徴とする潤滑剤塗布装置。
4. 請求項１から３のいずれか一項に記載の潤滑剤塗布装置を搭載したことを特徴とする画像形成装置。
   

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